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1、目 录目 录1摘 要3ABSTRACT4前 言4第一章 设计任务与要求31.1 问题的提出31.2 设计任务及具体要求3第二章 单元电路设计52.1 直流稳压电源的设计52.1.1工作原理52.1.2元器件的选择62.1.3参数计算72.2 稳压电源的调试82.2.1调试顺序82.2.2指标测试82.3 温控电路82.3.1工作原理82.3.2元器件的选择102.4 声控电路112.4.1工作原理112.4.2元器件的选择122.4.3元器件的参数122.5 热控电路122.5.1工作原理122.5.2元器件的选择122.6 关气报警电路142.6.1工作原理142.6.2元器件的选择142.
2、7 延时电路与控制电路152.7.1工作原理152.7.2元器件的选择16第三章 暖气集中供热系统的整体设计183.1 工作原理183.2 元器件的选择183.3 参数的计算193.3.1稳压电源电路193.3.2关气报警电路193.3.3延时电路19第四章 温控电路与控制器印制线路板的设计204.1 Protel 99 简介204.2 印制线路板的设计204.2.1设计印制线路板的条件204.2.2设计印制板的步骤214.2.3元件布局214.2.4布线21结 论22参考文献22附 录22后 记22摘 要能源是人类赖以生存的五大要素之一，是国民经济和社会发展的重要战略物资。我国人口众多，能源
3、资源相对匮乏，人均能源资源占有量不到世界平均水平的一半。“开发与节约并重，近期把节约放在优先地位”是能源发展方针，节能已成为国家发展经济的一项长远战略方针。近年来，集中供热作为城市基础设施，在节约能源，减少环境污染，改善人民生活质量等方面的优点早已经成为社会的共识。本论文介绍了暖气集中供热系统的监测与控制的设计过程，主要介绍了当前暖气集中供热的现状及其将来的发展趋势，与目前的进行的暖气集中供热的改革紧密相连。该系统具有节约能源、减少环境污染、改善人民生活质量、便于用户调节控制热能等方面的优点。论文详细介绍了系统各组成部分（控制器、温控电路、声控电路、热控电路、关气报警电路等组成）的工作原理及电
4、路的设计情况；为了使系统设计的更加科学合理，并在选择了电路之后对主要参数进行了详细的计算；论文还介绍了使用电子线路CAD软件（Protel99）对印制线路板进行设计。另外本论文还附有多种电路图及各种元器件的参数表格，在论文最后还附有参考文献。关键词：暖气集中供热；节能控制；温控电路；热控电路AbstractThe energy is five one of the outline vegetablese that the mankind rely for existence,is the important and strategic supplies of national and soci
5、al development.Our country densely populated resources is opposite and short of,person all the energy resources occupy quantity not arrive world average level of half.“Development and economy lay equal stress on,put an economy in the near future Be having the initiative a position”is an energy to de
6、velop policy,the economy energy has become a nation development a farsighred and strategic policy of the economy.In recent years,the concentration provides hot is a city infrastructure at economizing energy,reduce pollution of the environment,the advantage which improves people living quality etc.al
7、ready through become a social consensus.The monitor in series with pilot design process,mostly incorporation actuality introduce know clearly currently central heating central heatingdevelop,very coming advance instance,and for the monent ongoing central heating central heatingreform tightness of th
