Термостабилизатор с изолированным датчиком. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы

 Комментарии к статье

При разработке термостабилизаторов с симистором в качестве коммутирующего нагреватель элемента приходится уделять большое внимание изоляции измерительной цепи от электрической сети. Чаще всего для этого в цепи управления симистором устанавливают оптрон, а узел измерения температуры питают через понижающий трансформатор, работающий на частоте сети 50 Гц. Автор предлагает оригинальное решение проблемы, позволяющее обойтись без оптрона и сетевого трансформатора и при этом значительно снизить вес и габариты устройства.

Термостабилизатор, собранный по схеме, показанной на рисунке, можно условно разделить на две части: гальванически связанный с сетью узел управления симистором VS1 (микросхема DD1, транзисторы VT1, VT2, VT4), коммутирующим нагреватель, и узел датчика (терморезистор RK1, микросхема DA1, транзистор VT3), изолированный от сети высокочастотным трансформатором Т1.

Узел управления симистором получает напряжение питания от однополупериодного выпрямителя с "гасящим" конденсатором С1. Выпрямленное напряжение стабилизировано стабилитроном VD1. На элементах DD1.1, DD1.2 собран генератор импульсов частотой приблизительно 10 кГц. Каскад на транзисторе VT1 - усилитель импульсов с трансформаторной нагрузкой. Его особенность-зависимость падения напряжения на резисторе R8 от сопротивления, которым нагружена вторичная обмотка трансформатора Т1. Поэтому закрытый в отсутствие нагрузки транзистор VT2 открывается с ростом потребляемого от обмотки II тока.

Стабилитрон VD3 с гасящим резистором R10 и элемент DD1.3 формируют прямоугольные импульсы, фронты и спады которых совпадают с моментами перехода сетевого напряжения через ноль. При закрытом транзисторе VT2 цепь конденсатора С6 разомкнута, на оба входа элемента DD1.4 поступают одинаковые сигналы и уровень на выходе элемента - низкий. Транзистор VT4, а с ним и симистор VS1 закрыты. На подключенный к розетке XS1 нагреватель сетевое напряжение не поступает.

Когда транзистор VT2 открыт, интегрирующая цепь R14C6 немного задерживает импульсы, поступающие на вход 6 DD1.4, в результате чего на выходе этого элемента появляются импульсы длительностью приблизительно 0,3 мс, совпадающие с переходами сетевого напряжения через ноль. Пройдя усилитель на транзисторе VT4, импульсы в начале каждого полупериода открывают симистор VS1. Нагреватель подключен к сети.

Таким образом удается управлять нагревателем, изменяя нагрузку, подключенную к изолированной от сети обмотке II трансформатора Т1. Выпрямленным с помощью диода VD4 напряжением этой обмотки питают ОУ DA1 и резистивный мост, одним из плеч которого служит терморезистор RK1. Зависящее от температуры напряжение разбаланса моста поступает на входы ОУ. В результате при температуре ниже заданной уровень напряжения на выходе DA1 высокий, а выше заданной - низкий. Температурный порог устанавливают переменным резистором R2.

Само по себе изменение уровня напряжения на выходе DA1 не может привести к открыванию симистора VS1, так как ток, потребляемый ОУ (приблизительно 1,4 мА), почти не изменяется. Роль переменной нагрузки выполняет каскад на транзисторе VT3 со светодиодом HL1 в коллекторной цепи. Если температура ниже пороговой, транзистор VT3 открыт, светодиод светится, а потребляемый ток возрастает до 7 мА. Пропорционально увеличивается падение напряжения на резисторе R8 в эмиттерной цепи транзистора VT1, что и приводит к включению нагревателя.

Магнитопровод трансформатора Т1 - стальной ШЗх6, обмотка I - 600, II - 1000 витков провода ПЭВ-2 0,08. Особое внимание следует уделить изоляции, проложив между обмотками два-три слоя лакоткани и пропитав готовую катушку парафином или влагостойким лаком. Терморезистор RK1 - ММТ-4. Стабилитрон VD1 можно заменить на КС512А, а в качестве VD3 использовать любой маломощный с напряжением стабилизации 7...9 В. Конденсатор С1 - К73-17 или подобный на рабочее напряжение не ниже указанного на схеме. Остальные детали - общего применения.

Конструктивно термостабилизатор можно выполнить в виде единого блока, либо двух отдельных - управления и термодатчика, соединенных между собой двухпроводным кабелем длиной до нескольких метров. Последний вариант наиболее удобен для больших помещений (овощехранилищ, теплиц), где датчик температуры приходится выносить на значительное расстояние.

На время регулировки к розетке XS1 вместо нагревателя лучше подключить обычную лампу накаливания, что позволит визуально контролировать работу устройства. Регулировка узла управления симистором заключается в установке движка подстроечного резистора потенциометра R8 в такое положение, чтобы напряжение на нем составляло не менее 0,8 В, когда светодиод HL1 светится, и не более 0,3 В в противном случае.

Для градуировки шкалы переменного резистора R2 можно и не подключать термостабилизатор к сети. Узел датчика отсоединяют от обмотки II трансформатора Т1 и питают от источника постоянного напряжения 9...12 В (плюсом - к анодам диода VD4 и светодиода HL1, минусом - к выводу 4 микросхемы DA1). Терморезистор RK1 помещают в среду с известной температурой (ее контролируют обычным лабораторным термометром). Медленно вращая ось переменного резистора, фиксируют момент зажигания или погасания светодиода HL1 и делают на шкале соответствующую отметку. Процедуру повторяют при нескольких различных температурах. Указанные на схеме номиналы резисторов R1 и R2 соответствуют интервалу температур приблизительно от 0 до 40 °С. Изменением номиналов резисторов можно переместить эти границы в желаемые стороны. Закончив градуировку, датчик подключают вновь к трансформатору Т1.

