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[分享] 热敏电阻、湿敏电阻、气敏电阻、压敏电阻、光敏电阻应用电路集锦

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发表于 2019-1-21 10:47 | 显示全部楼层 |阅读模式
一、PTC热敏电阻器开水自动报警电路
下图所示是采用PTC热敏电阻其构成的开水自动报警电路。电路中,R2为PTC热敏电阻器,用来检测开水温度。A1采用二输入四与非门CMOS集成电路C066,它的内电路中设有4个与非门,为数字CMOS集成电路。B为蜂鸣器,在得到驱动信号后可以发出蜂鸣声。S1为电源开关。
01.jpg
1、集成电路A1基本工作原理
集成电路A1的14脚为电源引脚,7脚为接地引脚。R3、C1和A1内部的两个与非门构成一个1000Hz左右的音频振荡器,其6脚为集成电路的输出引脚。A1的13脚为控制引脚,当它为低电平时集成电路A1内部的振荡器不工作,6脚无输出信号。当13脚为高电平时,集成电路内部电路中的振荡器工作,6脚输出信号以驱动蜂鸣器B发出声响。


2、报警电路
R1、RP1和R2构成直流工作电压+V的分压电路,其分压输出的直流电压加到集成电路A1的控制引脚13脚。接通电源后,S1接通,电路进入工作状态。
当水温较低时,热敏电阻器R2的阻值较小,分压电路输出的直流电压较小,集成电路A1的13脚上直流电压较低,不足以使集成电路A1内部的振荡器工作,此时蜂鸣器B不工作。
当水开了之后,热敏电阻器R2的阻值已增大许多,R1、RP1和R2分压电路输出的直流电压较大,即集成电路A1的13脚上直流电压高于阈值电压,使集成电路A1内部的振荡器工作,此时集成电路A1的6脚输出信号,驱动蜂鸣器B发出声响进行报警,表示水已烧开。
调整RP1阻值能改变这一电路的报警温度,RP1阻值大报警温度高,反之则低。


电路分析提示
分析热敏电阻器电路时,首先要搞清楚电路中的热敏电阻是正温度系数还是负温度系数,否则整个电路分析都是错误的。
对于温度控制这类电路,电路分析时主要通过假设温度高低不同情况来分析电路的变化情况。电路分析的重点元器件是热敏电阻,即通过假设热敏电阻阻值高低变化来分析反应过程。

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 楼主| 发表于 2019-1-21 10:49 | 显示全部楼层
二、PTC热敏电阻消磁电路
彩色电视机中普遍使用PTC热敏电阻构成消磁电路。下图所示是其中一种电路。电路中R3是PTC热敏电阻,L1是消磁线圈,K1是控制消磁电路的继电器,VT1是继电器的驱动三极管,A1是微处理器。
01.jpg
1、消磁电路结构
从电路中可以看出,消磁线圈L1、消磁电阻R3和继电器K1常闭触点串联后接在220V交流市电电路中,消磁电路由继电器K1控制是否投入消磁工作状态。而继电器K1工作状态受VT1驱动管控制,VT1基极通过R1与微处理器A1的24脚消磁控制端相连,所以驱动管VT1受微处理器A1的24脚输出的高电平或低电平控制。


2、开机瞬间的消磁电路消磁过程
开机瞬间,微处理器A1的24脚输出一个约4.8V的高电平信号,通过电阻R1加到VT1基极,VT1基级与地之间接有电容C1,由于电容C1两端电压不能突变,C1内部无电荷,这样VT1基极在开机瞬间仍然为0V,VT1仍然保持截止状态,继电器K1常闭触点仍然保持接通,这样消磁线圈L1和消磁电阻R3回路流有交流50Hz消磁电流,开始消磁。
随着消磁电流留过PTC热敏电阻R3,其温度升高,阻值增大,且R3温度越高,阻值越大,这样使流过消磁线圈L1的电流如下图所示,电流幅度从大到小衰减,完成对显像管开机时的消磁工作。
02.jpg


