简易浴室水温控制电路

课程设计任务书

题目 纯净水加热控制电路

专业：电子信息工程

学号:2008 姓名： ________ 主要内容、基本要求、

主要参考资料等: 主要内容 1.

阅读相关科技文献。 2.

学习protel 软件应用。 3.

学会整理和总结设计文档报告。 4.

学习如何查找相关手册及相关参数。 技术要求 3. 要求电路能够检测纯净水的温度 T 。 4. 要求电路能够通过两根电阻丝实现对加热的控制，具体情况如下:

T 〈 50C 两根电阻丝都工作，电路处于加热状态;

两根电阻丝都不工作，电路完成加热。 此按键能够起到快速加热的作用。 即此按键按下后, 当50 C 〈 T 〈 100C ，两根电阻丝都工作。 6.要求电路能够显示加热的各种状态。

。

主要参考资料 1.

何小艇，电子系统设计，浙江大学出版社， 2006年6月 2.

姚福安，电子电路设计与实践，山东科学技术出版社， 2001年10月 3.

王澄飞，电路与数字逻辑设计实践，东南大学出版社， 1999年10月 4.

李银华，电子线路设计指导，北京航空航天大学出版社， 2005年6月 5. 康华光，电子技术基础，高教出版社， 2003

完成期限：2010年7月3日

指导教师签章： ________________________

专业负责人签章： ______________________

2010年6月25日

目录

50C 〈 T 〈 100C 只有一根电阻丝工作，电路处在保温状态;

T > 100C

5.要求电路设置一个按键,

摘要 (2)

第一章设计目的 (3)

第二章方案的选取 (3)

第三章简易纯净水加热控制电路的功能设计要求 .. 4第四章简易纯净水加热控制电路的基本组成及原理 (4)

第一节纯净水加热电路的组成框图 (4)

第二节各单元电路的工作原理 (5)

一电源电路 (6)

二水温监测和水温范围测量电路 (6)

三电阻丝开关及显示电路 (9)

第五章主要元器件的工作原理及参数 (11)

第六章元器件清单及参考文献 (17)

第七章设计体会 (18)

附录简易纯净水加热控制电路总电路图 (19)

课程设计简易纯净水加热控制电路

摘要

本方案的主要目的是制作一个简易的纯净水加热控制器。该电路主要由电源电路、水温监测和水温范围测量电路以及电阻丝开关和显示电路三部分构成。

水温监测电路的功能是利用温度传感器的特性监测水温的变化，同时将温度信号转化为电信号。水温范围测量电路的功能是利用比较器的原理实现水温范围的确定，同时利用迟滞比较器的迟滞特性避免跳闸现象。电阻丝开关电路的功能是完成控制电路和加热电路的强、弱点转换显示电路的功能是利用发光二极管将电阻丝通电与否显示出来。电源电路的功能是为上述电路提供直流电源。

电源电路由电网供电，通过变压器电路、整流电路、滤波电路和稳压电路来实现；电阻型温度传感器监测水温；用迟滞比较器测量水温范围；显示电路用继电器和发光二极管来实现。方案中各单元电路的原理及示意图都会有所说明。

第一章设计目的

1.熟悉工程实践中电子电路的设计方法和规范，达到综合应用电子技术的目的

2.学习文件检索和查找数据手册的能力

3•学习Protel软件的使用

4.学会整理和总结设计文档报告

第二章方案的选取该方案电源电路采用电网供电，通过变压器电路、整流电路、滤波电路和稳压电路将电网中的220V交流电转换成直流12V电压。稳压电路由三端稳压器实现，用它来组成稳压电源只需很少的外围元件，电路非常简单，且安全可靠。水温测量和水温监测电路主要由电阻型温度传感器和迟滞比较器组成。电阻型温度传感器是最典型也是最简单的一种温度传感器。迟滞比较器不仅可以测量水温的范围，还可以防止跳闸现象的出现。电阻丝开关电路和显示电路主要由电流放大电路和继电器组成。继电器可以提供电阻丝所需要的交流电，而电流放大电路是由三极管组成，是一种比较典型的和简单的电路。用发光二极管构成显示电路更容易观察。

综上所述，此方案电路图构成简单易懂，元器件的价格便宜，还能在一定程度上降低成本。

第三章简易纯净水电路的功能设计要求

1.要求电路能够检测纯净水的温度T

2.要求电路能够通过两根电阻丝实现对加热的控制，具体情况如下：

⑴T<50 °C时，两根电阻丝都加热，电路处在加热状态

⑵50 C vTvIOO C时，只有一根电阻丝工作，电路处在保温状态

⑶T〉100C时，两根电阻丝都不工作，电路完成加热

3.要求电路设置一个按键，此按键能够起到快速加热的作用，即按键按下后，当50C vTvIOO C时，两根电阻丝都工作

4.要求电路能够显示加热的各种状态

5.根据上述要求选定设计方案，画出系统框图，写出详细的设计原理及过程

6.用Protel软件画出电路图，并列出所有的元件清单

第四章简易纯净水电路的基本组成及原理

第一节系统的组成框图

简易纯净水加热控制电路的总体框图如图1 所示。它是由水温监测电路、水温范围测量电路、电阻丝开关电路、显示电路和电源电路5 部分组成的。

图1简易纯净水加热控制电路的总体框图

水温监测电路的功能是利用温度传感器的特性监测水温的变化，同时

将温度信号转化为电信号。水温范围测量电路的功能是利用比较器的原理实现水温范围的确定，同时利用迟滞比较器的迟滞特性避免跳闸现象。电阻丝开关电路的功能是完成控制电路和加热电路的强、弱点转换。显示电路的功能是利用发光二极管将电阻丝通电与否显示出来。电源电路的功能是为上述电路提供直流电源。

第二节各单元电路的工作原理

该电路能够检测出纯净水的温度T,并且能够在不同的温度下通过

两根电阻丝实现对加热的控制。当T<50C时，两根电阻丝都加热，电路处在加热状态，50 C vTvIOOC时，只有一根电阻丝工作，电路处在保温状态，T > 100C 时，两根电阻丝都不工作，电路完成加热，按下S键后, 当50 C

电源电路

电源电路的原理图如图2所示。电路直接从电网供电，通过变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路将电网中的220V交流电转换成+12V的直流电压。电路中变压器采用常规的铁心变压器，电源变压器将交流电网电压220V变为合适的交流电压13V。整流电路采用二极管桥式整流电路，整流电路将交流电压13V变为脉动的直流电压

13V。C1、C2 C3和C4完成滤波功能，稳压电路采用三端稳压集成电路来实现。稳压电路清除电网波动及负载变化的影响，保持输出电压12V的稳定。