电饭锅温度控制器设计_电路图_PCB图

电饭锅温度控制器设计

目录

一、设计要求

二．设计作用、目的 (2)

三．设计的具体实现 (3)

3.1设计概述 (3)

3.2单元电路设计，仿真与分析 (6)

3.3PCB版电路制作 (13)

四．心得体会 (14)

五．附录 (15)

5.1元件明细表 (15)

5.2电路原理图 (16)

六．参考文献 (17)

一、设计要求

(1)自主设计电路，了解学习元件性能特性，设计参数，进

行MULTISIM仿真并制作PCB电路板。

(2)主要设计电饭温温度控制器，实现电饭锅温度加热和保

温过程受温度控制，自动切换。使电饭锅的温度稳定保持

在65°——70°之间。

(3)开启阶段，电路温度较低，温控电阻较大，实现电路加

热，三极管导通，红灯亮起。当加热温度达到103°，加

热停止，绿灯亮起，进入保温阶段。

二．设计的作用、目的

模拟电子技术是自动化专业重要的专业基础课程。电子电路设计及制作课程设计是电子技术基础课程的实践性教学的重要环节。通过设计，仿真，制版等相关程序，帮助我们深入了解模电理论知识，熟练掌握相关实践，对我们知识的学习和运用起到积极的作用。

电饭煲等家用电器和我们的生活息息相关，温控系统在电饭煲加热和保温过程中都起到重要作用，了解其中的主要工作原理和相关元件性能的应用，制作MULTISIM仿真图和PCB板子是此次设计的主要目的。

温度控制器是电饭煲必不可少的部分，而且绝大多数是智能电脑控制系统，能自动实现温度加热和保温过程，给人们生活带来方便。温控系统不仅应用于电饭煲之中，而且广泛应用于壁挂等加热设备中，是节能采暖综合体系中一个极为突出的最重要的环节。

方便——每天自动定时控制提前或延后开关调节电饭煲，免去人工操作，对上班一族日常生活十分必要。

节能——温控系统通过三极管导通与否控制双向晶闸管加热开关，从而控制热敏电阻，使电饭煲温度控制在65°~70°之间，省去了不必要的加热过程，起到了节能的作用。

安全——性能良好的温度控制器可以随温度变化自动控制电路工作，不会出现加热过久导致失火等现在出现，在方便的同时使用安全放心。我们应该进行深入设计，研究。

三．设计的具体实现

1．概述

本电饭煲温度控制器设计灵感主要来自其他温度控制器的工作原理图和组成部件工作特性，经过仔细设计，组合和仿真之后成型的。电饭煲温度控制器主要由加热和保温两部分组成，总体设计目的就是要实现加热和保温过程自动切换和指示灯的交替开启，全部器件都是为之服务。

电路主要由以下几部分器件组成：220V交流电压源，热敏电阻，电容，A741集成运放，滑动电阻和若干普通电阻，晶闸管，

LED 发光二极管，二极管和三极管等。

电路的总体框图如图1所示，它是由温度信号采取电路、

温度信号处理电路、控制温度电路、显示电路四部分构成的。

图1电饭锅温度控制总体框图

图2 加热电路

首先，介绍加热过程工作原理。加热是温控的第一过程，主要器件有220V 交流电压源，热敏电阻，A741集成运放，三极管以及双向晶闸管等组成。第一，开启阶段电饭煲整体温度较低，由于热敏电阻工作特性（电阻值和温度变化成反比），知电阻值较高，使得A741集成运放的3管脚处于高电平，即（3>2）。第

温度采集信号 温度信号处理电路 控制温度电路 显示电路

二，由于同向输入端输入，管脚6处于高电平，通过电阻R6的电流超过发光二极管LED2的导通电压，使得三极管处于导通状态，从而使双向晶闸管VTH2出发温度上升，加热过程开启，LED2亮起红灯，指示加热过程正在进行。第三，三极管VT集电极为低电平，VTH1处于截止状态，阳极为高电平，VD1也处于截止状态，所以RP2对感温电桥没有影响。加热过程处于独立工作状态。

图3 保温电路

其次，当温度高于103°时，温控电路将开启保温模式，加热过程停止。第一，由于温度上升，导致热敏电阻阻值下降，集成运放A741管脚2电位高于管脚3，管脚6处于低电平状态，不足以使三极管VT导通从而激发双向晶闸管加热。第二，三极管发射极处于高电位，所以晶闸管VTH1处于高电位激励，产生反向触发，由于电流源阳极作用，晶闸管阳极也有触发，所以导致

晶闸管导通，通过电阻R4，使得发光二极管LED1指示绿光，温控电路处于保温工作状态。第三，随着温度变化，使热敏电阻阻值交替变化，从而控制集成运放以及三极管工作状态和管脚电位高低。控制温控电路加热与保温情况交替进行，实现温度控制。

以上是电饭煲温控系统设计的总体思路和方案，大体介绍了电路主要部分的划分和组成，介绍了电路加热和保温等过程自动控制的工作原理。

2.单元电路设计，仿真与分析

下面再具体介绍一下每部分电路的选择、设计及工作原理。

首先，电桥电路（如图4）

R12

10kΩ

Key=A

50%

Rp1

10kΩKey=A

50%

R1

6.8kΩ

R2

10kΩ

1

4

C1

47nF

6

3

图4 电桥电路

由滑动变阻器RP1,热敏电阻R12电阻R1,R2.组成感温电桥。通过滑动变阻器使电桥达到平衡，对电路起保护和调节作用。电桥的主要作用就是将输入的交流量转化为直流电压。由于热敏电阻的特殊性，找到10K动变阻器替代，通过调节滑动条的阻值起到温度控制电阻变化，达到仿真的效果。其中R2 （10K）电阻主要起到开启电桥保险的作用。Uo为输出的直流电压。我认为感温电桥中电阻RP1和电容C1起到的是温度补偿作用，针对其他

Uo