汽車(chē)太陽(yáng)能半導(dǎo)體油箱油蒸汽冷凝器的設(shè)計(jì)【含3張CAD圖紙】
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電路圖及電路工作原理
溫度控制電路如圖4.1。電路工作原理：當(dāng)溫度逐漸高于控制點(diǎn)溫度時(shí)，熱敏電阻RT阻值逐漸降低，則RT和RP串聯(lián)部分分得的電壓逐漸減少，A點(diǎn)電位不斷升高，使加在V1基極的電壓增大，電流也逐漸增大，V1逐漸飽和導(dǎo)通。 V2逐漸趨于截止，繼電器開(kāi)關(guān)處于1位置，半導(dǎo)體制冷片開(kāi)始制冷工作。
當(dāng)溫度逐漸降低，低于控制點(diǎn)溫度時(shí)，熱敏電阻RT阻值逐漸上升，則RT和RP串聯(lián)部分分得的電壓逐漸增大，A點(diǎn)電位逐漸下降， V2的基極電流逐漸增大，此時(shí)V2逐漸飽和導(dǎo)通，繼電器K開(kāi)關(guān)處于2位置，半導(dǎo)體制冷片逐漸停止制冷工作。
熱敏電阻作用：貼在油箱壁上檢測(cè)油箱溫度，控制V1的開(kāi)關(guān)作用，向制冷片提供制冷信號(hào)。
續(xù)流二極管VD4作用：保護(hù)V2，由于繼電器為感性元件，當(dāng)其斷開(kāi)時(shí)會(huì)產(chǎn)生反向電動(dòng)勢(shì)，擊穿MOS管V2。所以要在此處加上續(xù)流二極管，以保護(hù)MOS管
繼電器作用：對(duì)半導(dǎo)體制冷工作過(guò)程起到開(kāi)關(guān)控制作用。
VD1、VD2和V1的b、e極：相當(dāng)于直流穩(wěn)壓電源，保持V1導(dǎo)通電壓值。
圖4.1 溫度控制電路
4．2 電路元器件選擇
（1）熱敏電阻
熱敏電阻如圖4.2。熱敏電阻與可變電阻串聯(lián)在電路中，對(duì)溫度進(jìn)行檢測(cè)，為溫度控制電路提供采集信號(hào)，熱敏電阻阻值的測(cè)量如圖4.3所示，實(shí)驗(yàn)測(cè)得熱敏電阻阻值與溫度關(guān)系見(jiàn)表4.1，熱敏電阻阻值溫度曲線見(jiàn)圖4.4。
圖4.2 熱敏電阻
燒杯
萬(wàn)用表
熱敏電阻
溫度計(jì)
玻璃棒
圖4.3 熱敏電阻阻值的測(cè)量
表4.1 熱敏電阻阻值與溫度關(guān)系
溫度（℃）
阻值（ΚΩ）
溫度（℃）
阻值（ΚΩ）
0
4.77
14.5
2.296
0.5
4.668
15
2.228
1
4.577
15.2
2.211
1.5
4.377
16
2.154
2
4.181
16.8
2.079
3
4.001
17.5
2.01
3.5
3.923
18
1.976
4
3.908
18.4
1.94
4.1
3.808
19
1.898
4.2
3.774
19.7
1.842
4.5
3.758
20.5
1.766
4.9
3.708
22
1.658
5
3.689
22.8
1.59
5.1
3.646
23.2
1.55
5.5
3.54
24
1.499
6
3.505
25
1.466
6.2
3.434
26
1.397
6.8
3.358
27
1.339
7.2
3.244
29
1.251
8
3.085
30.2
1.171
9.2
2.972
32
1.08
10
2.847
34
1.023
11
2.756
35.5
0.939
11.5
2.658
37.2
0.889
12
2.556
38.2
0.842
13
2.468
40
0.792
13.5
2.398
40.8
0.764
圖4.4 熱敏電阻阻值溫度曲線
（2）半導(dǎo)體制冷芯片
半導(dǎo)體制冷芯片見(jiàn)圖4.5，型號(hào)TEC1-12708、允許的最大電壓15.4V、最大允許電流8A、最大功率：71.1W。
半導(dǎo)體制冷片的冷熱面試驗(yàn)見(jiàn)圖4.6，通常半導(dǎo)體制冷芯片，紅色引腳接電源正極，黑色引腳接電源負(fù)極。
半導(dǎo)體制冷芯片，傳熱速度非?？?，所以，制冷時(shí)要有良好的散熱系統(tǒng)。
圖4.5 半導(dǎo)體制冷芯片
圖4.6 半導(dǎo)體制冷片的冷熱面試驗(yàn)
（3）電磁繼電器
電磁繼電器如圖4.7。本設(shè)計(jì)所用電磁繼電器，是由我系實(shí)驗(yàn)室的汽車(chē)用調(diào)節(jié)器改制而成。當(dāng)蓄電池電壓為13.1V時(shí)，測(cè)得電磁繼電器的阻值為25.2Ω。
