畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）微風(fēng)電風(fēng)扇溫度控制

1、摘 要微風(fēng)電風(fēng)扇溫度控制主要是由溫度控制電路和降壓整流電源電路組成，它的主要功能是在有溫度控制來(lái)啟動(dòng)電路，我們利用熱敏電阻和555定時(shí)器來(lái)控制當(dāng)溫度達(dá)到了一定的溫度時(shí)就會(huì)啟動(dòng)電路，起到了節(jié)省能源的作用。所以，生活中越來(lái)越廣泛的應(yīng)用它。這種電風(fēng)扇有效地消除長(zhǎng)時(shí)間轉(zhuǎn)動(dòng)、節(jié)約電能，可廣泛用于生活的每個(gè)地方如養(yǎng)殖，花卉等所有的場(chǎng)所。由于本裝置采用集成電路技術(shù)，故具有電路靈敏度高、制作方便、性能可靠、成本低和耗電省等優(yōu)點(diǎn)。目 錄前言1一、概述21、課題的意義22、參數(shù)要求2二、電路設(shè)計(jì)與原理分析31、微風(fēng)電風(fēng)扇溫度控制器原理圖32、原理分析3（1）降壓整流電路設(shè)計(jì)3（2）電源電路設(shè)計(jì)33、溫度控制4三、

2、主要元件的選擇51、二極管、穩(wěn)壓二極管、三極管的基本知識(shí)5（1）二極管5（2）穩(wěn)壓二極管6（3）三極管7（4）熱敏電阻10（5）單向可控硅13四、處理電路151、ne555定時(shí)器結(jié)構(gòu)152、ne555定時(shí)器的工作原理153、定時(shí)器應(yīng)用164、555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)定時(shí)電路19五、電路的裝配與調(diào)試201、檢查元器件202、電烙鐵的使用203、安裝元器件204、調(diào)試電路20六、結(jié)束語(yǔ)211、工作總結(jié)212、工作展望21七、參考文獻(xiàn)22八、結(jié)束語(yǔ)23前 言當(dāng)今世界在以電子信息技術(shù)為前提下推動(dòng)了社會(huì)跨躍式的進(jìn)步,科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展日新月異帶動(dòng)了各國(guó)生產(chǎn)力的大規(guī)模提高。由此可見(jiàn)科技已成為各國(guó)競(jìng)爭(zhēng)的核心，尤其

3、是電子信息技術(shù)更顯得尤為重要，在國(guó)民生產(chǎn)各部門(mén)電子信息技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。二十一世紀(jì)是信息化的世紀(jì)，光電子技術(shù)是信息社會(huì)發(fā)展的強(qiáng)大推動(dòng)力，因此，光電子產(chǎn)業(yè)一直被認(rèn)為是下世紀(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)。特別是許多傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)在金融風(fēng)暴的沖擊下紛紛不支倒地，更使微電子和光電子等高科技產(chǎn)業(yè)支撐經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的角色日益突出。在近二十年內(nèi)，光電子產(chǎn)業(yè)將以3060%的年平均速度發(fā)展，而材料的研究和開(kāi)發(fā)是光電子技術(shù)發(fā)展的先導(dǎo)和基礎(chǔ)，因此具有廣闊的發(fā)展前景。作為重要的光電子材料，激光晶體從科學(xué)研究到工業(yè)生產(chǎn)，從軍用到民用，應(yīng)用范圍很廣。目前,光電子及其通信技術(shù)的應(yīng)用正不斷向社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域擴(kuò)展,光電子產(chǎn)業(yè)所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益令全球一致看

4、好,人們普遍稱21世紀(jì)為光電子時(shí)代。世界上的先進(jìn)國(guó)家競(jìng)相將光電子技術(shù)引入國(guó)家發(fā)展計(jì)劃，建設(shè)各自的“光谷”工程。中國(guó)光電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展較好的長(zhǎng)春、上海、武漢、廣州等地也紛紛實(shí)施當(dāng)?shù)氐摹肮夤取苯ㄔO(shè)計(jì)劃。其中長(zhǎng)春的“光谷”建設(shè)由于上市績(jī)優(yōu)股蘭寶信息的全面介入,前景特別看好。 社會(huì)發(fā)展之迅速，用電之出太多，我國(guó)的電力又缺乏所以我們?cè)O(shè)計(jì)了這個(gè)課題，微風(fēng)電風(fēng)扇溫度控制器，當(dāng)室內(nèi)的溫度小于設(shè)定的溫度，電風(fēng)扇停止，而高于就轉(zhuǎn)動(dòng)。第1章 概述1.1課題的意義：隨著科技的發(fā)展，處處都是科技化，家庭也離不開(kāi)自動(dòng)化。在我們身邊都可以看到，它主要是在我們不在的時(shí)候可以自動(dòng)控制，可以根據(jù)溫度來(lái)控制。1.2 基本參數(shù)要

5、求序號(hào)元器件名稱型號(hào)規(guī)格參數(shù)要求數(shù)量?jī)r(jià)格備注1smd碳膜電阻1/4w56k20.06r1/r321m10.03r2347k10.03r4412010.03r558210.03r86smd熱敏電阻1/4w36010.10r6739010.10r7smd碳膜電位器1/2w470 or 51010.2w18電解電容25v220u10.20c19smd滌綸電容16v0.01u10.1c2100.1u10.1c311smd溫壓二極管2cw818v / 10ma10.15dz112smd三極管3dk2hfe8010031.813smd二極管1n400770.714smdicne55511.315smd單向