3、开机后继电器K1动作过程
随着开机后微处理器A1的24脚输出高电平信号通过电阻R1对C1充电的进行,由于R1和C1充电时间常数很大,这样VT1基极电压从0V上升的时间较长。当电容C1充电完毕,VT1基极为高电平,使VT1从截止转入导通状态。
VT1导通后,继电器K1工作,从常闭状态转换成常开状态,这时常闭触点断开,将消磁电阻R3和消磁线圈L1回路断电,消磁线圈中无电流流过,这时也是消磁完成时刻,完成了消磁电路的切断控制。
之后,电视机正常工作,消磁线圈L1中无电流,只是继电器K1中存在较小的维持电流,从而避免了普通彩色电视机在工作中消磁电阻一直处于微工作状态,这样可以延长PTC热敏电阻R3的使用寿命,减少了无谓的R3功耗,也降低了机内的温升。


4、关机后电路
关机后,微处理器A1的24脚变为低电平,电容C1通过VT1发射结以及A1内电路进行放电,直至C1内部无电荷,继电器K1恢复常闭触点的接通状态,以备下次开机时消磁。



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 楼主| 发表于 2019-1-21 10:53 | 显示全部楼层
三、DC/DC变换器中热敏电阻应用电路
下图所示是DC/DC变换器中热敏电阻应用电路。电路中的R4为热敏电阻,用来对电路中A1的输出电流限制作出温度补偿。电路中的A1为新型的DC/DC变换器(如max1714),它需要从外部调整限流阈值。


01.jpg
max1714采用MOSFET(金属-氧化物-半导体场效应管),这种场效应管导通电阻与温度有很大的相关性,场效应管导通电阻决定了限流大小。如果不在外面设置限流电路,则电路受温度影响大。
下图所示是这一DC/DC变换器的输出电流特性。从特性曲线可以看出,不加热敏电阻补偿电路时,输出电流变化范围很大,而加入热敏电阻补偿电路后,相同的的温度变化范围内输出电流变化范围明显减小。


02.jpg
当工作温度大小变化时,热敏电阻R4的阻值也随之变化,这样电阻R1、R2、R3和R4对直流工作电压Vcc分压后加到A1的6脚,直流电压也做相应的变化,起温度补偿作用。


1、R4是高阻值的热敏电阻,要求线性度好,这样DC/DC变换器的温度补偿线性好。因为集成电路A1的限流输入级是一个相对高输入阻抗的电压跟随级,所以电路中的热敏电阻R4标称电阻要求高达100KΩ。


2、电路中R1使用来补偿R4线性的,采用一只与热敏电阻阻值相等的电阻并联,可以改善热敏电阻的线性。
3、电路中的R2和R3分别设定限流温度补偿特性曲线的斜率和截距。



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 楼主| 发表于 2019-1-21 10:57 | 显示全部楼层
四、NTC热敏电阻抑制浪涌电路
NTC热敏电阻是负温度系数的,温度升高后阻值下降,下图所示是NTC热敏电阻应用电路,这是PC开关电源中的抑制浪涌的应用电路,电路中的NTCR1是NTC热敏电阻,用来抑制开机时的浪涌电流。
01.jpg


1、抑制浪涌的原因
在PC冷启动时会产生一个很大的浪涌电流,即交流220V电压会给PC一个很大的开机冲击电流,这一很大的浪涌电流有可能烧毁电源和主机内电路,为此要设置一个抑制浪涌的电路,使开机时浪涌电流较小,而在开机后又能恢复正常的220V供电。


2、NTC热敏电阻的位置
打开PC的开关电源外壳,在外侧可以发现一只园片形的元件,通常是橄榄绿色,它就是用来抑制浪涌电流的NTC热敏电阻器。


3、电路分析
从电路中可以看出,NTCR1串联在220V供电回路中,作为220V交流市电负载的一部分。在PC冷启动时,由于NTCR1在常温下(零功率)阻值较大,这样限制了开机时220V回路的电流,使之不能太大。
在开机后,电流流过NTCR1,使之温度升高,它的阻值开始下降,当PC开机很短时间后,NTCR1电阻温度上升到工作区间,其阻值下降到很低的数值,且可以忽略不计,这时220V市电供电进入正常状态。同时,NTCR1阻值很小,也不会产生过多的功耗。