8、e these theses introduce know clearly central heating central heating .The merit,facilitate user proceed energy conservation dam,enable systemic design all the more science,in reason,more convenient users demand to back of the said system possess energy conservation,decrease environmental pollution,
9、ameliorate people quality of life grade aspect.Theses detail introduce know clearly system each constituent(dam,warm up control circuit,acoustic control circuit,hot control circuit,shut gasses prediction circuit grade compose) double-shift work theory and/or design of circuits instance,and in the ch
10、oice of know clearly circuit after versus major parameter proceed know clearly necessary figure;ip back these return introduce know clearly use electron circuit CAD software(protel 99) seal system breadboard proceed design.In addition these theses return cum manifold circuit diagram and/or different
11、 kinds of operating range parameter list cascade,at theses be the last return cum litersture cited.Key words:central heating central heating; energy conservation dam;warm up control circuit back;hot control circuit前 言随着社会经济的发展，人们生活水平的提高，人们对热能的需求量也越来越大，集中供热也随之蓬勃发展，在城市环境可持续发展的战略中，集中供热的优越性越发地突现出来。随之而来的
12、一个问题是，由于传统的福利型集中供热管理存在的某些弊端而造成的能源浪费也在逐渐增加，因而导致供暖系统热效率低，其主要原因是缺少有效的调节设备，导致热能浪费；热网不平衡使网内近端用户室内温度过高，而远端用户室内温度达不到标准。同时给用户的生活带来极度不便。如何更方便用户要求，设计得更加科学、合理，在全国仍在探讨之中。鉴于此种情况，我们本次所做的毕业设计就是针对暖气集中供热系统的监测和控制问题，力图解决调温、用量调解、定时延时自动关闭、选时段供热、声光报警等问题，使用户在节能方面使用一些关于暖气集中供热系统监测与控制的调节设备，以便于用户进行有效的节能。我国集中供热现状城市供热是城市基础设施之一，
13、是保证城市经济发展，居民正常过冬的必要条件，城市供热是与人民的生产、生活息息相关的一件大事。我国的城市集中供热开始于20世纪80年代初，由于城市集中供热不仅节约了能源，同时又减少了城市环境污染，因而提高了人民的生活质量。城市供热设施的主要特征是热源集中，并以不同规模的热网向用户输送热能。据1992年统计，我国有517个城市，其中158个城市有集中供热设施，集中供热面积为3亿平方米。据1998年统计，全国设市668个城市，已有286个城市建立了集中供热设施。全年集中供热中，蒸汽生产1.7亿吨，热水6.5亿百万千焦。供热蒸汽管道长度为6933千米，热水管道2.7万千米。供热面积以达8.7亿平方米（
14、其中住宅供热面积达到5.5亿平方米）。1999年全年供热蒸汽2.2亿吨，热水6.98亿百万千焦，集中供热面积9.68亿平方米。目前，我国供暖用能源占到能源总消耗的9.6%，严寒地区甚至达到30%40%。与相近气候条件的发达国家相比，我国平均住宅供暖能耗是人家的3倍。尤其是近几年来随着城市建筑急剧增加，供热面积得到迅猛的发展，这更使能源大量地被浪费，而造成这种巨大浪费的根本原因在于集中供暖按面积收费的体制，用户既没有节能手段，也没有节能动力；管理上更缺乏节能机制。因此，暖气集中供热系统的改革刻不容缓。按照论文设计的要求，我们仅将研究的重点放在节能的控制上。集中供热的未来发展就是在现有的集中供热系
