电热毯温度控制器设计毕业论文.docx

泰山学院本科毕业论文题 目电热毯温度控制器设计系（院、部）年 级专 业姓 名学 号毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日利用555时基电路设计制作电热毯温控器摘要：本设计论文以555时基集成电路的基本结构和工作原理为基础，来设计制作一种控制电热毯温度的温度控制器。鉴于市售电热毯一般只有高、中、低三个温度档。在使用时，拨在高档，入睡后总被热醒；拨在低档后，有时醒来会觉得温度不够。为此，我们设计这种电热毯温度控制器，把电热毯的温度控制在一个适宜的范围内。利用555时基电路设计的电热毯温度控制器可以把温度根据人的需要设定在一定范围内，与传统的只具有高中低三个温控档的电热毯相比较优势明显，此设计操作可以熟练对555时基电路在实际电路中的应用，更好地了解555时基电路的工作原理及内部结构。关键词：555时基电路 单稳态触发一、 引言随着现代社会的不断发展，高科技产品也越来越多而且也越来越被人们用到实际生活当中，使人们的生活更加美好，人们注重健康和舒适的重要性，因而利用科技发展保健器材就变得更迫切，利用555时基电路设计的电热毯温度控制器可以把温度根据人的需要设定在一定范围内，尤其是在北方大部分地区，人们更迫切地需要它。因此基于对555时基电路设计的电热毯温度控制器的分析与研究有着重要意义。二、 主要器件的基本结构和工作原理【1.地 2.触发 3.输出 4.复位 5.控制电压 6.阀值电压 7.放电 8.电源】555定时器是一种将模拟功能和逻辑功能结合在同一块芯片上的集成电路，8脚封装。最初由美国signetics公司在1972推出投放市场,很快得到广泛应用，也因为应用广泛，许多其它公司也推出了功能一样的类似型号。此芯片内使用了3个精度较高的5k分压电阻，型号由此而得名。ne555是双极性器件的集成电路，内含2个555电路的型号为ne556，为14脚。另有cmos工艺的7555和7556。ne555电压使用范围为4.5v - 18v.7555则为3v - 15v。2.2双向可控硅双向晶闸管的电气图形符号双向可控硅（bcr）又称双向晶闸管（triac）属于npnpn五层器件，三个电极分别是t1、t2、g。因该器件可以双向导通，故除门极g以外的两个电极统称为主端子，用t1、t2。表示，不再划分成阳极或阴极。其特点是，当g极和t2极相对于t1，的电压均为正时，t2是阳极，t1是阴极。反之，当g极和t2极相对于t1的电压均为负时，t1变成阳极，t2为阴极。双向可控硅由于正、反向特性曲线具有对称性，所以它可在任何一个方向导通。三、 设计过程 3.1总体方案温度检测电压比较电源220v限流降压、滤波、稳压总体方案框图如下双控硅主加热电路555时基电路 电热毯温控器主要组成图根据本设计要求及性能指标，并考虑可行性、可靠性及经济性等各种因素，可确定电热毯温控器主要组成部分方块图如上图所示，它由限流降压滤波稳压单元、温度检测电压比较单元、ne555时基电路和双控硅主加热电路单元等部分组成。3.2总体电路设计3.2.1电路原理图 电热毯温控器电路图3.2.2电路原理 工作原理：电路如上图所示。图中ic为ne555时基电路，其中rp3为温度调节电位器，它的滑动臂电位决定icne555电路的触发电位v2和阀电位vf，并且v5=vf=2vz。220v交流电压经过c1、r1限流降压以及d1、d2整流、c2滤波和dw稳压后，可获得9v左右的电压供ic用。在室温下接通电源后，因为已经调v2vz、v6vz,v6=vf时，ic翻转，3脚变为低电位，bcr截止使电热丝停止发热，其温度开始渐渐下降，bg1的电流i随之逐渐减小，使v2、v6降低。当v6vf，v2=vz时，ic的3脚又回到高电位，bcr又被触发而导通，电热丝又开始发热。 元件选择：bg1可选用3ax、3ag等pnp型锗管;bcr可选用400v以上的小型塑封双向可控硅，其它的原件可按图标选用。 制作要点；bg1热敏传感器可用耐温的细软线引出来，并将其和管脚接头装入一电容器铝壳内，里面注入导热硅脂制成温度探头，在使用时把该探头放到适当部位即可。3.3主控电路 电热毯温控器主控部分原理图 上图中ic是ne555时基电路；在室温下接通电源，因以调节v2vz、v6vz,v6=vf时ic翻转，3脚变为低电位，bcr截止使电热丝停止发热，其温度开始下降，bg1的i又随之逐渐减小，v2、v6降低；当v6vf,v2=vz时，ic的三脚回到高电位，bcr又被触发导通，电热丝又开始发热。3.4电源电路设计 电热毯温控器电源部分原理图 电热毯温控器电源部分电路如上图所示，220v交流电经c1、r1限流降压，d1、d2整流以及c2滤波和dw稳压后，可获得9v左右的电源供ic使用。3.5温度控制电路 电热毯温控器温度控制部分原理图 电路图如上图所示；图中ic为ne555时基电路；rp3为温度调节电位器，它的滑动臂电位决定了icne555的触发电位v2和阀电位vf，且v5=v2vz。在室温下接通电源，因为以调节v2vz、v6vz,v6=vf时，ic翻转，3脚变为低电位，bcr开始截止电热丝停止发热，其温度开始渐渐下降，bg1的电流i随之逐渐减小，v2、v6降低。当v6vf、v2=vz时，ic的3脚回到高电位，bcr有被触发导通，电热丝又开始发热。四、 电路的组装调试4.1元件选择一、 双向可控硅的选择400v以上的小型塑封双向可控硅二、 电容的选择c1=0.68uf/400v c2=470uf/50v c2为铝电解电容三、 电阻的选择r1=680k r2=1k r4=10k r5=5k rp1=5k rp2=10k rp3=5k rp4=5k 四、 热敏传感器的选择热敏传感器bg1可用耐热的细软线引出，并将其连通管脚接头装入一电容器铝壳内，并注入导热硅脂，制成温度探头。使用时可把该探头放到适当部位即可。4.2组装与调试1. 组装前先用万用表对每一个元件进行检测2. 按以上电路图进行组装，并进行试验，观察电热毯温度变化情况，分析检测电路的工作状态。3. 如果电路不工作，可由前至后逐渐测量各级输出端有没有变化的电压信号，以判断电路各级工作状态，排除故障。4.3安装注意事项 该安装装置安装后的效果与安装的位置和方式存在直接的关系，为达到理想效果必须合理的安装。1. 要避免有水和空气潮湿的地方；2. 应在电热毯上面加一层小摊子以防烫伤3. 安装时小心，不要把元件弄坏或弄丢4.4故障分析 在调试的过程中，可能会遇到电热毯的温度控制不在自己想要的范围之内的问题，在这个时候，我们可以改变rp3，rp4，r5的大小，通过一些比较，调试；最后来调试出一个最佳的范围。再就是感温元件也是一个很容易出现问题的部分，这个部分可通过调节感温元件在电热毯内的位置，并根据电热毯的表面人可以感觉到的温度再来确定最后的温度调节数据和参数。最后，要注意电子元件工作的温度情况，如某个元件的温度不正常，就必须通过改进电路来解决该元件的过热问题，防止出现元器件的毁坏击穿现象以及安全问题。五、 所需元件清单六、 结论 利用 555时基集成电路设计的电热毯温控器不仅有控制温度精确还有随开随关等优点。近些年，随着社会发展迅速、竞争日益激烈，电热