空调机温度控制器的设计原理

空调机温度控制器的设计原理

一、概述

随着经济的发展和人们生活水平的提高，空调机受到广泛应用。空调机的温度控制器是由温度传感器感受室内温度变化来控制压缩机的运行与停止。由于温度传感器直接输出的信号一般比较微弱，为了更好的测量与显示，需要用放大器进行处理，处理后的温度信号与设定的温度值通过比较器进行比较后，控制继电器的通断，使温度被控制在设定值左右，使空调器的工作状态随着人们要求和环境状态而自动变化，迅速准确的达到人们的要求，并使空调器的工作状态保持在最合理的状态下。

二、方案设计

设计了一个空调机温度控制器，控制器能够实时采集室内环境温度，当室内环境温度高于设定温度时，控制器启动空调压缩机制冷，并同时发出提示信号；当室内环境温度低于设定温度时，控制压缩机停止制冷

空调机温度控制器原理框图如图1所示。

放大与处理电路

单稳态电流

执行单元

提示灯

温度设置

工作原理：空调机温度控制器由热敏电阻采集环境温度变化，通过比较器与设定温度进行比较，当环境温度高于设定温度时，比较器输出低电平，继电器启动压缩机制冷，同时给555单稳态电路一个触发信号，单稳态电路输出高电平，指示灯亮，当温度低于设定温度时，比较器输出高电平，继电器控制压缩机停止制冷。

三、电路设计

1.直流稳压电源电路

直流稳压电源电路原理图如图2所示

工作原理：电源开关接通时，交流电压220V经过变压器进行变压，大致提供11V的电压，此电压经过整流桥电路进行整流后，在经过滤波电容滤除多余的杂波，此时电压信号较为清晰，但是仍然不稳定，电压信号再经过三端稳压器进行稳压，这时得到的电源电压为电路所需的稳定的9V。

2.温度采集及放大电路

温度采集及放大电路原理图如图3所示。

工作原理：热敏电阻随着环境温度的变化而变化，当温度升高或降低时，测温电桥两端输出电压值，经差分放大器使双端输入信号变为单端输入信号，送入比较器与设定温度进行比较。

3.电压比较器

电压比较器电路原理图如图4所示

工作原理：由于热敏电阻可以检测到环境温度的变化，当温度高于设定温度时，比较器输出低电平，继电器开始工作，启动空调压缩机制冷，当温度低于设定温度时，比较器输出高电平，继电器停止工作，空调压缩机停止制冷

4.单稳态电路与指示灯

单稳态电路与指示灯电路原理图如图5所示

工作原理：温度高于设定温度时，通过比较器进行比较后，给555单稳态电路一个触发信号，3引脚输出高电平，指示灯亮，电阻R8与电容C4决定指示灯亮的时间T w.

T w=RCln3=455101.1=5(s)

四、性能的测试

1.直流稳压电源的测试

直流稳压电源测试仿真电路如图6所示

由输出电压波形可知直流稳压电源输出9V电压，满足要求2.放大电路测试

放大电路测试仿真电路如图8所示

放大电路测试结果如图9所示

由放大电路测试结果可知，电路放大100倍，满足要求3.电路整体性能测试

电路整体测试仿真电路如图10所示

电源开关接通时，若温度升高，则指示灯亮，灯亮时间为5秒，满足要求

五、结论

该实验主要运用了热敏电阻、放大器、电压比较器、继电器、555定时器、而实现的，通过以上性能测试与调试，电路完全符合设计要求，且工作稳定，可以实现所要求的结果

附录I总电路图

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