15、统的基础上实行分户热计量收费，也就是使热量也成为商品，在市场上进行流通。分户热计量首要目的，是为了使供暖运行节能，是要为热用户提供调节控制手段，使他们可以根据热舒适度的需要，调节控制采暖量，提高供热系统的能效。就目前现状而言，我国供热系统的能效只有30%左右。能量的损失，主要是三部分：锅炉热损失、管网热损失和热用户散热损失。其中热用户散热损失，主要哦是由于冷热不均造成的，这部分热损失约为30%40%，是相当大的。供热系统搞分户计量收费，从节能的角度考虑，主要是挖掘着部分的节能潜力。根据建设部颁布的民用建筑节能设计标准和建设节能“九五”计划和2010年规划以及俞正声部长签发的关于民用建筑节能管理
16、规定76号令，其中明确规定：新建设的居住建筑的集中采暖系统应当使用双管系统、推行温度调度和户用热计量装置，实行供热计量收费。我国现在的供热发展目标是到2010年城市集中供热基本实现分户按热量计量收费。为此，城市供热的热源和热力网要采用以动态调节代替静态调节的技术，逐步实现按需供热的运行。并且在2015年，发展到城市供热普及率在2000年的25%的基础上再提高15%20%，使供热普及率达到40%以上（至于分户热计量收费的问题不是我们讨论的范围）。在西方国家，热量是以商品进入市场的。特别是20世纪70年代末出现的能源危机及能源消耗，加大了环境污染，使得节约能源和保护环境成了举世瞩目的大事，并促进了
17、发达国家供热计量技术的长足发展。欧洲的热计量法规虽各有差异，但基本上每个拥护都安装热计量仪表，并按用热多少收费。集中供热系统按面积收费改为按热表计量收费可节约能耗20%30%，甚至更多一些。我本次所做的毕业设计就是针对暖气集中供热系统的监测与控制问题，力图使电路简单且易于调试，尽量大可能地方便拥护的使用。在本次设计中，我要掌握电路设计的基本方法和步骤，学会用计算机专用的软件（Protel 99）绘制电路原理图和设计制作印制线路版图，掌握标准化设计制图的基本规则，将理论与实践相结合，提高独立分析能力和解决问题的能力，为我将来毕业后走上工作岗位打下一个良好的基础。 第一章 设计任务与要求1.1 问
18、题的提出本设计针对集中供热缺乏计量、监测、用户失控，导致能源严重浪费，给用户增加经济负担的情况，力图解决调温、用量调节、定时延时自动关闭、选时段供热、声光报警等问题。1.2 设计任务及具体要求（1）设计温度控制电路、用量调节控制及参数计算；（2）无人自动延时关闭控制，有人自动打开；（3）选择分时段供应控制电路设计与参数计算；（4）声光报警电路的设计；（5）电源电路的设计与参数计算；（6）绘制电路原理图与参数计算。暖气集中供热系统的监测与控制设计是根据目前集中供热存在的多方面的问题而提出来的，它将更好地满足用户的需求，使集中供热的设计更加科学、合理，使用有效的集中供热的调节设备，并能在节约和充分
19、利用能源，保护环境方面起到良好的作用。其电路设计的方框图如图1-1所示。241t1开01翻转6V12V电源热控电路温控电路声控电路关气报警装置CD4060TWH8751电磁阀门图1-1 暖气集中供热系统的监测与控制方框图第二章 单元电路设计暖气集中供热系统的监测与控制是由控制器、关气预报电路、电磁阀门、温控电路、声控电路、热控电路、延时电路和电源电路等组成。2.1 直流稳压电源的设计直流稳压电源由变压器、单相桥式整流电路、三端集成稳压器、滤波电路等组成1。2.1.1工作原理市电U1（U1=220V）经过变压器降压后得到直流电压U2（U2= U1 N2/N1），交流电压U2经过单相桥式整流电路后
20、获得支流电压U（U 1.2 U2），为了不使电路中产生电压突变的情况，还要经过滤波电力路，把电容和负载电路并联以便吸收脉动电流，并使输出电压保持平稳，经过整流滤波电路之后的输出电压和我们所求的直流电源还有相当的距离，为了能够更加稳定直流电源，我们在整流滤波电路后还要经稳压电路稳压，这样就得到了我们所求得的支流电压。可调电阻R1和电阻R2组成可调输出电压的电阻网络，从而实现输出电压连续可调；为了使电路中偏置电流和调整管的漏电流被吸收，设R1为120240，通过R1泄放电流为510mA；输入电容C1用于抑制纹波电压，输出电容C3用于消振，缓冲冲击性负载，保证电路工作稳定。同时由于输出电容C3的存在
