简易恒温控制

1、Hefei University电力电子技术课程设计项目名称：简易恒温控制电路设计学科专业：自动化作者姓名：完成时间：2014-05-24 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 摘要2 HYPERLINK l bookmark19 o Current Document 一、题目要求与设计思路3 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 1、题目要求3 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 2、设计思路3二、工作原理4 HYPERLIN

2、K l bookmark30 o Current Document 1、直流电源模块4 HYPERLINK l bookmark33 o Current Document 2、电路原理图4 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 3、实现方案5 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 三、硬件设计5 HYPERLINK l bookmark43 o Current Document 热敏电阻5NE555 6稳压芯片7 HYPERLINK l bookmark49 o Current Document 四、总

3、结8 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 参考文献8附：实物图9摘要本作品简易恒温控制电路通过线性电源供电，用热敏电阻检测，利用NE555控制电路产生 高低电平让继电器通断从而达到间断加热，继而实现恒温控制。本系统具有用途广泛、精度 较高、造价低廉、装调容易等特点。关键词：热敏电阻 NE555继电器一.题目要求与设计思路1、题目要求设计出恒温控制的电路，要求通过双向晶闸管的调压作用，使负载电流得以 调节，从而实现对负载温度的调节，最终使负载温度达到恒定状态。2、设计思路利用热敏电阻测出现场温度，再利用NE555比较现场与设置的恒温，当现场的 温度

4、低于设置的恒温时，产生触发脉冲使晶闸管导通给环境加热直到恒温。2主 体实现框图当实际温度T1小于设定温度时T2时，通过热敏电阻阻值的改变比较电路电 压的大小，然后通过比较电路来控制温度控制电路，使电阻丝导通，加热。当实际温度T1大于设定温度T2时，通过热敏电阻阻值的改变来改变电路电 压的大小，然后通过比较电路来控制温度控制电路，使电阻丝断路，停止加热。1、直流电源模块设计要求电源供给所有模块供电（+5v, +6v）。整流桥起到把交流电信号转化为脉动交 流电信号，三端稳压芯片LM317和LM337起稳压作用，3300uF、10uF和1uF电解电容和10nF 瓷片电容起滤除纹波作用，203电位器由

5、于调节输出电压的大小，发光二极管起到检测电路 是否正常工作的作用。输出电压提供给各单元电路。直流电源原理如下图5所示：LINE VOL TAMLM317Lbl -G7 K，g壬加FVB.EGCiCTHHnUU2：:I C2| CeLINE VOL TAMLM317Lbl -G7 K，g壬加FVB.EGCiCTHHnUU2：:I C2| Ce . tOjjF = 3,3mF _e 一LM3W 以!.6-TOLTAGtE- - LilBTE- THEG：2kD . Kty=A 14R22QCQ图5电源模块2、电路原理图主电路部分：由直流6V电源供电，一方面给加热丝加热，另一方面是给NE555提供6

6、V的工作电压，温度控制电路由热敏电阻RT，电位器RP1RP3，电阻 器 R2R4，发光二极管VL1，VL2时基集成电路IC，晶闸管VT和电热丝EH组成。3、实现方案刚接通电源时环境的温度低于RP3设置的温度，此时RT的阻值较大，IC的2 脚和6角电压均低于5脚电压，3脚输出高电平，VT受触发而导通，电热丝通电 EH通电开始加热。随着温度的不断上升，RT的阻值逐渐减小，当温度达到设定 温度时，IC的2脚大于5脚电压的1/2,6脚电压大于或等于5脚电压时，IC内 电路翻转，3脚输出低电平，VT截止，EH停止加热，温度开始逐渐下降，同时 RT阻值开始增大，使IC得2脚和6脚电压缓慢下降。当IC的6脚

7、电压低于5 脚的电压，2脚电压小于或等于5脚电压的1/2时，IC的3脚又输出高电平，使 VT导通，EH又开始加热。在EH通电工作时，D1点亮；在EH断电停止加热时， D1熄灭。通过以上过程周而复始地进行，即可使受控温度恒定在设定的温度附 近。三、硬件设计1.热敏电阻热敏电阻利用的原理是温度引起电阻变化.测量电导从而推算出温度的高 低，并能做出电阻-温度特性曲线.这就是半导体热敏电阻的工作原理。热敏电 阻包括正温度系数（PTC）和负温度系数（NTC）热敏电阻，以及临界温度热敏电 阻（CTR）。热敏电阻的主要特点是：灵敏度较高，其电阻温度系数要比金属大 10100倍以上，能检测出10-6C的温度变

