Терморегулятор на двох мікросхемах. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Регулятори потужності, термометри, термостабілізатори

 Коментарі до статті

Важлива особливість пропонованого терморегулятора - керований ним нагрівач завжди вмикається і вимикається лише на ціле число періодів напруги. При цьому мережі не утворюється постійна складова струму, яка може негативно вплинути на працездатність трансформаторів та інших електромагнітних приладів, підключених до тієї ж мережі.

Цей прилад відрізняється від ряду аналогів відсутністю гістерезису в характеристиці регулювання, завдяки чому досягається більш точне підтримання заданої температури, і зниженим рівнем створюваних їм комутаційних перешкод. Терморегулятор, що функціонує подібним чином, був описаний у статті С. Бірюкова "Сімісторний термостабілізатор" ("Радіо", 1998 №4, с. 50, 51), але він має більш складний вузол синхронізації з мережею і створює більше перешкод.

Рис. 1 (натисніть , щоб збільшити)

Схема терморегулятора показано на рис. 1. При використанні симістора VS1 зазначеного на ній типу він може керувати нагрівачем потужністю до 1 кВт. Датчиком температури служить терморезистор RK1, який разом із резисторами R1-R4 утворює вимірювальний міст. Підстроювальним резистором R1 балансують міст при температурі, яку потрібно підтримувати. Напруга, яка знімається з діагоналі моста, надходить на зібраний на ОУ DA1 компаратор без зворотного зв'язку. Резистор R5 задає режим роботи ОУ (потік, що споживається, максимальну швидкість наростання вихідної напруги).

Логічний рівень напруги на виході компаратора стає низьким, якщо температура середовища, в якій знаходиться терморезистор, перевищує задану, або високим інакше. Сигнал із виходу ОУ подається на вхід D тригера DD1.1. А на вхід З того ж тригера через діод VD3 і дільник напруги R6R7 надходять імпульси, що йдуть з частотою мережі. Перемикання тригера можливе тільки наростаючими перепадами цих імпульсів у моменти, коли миттєве значення напруги на нижньому за схемою дроті мережі живлення по відношенню до її верхнього дроту дорівнює приблизно 6 В і зростає. Тому інтервали часу між змінами стану тригера завжди кратні періоду напруги, а самі зміни відбуваються поблизу переходу напруги через нуль. Високий логічний рівень напруги на виході (вив. 1) тригера DD1.1 означає, що робота нагрівача дозволена, а низький - заборонена.

Імпульси, сформовані ланцюгом VD3R6R7, не тільки тактують тригер, а й заряджають через діод VD2 конденсатор C1, напруга на якому обмежена стабілітроном VD1 приблизно до 9 В використовується для живлення мікросхем пристрою.

На тригері DD1.2, який включений за схемою повторювача, що не інвертує сигналу, що подається на вхід S, виконаний вузол формування імпульсів управління симістором VS1. На цьому вході в певній пропорції підсумовуються сигнал, що надходить через діод VD4 з виходу тригера DD1.1 і випрямлене діодним мостом VD5 напруга між електродом 2 і керуючим електродом симістора. В результаті на виході (вив. 13) тригера DD1.2 високий логічний рівень напруги присутній тільки в тому випадку, якщо він такий самий на виході тригера DD1.1, а миттєве абсолютне значення напруги, прикладеного до симістор VS1, перевищує приблизно 10 В.

Навіть за наявності на виході тригера DD1.1, що дозволяє включення нагрівача сигналу, симістор VS1 на початку кожного напівперіоду закритий. У момент, коли миттєве значення прикладеного до нього через нагрівач мережевої напруги досягне 10 В, рівень на вході S і виході тригера DD1.2 стане високим, відкриється транзистор VT1 і буде замкнений керуючий ланцюг симістора. Через проміжок часу, необхідний відкривання симістора, напруга між його електродами впаде до кількох вольт. В результаті стане низьким і рівень напруги на вході S тригера DD1.2 та його виході. Симістор, що відкрив, і не потрібний більш імпульс закінчиться. Але симистор залишиться відкритим до кінця напівперіоду, коли значення поточного через нього струму стане менше струму утримання. Завдяки тому, що тривалість керуючого імпульсу автоматично підтримується мінімально достатньою для відкривання симістора, підвищується економічність пристрою.

У наступних напівперіод описані процеси повторюються, поки в результаті прогріву терморезистора RK1 рівень на виході тригера DD1.1 не стане низьким.

У момент подачі на пристрій напруги розряджений конденсатор C2 шунтує емітерний перехід транзистора VT1, що перешкоджає його короткочасному пробою і усуває пов'язаний з цим кидок колекторного струму. Резистор R11 вирівнює потенціали керуючого електрода і 1 електрода закритого симістора, запобігаючи його мимовільне відкривання. Конденсатор C3 пригнічує імпульсні перешкоди.

