简易纯净水控制电路-采用光耦解析.doc

郑州轻工业学院 电子技术课程设计 题 目 简易纯净水加热控制电路 学生姓名 专业班级 电子信息工程10-01班 学 号 院 （系） 电气信息工程学院 指导教师 完成时间 2012年06月22日  课程设计（论文）任务书 题目 简易纯净水加热控制电路 专业 学号 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软件的使用。 3．学会整理和总结设计文档报告。 4．学习如何查找器件手册及相关参数。 技术要求 要求电路能够检测纯净水的温度T。 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＜ ● 50℃＜T＜ ● T＞ 要求电路设置一个按键，此按键能够起到快速加热的作用。即此按键按下后，当50℃＜T＜ 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，2001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．王澄非，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： 2012年06月22日 指导教师签章： 专业负责人签章： 2012 年 06月 11日  目 录 摘 要 III 1 概述 1 2. 系统方案设计 2 2.1 纯净水加热控制电路的结构框图 2 2.2 各个单元电路的工作原理 2 2.2.1 电源电路 2 2.2.2 水温监测和水温范围测量电路 3 2.2.3 电阻丝开关及显示电路 5 3 元器件选型 7 3.1 变压器的选型 7 3.2 二极管桥式整流电路 7 3.3 三端稳压器 7 3.4 电阻型温度传感器 8 3.4.1 传感器的原理和特性 8 3.4.2 电阻型温度传感器的参数特性 8 3.5 迟滞比较器 9 3.6 光电耦合器 9 3.6.1 光电耦合器的原理 9 3.6.2 TLP521-1 9 3.7 发光二级管 10 3.7.1 发光二级管的发光原理 10 3.7.2 发光二级管的参数 10 4 简易纯净水加热控制电路总电路图 11 5 总结 12 6 元件清单附录及参考文献 14 简易纯净水加热控制电路 摘 要 本次设计主要是要设计一个简易纯净水加热控制电路。所采用的方案由三部分组成。电源电路，水温监测和水温范围测量电路，电阻丝开关及显示电路。电源电路通过变压器电路，整流电路，滤波电路，稳压电路将220V交流电压转换成12V直流电压。水温监控和水温范围测量电路主要由温度传感器和迟滞电压比较器组成，迟滞电压比较器不仅可以测量水温还可以防止跳闸现象发生。电阻丝开关及显示电路是由光电耦合器和发光二级管组成。此设计方案不仅实现了电路设计要求，而且电路图构成简单易懂，在一定程度上减少了元件的浪费，易于实现。 关键词 电源电路 水温监测 水温范围测量 光电耦合器1 概述 此次课程设计要设计一个简易纯净水加热控制电路，该电路的关键有电源，温度测量，温度范围控制。电源不能直接用220V的交流加热，交流不稳定，而且幅值较大，故需要将220V交流电转变成适合此电路的12V的直流电源。这就需要一个电源电路。温度测量主要是通过电阻型温度传感器来实现的，根据温度传感器的阻值随着温度的改变而改变的性质，从而得到我们理想的温度范围。温度调好以后就是加热系统的监测和显示了，这部分主要用到的是电阻丝，光电耦合器和发光二极管。电阻丝主要是加热作用，而光电耦合器则主要负责实现将电信号转化成光信号再将光信号转化成电信号。完成电-光-电的转化过程。发光二极管主要是起到显示作用。这又形成了设计的第二大部分，即水温测量和电阻丝开关及显示电路。整个电路结构比较简单，原理也不是很复杂，所使用的元器件都是我们所熟悉的。 2. 系统方案设计 2.1 纯净水加热控制电路的结构框图 简易纯净水加热控制电路的总体结构框图如图1-1所示，它是由电源电路、水温监测电路、水温范围测量电路、 电阻丝开关电路、 显示电路五部分组成的。 图 1-1 简易纯净水加热控制电路的总体框图 该电路能够检测出纯净水的温度T，并且能够在不同的温