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1、测控电路设计专业：测控技术与仪器班级：08050344X姓名：学号:X20设计题目及要求：恒温电烙铁。设计能设定温度的恒温电烙铁电路。一、设计思路：采用热敏电阻作为温度传感器感知电烙铁铁芯中的温度，在采用一系列的控制电路通过 热敏电阻的反馈来控制电路中的电阻丝的加热与否。二、方案设计：2.1整体概述该可控温度电烙铁电路设计主要由降压整流、自动控制和加热指示3部分构成。其中自 动控制模块的负温度系数电阻(NTC)附在电热丝上，能即时感应其温度变化，将信息反馈给振 荡器，形成自动控制。图1为可控温度电烙铁原理图图1可控温度电烙铁原理图2.2控制电路设计自动控制电路为该可控温度电烙铁的核心部分，通过
2、一系列简单反馈网络，实现自动锁 定温度和用户设计温度锁定功能。它是由串联分压式三极管控制电路、555多谐振荡器以及 双向可控硅控制电路组成。三、单元电路设计与分析：3.1整体电路说明电路图原理说明：图2为可控温度电烙铁电路，接通220 V电源后，由于热敏电阻阻值较大，通过分压使 Q1处于截止状态，此时电源向电容C2充电，使得555集成电路构成的多谐振荡器产生高电 平信号，触发双向可控硅导通，电烙铁通电工作。随着通电加热时间增加，电烙铁中电热丝 温度升高，附在电热丝上的热敏电阻阻值降低，Q1基极电压升高，当达到一定值时，Q1导 通，555定时器与之构成的放电回路通过三极管开始放电。此时，多谐振荡
3、器产生低电平触 发双向可控硅截止。电烙铁停止加热。之后，随着电热丝温度降低，热敏电阻阻值升高，Q1 再次截止，555多谐振荡器产生高平信号触发双向可控硅使之导通，电烙铁再次通电，如此 周而复始，使得电烙铁自动处以用户设定的温度范围内。通过调节可变电阻器，设定电烙铁温度。其工作原理是通过调节可变电阻，控制晶体 三极管导通与截止时间，即控制双向可控硅导通截止时间。进而控制电烙铁通电工作时间。 最终使得电烙铁根据需要产生不同温度范围。3.2各部分功能原理说明（1）电容降压整流电路电容在一定的交流信号频率下产生的容抗限制最大工作电流。例如，50Hz工频条件下，1UF 的电容所产生的容抗约3180 Q。
4、在电容器两端施加220 V的交流电压时，流过电容最大电 流约70 mA。该降压整流电路可为555定时器提供稳定的5 V电压。其仿真结果如下图4。(2)串联分压式三极管控制电路图5该部分为串联分压式三极管控制电路，该电路由热敏电阻器NTC、晶体管BJT等元件构成。 图5中，R9是保护电阻，防止热敏电阻R2降低较多时BJT基极电压过大而使其损坏。同时 热敏电阻和可调电阻RV1形成分压电路，调节可调电阻控制晶体三极管Q1的基极电压，控制 Q1的导通和截止。(3)555多谐振荡器5B -斗LR 8QDC3V5CV- -2CZiTRTH6555555定时集成电路构成的多谐振荡器是一种常用的充放电回路分开
5、的振荡器。通过调整此振 荡器可产生一定频率和占空比的电平信号，触发双向可控硅抑制其导通或截止，形成自动开 关。它的各个引脚功能如下：1脚：外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。8脚：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.516V，CMOS型时基电路VCC的范围 为 3 18V。一般用 5V。3脚：输出端Vo2脚：低触发端6脚：TH高触发端4脚：是直接清零端。当端接低电平，则时基电路不工作，此时不论、TH处于何电平，时基 电路输出为“0”，该端不用时应接高电平5脚：VC为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不 用时，应将该端串入一只0.01UF电容接
6、地，以防引入干扰7脚：放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电清零端高触发端TH低触发端Q放电管T功能0XX0导通直接清零101x保持上一状态保持上一状态110x保持上一状态保持上一状态101011 0导通截止置1清零(4)双向可控硅控制电路多谐振荡器所产生的矩形波控制双向可控硅的导通，从而控制电烙铁加热与断电的时 间间隔。555多谐振荡器输出高电平时，触发双向可控硅使之导通；输出低电平时触发双向 可控硅使之截止。3.3电路中所用到的元器件说明(1) ZPD5.1稳压管所选用的ZPD5.1稳压管，参数为Uz=5.18V,Iz=110mA其详细说明如下图7CMaximu拦rT im
7、 i1r10 0.52 stingsMaximum power dissipationMaximale VerlustleistungNominal Z-voltage - Nominal 己 Z-Spannung0.5 W1 75 V% (E24)DO-35SOD-270.13gGrenzwerteStandard tolerance of Zener voltage Standard- Tolcranz der Zener SpannungGlass caseGlasgehauseWeight approx. - Gewicht ca.-5TypeZener voltage2)Dynami