6、可控硅1a400v11.216鱷魚(yú)夾2117多芯絕緣導(dǎo)線0.3a1 m118電源線帶插頭兩線制式2a1 m419電源插座3/2孔標(biāo)準(zhǔn)插孔尺寸3060100mm1520線路板單面70100mm1221焊錫絲0.8-1.01m0.529.63第二章 電路設(shè)計(jì)及電路分2.1微風(fēng)電風(fēng)扇溫度控制器原理圖圖1 微風(fēng)電風(fēng)扇溫度控制原理圖2.2原理分析：它由測(cè)溫控制電路和降壓整流電源電路組成。其中電源電路為控制電路提供vdd=+5v的直流電壓。測(cè)溫控制電路的核心為ic(555)和r5、r7、w1、r6等組成的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，且，r6、r7選用ntc熱敏電阻作為測(cè)溫元件。當(dāng)環(huán)境溫度增加時(shí)，相應(yīng)r6、r7的阻值變小

7、，使ic因腳電位下降到小于1/3vdd而被置位，3腳輸出高電平。從而使由d2d5、scr、bg1、bg2等組成的可控硅交流零壓開(kāi)關(guān)接通，風(fēng)扇d因接通電源而運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)環(huán)境溫度下降時(shí)，相應(yīng)r7、r6的阻值變大，555因腳電位升高到大于1/3vdd而被復(fù)位，腳輸出低電平，從而使可控硅交流零壓開(kāi)關(guān)截止，電風(fēng)扇d因電源斷開(kāi)而停轉(zhuǎn)。在調(diào)試時(shí)，可根據(jù)需要來(lái)設(shè)置溫度點(diǎn)。當(dāng)環(huán)境溫度高于設(shè)定的溫度時(shí)，風(fēng)扇自動(dòng)開(kāi)啟；當(dāng)環(huán)境溫度低于設(shè)定的溫度時(shí)，風(fēng)扇自停。電位器w1為調(diào)穩(wěn)電位器，對(duì)應(yīng)溫度可用刻度盤(pán)標(biāo)示。1.降壓整流電路設(shè)計(jì)輸出電壓vo高；脈動(dòng)??；正負(fù)半周都有電流供給負(fù)載，因而變壓器得到充分利用，效率較高2.橋式整流電路

8、的簡(jiǎn)介 圖2-1a橋式整流電路 圖2-1b簡(jiǎn)化圖 圖2-2橋式整流電路的工作原理橋式整流電路的工作原理如下：e2為正半周時(shí)，對(duì)d1,d3導(dǎo)通：對(duì)d2、d4加反向電壓，d2、d4截止。電路中構(gòu)成e2、d1、rfz、d3通電回路，在rfz上形成上正下負(fù)的半波整流器洗耳恭聽(tīng)電壓，e2為負(fù)半周時(shí)， 對(duì)d2、d4加正向電壓，d2、d4導(dǎo)通；對(duì)d1、d3加反向電壓，d1、d3截止。電路中構(gòu)成e2、d2、rfz、d4通電回路，同樣在rfz上形成上正下負(fù)的另外半波的整流電壓。如此重復(fù)下去，結(jié)果在rfz，上便得到全波整流電壓。其波形圖和全波整流波形圖是一樣的。從圖2-2中還不難看出，橋式電路中每只二極管承受的反

9、向電壓等于變壓器次級(jí)電壓的最大值，比全波整洗電路小一半。2.3溫度控制電路測(cè)溫控制電路的核心為ic(555)和r5、r7、w1、r6等組成的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，且，r6、r7選用ntc熱敏電阻作為測(cè)溫元件1.3降壓整流電源電路：各種電器設(shè)備內(nèi)部均是由不同種類的電子電路組成，電子電路正常工作需要直流電源，為電器設(shè)備提供直流電的設(shè)備稱為直流穩(wěn)壓電源。直流穩(wěn)壓電源可以將220v的交流輸入電壓轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定不變的直流電壓，直流穩(wěn)壓電源的組成框圖如圖所示。 圖3直流穩(wěn)壓電源第三章 元器件介紹3.1二極管、穩(wěn)壓二極管、三極管的基本知識(shí)1二極管的工作原理a晶體二極管為一個(gè)由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體形成的p-n結(jié)，在其界

10、面處兩側(cè)形成空間電荷層，并建有自建電場(chǎng)。當(dāng)不存在外加電壓時(shí)，由于p-n 結(jié)兩邊載流子濃度差引起的擴(kuò)散電流和自建電場(chǎng)引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)。b二極管的類型二極管種類有很多，按照所用的半導(dǎo)體材料，可分為鍺二極管（ge管）和硅二極管（si管）。按照管芯結(jié)構(gòu)，又可分為點(diǎn)接觸型二極管、面接觸型二極管及平面型二極管。點(diǎn)接觸型二極管是用一根很細(xì)的金屬絲壓在光潔的半導(dǎo)體晶片表面，通以脈沖電流，使觸絲一端與晶片牢固地?zé)Y(jié)在一起，形成一個(gè)“pn結(jié)”。由于是點(diǎn)接觸，只允許通過(guò)較小的電流（不超過(guò)幾十毫安），適用于高頻小電流電路，如收音機(jī)的檢波等。c二極管的導(dǎo)電特性二極管最重要的特性就是單方向?qū)щ娦?。在電?/p>

11、中，電流只能從二極管的正極流入，負(fù)極流出。下面通過(guò)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明二極管的正向特性和反向特性。1)正向特性 在電子電路中，將二極管的正極接在高電位端，負(fù)極接在低電位端，二極管就會(huì)導(dǎo)通，這種連接方式，稱為正向偏置。必須說(shuō)明，當(dāng)加在二極管兩端的正向電壓很小時(shí)，二極管仍然不能導(dǎo)通，流過(guò)二極管的正向電流十分微弱。只有當(dāng)正向電壓達(dá)到某一數(shù)值（這一數(shù)值稱為“門(mén)檻電壓”，鍺管約為0.2 v，硅管約為0.6v）以后，二極管才能直正導(dǎo)通。導(dǎo)通后二極管兩端的電壓基本上保持不變（鍺管約為0.3v，硅管約為0.7v），稱為二極管的“正向壓降”。2)反向特性在電子電路中，二極管的正極接在低電位端，負(fù)極接在高電位端，此時(shí)二