21、，容易发生电容放电而损坏稳压器，所以还要外接D2（保护二极管）。当电容C3放电时，D2导通，箝拉使稳压器得到保护。D1是为了防止调节组旁电容C1放电时而损坏稳压器的保护二极管，旁路电容C2也是为了抑制纹波电压而设置的（电路图和波形图分别如图2-1和图2-2所示）。图2-1 直流稳压电源电路2.1.2元器件的选择LM317是三端正稳压器，它的输出电压可调、稳压精度高、输出纹波小，一般输出电压为1.25V35V,最大负载电流为1.5A，它的使用非常简单，仅需两个外接电阻来设置输出电压。此外它的线性调整率和负载调整率也比标准的固定稳压器好。内置有过流保护、芯片过热及调整管安全工作区保护等多种保护电路
22、，它的工作温度为0150。主要参数如表2-1所示。图2-2 电压U2，U，UC，U0的波形图输出短路保护、过流、过热保护、调整管安全工作区保护使其安全性能非常高，而且其具有标准三端晶体管封装。表2-1 LM317的主要参数表电压调整率电流调整率基准电压调整端电流纹波抑制比输出电压温度变化率调整端电流变化最大输入电压最小输入电压0.01%1%1.25V50A80BD0.7mV/0.2A40V3VD1及D2都选择了2CP晶体二极管，2CP晶体二极管的主要参数如下表2-2所示。表2-2 2CP晶体二极管的主要参数表正向直流电压I f /mA检波效率总电容C/pF最高结温T jW/10050%3.51
23、75C1，C2为极性电容，C3为普通电容。2.1.3参数计算变压器次级功率P2为P2=I2U2 (2-1)式中，I2和U2分别为变压器次级电流和电压有效值，其中 U2=U/1.2 (2-2)U是稳压电源的输入端支流电压。I2=（1.52）II=（1.52）I1 (2-3)II是稳压电源的输入电流，即整流滤波后的电流。变压器的初级功率P1为P1=P2/ (2-4)其中为变压器效率，表示变压器损耗的大小，通常取0.60.9。变压器初级电流有效值为I1=P1/220 (2-5)稳压电源输出电压为U01.25（1+R2/R1） (2-6) 整流二极管D1，D2和滤波电容C1的选择： 选择整流二极管主要
24、考虑两个参数，第一是耐压（二极管可承受的反向电压最大值），对桥式整流电路来说，二极管的耐压值应为UdU2 (2-7)式中，U2为电源变压器次级电压（有效值）。考虑到交流电网电压的波动，耐压值可适当取大一点。第二个参数是二极管最大工作电流Id，对桥式整流滤波电路应满足如下关系；IdI0/2 (2-8)I0是稳压电源的输出电流值。滤波电容C1的选择也要考虑两个因素。一个是容量的选择，通常是根据负载电流I0的大小来确定，一般来说，负载电流大，电容量也要选大些，反之亦然。下表2-3可作为选择电容量的参数。表2-3 滤波电容容量与负载电流的关系I02A左右1A左右0.51A0.10.5A50100mA5
25、0mA电容容量4000F2000F1000F500F200500F200F其次要确定电容的耐压值，耐压值选小了，会因过压而击穿，选大了会增加体积和成本，可按下式确定电容C1的耐压值UC：UCU2 (2-9)2.2 稳压电源的调试2.2.1调试顺序（1）按图连接测试设备（2）检查线路、元件接插无误，方可调整。（3）检查整流部分，将下图2-3的A点断开，合上电源调压器，使输入电压逐渐上升，检查整流输出电压与设计要求是否符合。VV图2-3 稳压电源调试电路图（4）调节调压器使电压回到零输出，连接A点，稳压源暂时不接负载，将调压器由低往高处调节，观察待测稳压电源直流输入电压、调整管管压降和直流输出电压
26、。（5）若发现有输入电压无输出电压，且电流很小，应检查调整管是否处于截止。（6）若发现电流过大，而输出电压很小，输出电压几乎全部降在调整管上，可使负载短路，应立即断开电源，待排除故障后方可继续调整。2.2.2指标测试当输入电压为220V时，调整输出电压，使其达到12V，若调整结果使直流输出电压值与设计要求基本相符，可进行测试。1.电压调整率按上图2-3接上负载。输入220V的交流电压，输出12V的直流电压，接上负载RL（60），然后调节输入电压为220V10%（即198V和242）,测得输出电压U0分别在242V和198V时的数值。电压调整率分别为： (2-10) (2-11)2.负载调整率按
27、图2-3输入220V的交流电压，按额定负载（60）调节输出12V的直流电压，然后断开负载，测得空载时输出电压值。负载调节率分别为： (2-12) (2-13)式中，U0（开）为断开负载时的输出电压，U0（满）为接上负载时的输出电压。2.3 温控电路2.3.1工作原理温控电路由IC1等构成，热敏电阻R11随室内气温而变化。在温度较低时，IC1输出高电平，使图的TWH8751的4脚（见图3-1，下同）输出低电平，当选通1脚为低电平时，有电流流过电磁阀，将阀门打开，暖气进入室内时温度升高。着时，R11的阻值会随之下降，当下降到某值时，电路翻转，IC1输出低电平，TWH8751的4脚输出高电平，阀门因