8、c resistanceTemp. CoefTlz.Reverse voh.Z-current，TypZener-Spanng.)Inh3r. diff. Widerstand.of Z-vftltageSperrspanng.Z-Strom 2)A = 5 niArT： Q at f = 1 kHz.dcr Z*spanng.1H = 100 nA1g mAV VI上=5 mA Lz=1 mAavzioVcVkVZPD 3)0.70.826.5 (8)50-26.-23-550ZPD2.72,52.975 (83)500-9200ZPD 3.02.83280 (95)500-9 -3179Z
9、PD3 33,13.580 (95)500-8.-3-6ZPD3 6I整K0 (95)500-8.-347ZPD 3.93.74,180 (95)500-7 -3135ZPD 434.04.670 (&5)500-6 -1-125ZPD 4 745.060 (78)5005十2114ZPD 5 14.85.430 (60)o.s104图7(2) 1N4001 二 极管所选1N4001二极管，参数为 最大整流电流：1.0 (A)；正向工作电流：2.0 (A)；最高 反向电压：2.0(V)；反向饱和漏电流：20 (uA)；最高工作频率：20 (MHz)。(3) 1N3883A 二极管所选用的1N3
10、883A二极管，参数如下图8Micrcsemi 1background image i1N3BB0*1NWE1 珅 1W3882*1N35S3*Working PeakVol tags50V100V200V30CV4OTVRepetitive PeakKaverse Voltage50V100V200V200V4C0V*Add SuffixR For Reverse Pclority(4) 2N5444双向可控硅三端双相可控硅其三端分别为T1 (第二端子或第二阳极)，T 2(第一端子或第一阳极)和G（控制极）亦为一闸极控制开关，三端双相可控硅无论于正向或反向电压时皆可导通，其 符号构造及外型，
11、如图所示。因为它是双向元件，所以不管T1,T2的电压极性如何，若闸极 有信号加入时，则T1 ,T2间呈导通状态；反之，加闸极触发信号，则T1 ,T2间有极高的阻 抗。T1（b）构造3）符号所选用的2N5444双向可控硅，其参数如下图9MAXIMUM AATINGa.片姻血的郴时竹性J的峪For Opflrar/cfT with StnuwIM Supply Votrag 所qwn&hM up foCO/ffG He end睥就rt/网Load HEFETlTlVE FEAN OFF-STATE VftLTAGE % VmmiGiltOpJH.Tjia lo1lOCAC mm.AMS OWBTA
12、TE 叫甘总&T (Bnrl蛔cm angle -Gass Ifiinpfiraluira* 允0而udlypi， .b.T.= AOT C Cl tol Ql Qdslud WpA) .+,ForoiliivrccindltfenBr. .i-“f i.m PEAK SURGE JNQM-flEPeTiriVe QHTATE CVRREMT. ItamFar -flrw g话 er gw pdy l 倾mg,W 3 诵申3呻 fl I) it n t b 1-fc b 1 f a 1 hits +f-M- + rn 50Hr(8inuKldwi) ,.一一 For mora Iheni on
13、s a/cle 州 appllidl princTl 由RATE QF OH AW 匪 OF O INSTATE GUffiRENTp WtftVm4 岫 200 何勾 U OJ Fig, 1!)十. . +i FUSING CURRtMT for Trito Frtlidnn 1%j /n110aGtTEG tel ID mt, PEAK QATE-TRIGOEn 0UFWEMT , GATE POWER OlBStPATIONPsak(Far 沁料 max. hrnM。A PM.Aviarigfl,Fqiwj hu u j TEMPEH A TURE nANQ ASIdragtpTrig
14、OpQVflllnQ (Gfl30)i Tfl T-. .4. i-1-. rb 44 u au n 4ph l, YEAMIML TEUPaRATUAE (BurfaisSoadaring).For 10- mw. flfifmlnalBpridcuB) .m.STUD TORQUE, n -RBcarrvrriflndd. NBKlmwn (QONOT EXCEED).9KSU19NM4J2HM442MM4I11NM4ITM3DBTM20DTMSOM300*QGaoov_ 300 _Bbb Fiflu 440-&76ln-lbIn-Na, Im M0用m WlthJEDCC做间Rttlg
15、dtlafrmtt (JS-14 RDF2) YIMd liX thrJEDEG (SN-firi)甜p* Fomh F pallfl flly M midfl ttfffll M【! W II如 WunJ wth W怕 nH 怕网IM ItrWMkl 1 Fgjahftr MW 时烈阳,(va)相驴 rtPvrnw 忡eWiKA ForteaipwMure maMUffamnt nfmiiM pnlnL s m OilrMibikinfll Gurulm四、结论目前，普通电烙铁一般用220 V电压直接加热，难以根据实际需要控制温度，不能满足 特殊应用需求，且一直处于加热状态，造成电能浪费。虽然目前已有功能强大的电烙铁。但 由于其制造工艺复杂，价格较高，操作复杂，难以推广应用。然而基于555定时器的可控温 度电烙铁比传统的电烙铁更实用，并具备反应灵敏、体积小巧、结构简单、易于生产、高性 价比等特点，该可控温度电烙铁使用方便、结构简单、灵敏度高，可广泛应用到生产生活中 去。