12、極管中幾乎沒(méi)有電流流過(guò)，此時(shí)二極管處于截止?fàn)顟B(tài)，這種連接方式，稱為反向偏置。二極管處于反向偏置時(shí)，仍然會(huì)有微弱的反向電流流過(guò)二極管，稱為漏電流。當(dāng)二極管兩端的反向電壓增大到某一數(shù)值，反向電流會(huì)急劇增大，二極管將失去單方向?qū)щ娞匦裕@種狀態(tài)稱為二極管的擊穿。d測(cè)試二極管的好壞測(cè)試前先把萬(wàn)用表的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)撥到歐姆檔的rx1k檔位（注意不要使用rx1檔，以免電流過(guò)大燒壞二極管），再將紅、黑兩根表筆短路，進(jìn)行歐姆調(diào)零。（1）正向特性測(cè)試把萬(wàn)用表的黑表筆（表內(nèi)正極）搭觸二極管的正極，紅表筆（表內(nèi)負(fù)極）搭觸二極管的負(fù)極。若表針不擺到0值而是停在標(biāo)度盤(pán)的中間，這時(shí)的阻值就是二極管的正向電阻，一般正向電阻越小越

13、好。若正向電阻為0值，說(shuō)明管芯短路損壞，若正向電阻接近無(wú)窮大值，說(shuō)明管芯斷路。短路和斷路的管子都不能使用。（2）反向特性測(cè)試 把萬(wàn)用表的紅表筆搭觸二極管的正極，黑表筆搭觸二極管的負(fù)極，若表針指在無(wú)窮大值或接近無(wú)窮大值，管子就是合格的。2穩(wěn)壓二極管的介紹 穩(wěn)壓管也是一種晶體二極管，它是利用pn結(jié)的擊穿區(qū)具有穩(wěn)定電壓的特性來(lái)工作的。穩(wěn)壓管在穩(wěn)壓設(shè)備和一些電子電路中獲得廣泛的應(yīng)用。我們把這種類型的二極管稱為穩(wěn)壓管，以區(qū)別用在整流、檢波和其他單向?qū)щ妶?chǎng)合的二極管。如圖畫(huà)出了穩(wěn)壓管的伏安特性及其符號(hào)。圖3-1a穩(wěn)壓管的伏安特性及符號(hào) 圖3-1b穩(wěn)壓管動(dòng)態(tài)電阻(1)穩(wěn)定電壓uz uz就是pn結(jié)的擊穿電壓，

14、它隨工作電流和溫度的不同而略有變化。對(duì)于同一型號(hào)的穩(wěn)壓管來(lái)說(shuō)，穩(wěn)壓值有一定的離散性。(2)穩(wěn)定電流iz穩(wěn)壓管工作時(shí)的參考電流值。它通常有一定的范圍，即izmin-izmax。(3)動(dòng)態(tài)電阻rz它是穩(wěn)壓管兩端電壓變化與電流變化的比值，如上圖所示，即這個(gè)數(shù)值隨工作電流的不同而改變。通常工作電流越大，動(dòng)態(tài)電阻越小，穩(wěn)壓性能越好。rz=uz/iz(4)電壓溫度系數(shù) 它是用來(lái)說(shuō)明穩(wěn)定電壓值受溫度變化影響的系數(shù)。不同型號(hào)的穩(wěn)壓管有不同的穩(wěn)定電壓的溫度系數(shù)，且有正負(fù)之分。穩(wěn)壓值低于4v的穩(wěn)壓管，穩(wěn)定電壓的溫度系數(shù)為負(fù)值；穩(wěn)壓值高于6v的穩(wěn)壓管，其穩(wěn)定電壓的溫度系數(shù)為正值；介于4v和6v之間的，可能為正，也可

15、能為負(fù)。在要求高的場(chǎng)合，可以用兩個(gè)溫度系數(shù)相反的管子串聯(lián)進(jìn)行補(bǔ)償(如2dw7)。(5)額定功耗pz 前已指出，工作電流越大，動(dòng)態(tài)電阻越小，穩(wěn)壓性能越好，但是最大工作電流受到額定功耗pz的限制，超過(guò)p2將會(huì)使穩(wěn)壓管損壞。選擇穩(wěn)壓管時(shí)應(yīng)注意：流過(guò)穩(wěn)壓管的電流iz不能過(guò)大，應(yīng)使izizmax，否則會(huì)超過(guò)穩(wěn)壓管的允許功耗，iz也不能太小，應(yīng)使izizmin，否則不能穩(wěn)定輸出電壓，這樣使輸入電壓和負(fù)載電流的變化范圍都受到一定限制。下圖示出了穩(wěn)壓管工作時(shí)的動(dòng)態(tài)等效電路，圖中二極管為理想二極管。圖3-2穩(wěn)壓管等效電路穩(wěn)壓二極管是一個(gè)特殊的面接觸型的半導(dǎo)體硅二極管，其v-a特性曲線與普通二極管相似，但反向擊穿