28、无电流通过，故在弹簧的作用下关闭。当室温下降时，阀门又会打开，这样周而复始，使室内保持恒温。R13用来调节翻转时的温度。R13阻值大，室温下降；反之，室温升高。室温的调节范围520之间。D11，D12起稳定电压作用，使输入的电压保持一定的大小，D11对电压进行过滤。温控电路如图2-4所示。图2-4 温控电路图2.3.2元器件的选择IC1选择的LM324是单片增益四运算放大器，可在具有较宽电压的单电源下工作，具有低功率、高增益、频率内补偿等特点2。其电源电流很小且与电源电压大小无关（本次设计所以选用器件IC1IC4都是集成运放LM324）。LM324的参数表与引脚图分别如表2-4和图2-5所示。
29、表2-4 LM325的参数表主要参数(Ta=25 VCC=5VDC)参数名称符号单位测试条件最小值典型值最大值输入失调电压VIOmV37输入失调电流IIOA550输入偏置电流IIBA45250输入共模电压VICMVVCC=30V0输出电压范围VOUTV0大信号电压增益VVDV/mVR12kVCC=15V100共模抑制比KCMRdB6580功耗电流ICEmAVCC=5VVCC=30V0.61.523输出电流IOH,IOLmA2010图2-5 LM324引脚图R11选用负温度系数的热敏电阻（后面介绍热控电路中的R32也选用负温度系数热敏电阻），其电阻的温度特性符合负指数规律，关系为：(2-14)R
30、T：热敏电阻在绝对温度T时的阻值；R0：热敏电阻在绝对温度T0时的阻值；T，T0：介质的起始温度和变化温度（k）；t,t0：介质的起始和变化温度（）；B：热敏电阻的材料小系数。热敏电阻的电阻率与温度的特性曲线如图2-6所示。0RT负温度系数图2-6 热敏电阻的电阻率与温度的特性曲线D11,D12选择3V的稳压二极管，它是利用二极管反向击穿特性。反向击穿特性是当反向电压UR增加到一定数值UZ后，反向电流突然上升（反向），此后二极管的电流在很大范围内变化，而二极管两端电压变化身小。主要参数有：1.稳压电压稳压电压（通常用UZ表示）指击穿电压，是稳压管正常工作时两端呈现的电压，测量UZ时应使稳压管的
31、电流为规定值。UZ是挑选稳压管的主要依据之一。2.稳压电流IZ稳压电流是指稳压管正常稳压时的电流，用IZ表示，低于着个值不是不能稳压，而是效果差一些，高于着个值只要不超过额定功率，稳压效果要更好一些，但要多消耗电能。稳压电流受控于功耗的限制：Izmax=PZ/U23.电压温度系数指稳压管温度变化1所引起的稳压电压变化的百分比。一般情况下，稳压电压大于7V的稳压管，为正值。当温度增加时，稳压电压增大。4.动态电阻RZRZ是稳压管工作在稳压区时两端电压变化量与电流变化量的比：RZ=UZ/IZ。当RZ减小时，稳定性能好。如果稳压管工作电流增大，则RZ减小。5.额定功效PZ由于稳定管两端的电压值为UZ
32、，而管子中又流过一定的电流，因而要消耗一定的功率，这部分功耗转化为热能会使管子发热。PZ取决于稳压管的温升。元器件的参数给出如下：UD11=UD12=3V，C11=100FR11=10k，R12=12 k，R13=3.6 kR14=100 k，R15=100 k，R16=1 k，R17=10 k2.4 声控电路2.4.1工作原理声控电路由IC2等构成。通常，声控电路经D21整流和C21，C22滤波后输出高电压。当有声音时，微音器MK1接收，IC2放大，D21整流，C22滤波后输出高电压至IC5的12脚，产生清零作用。冬天，为防止热量散失，室内门窗都是关闭的，有的还挂上门帘，故室外的声音对室内影
33、响很小，一般不会使声控电路误动作。声控电路如图2-7所示。图2-7 声控电路图2.4.2元器件的选择C21选择极性电容，C22选择普通电容，D21，D22选择2AP晶体二极管。下表2-5给出了2AP晶体二极管的主要参数。表2-5 2AP晶体二极管的参数表击穿电压/V（br）正向直流电流Ir/mA检波效率（%）结电容Ctpt/pF截止频率fc（MHZ）最高结温TjW/304501150702.4.3元器件的参数R21=1M，R22=10k，R23=2.2M，R24=220k；C21=4.7F，C22=10F2.5 热控电路2.5.1工作原理热控电路由IC3及外围元件构成。热敏电阻R32应放置在暖
34、气包进气管上（阀门之前）。常温时，IC3输出低电平，当来气时，R32阻值下降而使IC3翻转输出高电平（可调整R31值，使电路在7080时翻转）并通过微分电路C31，R37，输出一个正向脉冲。该脉冲经由R53输至CD4060的12脚（见图3-1），产生清零作用，使计数器开始计数。热控电路图如图2-8所示。图2-8 热控电路图2.5.2元器件的选择电阻R32选用负温度系数热敏电阻（其参数及计算公式参考热控电路中的电阻R11）。元器件的参数：C31=0.1FR31=6.8 k，R32=10 k，R33=24 k，R34=24 kR35=10 k，R36=10 k，R37=102.6 关气报警电路2.
