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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Termostato triac. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Regolatori di potenza, termometri, stabilizzatori di calore La differenza tra questa versione dello stabilizzatore termico e molte altre precedentemente descritte sulla nostra rivista sta principalmente nella sostituzione del tradizionale SCR con un triac, che ha permesso di eliminare il ponte raddrizzatore composto da potenti diodi. Di conseguenza, il numero di elementi installati su un dissipatore di calore con una potenza di uscita fino a 1 kW è stato ridotto da cinque a uno. Il termostabilizzatore può essere utilizzato per mantenere la temperatura in una casa su un orto, in una cantina, in un balcone “deposito di verdure” e in altri spazi chiusi. La stabilizzazione della temperatura da parte del dispositivo elettronico proposto viene effettuata, come al solito, accendendo e spegnendo la tensione di rete fornita al carico - il riscaldatore, in base alla temperatura del sensore - termistore. Il triac stesso viene attivato nel momento in cui la tensione di rete passa per lo zero, riducendo così il livello di interferenza. Lo schema dello stabilizzatore termico è mostrato in Fig. 1. Lo stabilizzatore termico utilizza un alimentatore e circuiti di generazione di impulsi nei momenti in cui la tensione di rete passa per lo “zero”, descritto in [1], quindi la parte del circuito che ripete completamente la Fig. 1 [1], qui non mostrato.
"zero" si forma un impulso di polarità negativa. Il trigger Schmitt, assemblato sugli elementi DD1.1, DD1.2 e il resistore R9, forma ripide salite e discese di questo impulso. La caduta di tensione positiva corrispondente all'inizio del semiciclo è differenziata dalla catena C4R11 e, sotto forma di un breve impulso di polarità positiva, viene fornita al pin di ingresso 12 dell'elemento DD1.4. Allo stesso tempo, il secondo ingresso (pin 13) dell'elemento DD1.4 riceve un segnale dall'uscita dell'amplificatore operazionale DA1, che funge da comparatore. I suoi ingressi sono collegati alle uscite di un ponte sensibile alla temperatura formato dai resistori R5 - R8 e dal termistore RK1. Mentre la temperatura del termistore è superiore a quella impostata dal resistore R5, la tensione sull'ingresso non invertente dell'amplificatore operazionale è inferiore a quella invertente e all'uscita del comparatore viene generato un segnale di basso livello . In questo momento, gli impulsi non passano attraverso l'elemento DD1.4 e il LED HL1 è chiuso. Quando la temperatura del termistore RK1 diminuisce e la tensione ai suoi capi aumenta, il segnale di uscita dell'amplificatore operazionale corrisponderà a un livello alto, il LED HL1 si accenderà e gli impulsi dalla catena di differenziazione C4R11 inizieranno a passare attraverso DD1.4. 3 elementi alla base del transistor VT1. All'inizio di ogni semiciclo, il transistor inizierà ad accendere il triac VSXNUMX e quindi collegherà il carico - il riscaldatore - alla rete. Tutti gli elementi del dispositivo, ad eccezione del triac e della parte presa del connettore di uscita X1, sono montati su un circuito stampato di 80x50 mm (Fig. 2). La scheda, realizzata in fibra di vetro a lamina unilaterale, è progettata per l'installazione di resistori MLT, condensatori K73 - 16 (C1), K50 - 6 (C2), KM - 5 (altri). Resistore variabile R5 - SPZ - 4aM o SPZ - 4bM. Diodi VD1 e VD2 - qualsiasi impulso o raddrizzatore al silicio, diodo zener VD3 - per una tensione di stabilizzazione di 10...12 V. Il microcircuito K561LA7 è sostituibile con K176LA7 o KR1561LA7. I transistor VT1 e VT2 possono essere qualsiasi struttura pnp in silicio a bassa potenza, transistor VT3 - potenza media o alta della stessa struttura con una corrente di collettore consentita fino a 150 mA.