16、曲線比較陡穩(wěn)壓二極管工作于反向擊穿區(qū)，由于它在電路中與適當(dāng)電陰配合后能起到穩(wěn)定電壓的作用，故稱為穩(wěn)壓管。穩(wěn)壓管反向電壓在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，反向電流很小，當(dāng)反向電壓增高到擊穿電壓時(shí)，反向電流突然猛增，穩(wěn)壓管從而反向擊穿，此后，電流雖然在很大范圍內(nèi)變化，但穩(wěn)壓管兩端的電壓的變化卻相當(dāng)小，利于這一特性，穩(wěn)壓管訪問(wèn)就在電路到起到穩(wěn)壓的作用了。而且，穩(wěn)壓管與其它普能二極管不同之反向擊穿是可逆性的，當(dāng)去掉反向電壓穩(wěn)壓管又恢復(fù)正常，但如果反向電流超過(guò)允許范圍，二極管將會(huì)發(fā)熱擊穿，所以，與其配合的電阻往往起到限流的作用3三極管的介紹1晶體三極管的開(kāi)關(guān)特性a.靜態(tài)特性晶體三極管由集電結(jié)和發(fā)射結(jié)兩個(gè)pn結(jié)構(gòu)成。根

17、據(jù)兩個(gè)pn結(jié)的偏置極性，三極管有截止、放大、飽和3種工作狀態(tài)。圖33(a)和(b)分別給出了一個(gè)用npn型共發(fā)射極晶體三極管組成的簡(jiǎn)單電路及其輸出特性曲線。 圖3-3(a)共發(fā)射極晶體管電路(b)輸出特性曲線該電路工作特點(diǎn)如下： 1)截止?fàn)顟B(tài):ub0,兩個(gè)pn結(jié)均為反偏,ib0,ic0,uceucc。三極管呈現(xiàn)高阻抗，類似于開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。2)放大狀態(tài):ub0,發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏,ic=ib。3)飽和狀態(tài):ub0,兩個(gè)pn結(jié)均為正偏,ibibs(基極臨界飽和電流)ucc/rc ,此時(shí)ic=ics(集電極飽和電流)ucc/rc 。三極管呈現(xiàn)低阻抗，類似于開(kāi)關(guān)接通。在數(shù)字邏輯電路中，三極管被作為開(kāi)關(guān)

18、元件工作在飽和與截止兩種狀態(tài)，相當(dāng)于一個(gè)由基極信號(hào)控制的無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)，其作用對(duì)應(yīng)于觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)的閉合與斷開(kāi)圖33（a）（b）給出了圖34所示電路在三極管截止與飽和狀態(tài)下的等效電路。圖3-4三極管截止與飽和狀態(tài)下的等效電路b.動(dòng)態(tài)特性：晶體三極管在飽和與截止兩種狀態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程中具有的特性稱為三極管的動(dòng)態(tài)特性。三極管的開(kāi)關(guān)過(guò)程和二極管一樣，管子內(nèi)部也存在著電荷的建立與消失過(guò)程。因此，飽和與截止兩種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換也需要一定的時(shí)間才能完成。(2)三極管的電流放大原理晶體三極管(以下簡(jiǎn)稱三極管)按材料分有兩種：鍺管和硅管。 而每一種又有npn和pnp兩種結(jié)構(gòu)形式，但使用最多的是硅npn和pnp兩種三極管，兩者除了電

19、源極性不同外，其工作原理都是相同的，下面僅介紹npn硅管的電流放大原理。圖3-5 npn管的結(jié)構(gòu)圖圖3-5是npn管的結(jié)構(gòu)圖，它是由2塊n型半導(dǎo)體中間夾著一塊p型半導(dǎo)體所組成，從圖可見(jiàn)發(fā)射區(qū)與基區(qū)之間形成的pn結(jié)稱為發(fā)射結(jié),而集電區(qū)與基區(qū)形成的 pn結(jié)稱為集電結(jié),三條引線分別稱為發(fā)射極e、基極b和集電極。當(dāng)b點(diǎn)電位高于e點(diǎn)電位零點(diǎn)幾伏時(shí)，發(fā)射結(jié)處于正偏狀態(tài)，而c點(diǎn)電位高于b點(diǎn)電位幾伏時(shí)，集電結(jié)處于反偏狀態(tài)，集電極電源ec要高于基極電源ebo。 (3)使用萬(wàn)用電表檢測(cè)三極管三極管基極的判別：根據(jù)三極管的結(jié)構(gòu)示意圖，我們知道三極管的基極是三極管中兩個(gè)pn結(jié)的公共極，因此，在判別三極管的基極時(shí)，只要

20、找出兩個(gè)pn結(jié)的公共極，即為三極管的基極。具體方法是將萬(wàn)用表調(diào)至電阻擋的r1k擋，先用紅表筆放在三極管的一只管腳上，用黑表筆去碰三極管的另兩只管腳，如果兩次全通，則紅表筆所放的管腳就是三極管的基極。如果一次沒(méi)找到，則紅表筆換到三極管的另一個(gè)管腳，再測(cè)兩次；如還沒(méi)找到，則紅表筆再換一下，再測(cè)兩次。如果還沒(méi)找到，則改用黑表筆放在三極管的一個(gè)管腳上，用紅表筆去測(cè)兩次看是否全通，若一次沒(méi)成功再換。這樣最多測(cè)量12次，總可以找到基極。三極管類型的判別：三極管只有兩種類型，即型和型。判別時(shí)只要知道基極是型材料還是型材料即可。當(dāng)用萬(wàn)用電表r1k檔時(shí)，黑表筆代表電源正極，如果黑表筆接基極時(shí)導(dǎo)通，則說(shuō)明三極管的