提示
这种抑制浪涌电路也有缺点,例如当关断电源后快速重新启动时,热敏电阻还未完全冷却,将丧失部分浪涌抑制功能,这也就是为何短暂的关掉又开启电源是有害操作的原因。



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 楼主| 发表于 2019-1-21 11:00 | 显示全部楼层
五、压敏电阻浪涌和瞬变防护电路
当压敏电阻用于浪涌和瞬变防护电路中时,通常有4种具体电路。
1、线间应用电路
下图所示是线间应用电路,这一电路的特点是将压敏电阻R1并联在电源进线之间或是信号线与地线之间,当R1两端的电压达到击穿电压时,R1阻值迅速减小,达到过压保护目的。
01.jpg
提示
作为压敏电阻,典型的使用场合是在电源线及长距离传输的信号线遇到雷击而使导线存在浪涌脉冲等情况下对电子产品起保护作用。
一般在线间接入压敏电阻可对线间的感应脉冲有效,而在线与地之间接入压敏电阻则对传输线和大地间的感应脉冲有效。











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 楼主| 发表于 2019-1-21 11:06 | 显示全部楼层
2、感性负载应用电路
下图所示是感性负载应用电路。电路中,R1是压敏电阻,当电源开关SB1断开时,感应负载两端会产生很大的反相电动势,这
时R1用来限制这一反向电动势,达到保护目的。
01.jpg


提示
通常可以将压敏电阻直接并联在感性负载上,但是根据电流种类和能量大小的不同,可以考虑采用RC串联吸收电路的形式。




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 楼主| 发表于 2019-1-21 11:08 | 显示全部楼层
3、开关触点间应用电路
下图所示是压敏电阻接在开关触点间应用电路。电路中,R1是压敏电阻,它接在电源开关SB1的两个触点之间,用来吸收开关断开时的电弧,防止开关触点被电弧烧坏。


01.jpg



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 楼主| 发表于 2019-1-21 11:16 | 显示全部楼层

4、保护半导体器件应用电路
下图所示是保护半导体器件应用电路。电路中,R1是压敏电阻,它接在三极管VT1集电极与发射极之间,防止VT1集电极与发射极之间的电压过高而损坏三极管。这种保护电路还可以用于晶闸管、大功率三极管等半导体器件电路中。这是一种对半导体器件的有效保护电路,一般采用与保护器件并联的方式,以限制电压低于被保护器件的耐压等级。


01.jpg



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 楼主| 发表于 2019-1-21 11:20 | 显示全部楼层
六、压敏电阻的其他应用电路
1、开关电源交流输入回路瞬变抑制器中压敏电阻用用电路
下图所示是开关电源交流输入回路瞬变抑制器中压敏电阻用用电路。电路中,R1是压敏电阻,开关电源电路中会有更多开关脉冲出现。
01.jpg
当220V交流市电电压中出现电压尖峰时,R1可以将其抑制掉,其工作原理是:当尖峰电压高到一定值时,R1阻值迅速减小,抑制尖峰电压,达到抑制220V交流市电电压中的尖峰电压的目的。如下图所示。
02.jpg

当这种压敏电阻用于脉冲电路中时,也可以达到抑制尖峰脉冲电压的目的,如下图所示。


03.jpg



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 楼主| 发表于 2019-1-21 11:22 | 显示全部楼层
2、直流电路中的应用
下图所示是直流电路中压敏电阻应用电路。电路中,R925是压敏电阻。
01.jpg


压敏电阻R925并联在交流市电电压两端,如果出现过电压,达到一定值时,R925两端电压不再增大,防止了过高的电压加到桥式整流电路中,起到过电压保护作用。




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 楼主| 发表于 2019-1-21 11:27 | 显示全部楼层
3、过电流保护电路
下图是压敏电阻在过电流保护电路中的应用。电路中,R1是压敏电阻,FU1是熔断器。
01.jpg


压敏电阻在电路的过电压保护中,如果正常工作理论上是不会被破坏的,但是由于压敏电阻器要长期承受电源电压,电路中暂


态过电压、超能量过电压随机的不断冲击及吸收电路储能元件的释放能量,因此,压敏电阻也是会损坏的。
如果压敏电阻性能劣化而失效,这时会有很大的电流流过压敏电阻和熔断器,熔断器自动熔断,将故障的压敏电阻与电路断开
,防止电路受到过电流损坏。




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 楼主| 发表于 2019-1-21 11:29 | 显示全部楼层
4、压敏电阻串联和并联应用电路
1)压敏电阻串联应用电路
下图所示是压敏电阻串联应用电路,压敏电阻可以简单地串联应用,这时压敏电阻、持续工作电压和限制电压为各压敏电阻参
数相加,而通流量指标不变。
02.jpg