圖4.7 電磁繼電器
（4）可變電阻
可變電阻的最大阻值為1κΩ， 可變電阻與熱敏電阻串聯(lián)，VD1、VD2、R6串聯(lián)構(gòu)成穩(wěn)壓電源。實(shí)驗(yàn)證明要保證電路中總的電壓、總的電流不變，當(dāng)可變電阻阻值增大時(shí)，熱敏電阻阻值就減小，溫度點(diǎn)發(fā)生變化。所以，調(diào)節(jié)可變電阻的阻值，可以得到不同的溫度點(diǎn)。
可變電阻調(diào)整方法：可變電阻的殼體上有三個(gè)引腳和一個(gè)旋鈕組成。其中的兩個(gè)引腳靠近可變電阻的殼體，另一個(gè)引腳靠近中心。本設(shè)計(jì)選擇接左下和靠近中心的引腳。將旋鈕順指針調(diào)節(jié)時(shí)，可變電阻阻值減小，逆時(shí)針調(diào)旋鈕時(shí)，阻值增大。
（5）其它元器件
其它元器件的選擇如表4.2：
表4.2 其它元器件
代號(hào)
型號(hào)
阻值
R2
RJ型金屬膜電阻
1ΚΩ
VD1
1N4007
VD2
BZ185 4V7
R6
RJ型金屬膜電阻
1ΚΩ
R3
RJ型金屬膜電阻
300Ω
V1
S8050
VD3
1N4007
V2
3DD200
VD4
1N4007
4．3 溫度控制電路計(jì)算
50℃時(shí)，可變電阻RP阻值：617Ω，熱敏電阻RT阻值：457Ω
取電源電壓為UCC=13.6V時(shí)，V1導(dǎo)通時(shí)，VD1的管壓降為0.7V, VD2管壓降為4.7V，V1的B、E極壓降為0.7V：
A點(diǎn)電壓U為
可變電阻、熱敏電阻串聯(lián)兩端電壓
可變電阻、熱敏電阻串聯(lián)電路電流
電阻R2支路電流
VD1支路電流
電阻R6支路電流
V1基極電流
V1集電極電流
IC1<1.5A
V1飽和導(dǎo)通且不會(huì)被燒壞
當(dāng)V1截止時(shí)，V2飽和導(dǎo)通，取電源電壓為UCC=13.6V時(shí)，V2導(dǎo)通時(shí)，VD3的管壓降為0.7V, VD4管壓降為0.7V，V2的B、E極壓降為0.7V：
R3兩端電壓
R3支路電流
V2基極電流
V2集電極電流
IC2<3A
V2飽和導(dǎo)通且不會(huì)被燒壞。
校核：溫度越高、電壓越大、電阻小、電流大，V1越容易導(dǎo)通，燒壞的可能性也較大，因此，校核在高溫高壓的情況下，V1是否會(huì)飽和導(dǎo)通且不會(huì)燒壞。
高溫度、高電壓情況：
溫度70℃、電壓13.6V、熱敏電阻阻值0.271ΚΩ、可變電阻阻值617Ω，可變電阻、熱敏電阻總路電流
R2支路電流
VD1支路電流
R6支路電流
V1基極電流
V1集電極電流
IC1＜1.5A
V1飽和導(dǎo)通且不會(huì)燒壞
溫度越低、電壓越小、電阻大、電流小，V1越容易截止，校核在低溫低壓情況下，V1是否可靠截止。
低溫度、低電壓情況校核結(jié)果如表4.3。
溫度0℃、電壓12V、熱敏電阻阻值4.77ΚΩ、可變電阻阻值617Ω。
表4.3 低溫低壓情況校核結(jié)果
名稱
計(jì)算結(jié)果
名稱
計(jì)算結(jié)果
IPT
0.0011A
U3
12.2V
I2
0.0061A
I3
0.0406A
IVD1
-0.005A
IB2
0.0406A
IC1
可靠截止
IC2
0.914A
高溫度、低電壓情況：
溫度70℃、電壓12V、熱敏電阻阻值0.271ΚΩ、可變電阻阻值617Ω。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4.4
表4.4 高溫低壓校核結(jié)果
名稱
計(jì)算結(jié)果
IPT
0.006644A
I2
0.0041A
IVD1
0.002544A
I6
0.0007 A
IB
0.001844 A
IC1
0.443 A
低溫度、高電壓情況：
溫度0℃、電壓13.6V、熱敏電阻阻值4.77ΚΩ、可變電阻阻值617Ω。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4.5
表4.5 低溫高壓校核結(jié)果
名稱
計(jì)算結(jié)果
名稱
計(jì)算結(jié)果
IPT
0.001392A
U3
12.2V
I2
0.0041A
I3
0.0406A
IVD1
-0.00271 A
IB2
0.0406A
IC1
可靠截止
IC2
0.914A
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