浴室水温控制器的设计 一设计目的 进一步熟悉模拟和数字设计方法和

浴室水温控制器的设计
一.设计目的
进一步熟悉模拟和数字设计方法和规范，达到综合应用电子技术的目的，并培养了动手能力，学会阅读相关科技文献，查找器件手册与相关参数，整理总结设计报告，学习protel软件的使用。

二.任务要求
设计浴室水温控制器，要求水温能控制在35-40℃之间，要求画出完整的电路图.
三.方案特点
可以设置温度上下限，具有较大范围的控制功能，当控制器的控制温度处于临界状态时，继电器不会频繁转换工作状态，精度较高.
四.总的逻辑图
五.组成部分分析
（1）测量及放大跟随部分：
电路如上图所示，温度采集及测量部分是测量电桥，其中采集部分采用PTC热敏电阻传感器，特点是线性度和互换性都较好。

采用正温度系数T-121型传感器。

RT将测得温度信号转换为电压信号，通过仪表用放大器INA102和电压跟随器AD9620（起隔离作用，防止负载影响）将其信号放大。

其中W1为3296型多圈精密可调电阻。

（2）电源部分：
电路如上图所示，为了给本电路中的各元件提供正常工作的电压，需要将220V电压转换为运放工作的+5V，-5V电压以及继电器工作的+12V 的电压，分别采用W7805，W7905，W7812三个三端稳压器。

C3，C4用来消除自激振荡，应小于1uF，取0.1uF，C5，C6，C7消除高频信号，取0.1uF，D3，D4起保护作用，选用IN4148。

以下对C1，C2滤波电解电容的估算：W7805要求输入10V，设最小平均电流为200mA，则Rl=10/200×0.001=50Ω
C=（3～5）×20×0.001/（2×50）=600～800uF
U2=10/1.2≈8.33V
U=1.1×1.414×8.33≈15V
所以，取C1，C2为700uF，耐压值为20V
（3）温度比较及控制部分
这是本方案中的核心部分，电路如上图所示，TL080两个运放分别为反相输入和同相输入，W3设定下限温度，W4设定上限温度，其中W3，W4是WXD3-13型多圈电位器，T1，T2，T3，T4组成多级放大电路来驱动继电器，采用C8050型号的三极管。

W2为3296多圈精密可调电阻数字表头采用ICL7101 LED表头，3 1/2 位，可采用AE5543。

带动加热元件工作的继电器为磁保持继电器，JA，JB为同一继电器的两组线圈，该继电器的特点是采用脉冲驱动，具有记忆功能，动作速度快，耗热小。

（4）工作加热部分：
工作加热部分为加热器，考虑到是人们日常用具，故要考虑安全问
题，采用导热性能好，安全性能佳的加热器即可。

六.工作原理及原理图
原理图见下页，首先要校准温度表头，闭合K1，打开K2，三路开关K3拨到1处,将传感器探头放入冰水混合物中，调节W1，W2使数字表头显示0℃，再将探针放入沸水中，调节W1，W2使表头显示100℃，用标准温度计比较，调节W1，W2反复数次校准调整后即可使用，这时K3接2来调整W3，使表头显示35℃，K3接3来调整W4，使表头显示40℃。

这时温度设定工作完成
测量信号经放大跟随后与两个比较器运放反相和同相输入端比较，低于下限时，上方运放输出直流脉冲电平使JA吸合，加热器工作，上升到下限值时，由于磁保持作用，JA触点继续闭合，加热器工作，继续升温，到上限值时，下方运放输出直流脉冲电平使JB吸合，带动JA转为常开，
停止加热，温度开始下降，降到下限值后，JB磁保持使JA仍为常开，加热器不工作，直到低于下限值后，重复加热过程，具备温度记忆功能。