35、6.1工作原理关气报警电路由IC4等电路构成。多谐振荡器由IC4，R41，C41等组成。三输入端与门电路由D41，D42，D43构成。通常，CD4060的1、2脚均为低电位，D41，D42导通，IC4负输入端被箝位于电源负端，故不产生振荡，且IC4输出端呈高电位，LED不亮。只有经过了T/2213s+T/2213s，1、2脚方能同时为正，D41，D42截止，IC4才有可能产生振荡，并受控于CD4060的7脚（见图3-1）。7脚低电位时，不振荡（D43导通），高电位时振荡（D43截止），其间歇周期为：T24 s。这时，LED发出周期性闪烁信号，压点陶瓷片H发出间歇的音频报警声以提醒人们的注意。关
36、气报警电路如图2-9所示。图2-9 关气报警电路图2.6.2元器件的选择LED选择5mm发光二极管，型号为BT205，主要参数如下表2-6所示。表2-6 发光二极管的参数表颜色波长/nm基本材料正向电压（10mA时）/V光强（10mA时，张角45）/mcd发光率/w红色655GaAsP1.61.80.4112D41，D42，D43选择2CP晶体管。元器件的参数：R42=10 k，R43=10 k，R44=1 k；R41，C41根据各自的设计要求选取。2.7 延时电路与控制电路2.7.1工作原理延时电路由CD4060等构成，CD4060是带振荡器的14级二进制串行计数器，它的9、10、11脚及R
37、51，C51一起构成振荡器，其重复周期T为：T=2.2R51C51 (2-15)输出端3脚在开机时为低电平，经过T/2214s后跳变为高电平，产生控制作用。D51是起锁定作用，当3脚输出高电平时导通，振荡器停振，保持3脚高电平不变。12脚起清零作用，每当该脚正跳变一次，就解除锁定，电路重新开始计数。控制器由集成块TWH8751等构成，它控制电磁阀门的开与关。其控制端、选通端与输出端的逻辑关系见表2-7。选通具有优先处理的功能，当选通脚2为高电平时，无论控制为何种状态，输出都是关；只有当选通脚2为低电平时，控制方能起作用。CD4060的3脚与集成块TWH8751的2脚相连，当CD4060的3脚为
38、高电平时集成块TWH8751的2脚也为高电平，无论控制器是什么状态，输出都为关闭；反之，当CD4060的3脚为低电平时，也就是集成块TWH8751的2脚为低电平，控制器才能起作用。延时电路中的电阻R51用于改善振荡频率的稳定性，减少电源电压变化和参数的影响，R51的值应满足R5110 k。定时电阻应大于1 k。定时电容C51应大于100pF，否则，不易起振荡。延时电路与控制电路如图2-10所示。图2-10 延时电路与控制电路图2.7.2元器件的选择CD4060是CMOS振荡/分频器，芯片内部包括一个振荡器14级2分频电路，计数器在输入时钟脉冲1的下降沿计数，当复位端“R”施加“1”电平时输出全
39、部为0，输出Q4Q10及Q11Q13电路的时钟输出端还带有一个可供使用的几个串接反相器，通过外接电阻、电容或晶体等部分可方便地构成RC振荡器、晶体振荡器和施密特整形电路3。表2-7和图2-11分别表示出了CD4060的功能真值表和引脚土。表2-7 CD4060功能真值表1（1脚)R（12脚）功能低点平变高电平0不变高点平变低电平0计数任意1清除（Q4Q13=0）8R 121 110 100 9VDDVSS14 Q813 Q915 Q101 Q112 Q123 Q136 Q74 Q65 Q57 Q416图2-11 CD4060的引脚图控制器由集成块TWH8751等构成，它控制电磁阀门的开关。TW
