Симисторный термостабилизатор. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы

 Комментарии к статье

Отличие этого варианта термостабилизатора от многих других, ранее описанных в нашем журнале, заключается в основном в замене традиционного тринистора симистором, что позволило исключить выпрямительный мост, составленный из мощных диодов. В результате число элементов, устанавливаемых на теплоотвод при выходной мощности до 1 кВт, сократилось с пяти до одного. Термостабилизатор можно использовать для поддержания температуры в домике на садовом участке, в погребе, балконном "овощехранилище " и других закрытых объемах.

Стабилизация температуры предлагаемым электронным устройством, осуществляется, как обычно, включением и выключением сетевого напряжения, подаваемого на нагрузку - нагреватель, в зависимости от температуры датчика - терморезистора. Включение самого симистора происходит вблизи момента перехода сетевого напряжения через "нуль", что снижает уровень помех.

Схема термостабилизатора приведена на рис. 1. В термостабилизаторе использованы узел питания и цепи формирования импульсов в моменты прохождения сетевого напряжения через "нуль", описанные в [1], поэтому часть схемы, полностью повторяющая рис. 1 [1], здесь не показана.

"нуль" формируется импульс отрицательной полярности. Триггер Шмитта, собранный на элементах DD1.1, DD1.2 и резисторе R9, формирует крутые фронты и спады этого импульса. Положительный перепад напряжения, соответствующий началу полупериода, дифференцируется цепочкой C4R11 и в виде короткого импульса положительной полярности подается на входной вывод 12 элемента DD1.4.

Одновременно на второй вход (вывод 13) элемента DD1.4 поступает сигнал с выхода ОУ DA1, выполняющего функцию компаратора. Его входы подключены к выходам термочувствительного моста, образованного резисторами R5 - R8 и терморезистором RK1. Пока температура терморезистора выше установленной резистором R5, напряжение на неинвертирующем входе ОУ меньше, чем на инвертирующем, на выходе компаратора формируется сигнал низкого уровня. В это время импульсы через элемент DD1.4 не проходят и светодиод HL1 закрыт.

Когда температура терморезистора RK1 снизится и напряжение на нем станет больше, выходной сигнал ОУ будет соответствовать высокому уровню, включится светодиод HL1, импульсы с дифференцирующей цепочки C4R11 начнут проходить через элемент DD1.4 на базу транзистора VT3. В начале каждого полупериода транзистор начнет включать симистор VS1 и тем самым подключать к сети нагрузку - нагреватель.

Все элементы устройства, кроме симистора и гнездовой части выходного разъема Х1, смонтированы на печатной плате размерами 80x50 мм (рис. 2). Плата, выполненная из одностороннего фольгированного стеклотекстолита, рассчитана на установку резисторов МЛТ, конденсаторов К73 - 16 (С1), К50 - 6 (С2), КМ - 5 (остальные). Переменный резистор R5 - СПЗ - 4аМ или СПЗ - 4бМ. Диоды VD1 и VD2 - любые кремниевые импульсные или выпрямительные, стабилитрон VD3 - на напряжение стабилизации 10...12 В. Микросхема К561ЛА7 заменима на К176ЛА7 или КР1561ЛА7. Транзисторы VT1 и VT2 могут быть любыми кремниевыми маломощными структуры p-n-p, транзистор VT3 - средней или большой мощности такой же структуры с допустимым коллекторным током до 150 мА.

Функцию компаратора (DA1) может выполнять практически любой ОУ, работающий при полном напряжении питания 10 В и потребляющий ток не более 5 мА, например, КР140УД7, К140УД6, КР140УД6, КР140УД14. Светодиод HL1 - любой из серии АЛ307. Его следует максимально вынести за пределы платы, и "смотреть" он должен в ту же сторону, что и вал переменного резистора R5. Корпус резистора R5 соединен с минусовым проводником цепи питания микросхем, что необходимо для его экранирования.

Терморезистор RK1, использованный в изготовленном образце устройства, - ММТ - 4. Но подойдет и любой другой серии ММТ или КМТ на номинальное сопротивление 10...33 кОм. Лучше - герметичные ММТ - 4 или КМТ - 4 [2, 3].

Для определения сопротивлений резисторов R5 и R6 необходимо задаться диапазоном температур, в котором должен работать термостабилизатор. Сопротивление терморезистора измеряют при максимальной рабочей температуре. Такое же сопротивление или несколько меньшее должен иметь и резистор R6. Затем измеряют сопротивление терморезистора при минимальной температуре и подбирают сопротивление резистора R5 таким, чтобы оно в сумме с сопротивлением резистора R6 было не меньше измеренного. Если есть затруднения в измерении сопротивления терморезистора в диапазоне температур, можно считать, что для резисторов серии ММТ оно увеличивается на 19% при уменьшении температуры на 5°С, на 41% приуменьшении на 10°С и в два раза - на 20°С. Аналогично при таком же повышении температуры уменьшение сопротивления прибора составляет 16%, 29% и два раза соответственно. Для терморезисторов КМТ подобное изменение примерно в 1,5 раза больше.

Указанные на схеме номиналы резисторов R5, R6 и терморезистора RK1 соответствуют диапазону работы термостабилизатора 15...25°С.

Монтажную плату и симистор КУ208Г (или КУ208В), установленный на ребристом теплоотводе размерами 60x50x25 мм, размещают в пластмассовой коробке размерами 150x95x70 мм так, чтобы терморезистор оказался близко к нижней стенке коробки, а теплоотвод симистора - к верхней. Предварительно в этих стенках корпуса наименьшего размера просверливают возможно большее число вентиляционных отверстий диаметром 6 мм с шагом 10 мм. Светодиод и вал резистора выводят через отверстия в передней стенке коробки. Сам же вал переменного резистора и крепежный винт пластмассовой ручки на нем не должны быть доступны для случайного прикосновения.

