电子线路课程设计-简易纯净水加热控制电路

1设计背景

电子线路课程设计是电气信息工程类专业学生的重要基础实践课，也是工科类专业的必修课。理论联系实际，提高和培养学生的创新能力，是本课程度目的。这些课程设计课从巩固和加强模拟电子技术.数字电子技术和高频电子线路课程的理论知识出发，要求学生掌握电子线路的一般设计方法了解电子产品研制开发的过程，学会了撰写课程设计总结报告，通过查阅手册和文献，我学会了独立分析问题和解决问题都能力，加强了我们的创新能力和创新思维训练。＆字电子技术

我们大多数人都用过饮水机，有些人可能对饮水机好很好奇，为什么饮水机会自动加热？为什么饮水机能指示它所处的加热状态？......今天这个课题将来探索这些问题。

现今越来越先进的饮水机已经进入我们的生活，无论多么先进，但其原理是相通的。在众多品牌、型号饮水机产品中，归纳起来不外乎是温热、冰热、冰温热三种类型，冰热机又分半导体制冷饮水机和压缩机式制冷饮水机两种。决定买什么类型的饮水机，主要从饮水人数和制冷速度来考虑。就制冷速度而言，在制冷时间相同情况下，压缩机式制冷饮水同要比半导体制冷饮水机快得多，冰水供应量也比后者多。因此，压缩机式制冷饮水机适合饮水人数较多的场合，例如集团公司、事业单位、会议室、写字楼、办公室、酒吧、卡拉OK厅等。而人数不多的单位、宾馆客房和一般家庭等，选购半导体制冷饮水机就足够了。

2电路组成及工作原理

2.1 简易纯净水加热控制系统框图

控制电路由温度传感器将温度转化为电信号，传输给比较器进行比较，然后将比较结果给控制系统进行温度调控

图2.1简易纯净水加热控制系统框图

2.2 电路主要组成部件

一、温度传感器AD590

AD590是美国ANALO G DEV ICES 公司的单片集成两端感温电流源。

其主要特性如下：

(1) 流过器件的电流(μA) 等于器件所处环境的热力学温度(开尔文) 度数：

Ir/T=1 (1)

式中，Ir—流过器件(AD590) 的电流，单位为μA；T—热力学温度，单位为K；

(2) AD590的测温范围为- 55℃~+150℃；

(3) AD590的电源电压范围为4～30 V，可以承受44 V正向电压和20 V反向电压，因而器件即使反接也不会被损坏；

(4) 输出电阻为710 mΩ；

(5) 精度高，AD590在- 55℃~+150℃范围内，非线性误差仅为±0.3℃。

图2.2.1 AD590原理图

二、 MK3P继电器

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.较低的电压去控制较大电流.较高的电压的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调

节、安全保护、转换电路等作用。Mk3p继电器参数：

尺寸 Size(mm) 34.7*34.7*502.触点分布形式 Terminal layout 3Z/3C3.触点容量 Contact capacity AC 10A 220VDC 10A 28V4.接触电阻Contact resistance(mΩ) 小于等于50mΩ5.绝缘电阻Insulation resistance(mΩ) 大于等于500MΩ6.抗电强度Dielectric strength BOC 1000VACBCC 1500VAC7.线圈额定电压Coil nominal voltage AC 6 to 220VDC 6 to 110V8.线圈额定功率Coil nominal power AC 小于等于3.5VA DC 小于等于2W 9.电气寿命(次) Electrical life(OPS) 100,00010.机械寿命(次) Mechanical life(OPS) 10,000,000 11.使用环境温度 Operating temperature(℃) －40～+5512.重量 Weight(g) 小于等于6913.安置方式 Mounting methods 插入式Outlet

图2.2.2继电器原理图

2.3工作原理

由AD590温度传感器将水温信号转化为电信号，计算得由温度

传感器转化的电压，50度时对应的电压为3.23V，100度对应的电压为2.73V。

电阻R1、R2、R3、R4组成的电路由+12V电压源提供电压，R3、R4是分压电阻，使通过比较器“+”的比较电压分别为2.23V和2.73V。

当温度小于50度时，比较器C1、C2导通，继电器J1、J2闭合，电热丝L1、L2同时加热。同时C1、C2输入高电平，发光二极管D1发光，显示加热状态。

当温度大于50度小于100度时，比较器C1截止，C2导通，继电器J1开启，J2闭合，电热丝L2加热。同时C1输入低电平，C2输入高电平，发光二极管D2发光，显示保温状态。

当温度大于100度时，比较器C1、C2截止，继电器J1、J2开启，，电热丝都不加热。同时C1、C2输入低电平，发光二极管D3发光，既不保温又不加热。

开关S是快捷加热健，无论电路处于何种状态，按下开关，则电热丝L1、L2同时加热。

图2.2.3简易纯净水加热控制电路原理图

3元器件选择与元器件清单

3.1 元器件选择

3.1.1 电阻

电阻的种类很多，通常分为碳膜电阻，金属电阻，线绕电阻等：它又包含固定电阻与可变电阻，光敏电阻，压敏电阻，热敏电阻等。

常见的碳膜电阻或金属膜电阻器在温度恒定，且电压和电流值限制在额定条件之内时，可用线性电阻器来模拟。如果电压或电流值超过规定值，电阻器将因过热而不遵从欧姆定律，甚至还会被烧毁。

此电路中应选用R1、R2均选用1/4W碳膜电阻器；R3选用1/2W 金属膜电阻器。RP1、RP2均选用小型膜式线性电位器。

电阻符号

3.1.2 电容

在电子线路中，电容用来通过交流而阻隔直流，也用来存储和释放电荷以充当滤波器，平滑输出脉动信号。小容量的电容，