1、一、功能簡介 電路說明部分 二、電路所需器件介紹 三、裝配及調試說明一、元件篩選與測試目錄 操作部分 二、電路焊接與組裝 三、電路調試 電路設計軟件PROTEL應用部分電路相關說明部分一、功能簡介1、功能說明可調節加熱器裝置，改變了傳統的烘干方式，采用可控硅作為功率驅動器件。該系統通過測量環境溫度可以在快速加熱、普通加熱、緩慢保溫加熱和停止加熱狀態下自動切換（這里使用燈泡代替加熱器），它的組成原理圖如圖1所示。2、電路功能簡介加熱器裝置在我們的生活中應用非常廣泛，傳統的加熱器裝置，一般是采用接觸器或繼電器作為功率驅動器件控制加熱器，它們只能在啟動加熱或停止加熱之間切換，由于在加熱過程中會有熱慣

2、性等因素，所以在高精度的加熱器裝置中使用傳統的方式顯然無法滿足需求了。為了解決以上問題，這里為大家展現一種簡單的可調節加熱器裝置，可調節加熱器裝置的主要特點是，當測量環境溫度過低時輸出的電壓有效值高，加熱器迅速加熱，當溫度靠近預期設定值時，輸出電壓有效值降低，從而放慢加熱速度，對被測環境溫度進行微調。這里我們通過延時觸發可控硅來調整輸出電壓的有效值，從而調整加熱器的發熱量。加熱器裝置主要由：溫度檢測放大電路、溫度比較電路、交流過零檢測電路、可控硅觸發延時電路、可控硅觸發時間選擇電路、可控硅觸發電路、電源電路和加熱器（用燈泡模擬加熱器）所組成。在該電路中我們希望得到一個設溫度為40的加熱器裝置，

3、所以我們設定了以下參數：當熱敏電阻測量溫度低于30時，此時輸出電壓最高，加熱速度最快（燈泡亮度最大）。當熱敏電阻測量溫度在3035之間時，輸出電壓降低，加熱速度放慢使其慢慢地靠近希望值（燈泡亮度降低）。當熱敏電阻測量溫度在3540之間時，輸出電壓再次降低，加熱速度減慢或為系統保溫（燈泡亮度降低）。當溫度高于40時，輸出電壓為零，燈泡不亮。在對電路功能進行測試過程中，可以使用燈泡、電烙鐵或熱風槍對熱敏電阻RT1進行加熱，可以方便地模擬出溫度變化，使其輸出電壓變化（燈泡亮度變化）。圖 1圖1二、電路所需器件介紹1、 運算放大器LM358LM358是二運放集成電路，它采用8腳雙列直插塑料封裝，其內部

4、包含二組形式完全相同的運算放大器，除電源共用外，二組運算放大器相互獨立，引腳及內部方框圖如圖2所示，LM358具有電源電壓范圍寬，靜態功耗小，可單電源使用，價格低廉等優點，因此被廣泛應用于各種電路中。圖22、電壓比較器LM339LM339集成塊內部裝有四個獨立的電壓比較器，它采用14腳雙列直插封裝，內部包含四組形式完全相同的電壓比較器，內部組成圖如圖3；該電壓比較器的具有，失調電壓小，典型值為2mV；電源電壓范圍寬，單電源為2-36V，雙電源電壓為±1V-±18V；對比較信號源的內阻限制較寬；因此應用相當廣泛。圖33、四重雙向開關CD4066BCD4066是一種雙向模擬開關

5、，在集成電路內有4個獨立的能控制數字及模擬信號傳送的模擬開關，內部組成結構見圖4。每個開關有一個輸入端和一個輸出端，它們可以互換使用，還有一個選通端CONTROL（控制端），當選通端為高電平時，開關導通，選通端為低電平時，開關截止。使用時選通端是不允許懸空的。圖44、14級二進制計數振蕩器CD4060CD4060 由一振蕩器和14 位二進制計數器位組成，組成接通圖如圖5，引腳圖如圖6。振蕩器的結構可以是RC 或晶振電路。CR 為高電平時，計數器清零且振蕩器使用無效，所有的計數器位均為主從觸發器。在輸入脈沖1和0的下降沿計數器以二進制進行計數，在時鐘脈沖線上使用施密特觸發器對時鐘上升和下降時間無

6、限制。圖5 圖65、 6反相帶施密特觸發器CD40106CD40106由6個結構相同的輸入級具有施密特觸發功能的反相器組成，內部結構圖管腳圖見圖7，輸入輸出真值表見表1。施密特觸發器在輸入波形的上升段和下降段，它的閥值電壓不同。InputsOutputHLLH 圖7 表16、 MF58熱敏電阻MF58為負溫度系數（NTC）熱敏電阻，其特點是溫度越高其電阻值越小。MF58外形圖如圖8，電路符號如圖9，溫度-電阻對應值，見表2。圖8 圖9溫度()電阻(k)溫度()電阻(k)溫度()電阻(k)溫度()電阻(k)027.622510504.16751.933522.3308.152553.552801