21、基極為型材料，三極管即為型。如果紅表筆接基極導(dǎo)通，則說(shuō)明三極管基極為型材料，三極管即為型。 4熱敏電阻熱敏電阻器的主要參數(shù)：除標(biāo)稱阻值、額定功率和允許偏差等基本指標(biāo)外，還有如下指標(biāo)：測(cè)量功率：指在規(guī)定的環(huán)境溫度下，電阻體受測(cè)量電源加熱而引起阻值變化不超過(guò)0.1時(shí)所消耗的功率。 2）材料常數(shù)：是反應(yīng)熱敏電阻器熱靈敏度的指標(biāo)。通常，該值越大，熱敏電阻器的靈敏度和電阻率越高。 3）電阻溫度系數(shù)：表示熱敏電阻器在零功率條件下，其溫度每變化1所引起電阻值的相對(duì)變化量。 4）熱時(shí)間常數(shù)：指熱敏電阻器的熱惰性。即在無(wú)功功率狀態(tài)下，當(dāng)環(huán)境溫度突變時(shí)，電阻體溫度由初值變化到最終溫度之差的63.2所需的時(shí)間。5）

22、耗散系數(shù)：指熱敏電阻器的溫度每增加1所耗散的功率。 6）開(kāi)關(guān)溫度：指熱敏電阻器的零功率電阻值為最低電阻值兩倍時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度。7）最高工作溫度：指熱敏電阻器在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)條件下，長(zhǎng)期連續(xù)工作時(shí)所允許承受的最高溫度。8）標(biāo)稱電壓：指穩(wěn)壓用熱敏電阻器在規(guī)定的溫度下，與標(biāo)稱工作電流所對(duì)應(yīng)的電壓值。9）工作電流：指穩(wěn)壓用熱敏電阻器在在正常工作狀態(tài)下的規(guī)定電流值。10）穩(wěn)壓范圍：指穩(wěn)壓用熱敏電阻器在規(guī)定的環(huán)境溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定電壓的范圍值。11）最大電壓：指在規(guī)定的環(huán)境溫度下，熱敏電阻器正常工作時(shí)所允許連續(xù)施加的最高電壓值。12）絕緣電阻：指在規(guī)定的環(huán)境條件下，熱敏電阻器的電阻體與絕緣外殼之間的電阻值。開(kāi)關(guān)電源

23、在開(kāi)機(jī)過(guò)程中容易因?yàn)殡娙莸挠绊懟騽t寄生電容的影響而導(dǎo)致瞬間電流過(guò)大的現(xiàn)象，我們稱之為過(guò)沖，過(guò)沖電流稱為 inrush current ，即過(guò)沖電流，熱敏電阻的主要作用就是抑制開(kāi)機(jī)瞬間過(guò)沖電流的，其原理是電流瞬間過(guò)大的時(shí)候其電阻很高，通過(guò)焦耳熱消耗掉開(kāi)機(jī)過(guò)程中的過(guò)沖能量，在開(kāi)關(guān)電源正常工作的時(shí)候其阻抗很低，相當(dāng)于一個(gè)導(dǎo)線，特別注意，需要選擇一個(gè)合適的熱敏電阻，否則容易開(kāi)機(jī)炸熱敏電阻，經(jīng)?？吹接型姓f(shuō)開(kāi)機(jī)就炸熱敏及時(shí)沒(méi)有選擇好熱敏的結(jié)果，當(dāng)然如果真不能抑制住 inrush current ，加軟啟動(dòng)是個(gè)百試不爽的方法。另外，熱敏在正常工作的時(shí)候溫度一般很高，可能到 100200 度，其原因是內(nèi)部不

24、斷的粒子運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致過(guò)熱，這也是為什么它在正常工作時(shí)候相當(dāng)于一條導(dǎo)線的原因，以下介紹一下其主要幾個(gè)參數(shù)。 阻溫特性： 指的是在規(guī)定電壓下， ptc 熱敏電阻器的零功率電阻值與電阻本體溫度之間的關(guān)系。 圖3-6 阻溫特性額定零功率電阻值 (r25 或 rn) ：指的是在 25 條件下的零功率電阻，除非客戶特別說(shuō)明另一溫度。最小阻值（ rmin ）：是指從常溫 25 開(kāi)始，溫度曲線系列所對(duì)應(yīng)的最小電阻值，此時(shí) rmin 所對(duì)應(yīng)的溫度為 tmin 。開(kāi)關(guān)溫度 (tc) ：當(dāng)阻值開(kāi)始呈現(xiàn)階躍性增加時(shí)的溫度為開(kāi)關(guān)溫度，即當(dāng)阻值升至 2 倍最小電阻值（ rmin ）時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度，也稱居里溫度。 最大工作電壓

25、 (vmax) ：在最高允許環(huán)境溫度下， ptc 熱敏電阻器能持續(xù)承受的最大電壓。 最大電流（ imax ）：指在最大工作電壓下，允許通過(guò) ptc 熱敏電阻器的最大電流。不動(dòng)作電流 (int) ：不動(dòng)作電流即額定電流或保持電流，指在規(guī)定的時(shí)間和溫度條件下，不導(dǎo)致 ptc 熱敏電阻器呈現(xiàn)高阻態(tài)的最大電流。 動(dòng)作電流 (it) ：指在規(guī)定的時(shí)間和溫度條件下，使 ptc 熱敏電阻器阻值呈階躍型增加時(shí)的最小電流。 最大電壓下的溫度范圍： ptc 熱敏電阻器在最大電壓下仍能連續(xù)工作的環(huán)境溫度范圍。 耗散系數(shù)（ ）： ptc 熱敏電阻器中功率耗散的變化量與元件相應(yīng)溫度變化量之比，稱為耗散系數(shù) (mw/ )