Замість мікросхеми К561ТМ2 у пристрої можна застосувати аналогічну серію К176. В останньому випадку для підвищення надійності пристрою як VD2 бажано використовувати діод з бар'єром Шоттки, наприклад, КД923А.

Операційний підсилювач К140УД12 може бути замінений на КР140УД1208, MC1776CP1, а також на КР140УД12 з урахуванням відмінностей у типі корпусу та призначенні висновків.

Замість симістора КУ208Г можна встановити прилад тієї ж серії з індексами Г1, Д1 або інший симістор, розрахований на потрібний струм, що комутується, і напруга в закритому стані не менше 400 В. Наприклад, використання симістора ТС106-10-4 дозволить збільшити потужність нагрівача до 2 кВт, а закордонних симісторів MAC16D, BTA216-500B - до 3 кВт. При цьому повинні бути відповідним чином обрані плавка вставка FU1 та тепловідведення симістора. При потужності нагрівача до 1000 Вт симістор потрібен тепловідведення з площею охолоджуючої поверхні не менше 150 см2.

Замість транзистора КТ605А можна використовувати КТ520А, КТ969А, КТ6135А, КТ6105А, КТ6107А, КТ6139А, КТ940А, КТ9179А, 2N6517, MPSA44, MPSA45 нзистори із серій КТ44, КТ45. Заміна діода КД844А та діодного мосту КЦ458А - аналогічні прилади, розраховані на зворотну напругу не нижче 604 В. Можна, наприклад, використовувати діоди КД605В, КД209В, КД407Г, КД400Г-КД109Ж, КД221Д, КД221Б, КД243Б, КД243Б, КД105Б, КД105Б 209-1N4004. Діодний міст може бути КЦ1Г чи DB4007-DB422. Діоди КД104А замінюються будь-якими малопотужними кремнієвими діодами, а стабілітрон КС107Ц - КС521Ж, 191N191, 1 N5529, BZX1C4103V55.

Конденсатор C3 – К73-17 або іншою ємністю 0,1 мкФ, придатний для роботи при змінній напрузі 0,22 В, 220 Гц. Терморезистор RK50 може бути будь-яким з негативним ТКС, наприклад, КМТ-1, КМТ-1, КМТ-4, КМТ-10, ММТ-11, ММТ-1.

Рис. 2

Зовнішній вигляд зібраного пристрою показано на рис. 2. Оскільки встановлені на його платі елементи пов'язані з мережею, що має небезпечну для життя напругу 220 В, при налагодженні та експлуатації терморегулятора слід дотримуватись заходів електробезпеки. Плату необхідно помістити в корпус з діелектричного матеріалу, ручка двигуна підстроювального резистора також повинна бути ізольована. Перед першим увімкненням пристрою слід перевірити правильність та якість монтажу.

Налагодження терморегулятора зводиться до встановлення меж регулювання температури шляхом добірки резисторів R1 та R2. При номіналах, зазначених на схемі, ці межі виходять дуже широкими, тому бажано або використовувати як R1 прецизійний багатооборотний підстроювальний резистор (наприклад, СП3-37а), або звузити межі до необхідних конкретного застосування регулятора. Так, якщо необхідно підтримувати в інтервалі 2.4 °C температуру в льоху, резистор R1 може мати опір 220 кОм, а R2 - 240 кОм.

У разі використання терморезистора RK1 як виносного датчика температури слід враховувати, що він електрично пов'язаний із електромережею.

Його необхідно захистити від випадкових дотиків, помістивши, наприклад, корпус з ізоляційного матеріалу. З платою приладу винесений терморезистор з'єднують кручений парою проводів, довжина яких повинна перевищувати одного-двох метрів. Неприпустимо занурювати терморезистор у рідину. Виняток із цього правила може бути зроблено лише за умови надійної гідроізоляції самого терморезистора та підходящих до нього проводів.

Рис. 3

Розглянутий терморегулятор можна використовувати для керування компресором холодильника, якщо внести до його схеми зміни, показані на рис. 3. Оскільки компресор, на відміну від нагрівача, потрібно включати, коли температура в холодильній камері вище заданої, і вимикати, коли вона нижче, інвертуючий та неінвертуючий входи ОУ DA1 помінялися місцями. Введено позитивний зворотний зв'язок через резистор R12, що створює гістерезис, необхідний для запобігання занадто частим включенням та вимкненням компресора. При бажанні ширину зони гістерези можна змінити, підбираючи резистор R12.

Рис. 4

Оскільки компресор холодильника є індуктивним навантаженням, для підвищення надійності управління ним рекомендується, як показано на рис. 4, підключити паралельно симистору VS1 RC-ланцюг.