7、.6631018.19356.951603.048851.4381514.81405.843652.614901.2492012.25454.916702.227951.064表2三、裝配及調試說明注意：電路焊接完成后，仔細檢查無誤后，才可通電調試。1、 外部接線通過J1接入AC12V電源，為系統提供工作電源；燈泡經過導線連接到J2。2、 電路工作原理加熱器裝置的電路主要由：溫度檢測放大電路、溫度比較電路、交流過零檢測電路、可控硅觸發延時電路、可控硅觸發時間選擇電路、可控硅觸發電路、電源電路和加熱器（用燈泡模擬加熱器）所組成。其工作原理如下：溫度檢測電路：溫度檢測電路主要由RT1（NTC負溫度

8、系數）熱敏電阻、U1A組成的同相放大器和U1B組成的緩沖器所組成。當RT1測量環境溫度越高，熱敏電阻的電阻值越低，溫度輸出電壓TP-A點的電壓值越低。溫度電壓比較電路：由電壓比較器LM339和外圍電阻構成的電壓比較電路，可調電阻RP2、RP3、RP4分別作為3個比較電路的基準參考電壓，當TP-A點的電壓低于某個比較器的參考電壓時，此比較器輸出低電壓，從而點亮發光二極管，關閉電子開關。交流過零檢測電路，當交流電過零時，光耦初級輸入電壓為零，次級截止，Q4集電極輸出高電平，該信號通過具備反相功能的施密特觸發器對其整形，輸出高電平，使由U3等元件組成的計時器復位；當過零完成后，Q4集電極輸出低電平，

9、此時計時器開始計時。可控硅觸發延時電路：電路主要由CD4060二進制計數振蕩器和晶體振蕩器組成，當U3第12腳RESET為高電平時，計時器停止工作，輸出全部為低電平，當12腳出現下降沿時，由Y1和U3組成的振蕩器開始工作，振蕩頻率為32.768kHZ，此信號經過U3分頻后，分別輸出脈寬為：0.97ms、3.9ms和7.81ms的脈沖，供可控硅觸發時間選擇電路選擇。可控硅觸發時間選擇電路：電路由CD4066電子開關組成，電子開關的控制端C為高電平時，電子開關接通，控制端C為低電平時，電子開關斷開，電子開關的控制端與溫度比較電路的輸出端相接。可控硅觸發電路：由電子開關輸出的信號通過Q3放大后驅動光

10、耦U7，U7次級導通后，電流經過R17和U7觸發可控硅導通。電源電路：電源電路主要由D2、C11組成的整流濾波電路和串聯式穩壓電源組成。3、 調試方法在調試電路時應首先使電源電路正常工作，即使+5V正常；（1） 電源電路調試：接通AC12V交流電源，調節RP1使C10兩端的電壓為5V。（2） 溫度檢測放大電路調試：RT1和R21組成串聯分壓電路，當環境溫度改變時RT1兩端的電壓改變，此信號經過由U1A組成的放大電路放大，再經過由U1B緩沖輸出；不同的溫度U1B輸出不同的電壓，當溫度為30時TP-A點的電壓約為1.98V，溫度為35時TP-A點電壓約為1.73V，溫度為40時TP-A點電壓約為1

11、.5V。（3） 電壓比較電路：該電路由3個結構相同的電壓比較器組成，不同的是參考電壓不同，當比較器的同相端電壓大于反相端時比較器輸出高電平，反之輸出低電平；調節PR2使U2的4腳電壓為1.98V（對應溫度為30），調節RP3使U2的6腳電壓為1.73V（對應溫度為35），調節RP4使U2第8腳電壓為1.5V（對應溫度為40）；假如：當TP-A點的電壓低于1.98V時，U2A輸出低電平，LED2點亮，U4A電子開關斷開。（4） 可控硅的觸發信號來自電子開關，電子開關由電壓比較電路控制，電子開關輸入為經過延時的脈沖信號。比如：比較器U2A輸出為低電平，此時U4A電子開關斷開，經過0.97ms延時的

12、脈沖信號，無法通過電子開關觸發可控硅，此時如果比較器U2B輸出為高電平，U4B電子開關接通，經過3.9ms延時的信號到了時，可控硅電路被觸發。4、調試完成接通電源后，使用燈泡或電烙鐵對熱敏電阻加熱，當熱敏電阻上的溫度低于30時，燈泡亮度最高，LED指示燈全部熄滅，溫度每升高5燈泡亮度降低一個等級，LED指示燈多點亮1只，當溫度高于40時燈泡熄滅，LED指示燈全部點亮。圖2工藝要求：元件安裝整齊、焊點美觀內容技術要求元器件引腳1、引腳加工尺寸及成形應符合裝配工藝要求元器件安裝2、元件高度及字符方向應符合工藝要求3、元件安裝橫平豎直4、電路板底層安裝貼片元件5、燈泡通過導線連接到J2,連接到J2端