26、 。 =p/ （ t-tr ） 耐壓值：指在規(guī)定的時(shí)間和溫度條件下， ptc 熱敏電阻器能承受的最大電壓，超過(guò)這個(gè)電壓， ptc 熱敏電阻器將擊穿。 熱時(shí)間常數(shù)（ ）：在靜止的空氣中， ptc 熱敏電阻器從自身溫度變化到與環(huán)境溫度之差的 63.2% 時(shí)所需的時(shí)間。 殘余電流 (ir) ：指在最大工作電壓下， ptc 熱敏電阻器阻值躍變后，熱平衡狀態(tài)下的電流。 溫度系數(shù)（ t ）：可表示為： at=(1/rt)*(drt/dt)所at=(lnr2-lnr1)/(t2-t1)*100%/c一般指r1 、 r2 所對(duì)應(yīng)的溫度即是 t1 、 t2 ，分別比居里溫度高 10 和 25 。 最小阻值時(shí)的溫

27、度（ trmin ）：最小阻值 rmin 出現(xiàn)時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度。 上限溫度（ uct ）：熱敏電阻可繼續(xù)工作時(shí)的最大環(huán)境溫度。 下限溫度（ lct ）：熱敏電阻可繼續(xù)工作時(shí)的最小環(huán)境溫度。伏 - 安特性 : 在 25 的靜止空氣中 , 指加在熱敏電阻器引出端的電壓與達(dá)到熱平衡的穩(wěn)態(tài)條件下的電流之間的關(guān)系 圖3-7 伏 - 安特性絕緣熱敏電阻 : 達(dá)到規(guī)定的絕緣阻值及電壓驗(yàn)證測(cè)試的熱敏電阻。 非絕緣熱敏電阻 : 不要求絕緣電壓和絕緣阻值測(cè)試的熱敏電阻。 起始電流 (iin): 在電路開(kāi)關(guān)啟動(dòng)到閉合瞬間所出現(xiàn)的電流 , 即 iin 。峰值電流 (iinp-p): 起始電流 (iin) 的峰 - 峰值

28、。 電流 - 時(shí)間特性 : 指熱敏電阻器在施加電壓過(guò)程中，電流隨時(shí)間的變化特性。 圖3-8電流 - 時(shí)間特性1.零功率電阻值（rt）在規(guī)定溫度下, 采用引起電阻變化相對(duì)于總的測(cè)量誤差來(lái)說(shuō)可以忽略不計(jì)的測(cè)量功率測(cè)得的電阻值。2.額定零功率電阻（r25）熱敏電阻器的設(shè)計(jì)電阻值，通常是指25時(shí)測(cè)得的零功率電阻值。3.b值b值是ntc（負(fù)溫度系數(shù)）熱敏電阻器的熱敏指數(shù)，它被定義為兩個(gè)溫度下零功率電阻值的自然對(duì)數(shù)之差與兩個(gè)溫度倒數(shù)之差的比值，即：式中：rt1-溫度為t1時(shí)的零功率電阻值rt2-溫度為t2時(shí)的零功率電阻值除非特別指出，b值是由25（298.15k）和50（323.15k）的零功率電阻值計(jì)算

29、而得到的，b值在工作溫度范圍內(nèi)并不是一個(gè)嚴(yán)格的常數(shù)。4.零功率電阻溫度系數(shù)指在規(guī)定溫度下，熱敏電阻器的零功率電阻隨溫度的變化率與它的零功率電阻值之比,即： 式中:t-溫度為t時(shí)的零功率電阻溫度系數(shù)rt-溫度為t時(shí)的零功率電阻值t-溫度（以k表示）b-b值5.耗散系數(shù) 在規(guī)定的環(huán)境溫度下，熱敏電阻器耗散功率變化率與其相應(yīng)溫度變化之比，即 =p/t在工作溫度范圍內(nèi)，隨環(huán)境溫度變化而有所變化。6.熱時(shí)間常數(shù)在零功率條件下，當(dāng)溫度發(fā)生突變時(shí)，熱敏電阻體溫度變化了始末溫度差的63.2%所需的時(shí)間。與熱敏電阻器的熱容量c成正比，與其耗散系數(shù)成反比，即：= c/ 7.最大穩(wěn)態(tài)電流在環(huán)境溫度25時(shí)允許施加在熱

30、敏電阻上的最大連續(xù)電流。8.電阻溫度特性熱敏電阻器的零功率電阻值與其電阻體溫度之間的依賴關(guān)系。5 單向可控硅1單向可控硅單向可控硅(scr)又稱為可控硅整流器，它的最大特點(diǎn)是有截止和導(dǎo)通這兩種穩(wěn)定狀態(tài)。從外特性看有三個(gè)引腳：a為陽(yáng)極，k為陰極，g為控制極（門(mén)級(jí)）。單向,就是當(dāng)經(jīng)過(guò)可控硅電流單向流動(dòng)管子才導(dǎo)通.所以當(dāng)電流反向時(shí)候,可控硅就不通,膚淺的說(shuō)也就講其兩變的電路短開(kāi)了.所以它的用途之一就是用來(lái)穩(wěn)流(你想,交變電電流不是方向要變嗎,就只有一個(gè)方向的可以過(guò)).2單向可控硅的工作原理可以由兩個(gè)條件來(lái)說(shuō)明：導(dǎo)通條件和關(guān)斷條件。導(dǎo)通條件是指可控硅從阻斷到導(dǎo)通所需的條件，這個(gè)條件是可控硅的陽(yáng)極加上正