Автор: К. Гаврилов

Дивіться інші статті розділу Регулятори потужності, термометри, термостабілізатори.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Застигання сипких речовин 30.04.2024

У світі науки існує досить загадок, і однією з них є дивна поведінка сипких матеріалів. Вони можуть поводитися як тверде тіло, але раптово перетворюватися на текучу рідину. Цей феномен став об'єктом уваги багатьох дослідників, і, можливо, нарешті ми наближаємося до розгадки цієї загадки. Уявіть собі пісок у пісочному годиннику. Зазвичай він тече вільно, але в деяких випадках його частинки починають застрягати, перетворюючись з рідкого стану на тверде. Цей перехід має важливе значення для багатьох областей, починаючи від виробництва ліків та закінчуючи будівництвом. Дослідники зі США спробували описати цей феномен і наблизитися до його розуміння. У ході дослідження вчені провели моделювання в лабораторії, використовуючи дані про пакети полістиролових кульок. Вони виявили, що вібрації усередині цих комплектів мають певні частоти, що означає, що через матеріал можуть поширюватись лише певні типи вібрацій. Отримані ...>>

Імплантований стимулятор мозку 30.04.2024

В останні роки наукові дослідження в галузі нейротехнологій зробили величезний прогрес, відкриваючи нові обрії для лікування різних психіатричних та неврологічних розладів. Одним із значних досягнень стало створення найменшого імплантованого стимулятора мозку, представленого лабораторією Університету Райса. Цей новаторський пристрій, який отримав назву Digitally Programmable Over-brain Therapeutic (DOT), обіцяє революціонізувати методи лікування, забезпечуючи більше автономії та доступності для пацієнтів. Імплантат, розроблений у співпраці з Motif Neurotech та клініцистами, запроваджує інноваційний підхід до стимуляції мозку. Він живиться через зовнішній передавач, використовуючи магнітоелектричну передачу енергії, що виключає необхідність дротів та великих батарей, типових для існуючих технологій. Це робить процедуру менш інвазивною та надає більше можливостей для покращення якості життя пацієнтів. Крім застосування у лікуванні резист ...>>

Сприйняття часу залежить від того, на що людина дивиться 29.04.2024

Дослідження у галузі психології часу продовжують дивувати нас своїми результатами. Нещодавні відкриття вчених з Університету Джорджа Мейсона (США) виявилися дуже примітними: вони виявили, що те, на що ми дивимося, може сильно впливати на наше відчуття часу. У ході експерименту 52 учасники проходили серію тестів, оцінюючи тривалість перегляду різних зображень. Результати були дивовижні: розмір і деталізація зображень значно впливали на сприйняття часу. Більші і менш захаращені сцени створювали ілюзію уповільнення часу, тоді як дрібні та більш завантажені зображення викликали відчуття його прискорення. Дослідники припускають, що візуальний безлад чи перевантаження деталями можуть утруднити наше сприйняття навколишнього світу, що у свою чергу може призвести до прискорення сприйняття часу. Таким чином було доведено, що наше сприйняття часу тісно пов'язане з тим, що ми дивимося. Більші і менш ...>>

Випадкова новина з Архіву Створено найшвидший у світі об'єкт, що обертається 22.01.2020 Пристрій створила команда вчених із Університету Пердью (США). Воно обертається приблизно 500 000 разів швидше, ніж бормашина стоматолога. Об'єкт, що обертається, є наночастинкою кремнезему, яка - якщо дивитися на неї через електронний мікроскоп - виглядає як дві сфери, з'єднані разом. Щоб змусити кремнезем обертатися з рекордною швидкістю, вчені використали силу світла. Спочатку вони змусили об'єкт левітувати у вакуумі за допомогою одного лазера, а потім використали інший лазер для прискорення. Наночастинка є не тільки найшвидшим об'єктом, що обертається в світі, але і найчутливішим з відомих датчиків вимірювання обертального моменту. Обертальний момент (також момент сили, крутний момент) - це міра сили, яка змушує об'єкт обертатися навколо своєї осі. Новий пристрій у 600-700 разів більш чутливий, ніж будь-який інший попередній прилад, здатний вимірювати крутний момент. Пристрій можна буде використовувати для дослідження спеціальних ефектів квантової механіки.

Інші цікаві новини:

▪ Керуючи плазмонами

▪ Відкрито тетранейтрон

▪ Мікроробот зі щіткою

▪ Рентгенівський лазер на столі

▪ Сонячні батареї на дріжджах

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Передача даних. Добірка статей

▪ стаття Заборонений плід солодкий. Крилатий вислів

▪ стаття Навіщо винайшли калейдоскоп? Детальна відповідь

▪ стаття Бересклет європейський. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Нові технології використання сонячної енергії. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Модернізований тракт ЗЧ трансівера Целіна. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024