8、化；工作温度范围宽，常温器件适 用于-55C315C，高温器件适用温度高于315C（目前最高可达到2000C）， 低温器件适用于-273C55C :体积小，能够测量其他温度计无法测量的空隙、 腔体及生物体内血管的温度；使用方便，电阻值可在0.1100kQ间任意选择； 易加工成复杂的形状，可大批量生产；稳定性好、过载能力强。本次实验选 用负温度系数热敏电阻（10K）下表为此热敏电阻温度阻值对照表:25W672.4665269.62813682.3957279.27243692.32732288.9321 1702.26728298.6064712.19747308.29461722.135833

9、17.99605732.07625_ 327.71009742.01866337.43612751.9S299347.17358761.90916356.92192771.85711366.68064781.806743754的容791.75803386.22727801.710892.NE555NE555是属于555系列的计时IC的其中的一种型号，555系列IC的接脚功 能及运用都是相容的，只是型号不同的因其价格不同其稳定度、省电、可产生的 振荡频率也不大相同；而555是一个用途很广且相当普遍的计时IC，只需少数 的电阻和电容，便可产生数位电路所需的各种不同频率之脉波讯号。NE555引脚位配

10、置说明下KE555内部功能检图Pin 1 （接地）-地线（或共同接地），通常被连接到电路共同接地。Pin 2 （触发点）-这个脚位是触发NE555使其启动它的时间周期。触发信号 上缘电压须大于2/3 VCC,下缘须低于1/3 VCC。Pin 3 （输出）-当时间周期开始555的输出输出脚位，移至比电源电压少 1.7伏的高电位。周期的结束输出回到O伏左右的低电位。于高电位时的最大输 出电流大约200 mA。Pin 4 （重置）-一个低逻辑电位送至这个脚位时会重置定时器和使输出回到 一个低电位。它通常被接到正电源或忽略不用。Pin 5 （控制）-这个接脚准许由外部电压改变触发和闸限电压。当计时器经

11、 营在稳定或振荡的运作方式下，这输入能用来改变或调整输出频率。Pin 6 （重置锁定）-Pin 6重置锁定并使输出呈低态。当这个接脚的电压 从1/3 VCC电压以下移至2/3 VCC以上时启动这个动作。Pin 7 （放电）-这个接脚和主要的输出接脚有相同的电流输出能力，当输出 为ON时为LOW,对地为低阻抗，当输出为OFF时为HIGH，对地为高阻抗。Pin 8 （V +）-这是555个计时器IC的正电源电压端。供应电压的范围是+4.5 伏特（最小值）至+16伏特（最大值）。3.稳压芯片LM317:用lm31/lm33系列三端稳压IC来组成稳压电源所需的外围元件极少，电路 内部还有过流、过热及调

12、整管的保护电路，使用起来可靠、方便，而且价格便宜。 该系列集成稳压IC型号中的lm31或lm33后面的数字代表该三端集成稳压电路的 输出电压，如lm317表示输出电压为正6V，lm337表示输出电压为负6V。因为三 端固定集成稳压电路的使用方便，电子制作中经常采用。最大输出电流1.5A，输出电压固定的低压差三端稳压器；输出电压5V；输出电流1A；输出电流1A 时，最小输入输出电压差小于0.8V ；最大输入电压26V；工作温度-40+125C； 内含静态电流降低电路、电流限制、过热保护、电池反接和反插入保护电路。四、总结综合测试表明，我们的设计基本满足了设计要求，制作出相对稳定恒温控制 电路。通过本次电力电子的课程设计，使我掌握了晶闸管、双向晶闸管、NE55、 热敏电阻的使用方法、元件件连线、电路焊接等。课程设计能帮助我们除了掌握 课本上的理论知识外，更能帮助我们提高我们的动手实践能力。、对于电力电子 这门课程，平时上理论课可能会有些抽象，难以理解。所以课程设计通过实践让 我们有了更深一步的理解。对于电力电子器件我们有了深刻的认识，当你拿到一个器件的时候怎么去 把他的引脚