在高压电力避雷器中,要求持续工作电压高达数千或数万伏,就是将多只压敏电阻串联起来应用。




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 楼主| 发表于 2019-1-21 11:33 | 显示全部楼层

2)压敏电阻并联应用电路
下图所示是压敏电阻并联应用电路。
压敏电阻并联的目的是获得更大的通流量,或者在冲击电流峰值一定的条件下减小电阻中的电流密度,以降低限制电压。


在压敏电阻并联应用电路中,可以有更多只压敏电阻进行并联,但是,要求每只压敏电阻参数相同,否则小的压敏电阻流过电


流过大,不利于各压敏电阻之间的电流分配。




01.jpg



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 楼主| 发表于 2019-1-21 11:35 | 显示全部楼层

七、光敏电阻控制电路
下图所示是一种光敏电阻控制电路。电路中,R2是光敏电阻,K是继电器,VT2是继电器驱动管,RP1是灵敏度调整的可变电阻。


01.jpg


1、光线亮时电路
当光线亮时,光敏电阻R2阻值较小,这时RP1、R1、R2构成的分压电路输出电压比较小,即加到VT1基极的直流电压比较低,VT1处于截止状态,VT2也处于截止状态,继电器K中没有电流,继电器不会动作,常闭触点处于闭合状态,常开触点处于断开状态。


2、光线暗时电路
当光线暗时,光敏电阻器R2阻值比较大,这时RP1、R1、R2构成的分压电路输出电压比较大,即加到VT1基极的直流电压比较高,高到足以使VT1处于导通状态,VT1发射极电压通过R4加到VT2基极,VT2也处于导通状态,继电器K中有电流,继电器动作,常闭触点断开,常开触点闭合。


改变RP1的阻值可以调节灵敏度,即光线暗到何等程度使继电器动作。当RP1阻值减小时,VT1基级直流电压是升高,也就是光线稍暗些,R2阻值稍增大就能使继电器动作,所以是灵敏度提高了,反之则是灵敏度降低了。











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 楼主| 发表于 2019-1-21 11:37 | 显示全部楼层
八、光敏电阻其他应用电路
1、光控开关电路
下图所示是一种光控开关电路,这一光控开关电路通过光敏电阻,在天黑时自动控制开灯,天亮时自动熄灭。电路中,VS1是晶闸管,R1是光敏电阻。
01.jpg


当光线亮时,光敏电阻R1阻值小,220V交流电经VD1整流后的单向脉冲性直流电压在RP1和R1分压后的电压小,加到晶闸管VS1控制极的电压小,这时晶闸管不导通,所以灯HL回路无电流,灯不亮。.


当光线暗时,光敏电阻R1阻值增大,RP1和R1分压后的电压大,加到晶闸管控制极的电压大,这时晶闸管进入导通状态,所以灯HL回路有电流流过,灯点亮。


调节可变电阻RP1的阻值,可以改变RP1和R1分压输出电压大小,从而可以改变晶闸管触发电压大小,这样可以调整光线变暗到什么程度时晶闸管导通,即实现暗时点亮灯的调节。


如果RP1阻值调大,就需要R1更大的阻值(光线更暗)才能使晶闸管导通,反之RP1阻值调小,在光线不是很暗时就能点亮灯。








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 楼主| 发表于 2019-1-21 11:48 | 显示全部楼层
2、灯光亮度自动调节电路
下图所示是灯光亮度自动调节电路,这一电路能够根据外界光线的强弱来自动调节灯光亮度。电路中,VS1是晶闸管,N是氖管,HL是灯,R3是光敏电阻。电路中,晶闸管VS1和二极管VD1~VD4组成全波相控电路,用氖管N作为VS1的触发管。

01.jpg
220V交流电通过负载HL加到VD1~VD4桥式整流电路中,整流后的单向脉冲直流电压加到晶闸管VS1阳极和阴极之间,VS1导通与截止受控制极上的电压控制。整流后的电路还加到各电阻和电容上。


直流电压通过R1和RP1对电容C1进行充电,C1上充到的电压通过氖管N加到晶闸管控制极上,当C1上电压上升到一定程度时,氖管N启辉,将电压加到晶闸管控制极上,使晶闸管导通,灯点亮。