Налаживать и градуировать регулятор начинают без симистора. Вывод 12 элемента DD1.4 временно соединяют проволочной перемычкой с выводом 14 этой микросхемы, и к резистору R12 подключают вольтметр постоянного напряжения. Конденсатор С1 шунтируют резистором сопротивлением 220...330 Ом, после чего термостабилизатор подключают к источнику постоянного тока с выходным напряжением 12...15 В. Значение напряжения этого источника устанавливают таким, чтобы ток, потребляемый термостабилизатором, был в пределах 18...20 мА.

Терморезистор помещают в воду, температура которой соответствует середине рабочего диапазона. Изолятор термистора не должен касаться воды. При вращении вала резистора R5 по часовой стрелке светодиод HL1 должен загораться, а вольтметр показывать напряжение около 9 В, при вращении же его в противоположном направлении светодиод будет гаснуть, а стрелка вольтметра стоять на нулевой отметке шкалы. Делают соответствующую отметку на шкале переменного резистора. Изменяя температуру воды, полностью градуируют термостабилизатор.

Для проведения этой операции можно вместо терморезистора использовать постоянные резисторы с номиналами, соответствующими измеренным сопротивлением терморезистора при заданных температурах.

Удалив дополнительный резистор и проволочную перемычку, полностью собирают стабилизатор и проверяют его работу с лампой накаливания, подключенной к разъему Х1 "Нагрузка".

Для линеаризации шкалы переменного резистора можно воспользоваться рекомендациями статьи [4].

Регулятор устанавливают в вертикальном положении так, чтобы вентиляционные отверстия в его корпусе ничем не закрывались, например, на стену комнаты. Если термостабилизатор используется для поддержания температуры в погребе, инкубаторе или балконном "овощехранилище", его лучше размещать вне термостабилизируемого объема, а терморезистор вынести из корпуса стабилизатора. В этом случае для уменьшения влияния наводок на место терморезистора на плату следует поставить оксидный конденсатор емкостью не менее 50 мкФ на номинальное напряжение не менее 10 В. Сам же терморезистор и подводящие к нему провода должны быть тщательно за изолированы.

Термостабилизатор не имеет гистерезиса по температуре, и его точность может быть весьма высокой - порядка 0,1°С. Но если по каким-то причинам гистерезис все же требуется, необходимо включить между выводами 3 и 6 ОУ DA1 резистор (на рис. 2 он показан штриховыми линиями) сопротивлением несколько мегаом.

Литература

1. Бирюков С. Симисторные регуляторы мощности. - Радио, 1996, № 1, с. 44-46.
2. Терморезисторы. Учебный плакат. - Радио, 1975, №5. с. 32.
3. Резисторы. Справочник. - М.: Радио и связь, 1991, 528 с.
4. Алешин П. Линеаризация терморезисторного моста. - Радио, 1997, № 11, с. 58, 59.

Автор: С.Бирюков, г.Москва

Смотрите другие статьи раздела Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Магниты помогают в любви 09.07.2016 Исследователи из Техасского университета A&M опросили 120 студентов на предмет романтических отношений: насколько они близки с партнером, насколько их тянет друг к другу, насколько им хорошо от того, что они вместе, и т. д.; необходимо добавить, что речь шла не только о текущих отношениях, но и о тех, которые недавно закончились - в этом случае, очевидно, измеряли силу ностальгии. Перед опросом всем участникам эксперимента дали "поиграть в кубики": они должны были складывать и разбирать разные конструкции из прямоугольных блоков. Фокус же был в том, что одним студентам давали блоки, которые притягивались друг к другу, другим - которые отталкивались друг от друга, наконец, третьим давали простые, не магнитные "кубики". Те, кому достались притягивающиеся блоки, говорили о более тесных отношениях, о верности, об обязательствах перед другим, и вообще отношения были им более в радость, нежели тем, кому достались отталкивающиеся или ненамагниченные "кубики". (В последних двух группах, кстати говоря, никакой разницы в восприятии собственных любовных отношений не было.) Опыт повторили немного позже, с большим числом участников и только с двумя видами блоков, притягивающимися и простыми. Результат оказался тот же, хотя и с нюансами: если сила притяжения - не к магниту, а к партнеру - усилилась, то радость от отношений и преданность другому ослабли; авторы работы объясняют это перипетиями в личной жизни, случившимися у студентов по ходу учебы. Все мы знаем, что про влюбленных говорят, будто их "тянет друг к другу, как магнитом". По мнению психологов, в случае с настоящими магнитами влечение к партнеру усиливалось как раз потому, что и "любовь", и "магниты" и "притяжение" ассоциативно связаны, и социальный прайминг, заключенный в метафоре любви как магнита, срабатывал, когда настоящий магнит оказывался в руках.

Другие интересные новости:

▪ Инновационные аккумуляторы для гаджетов от LG Chem

▪ 3.0 USB-накопитель Mushkin Ventura Ultra

▪ Жир - главная причина старения

▪ Масса черной дыры

▪ Mercedes на топливных элементах

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Справочные материалы. Подборка статей

▪ статья Абу Мухаммад Муслих ад-Дин ибн Абд Аллах Саади Ширази (Саади). Знаменитые афоризмы

▪ статья В каком языке столица Австрии зовется Дунаем? Подробный ответ

▪ статья Козелец испанский. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Искусственный жемчуг. Простые рецепты и советы

▪ статья Испытатель гальванических элементов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025