风扇温度控制器

1、模拟电子技术课程设计电风扇温控电路 学 院： 信息与控制工程学院 专 业： 自动化 班 级： 自动化12-4班 姓 名： 张凯 学 号 ： 12051430 目录1、 设计思路32、电路原理33、参数确定54、电路实用性分析 65、仿真结果 66、电路元器件资料77、设计总结9一、 设计思路设定电风扇启动时的温度条件，半夜温度降低，电风扇自动停转，保证人们的身体健康。电风扇温度控制器由电源电路，温度检测电路和555时基电路A2等部分组成。220V的电压经过变压，整流，稳压之后，为555的控制电路提供电源，555控制电路让继电器吸合，使电风扇得电运转。二、电路原理：1、总电路图： 电源电路由电源

2、变压器T、二极管VD1VD4、三端稳压集成块A1和电容C1C3构成，可输出稳定的12V直流电压供整机用电。室内温度影响温控电阻RT的阻值，由电阻RP和温控电阻RT分压得施密特触发器的输入端口2、6电压Ui；当Ui大于2/3VDD时，施密特触发器输出低电平，电磁继电器不工作，不给电风扇供电。当Ui小于1/3VDD时，施密特触发器输出高电平，电磁继电器工作，给风扇供电。2、变压整流部分： 220v电压通过变压器变成12v，再经过整流二极管进行整流。C1的作用：整流电路输出的是脉动直流电，这样的电流是不能被用电设备的，电容的作用就是“平峰填谷”，将脉动的直流电转化为比较平滑的直流电，再经过稳压电路得

3、到“纯净”的直流电以供用电设备的使用。C2与C3的作用：C2与C3是与电源并联的电容，大电容的高频特性不是很好，大电容的电感大，而电感对高频的信号来说，阻抗比较大。所以高频的信号，我们一般会用小得电容来进行滤波，而大电容与小电容进行并联，是为了让低频信号和高频信号都可以很好的通过。C6的作用：为了防止自激振荡，在输入端接一个0.1-0.33uF的电容C6；220V的电压经过变压器的变压，整流，稳压，滤波之后，为555控制电路提供了稳定的12V的直流电源。3、施密特触发部分：室内温度影响温控电阻RT的阻值，由电阻RP和温控电阻RT分压得施密特触发器的输入端口2、6电压Ui；当Ui大于2/3VDD

4、时，施密特触发器输出低电平，电磁继电器不工作，不给电风扇供电，风扇不工作。当Ui小于1/3VDD时，施密特触发器输出高电平，电磁继电器工作，给风扇供电，风扇工作。当Ui在1/3VDD和2/3VDD之间时，电风扇的工作状态是不确定的，当我们通过选取适当的温控电阻控制Ui在1/3VDD和2/3VDD时室温差在5之内，完全是符合实际生活运用的，从而起到了风扇温控器的作用。（当Ui为1/3VDD时，此时的温度为上限温度；当Ui为2/3VDD时，此时的温度为下限温度。）电磁继电器的作用：继电器线圈是一个电感性质的器件，电感有一个特性，流经电感线圈的电流不能突变，如果突然切断电感线圈的电流，电感本身就会产

5、生一个很强的电动势，来试图维持电流不变，这个电动势往往非常强，它会击穿试图阻断电流开关，无论是空气开关，还是半导体开关。如果是空气开关，就会击穿空气，造成不能断电，如果是半导体开关，就会烧毁这个开关。二极管就是为这个电动势提供一个泄放的通路，由于电动势的方向与电源的方向相反，所以叫做反向电动势，二极管也是反向接入的。有了它，电动势就不会太高了，保护了开关和其他元器件不至于损坏。三、 参数确定:（1）稳压电路最小输入直流电压和滤波电路的最大输出电压确定：输入输出电压差为3V5V由于输出的直流电压为12V，所以：Uomax+(Ui-Uo)minUUomin+(Ui-Uo)max因此：15VU17V

6、若考虑到电网10%的波动：则稳压电路最低输入直流电压为：UiminUomax+(Ui-Uo)min/0.9计算可得Uimin15/0.9=16.7, 在这里可取17V。(2)变压器副边电压，电流的确定：U2Uimin/1.1 ，IiIimax由于Ii=1.1A（考虑到10%的波动），则U2=17/1.1=15.45V由于输入为工频为220V的电压，则变压器两边之比为220:15.45=13.16（3）整流二极管及滤波电容的确定:计算方法 : C5T x Iimax/(2Uomin)=(5x0.02)x1.5/(2x15.45)=4854uF，这个电容的容值较大，考虑到制造工艺选择电解电容比价适

7、合。和普通电容相比，电解电容法更适合于低频。基于以上原因故选择5mF/25V的电解电容。整流二极管的电流：ID=I2/2=0.75A, 反向峰值电压Urm=2U2=21.85V,所以可选型号为3N253的整流二极管组成整流电桥，极限参数为Id=1.5A，Urm=50V。（4）RTRP的临界值Ui=VDDRT/(RT+RP) 当Ui<=1/3VDD时，Uo=12v； 当Ui>=2/3VDD时， Uo=0v；四、电路实用性分析： 根据每个人对温度要求不一样，我们可以根据调节电阻RP的阻值从而来调节我们所需要的电风扇工作的温度范围，所以具有很高的实用性。五、仿真结果（1）输出直流电压波形

8、：经过整流电路电压由交流变成直流，但有一定的波动，当经过稳压器之后输出波形会相对稳定得多,因此输出电压的波形会平滑许多。纹波是由于直流稳压电源的电压波动而造成的一种现象，因为直流稳定电源是由交流电源经整流稳压等环节而形成的，这就不可避免地在直流稳定量中多少带有一些交流成份，这种叠加在直流稳定量上的交流分量就称之为纹波。当电路稳定后纹波会慢慢消失。（2）施密特触发器输入输出波形： 六、电路元器件资料： 主要元件介绍：整流二极管：整流二极管一种将交流电能转变为直流电能的半导体器件。通常它包含一个PN结，有正极和负极两个端子。特性： 整流二极管是利用PN结的单向导电特性，把交流电变成脉动直流电。整流

9、二极管流电流较大,多数采用面接触性料封装的二极管。整流二极管的外形如图1所示，另外，整流二极管的参数除前面介绍的几个外，还有最大整流电流，是指整流二极管长时间的工作所允许通过的最大电流值。它是整流二极管的主要参数，是选项用整流二极管的主要依据。 图五负温度系数的热敏电阻：NTC是Negative Temperature Coefficient 的缩写，意思是负的温度系数，泛指负温度系数很大的半导体材料或元器件，所谓NTC热敏电阻器就是负温度系数热敏电阻器。它是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料， 采用陶瓷工艺制造而成的。这些金属氧化物材料都具有半导体性质，因为在导电方式上完全类似锗、硅等半导体材料。温度低时，这些氧化物材料的载流子（电子和孔穴）数目少，所以其电阻值较高；随着温度的升高，载流子数目增加，所以电阻值降低。NTC热敏电阻器在室温下的变化范围在10O1000000欧姆，温度系数-2%-6.5%。NTC热敏电阻器可NTC热敏电阻器广泛用于测温、控温、温度补偿等方面特性曲线：图六继电器：图七特性曲线：图八继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电