40、H8751是高速功率开关集成电路。其控制端、选通端与输出端的逻辑关系见表2-8。选通具有优先处理功能，当选通为高电平时，无论控制为何种状态，输出都是关；只有当选通为低电平时，控制方能起作用。表2-8和图2-12分别表示出TWH8751的功能表与引脚图。表2-8 控制、选通与输出的逻辑关系选 通 端控 制 端输 出 端10或1关00关01开1输入4GND5（控制）2，3输出图2-12 TWH8751的引脚图D61选用1N4007晶体二极管，它是硅整流二极管，除主要用于电源电流做整流元件外，还有限幅、箝拉、保护、隔离等多种灵活应用4。表2-9表示了1N4007的主要参数特性。表2-9 1N4007
41、的主要参数特性反相峰值电压Vr反向电压有效值Vr（rms）不重复浪涌电流峰值Ipsm平均整流电流I0工作和储存结温范围Tj，Tstg瞬时最大正向压降Vf最大反向电流Tj=100Ir全周期最大平均反向电流Ir1000V700V30.0A1.0A-651751.1V1.0A30AD51为2CP晶体二极管。元器件参数：R51=2M，R53=51 k，R61=400；R52，C51根据设计要求选取。第三章 暖气集中供热系统的整体设计暖气集中控制系统由前面讲到的控制器、关气报警电路、电磁阀门、温控电路、声控电路、热控电路、延时电路和电源电路等组成。它具有以下三种功能：（1）来暖气时，阀门自动打开，室内开
42、始预热。（2）无人或有人离开时，阀门延时半小时后关闭。（3）有人时，室内自动恒温控制，且室温可调。此外，还有关气报警功能等。暖气集中供热系统的监测与控制系统电路图如图3-1所示。图3-1 暖气集中供热系统的监测与控制电路图3.1 工作原理来暖气时，首先是热控电路翻转，延时电路被清零并开始计时，输出低电压。控制器TWH8751的选通脚为低电位，故输出由脚控制。由于室内温度低，温控电路输出高电位，并控制TWH8751，使阀门打开，室内升温；如果半小时内室内无人，则计数结束，CD4060输出高电位（并自锁），选通端为高电位，自行关气。如果一定的时间内有人来，则声控电路输出正电压，使CD4060清零，
43、并输出低电位。由于室内有人，故经常发出声音，如谈话声、咳嗽声、脚步声、板凳的声音等等，使CD4060经常被清零而保持低电位输出，这时，控制器受低电位控制，使室内恒温。如果在半小时内一直未发出声音，则在关气前某一时段发出关气预报（声、光报警信号）。由于压电陶瓷片发出的声音极轻微，故不会触发声控电路而导致失控。当室内的人（如果有人的话）看到或是听到声光信号时，可咳嗽一声或发出其他声响，则计数电路得以清零而重新开始计时。如果人离开房间，则半小时后阀门自动关闭。系统电路中各部分实际所需的是6V的直流电压，而我设计的直流稳压电源输出直流电压是12V，因此，电阻R62主要起限流和降压的作用。同时，温控电路中还使用了两个3V的稳压二极管进行稳压，以保证供电的稳定性；D51在延时电路中起锁定作用，当CD4060D的3脚输出高电平时导通，振荡器停振，保持3脚高电平不变；二极管D52、D53用于防止声控电路与热控电路两电路的相互影响而设置的。3.2 元器件的选择D52选择的是2CP晶体二极管，D53选择的是2AP晶体二极管。设计要求：根据我们设计的要求，所需要的供给系统的供电电压是12V的直流电压，电流为50mA；延时电路产生的延时时间约为30分钟，在这段时间内有人来时，则声控电路输出