31、向電壓，同時(shí)在門(mén)極加上正向電壓?？煽毓璧膶?dǎo)通條件：（1）在可控硅的陽(yáng)極和陰極兩端加正向電壓。（2）門(mén)極和陰極兩端也加正向電壓，兩者缺一不可。關(guān)斷條件是指可控硅從導(dǎo)通到阻斷的條件。關(guān)斷條件要求流過(guò)可控硅中的電流小于保持可控硅導(dǎo)通所需的電流，即維持電流。通常當(dāng)可控硅的陽(yáng)極已加上了正電壓并導(dǎo)通的情況下，要減少可控硅管中的電流有兩種辦法：一種是降低電壓，另一種是增大可控硅回路的串聯(lián)電阻可控硅的關(guān)斷條件：使流過(guò)可控硅的陽(yáng)極電流小于維持電流ih3測(cè)量單向可控硅的好壞測(cè)量單向可控硅，可搭一個(gè)簡(jiǎn)單電路。先接通單向可控硅的陽(yáng)級(jí)（a）和陰極（k），控制極g不接。如此時(shí)指示燈亮，被測(cè)可控硅是壞的。當(dāng)被測(cè)可控硅所接指

32、示燈不亮?xí)r，再接一下控制極g，然后斷開(kāi)。如果燈泡亮，則說(shuō)明被測(cè)可控硅是好的，燈泡亮度高，說(shuō)明被測(cè)管內(nèi)阻小。如果指示燈不亮，說(shuō)明被測(cè)可控硅是壞的。 電子制作中常用可控硅，單向的有mcr100等，雙向的有tlc336。電路中用mcr100-6(1a,400v)或bt169d,2n6565型塑封單向可控硅。第四章 處理電路在處理部分中ne555定時(shí)器起了很重要的作用,它與外圍元件r(電阻),c(電容)組成了單穩(wěn)態(tài)定時(shí)電路,其目的是保證水的正常出水.4.1 ne555定時(shí)器結(jié)構(gòu)555 定時(shí)器是一種模擬和數(shù)字電路混合的集成電路。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠、使用靈活，在波形的產(chǎn)生與變換、測(cè)量與控制、家用電器、電

33、子玩具等許多領(lǐng)域中都得到了應(yīng)用。目前生產(chǎn)的定時(shí)器有雙極型和 cmos 兩種類型，盡管產(chǎn)品型號(hào)繁多，但所有雙極型產(chǎn)品型號(hào)最后的 3 位數(shù)碼都是 555 ，所有 cmos 產(chǎn)品型號(hào)最后的 4 位數(shù)碼都是 7555 。它們的功能和外部引腳的排列完全相同，它們的結(jié)構(gòu)及工作原理也基本相同。通常，雙極型定時(shí)器具有較大的驅(qū)動(dòng)能力，而 cmos 定時(shí)器具有低功耗、輸入阻抗高等優(yōu)點(diǎn)。 555 定時(shí)器工作的電源電壓范圍很寬，并可承受較大的負(fù)載電流。雙極型定時(shí)器的電源電壓范圍為 5 16v ，最大的負(fù)載電流可達(dá) 200ma ； cmos 定時(shí)器的電源電壓范圍為 3 18v ，但最大負(fù)載電流在 4ma 以下。 定時(shí)器

34、設(shè)計(jì)主要有： 圖4.1 a單穩(wěn)觸發(fā)器 圖4.1b多諧振蕩器555定時(shí)器是一種應(yīng)用廣泛的中規(guī)模集成電路。555定時(shí)器的8個(gè)管腳均可用連接線自由連接。該電路使用靈活方便，只需外接少量阻容元件就可以構(gòu)成單穩(wěn)觸發(fā)器如圖2-15、多諧振蕩器如圖2-16和施密特觸發(fā)器。因而廣泛用于信號(hào)的產(chǎn)生、變換、控制和檢測(cè)。4.2 ne555定時(shí)器的工作原理555定時(shí)器是一種功能強(qiáng)大的模擬數(shù)字混合集成電路，其組成電路框圖如圖所示。555定時(shí)器有二個(gè)比較器a1和a2，有一個(gè)rs觸發(fā)器，r和s高電平有效。三極管vt1對(duì)清零起跟隨作用，起緩沖作用。三極管vt2是放電管，將對(duì)外電路的元件提供放電通路。比較器的輸入端有一個(gè)由三個(gè)

35、5kw電阻組成的分壓器，由此可以獲得 和 兩個(gè)分壓值，一般稱為閾值。555定時(shí)器的1腳是接地端gnd，2腳是低觸發(fā)端tl，3腳是輸出端out，4腳是清除端rd，5腳是電壓控制端cv，6腳是高觸發(fā)端th，7腳是放電端dis，8腳是電源端vcc。555定時(shí)器的輸出端電流可以達(dá)到200ma，因此可以直接驅(qū)動(dòng)與這個(gè)電流數(shù)值相當(dāng)?shù)呢?fù)載，如繼電器、揚(yáng)聲器、發(fā)光二極管等ne555時(shí)基電路封形式有兩種，一是dip雙列直插8腳封裝，另一種是sop-8小型（smd）封裝形式。其他ha17555、lm555、ca555分屬不同的公司生產(chǎn)的產(chǎn)品。內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理都相同。ne555屬于cmos工藝制造。當(dāng)th高觸發(fā)端

36、6腳加入的電平大于 ，tl低觸發(fā)端2腳的電平大于 時(shí)，比較器a1輸出高電平，比較器a2輸出低電平，觸發(fā)器置“0”，放電管飽和，7腳為低電平。 當(dāng)th高觸發(fā)端加入的電平小于 ，tl低觸發(fā)端的電平大于 時(shí)，比較器a1輸出低電平，比較器a2輸出低電平，觸發(fā)器狀態(tài)不變，仍維持前一行的電路狀態(tài)，輸出低電平，放電管飽和，7腳為低電平。當(dāng)th高觸發(fā)端6腳加入的電平小于 ，tl低觸發(fā)端的電平小于 時(shí)，比較器a1輸出低電平，比較器a2輸出高電平，觸發(fā)器置“1”，輸出高電平，放電管截止，7腳為高電平。因7腳為集電極開(kāi)路輸出，所以工作時(shí)應(yīng)有外接上拉電阻，故7腳為高電平。當(dāng)從功能表的最后一行向倒數(shù)第二行變化時(shí)，電路的