13、的導線壓接端頭焊點6、焊點大小適中，無漏、假、虛、連焊，焊點光滑、圓潤、干凈，無毛刺7、焊盤不應脫落8、修腳長度適當，一致，美觀安裝質量9、集成電路、二三極管等及導線安裝均應符合工藝要求10、元器件安裝牢固，排列整齊11、無燙傷和劃傷，整機清潔無污物常用工具的使用和維護12、電烙鐵的正確使用13、鉗口工具的正確使用和維護14、萬用表正常使用和維護15、毫伏表正常使用和維護16、示波器正常使用和維護三、電路調電路的調試方法，詳見第7頁和第8頁的裝配調試說明。1、 本電路功能完成鑒定內容技術要求標準實現功能測量溫度越高輸出電壓越低，即燈泡的亮度越低；當溫度低于30時，過零后約延時0.97ms觸發可

14、控硅，溫度低于35時，過零后約延時3.9ms觸發可控硅，溫度低于40時，過零后約延時7.81ms接通可控硅，溫度高于40停止輸出。電源部分正常工作溫度檢測放大電路正常工作溫度比較以及指示電路正常工作）過零檢測電路正常工作電子開關及可控硅觸發電路正常工作2、 完成檢測（1、電路正常工作時，測量U3第7腳的頻率_赫茲。（2、若要使穩壓電路的輸出電壓降低，請問應該_（增大/減小）Q1基極與地之間的電阻。（3、在溫度檢測放大電路中，U1A（LM358）作為_（反相放大器/同相放大器/差分放大器/比較器）（4、當RT1阻值不變的情況下，增大R21電阻的阻值，請問U1B第7腳的電壓_（升高/降低）。（5、

15、當RT1的溫度為45時，RT1的端電壓為_ V。（6、當U5第3腳為高電平時，U5第2腳的電壓為_（高電平/低電平）。（7、當穩壓電路輸出電壓為5V時，測量Q1和Q2各引腳的電壓（V）。三極管Q1Q2引腳CBECBE電位（8、電路正常工作時,且測量溫度低于30時，測量可控硅A與K之間的波形：(4)記錄波形，其他示 波 器頻率器毫伏表時間檔位：幅度檔位：峰峰值：頻率：周期：測量交流電壓：3、 電路原理和故障分析（1）、當RT1測量溫度為50時，請問U1第7腳的電源為多少？（2）、若將晶振Y1由32.768kHZ更換為455kHZ，請問U5第5腳的輸出周期是的多少？四、電路設計軟件PRO

16、TEL DXP 2004應用八路斷線數顯報警器制作電路圖元件符號，新建原理圖元件庫文件，在庫中繪制圖10上的U21、 繪制原理圖（1）建立原理圖文件，并設置原理圖圖紙尺寸為A4。（2）根據圖10原理圖，必須將自制的元件符號用于原理圖中；繪制清單詳見表22、 制作封裝建立PCB元件封裝庫文件，并在庫中繪制元件DS1和SPST-1的封裝。（1）元件DS1的封裝外形尺寸如圖11所示，它的焊盤直徑為75mil，焊盤孔徑為35mil，焊盤間距為100mil。（2）元件SPST-1的封裝外形尺寸如圖12所示，它的焊盤直徑為80mil，焊盤孔徑為40mil，焊盤橫向間距為180mil，焊盤縱向間距為260m

17、il。3、 創建網絡表文件根據原理圖創建網絡表文件。4、 PCB設計5、 在繪制PCB時，須使用以上自制的元件封裝，其他元件封裝詳見表2，繪制要求如下：（1） 電路板外形尺寸不大于：3200mil（寬）×2400mil（高）；（2） 元件布局合理，所有元件均放置在TopLayer；（3） 信號線寬15mil，+5V線寬40mil，地線線寬50mil；（4） 對晶振電路部分進行鋪銅操作，填充格式為90Degree，與GND網絡相連，放置層為TopLayer；圖10 圖11 圖12表3LibrefPart TypeDesignatorFootprintLibraryCAP0.1uFC1R

18、AD0.2Miscellaneous Devices.LibIN41481N4148D11812Miscellaneous Devices.Lib1N41481N4148D21812Miscellaneous Devices.LibRES21kR3AXIAL0.3Miscellaneous Devices.LibRES21kR7AXIAL0.3Miscellaneous Devices.LibRES21kR8AXIAL0.3Miscellaneous Devices.LibRES21kR4AXIAL0.3Miscellaneous Devices.LibRES21kR5AXIAL0.3Misc

19、ellaneous Devices.LibRES21kR6AXIAL0.3Miscellaneous Devices.LibRES21kR9AXIAL0.3Miscellaneous Devices.LibRES21kR11AXIAL0.3Miscellaneous Devices.LibRES21kR10AXIAL0.3Miscellaneous Devices.LibRES25.1kR13AXIAL0.3Miscellaneous Devices.LibRES25.1kR12AXIAL0.3Miscellaneous Devices.LibRES26MHZY1XTAL1Miscellaneous Devices.LibRES210kR2AXIAL0.3Miscellaneous Devices.LibRES210kR1AXIAL0.3Miscellaneous Devices.LibELECTRO110uFC3RB.2/.4Miscellaneous Devices.LibCAP30PC4RAD0.1Miscellaneous Devices.LibCAP30PC5RAD0.1Miscellaneous Devices.