La funzione comparatore (DA1) può essere eseguita da quasi tutti gli amplificatori operazionali che funzionano con una tensione di alimentazione completa di 10 V e consumano una corrente non superiore a 5 mA, ad esempio KR140UD7, K140UD6, KR140UD6, KR140UD14. LED HL1: qualsiasi serie AL307. Dovrebbe essere posizionato il più lontano possibile dalla scheda e dovrebbe "guardare" nella stessa direzione dell'albero del resistore variabile R5. L'alloggiamento del resistore R5 è collegato al conduttore negativo del circuito di alimentazione dei microcircuiti, necessario per la sua schermatura. Il termistore RK1 utilizzato nel campione prodotto dell'apparecchio è MMT - 4. Ma è adatta anche qualsiasi altra serie MMT o KMT con una resistenza nominale di 10...33 kOhm. Meglio: sigillato MMT - 4 o KMT - 4 [2, 3]. Per determinare le resistenze dei resistori R5 e R6, è necessario impostare l'intervallo di temperatura in cui dovrebbe funzionare lo stabilizzatore termico. La resistenza del termistore viene misurata alla massima temperatura operativa. Il resistore R6 dovrebbe avere la stessa resistenza o leggermente inferiore. Quindi misurare la resistenza del termistore alla temperatura minima e selezionare la resistenza del resistore R5 in modo tale che, in totale con la resistenza del resistore R6, non sia inferiore a quella misurata. Se ci sono difficoltà nel misurare la resistenza di un termistore in un intervallo di temperatura, possiamo supporre che per i resistori della serie MMT essa aumenta del 19% quando la temperatura diminuisce di 5°C, del 41% quando la temperatura diminuisce di 10°C, e di 20 volte quando la temperatura diminuisce di 16°C. Allo stesso modo, con lo stesso aumento di temperatura, la diminuzione della resistenza del dispositivo è rispettivamente del 29%, 1,5% e due volte. Per i termistori KMT, questa variazione è circa XNUMX volte maggiore. I valori delle resistenze R5, R6 e del termistore RK1 indicati nel diagramma corrispondono al campo di funzionamento dello stabilizzatore di temperatura di 15...25°C. La scheda elettronica ed il triac KU208G (o KU208V), montati su un dissipatore alettato di dimensioni 60x50x25 mm, sono posti in una scatola di plastica di dimensioni 150x95x70 mm in modo che il termistore sia vicino alla parete di fondo della scatola, e il il dissipatore di calore del triac sia vicino alla parte superiore. Innanzitutto, in queste pareti dell'alloggiamento di dimensioni più piccole viene praticato il maggior numero possibile di fori di ventilazione con un diametro di 6 mm con incrementi di 10 mm. Il LED e l'albero della resistenza escono attraverso i fori nella parete anteriore della scatola. Lo stesso albero del resistore variabile e la vite di fissaggio della maniglia in plastica su di esso non devono essere accessibili al tocco accidentale. Cominciano a impostare e calibrare il regolatore senza triac. Il pin 12 dell'elemento DD1.4 è temporaneamente collegato con un ponticello al pin 14 di questo microcircuito e un voltmetro a tensione costante è collegato al resistore R12. Il condensatore C1 viene derivato da un resistore con una resistenza di 220...330 Ohm, dopodiché lo stabilizzatore termico viene collegato a una sorgente di corrente continua con una tensione di uscita di 12...15 V. Il valore di tensione di questa sorgente viene impostato in modo che la corrente consumata dallo stabilizzatore termico sia compresa tra 18...20 mA. Il termistore è posto in acqua la cui temperatura corrisponde alla metà del campo di funzionamento. L'isolante del termistore non deve toccare l'acqua. Quando l'albero del resistore R5 viene ruotato in senso orario, il LED HL1 dovrebbe accendersi e il voltmetro dovrebbe indicare una tensione di circa 9 V; quando viene ruotato nel senso opposto, il LED si spegnerà e l'ago del voltmetro si posizionerà a zero. la scala. Tracciare un segno corrispondente sulla scala del resistore variabile. Modificando la temperatura dell'acqua il termostabilizzatore viene completamente calibrato. Per effettuare questa operazione, al posto di un termistore, si possono utilizzare dei resistori fissi con valori corrispondenti alla resistenza misurata del termistore a determinate temperature. Dopo aver rimosso la resistenza aggiuntiva e il ponticello, assemblare completamente lo stabilizzatore e verificarne il funzionamento con una lampada a incandescenza collegata al connettore X1 “Load”. Per linearizzare la scala di un resistore variabile, è possibile utilizzare le raccomandazioni dell'articolo [4]. Il regolatore è installato in posizione verticale in modo che i fori di ventilazione del suo corpo non siano ostruiti da nulla, ad esempio sulla parete di una stanza. Se si utilizza uno stabilizzatore termico per mantenere la temperatura in una “conservazione di verdure” in cantina, in un'incubatrice o in un balcone, è meglio posizionarlo all'esterno del volume a temperatura stabilizzata e rimuovere il termistore dall'alloggiamento dello stabilizzatore. In questo caso, per ridurre l'influenza delle interferenze, al posto del termistore sulla scheda è necessario posizionare un condensatore all'ossido con una capacità di almeno 50 μF e una tensione nominale di almeno 10 V. Il termistore stesso e i cavi che conducono ad esso deve essere accuratamente isolato. Lo stabilizzatore termico non ha isteresi di temperatura e la sua precisione può essere molto elevata, dell'ordine di 0,1°C. Ma se per qualche motivo è ancora necessaria l'isteresi, è necessario collegare un resistore (mostrato con linee tratteggiate in Fig. 3) con una resistenza di diversi megaohm tra i pin 6 e 1 dell'amplificatore operazionale DA2. Letteratura
Autore: S. Biryukov, Mosca
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