Автор: С.Безюлев, г.Шебекино Белгородской обл.

Смотрите другие статьи раздела Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Польза белкового завтрака 14.01.2026

Правильное питание по утрам играет ключевую роль в поддержании здоровья и контроле веса. Многочисленные исследования подтверждают, что состав завтрака может влиять на аппетит в течение всего дня и качество употребляемой пищи. Австралийские ученые провели масштабный эксперимент, который показал, что употребление белковой пищи с утра помогает дольше чувствовать сытость и предотвращает переедание. В исследовании участвовали более 9 тысяч человек среднего возраста 46 лет. В период с 2011 по 2012 год специалисты анализировали рационы респондентов, оценивая долю основных макронутриентов. В среднем участники потребляли 43% углеводов, 31% жиров, 18% белков, 2% клетчатки и 4% алкоголя. Такой рацион позволил ученым проследить взаимосвязь между утренним приемом пищи и пищевым поведением в течение дня. Выяснилось, что участники, чей завтрак содержал недостаточное количество белка, ощущали повышенный аппетит в течение дня. Они ели больше, чем необходимо, и часто выбирали продукты с высоким со ...>>

Технология SmartPower HDR 14.01.2026

Ноутбуки стремительно развиваются в плане графики и мультимедийных возможностей, но яркие дисплеи с высоким динамическим диапазоном (HDR) часто становятся серьезной нагрузкой для аккумуляторов. Длительная работа с видео высокого качества или играми в HDR приводит к быстрой разрядке батареи, что ограничивает мобильность пользователей и снижает комфорт работы. Решить эту проблему призвана новая технология SmartPower HDR, разработанная совместно компаниями Samsung Display и Intel. Суть технологии заключается в динамическом управлении напряжением OLED-панелей. Чипсет ноутбука в реальном времени анализирует пиковую яркость каждого кадра и передает эти данные контроллеру дисплея, который оптимизирует подачу напряжения в зависимости от количества активных пикселей. В отличие от традиционных режимов HDR, где яркость часто фиксируется на максимальном уровне, SmartPower HDR адаптируется к конкретному контенту, что снижает энергопотребление без потери качества изображения. Технология позвол ...>>

Недосып существенно сокращает жизнь 13.01.2026

Сон является одной из самых фундаментальных потребностей человека. Он влияет на обмен веществ, работу сердца и мозга, иммунитет и общее самочувствие. Современный ритм жизни часто заставляет людей жертвовать сном ради работы, учебы или развлечений, но ученые предупреждают: регулярный недосып может иметь далеко идущие последствия для здоровья и долголетия. Исследователи из Орегонского университета здравоохранения и науки пришли к выводу, что сон менее семи часов в сутки связан с сокращением продолжительности жизни. По данным специалистов, хроническая нехватка сна не только вызывает усталость и снижение работоспособности, но и постепенно сказывается на здоровье органов и систем, увеличивая риски развития различных заболеваний. Для анализа ученые использовали обширную национальную базу данных США, сопоставляя показатели ожидаемой продолжительности жизни на уровне штатов с результатами опросов Центров контроля и профилактики заболеваний за период с 2019 по 2025 годы. Они учитывали мно ...>>

Случайная новость из Архива Радар питается от батарейки 25.10.2000 Принято считать, что радиолокационная станция - это солидное и дорогое сооружение с громоздкой антенной и многочисленными блоками. Но вот в Ливерморской национальной лаборатории (США) под руководством Мака Эванса разработан миниатюрный и дешевый радар, питаемый от батарейки. Локатор Эванса излучает два миллиона сверхкоротких маломощных импульсов в секунду. Его дальность действия всего 50 м. Отраженный сигнал обрабатывает специальная микросхема, формирующая изображение предмета, от которого отразились радиоволны. В отличие от обычных радиолокаторов, одновременно принимающих сигналы от объектов, находящихся на различных дальностях, локатор Эванса работает только на определенную "глубину", величину которой можно менять от нескольких сантиметров до десятков метров. Локатор позволяет определять местоположение и вид металлических конструкций, заключенных в бетонных стенах. На этом же принципе можно создать и миноискатель, обнаруживающий не только наличие металлической мины, но и ее конфигурацию. Еще один вариант локатора, устанавливаемый на багажнике автомобиля, позволит измерить расстояние до препятствия при движении задним ходом и своевременно подать сигнал опасности.

Другие интересные новости:

▪ Гигантский тензорезистивный эффект

▪ BLE-чип CC2640R2

▪ Хлопок поглощает воду из воздуха

▪ Кофе после рабочего дня вредит сну

▪ Всплывающим домам не страшны наводнения

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Типовые инструкции по охране труда (ТОИ). Подборка статей

▪ статья Из дальних странствий возвратясь. Крылатое выражение

▪ статья Какой автобус самый длинный в мире? Подробный ответ

▪ статья Липа мелколистная. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Смоляномасляные олифы. Простые рецепты и советы

▪ статья Автоматическое отключение аккумуляторной батареи. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026