37、輸出將保持最后一行的狀態(tài)，即輸出為高電平，7腳高電平。只有高觸發(fā)端和低觸發(fā)端的電平變化到倒數(shù)第三行的情況時(shí)，電路輸出的狀態(tài)才發(fā)生變化，即輸出為低電平，7腳為低電平。 圖 4.2 555定時(shí)器原理圖4.3 定時(shí)器應(yīng)用 集成定時(shí)器是一種將模擬電路與數(shù)字電路巧妙地結(jié)合在一起的單片集成電路，它設(shè)計(jì)新穎，構(gòu)思巧妙，被廣泛地應(yīng)用于脈沖的產(chǎn)生、整形、定時(shí)和延遲等電路中，利用集成定時(shí)器cc7555和外接電阻、電容可以構(gòu)成基本rs觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器、施密特觸發(fā)器和延遲電路等多種應(yīng)用電路 4.31構(gòu)成基本rs觸發(fā)器集成定時(shí)器構(gòu)成rs觸發(fā)器的實(shí)驗(yàn)參考電路如圖4.3所示。只要將高觸發(fā)端th作r輸入，低觸

38、發(fā)端tl作輸入，其它腳不用。第5只引腳上的電容作為高頻旁路，可使集成定時(shí)器內(nèi)部?jī)蓚€(gè)參考電壓不受干擾（vdd中的紋波被rc電路濾波）。圖4.3 555集成定時(shí)器構(gòu)成rs觸發(fā)器4.32構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器本次設(shè)計(jì)中主要使用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，因此重點(diǎn)介紹一下它的原理波形：集成定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的實(shí)驗(yàn)參考電路如圖9.2所示。圖中r、c是定時(shí)元件，cd和rd構(gòu)成微分電路，二極管d的作用是不讓正向尖脈沖加到低觸發(fā)端(tl)。無(wú)觸發(fā)脈沖時(shí)，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，輸出o為低電平。負(fù)脈沖加入后，由于cc7555內(nèi)部電路中的s=“1”，r=“0”，電路翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)，o變?yōu)楦唠娖?，cc7555內(nèi)部放電管（引腳7）截止，電源

39、對(duì)r、c充電。隨著充電的進(jìn)行，電位逐漸上升，當(dāng)升至某一電壓時(shí)，內(nèi)部電路又使輸出o自動(dòng)回到低電平，使電路回到穩(wěn)定狀態(tài)。用 555 定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出脈沖寬度即為電路的暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間，它決定于外部 rc 定時(shí)元件的參數(shù)，即 ：tw = rcln=1.1rc。單穩(wěn)態(tài)振蕩電路 圖4.4 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（集電極-基極耦合型） 單穩(wěn)態(tài)振蕩器（montable multivibrator)亦稱自激多諧振蕩器。電路中，有兩個(gè)放大電路：一個(gè)是通過(guò)c2r3交流耦合到對(duì)方，另一個(gè)則僅通過(guò)r4直流耦合到對(duì)方。q1管的基極加有負(fù)壓-vbb而截至，q2管呈導(dǎo)通狀態(tài)。從外部施加一負(fù)向脈沖時(shí)，q2管的基極變負(fù)而截至，q1

40、管則因基極電壓上升而導(dǎo)通。經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間，電路自動(dòng)返回到原來(lái)的穩(wěn)定狀態(tài)（=c2r3)。圖4.5 555集成定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器波形圖4.32構(gòu)成施密特觸發(fā)器用cc7555集成定時(shí)器定時(shí)器構(gòu)成施密特觸發(fā)器的參考電路如圖4.6所示。圖中輸入為三角波時(shí)進(jìn)行測(cè)量，從中求出上觸發(fā)電平vth和下觸發(fā)電平vtl，并計(jì)算回差電壓vt。請(qǐng)考慮：若要改變回差電壓vt的大小，應(yīng)調(diào)整cc7555的引腳 圖4.6 555集成定時(shí)器構(gòu)成施密特觸4.4 555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)定時(shí)電路 集成定時(shí)器構(gòu)成rs觸發(fā)器的實(shí)驗(yàn)參考電路如圖9.1所示。只要將高觸發(fā)端th作r輸入，低觸發(fā)端tl作輸入，其它腳不用。第5只引腳上的電容作為高頻旁

41、路，可使集成定時(shí)器內(nèi)部?jī)蓚€(gè)參考電壓不受干擾（vdd中的紋波被rc電路濾波）。圖4.7 rs 觸發(fā)器第五章 電路的裝配與調(diào)試5.1檢查元器件先按電路圖檢查元器件是否正確，如果無(wú)誤，即可安裝，如果缺件或少件，即時(shí)找所自己所需的元器件。5.2電烙鐵的使用1.電烙鐵插頭最好使用三極插頭。要使外殼妥善接地。2.使用前，應(yīng)認(rèn)真檢查電源插頭、電源線有無(wú)損壞。并檢查烙鐵頭是否松動(dòng)。3電烙鐵使用中，不能用力敲擊。要防止跌落。烙鐵頭上焊錫過(guò)多時(shí)，可用布擦掉。不可亂甩，以防燙傷他人。4焊接過(guò)程中，烙鐵不能到處亂放。不焊時(shí)，應(yīng)放在烙鐵架上。注意電源線不可搭在烙鐵頭上，以防燙壞絕緣層而發(fā)生事故。5使用結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)切斷電源，拔下電源插頭。冷卻后，再將電烙鐵收回工具箱5.