电容C1上的平均电压大小决定了晶闸管交流电一个周期内平均导通时间的长短,从而决定了灯的亮度。
C1的充电电路除R1、RP1外还有R2、R3、VD5、R3和R3分压后的电压使VD5导通,也对C1进行充电,所以R3的阻值大小就能决定C1上充电电压的大小,也就能决定交流电一个周期内VS1平均导通时间的长短,从而可以自动控制灯的亮度。

当外界亮度低时,光敏电阻R3阻值增大,C1的充电电压高,晶闸管平均导通时间长,灯光就亮。由于R3的阻值是随外界光线强弱自动变化的,所以灯的亮度也是受外接光线强弱自动控制的。

调节可变电阻RP1的阻值可以改变电容对C1的充电时间常数,即改变VS1的导通角,调节灯的亮度。




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3、停电自动报警电路
下图所示是停电自动报警电路。电路中,VD2是交流电源指示灯,VD4是红色发光二极管,R4是光敏电阻,BL1是扬声器,VT1、VT2和周围元器件构成一个低频振荡器,+3V直流电压采用电池供电。
有交流电时,220V交流电压通过VD1半波整流和C1滤波,得到的直流电压通过R1加到VD2上,使之发光指示交流电正常工作,同时,通过R2加到VD3上,使VD3发光。


由于VD3发光,光线照射到光敏电阻R4上,R4阻值变小,这时,+3V直流电压通过R3和R4分压的电压加到VT1基极,因为R4阻值小,VT1截止,这时报警电路不工作。
当交流点断电,VD3不发光,R4阻值明显增大,使VT1进入放大状态,这时VT1、VT2等周围元器件构成的低频振荡器电路工作,扬声器BL1发出声响报警,同时VD4发光显示断电。电路中,R5和C2构成低频振荡器中的正反馈电路。


01.jpg



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4、照相机电子测光电路
下图所示是照相机电子测光电路,电路中,R1是光敏电阻,R2是热敏电阻,VD1和VD2是发光二极管。
从电路可以看出,VT1是VD1的驱动管,VT2是VD2的驱动管,VT1和VT2两端的电路对称,但是基极偏置电路有所不同。VT2基极由固定电阻R6、R7构成分压式偏置电路,而VT1基极则由R1、RP1和R2构成分压式偏置电路。
01.jpg


当电路达到平衡时,即两只二极管发光均匀,表示适曝,这就要求两只二极管的驱动管基极电流相同。若只有其中一只亮而另一只不亮,则表示欠曝或过曝,这时要进行移动密度板的调整。
光线从孔板照射在光敏电阻上,移动密度板时可以改变光线照射到光敏电阻R1上的强弱,从而可以改变R1的阻值大小,改变R1、RP1和R2分压电路输出电压,即改变了加到VT1基极的直流电压,进而改变了发光二极管VD1发光强弱,达到正确曝光的目的。
电路中的热敏电阻R1(1KΩ)起温度补偿作用,以补偿光敏电阻器R1因温度变化而引起的误差。



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九、湿敏电阻应用电路
1、湿度传感电路
下图所示是湿度传感电路,电路中,R2是湿敏电阻,A1是一个电压比较器集成电路,A2是CPU。
01.jpg


电压比较器工作原理:当A1的5脚直流电压大于6脚直流电压时,7脚输出高电平给A2的7脚,当A1的5脚直流电压低于6脚直流电压时,7脚输出低电平给A2的7脚。由此可知,集成电路A1的7脚输出状态由5脚和6脚之间的相对电压高低决定。
集成电路A1的6脚上接有基准电压,所谓基准电压就是一个电压大小恒定的直流电压,即集成电路A1的6脚直流电压大小是不变的。
电阻R1和R2构成对+5V直流电压的分压电路,其分压输出的直流电压加到集成电路A1得5脚,当相对湿度不大,湿敏电阻R2阻值较大,这时集成电路A1的5脚直流电压小于6脚的直流电压,7脚输出低电平给集成电路A2的7脚。



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发表于 2019-1-21 12:19 | 显示全部楼层
常用饮水机的烧水温度   我总感觉 它烧的水没有到100°   是不是里面的热敏电阻  或者温度开关  提前作用了

点评

饮水机一般都不会烧到100°。因为它的温控器一般设置的都是80°左右  详情 回复 发表于 2019-1-21 12:26


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