电子技术课程设计小型加热控制器.doc
课程设计名称：小型加热控制器 学号： 10177010 姓名： 赵轩 专业和班级： 电气工程及其自动化 指导教师： 吴扬 2012年 3 月23日目录1.摘要（1）2.关键词·.（1）3.正文·.（2） 1.1 小型加热控制器的设计任务与要求.（3）1.2 小型加热控制器总体方案的构思及系统框图（3）1.3 小型加热控制器单元电路设计（元器件选定和参数计算）（4）1.4 小型加热控制器总电路图1.5 元器件清单（11）1.摘要：本文介绍了一种小型加热控制器的设计方案，该方案通过制冷器A、B将实际温度T控制在一个合适的范围内，且中心温度可调。先设计出直流供电系统，一方面通过温度变送器把温度信号转换成电压信号，通过放大器转化为所需要的电压；另一方面通过温度范围的设定设定所需要的电压；把两者电压进行范围比较，也就是通过滞回比较电路进行比较，最后通过继电器的控制，控制两个加热器A，B，实现加热.在设计整个框图之前，需要对个个部分一一设计，从整个构架来看，要设计小型加热控制器，最重要的是对滞回比较电路的设计，接着是对放大电路的设计和温度范围设定的设计，最后是的直流供电的设计，因此本文将对这个部分一一阐述，最后进行参数选择，实现目的。2.关键词：直流供电，放大电路，滞回比较器，参数选择，加热器3.1 小型加热控制器的设计任务与要求设计任务：通过加热器A、B将实际温度t控制在一个合适的范围t1t2内，且中心温度可调。要求：1）当t<t1时，加热器A、B均工作；当t1<t<t2时，加热器B工作； 当t>t2时，加热器A、B均停止工作。（t1<t2）2)电路在t1、t2温度点不能出现跳闸现象。3.2 小型加热控制器总体方案的构思及系统框图3.3 小型加热控制器单元电路设计（元器件选定和参数计算）（1）范围比较电路的设计A.滞回比较电路工作原理：为了能对信号做双电平比较，通常在比较电路中引入正反馈，这时比较电路的电压传输特性具有磁滞回线形状，故称为滞回比较电路，如图，输入信号ui通过电阻R1从反相端输入，同相端通过电阻R2接地，Rf跨接在同相端与输出端之间，电路引入了正反馈。其工作原理如下： 设比较电路的初始状态u0=+UOM当由低像高变化至时，比较电路的输出电压由+UOM跃变至-UOM，其转换过程如上图所示。此时同相端的基准电压为B.范围比较电路图 例如本组参数的中心温度为2035，温度的变化范围为-2+2，在中心温度的两个极限温度，其电压传输特性曲线为下图所示。20时电压传输特性 A B35时电压传输特性 A BA、B范围比较电路如下图C范围比较电路的参数选择中心温度为20时，滞回比较电路A当 U0=2V时，U+=2.3V; U0=0V时，U+=2.0V代入上式得R7/R4=17/3取R4=30K,则R7=170K又R3=R4/R7=25.5K将R4、R7代入式中，解得URA1=2.4v同理求得滞回比较电路BR8/R6=7/3,R5=R6/R8取R6=30K,则R8=70K,R5=21KURB1=2.9v中心温度为35时 URA2= 3.5v , URB2=4.3v由于要使U0的电压在02V 间跃变，故稳压二极管应选择DZ1=2V，型号为2CW100,工作电流20mA.三极管参数选择为3DG100，电流放大系数=40.控制加热器开关的继电器应选择型号为JQX-13F-12V.当U0的电压为2V时，此时的三极管相当于开关闭合，继电器开始工作，工作电流为IC=12/160=0.075A，则IB=IC/=1.875mA其中控制加热器开关的继电器应选择型号为JQX-13F-12V.R9= (2-0.7) /1.875*1000=693 , R10=693（2） 温度信号放大器的设计A.温度信号放大器电路图温度变送器是一种将温度变量转换为可传送的标准化输出信号的仪表。例如，本设计将温度的变化转换成电压的变化，然后经同相比例运算放大器得到后端范围比较电路所需的ui。B.放大器参数选择当温度变为20时，温度变送器输出的电压为20*0.025=0.500v，而经放大器放大后的电压为2.3v，则放大倍数Auf=2.3/0.500=4=1+Rf/R1,得到Rf/R1=3.选取R1=10K,则Rf =30KR2=R1/ Rf =7.5K（3） 温度范围设定的设计A.温度范围设定的电路图B.参数选择因为直流电压5v, 调节滑动变阻器R12可使电压在2.4V3.5V之间变换，调节R15可调节电压为2.9V4.3V其在R11、R12、R13上的压降分别为1.5 V、1.1 V、2.4 VuRA与uRB 之间的电压差范围在0.50.8V之间，故选择DZ2=1v的稳压二极管，选择型号为BWA50A,其工作电流为83mA选取R11=15KR12=11KR13=24KR14= (5-2.4-1)/0.083=19取R15=10K （4） 系统直流供电电路的设计A 系统直流供电电路图B 参数选择采用2025W的降压变压器，将220交流电变成15V，经桥式整流、电容滤波，再经三端稳压器LM78XX稳压，输出可得XX电压。由于电路需要+5V需要作为直流电源,而电路所需的继电器型号为JQX-13F-12V，故选取三端稳压器为LM7812,+5V可由外接电阻来实现。集成三端稳压器使用时只需在其输入端和输出端与公共端之间各并联一个电容器即可。Ci用以抵消输入端较长接线的电感效应，防止产生自激震荡。C0是为了瞬时增减负载电流时不致引起输出电压有较大的波动。Ci、C0一般在0.11uF之间。电容Ci=0.33uf，C0=0.33uf3.4 小型加热控制器总电路图3.5 元器件清单1电阻R110K12电阻R27.5 K13电阻Rf30 K14电阻R325.5 K15电阻R430 K16电阻R521 K17电阻R630 K18电阻R7170 K19电阻R870 K110电阻R9693111电阻R10693112电阻R1115 K113电阻R1211 K114电阻R1324 K115电阻R1419116电阻R1510 K117电容0.33uf218集成三端稳压器LM7812119集成运算放大器F007320继电器JQX-13F-12V221稳压二极管BWA50A122稳压二极管2CW100223三极管3DG1002
