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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Stabilizzatore termico semplice 10-50 °C. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Regolatori di potenza, termometri, stabilizzatori di calore Nella vita di tutti i giorni e al lavoro, molto spesso è necessario mantenere una temperatura costante in una stanza, in un recipiente con del liquido, ecc. Esistono molti dispositivi elettronici per il mantenimento automatico della temperatura. Alcuni di essi sono di difficile realizzazione e contengono elementi scarsi, altri non hanno isolamento galvanico dalla rete di alimentazione e quindi il loro funzionamento è poco sicuro. La versione proposta del termostato garantisce il mantenimento della temperatura con una precisione di ±0,5°C, impostata nel range da 10 a 50°C. La potenza del riscaldatore collegato al termostato non deve superare i 2 kW. Il vantaggio principale del dispositivo è la facilità di produzione e la disponibilità dell'elemento base. Lo schema elettrico del termostato è mostrato in Fig. 1. Il dispositivo è una combinazione di quattro unità funzionali: un trigger Schmitt, un multivibratore, un trasformatore e un interruttore a tiristori. Il trigger Schmitt monitora la resistenza del termistore RK1, un sensore di temperatura. Quando la resistenza del termistore, diminuendo, supera la soglia inferiore, il trigger Schmitt commuta e inibisce il multivibratore con il suo segnale di uscita. Di conseguenza, l'interruttore a tiristori non fa passare la corrente attraverso il riscaldatore. Quando la resistenza del termistore aumenta oltre una certa soglia superiore, il grilletto Schmitt ritorna alla posizione precedente e consente il funzionamento del multivibratore, i cui impulsi aprono l'interruttore a tiristore. Di conseguenza, una corrente elettrica scorre attraverso il riscaldatore. Questo processo si ripete con una frequenza che dipende dalla potenza del riscaldatore, dalla differenza tra la temperatura impostata dell'oggetto e la temperatura ambiente, dall'inerzia termica dell'oggetto e dall'ampiezza dell'anello di isteresi del trigger di Schmitt. Il trigger Schmitt è assemblato sui transistor VT1, VT2. Il circuito di emettitore di questi transistor comprende due diodi VD4, VD5. Grazie alla loro non linearità, è stato possibile restringere il ciclo di isteresi del trigger e aumentare la precisione del mantenimento della temperatura. Il resistore R2 imposta i limiti di controllo della temperatura e il resistore R1 imposta il valore di temperatura specifico entro questi limiti. La connessione tra i transistor VT2 e VT4 è diretta, quindi se il primo è aperto, il secondo è chiuso e viceversa.
La frequenza di generazione (circa 20 kHz) di un multivibratore assemblato sui transistor VT3, VT4 è determinata dai valori dei resistori R6, R10 e dei condensatori C4, C6. Il valore della frequenza è stato selezionato in base alla condizione di apertura affidabile del tiristore, che richiede un impulso sull'elettrodo di controllo con una durata di almeno 10 μs. Il multivibratore è inibito quando il transistor VT2 è aperto. Il trasformatore di impulsi T1 fornisce l'isolamento galvanico del circuito commutato e del dispositivo di controllo, che soddisfa i requisiti di sicurezza elettrica durante il funzionamento del termostato. L'avvolgimento primario del trasformatore è collegato al collettore dei transistor VT3, VT4 tramite un condensatore di separazione C5, che elimina la connessione in corrente continua tra loro e il trasformatore. Questo metodo di alimentazione dell'avvolgimento primario del trasformatore garantisce il passaggio della corrente in due direzioni, aumentando l'efficienza della trasformazione. Gli avvolgimenti 1-2, 3-4 del trasformatore sono collegati alle transizioni di controllo dei tiristori tramite diodi VD1, VD2. Ciò garantisce l'equalizzazione del carico in ciascuna semionda dell'impulso di controllo e interrompe la tensione negativa sugli elettrodi di controllo dei tiristori. Il collegamento back-to-back degli SCR consente alle semionde sia positive che negative della tensione di rete di passare attraverso il riscaldatore senza l'uso di un ponte raddrizzatore, che spreca una quantità significativa di energia. Il LED HL1 indica che il riscaldatore è acceso. Il dispositivo utilizza resistori SP1 (R1, R2), OMLT (R7, R8, R9, R12) e MLT (riposo). Condensatori KM (C2-C6) e K52-1 (C1). Transistor VT1, VT2-KT315 e VT3, VT4 - KT603, KT608 con qualsiasi lettera. Invece dei diodi indicati nello schema, puoi utilizzare KD104A (VD4, VD5) e KD510A (VD1, VD2). Se la potenza del riscaldatore supera i 200 W, è necessario installare gli SCR sui dissipatori di calore. Con una potenza non superiore a 300 W è possibile utilizzare i tiristori KU202N al posto del KU201N. Il trasformatore T1 è avvolto su un anello di dimensioni 18x12x4 mm, realizzato in ferrite da 2000NM. Tutti e tre gli avvolgimenti sono uguali e contengono 50 spire di filo PELSHO 0,17. Quando si fabbrica un trasformatore, è necessario adottare misure per garantire che possa sopportare una tensione tra gli avvolgimenti di almeno 600 V. La corrente consumata dal termostato non supera i 250 mA con una tensione di alimentazione di 8...12 V. Prima di collegare il termostato alla rete, è necessario impostare la resistenza R2 in posizione centrale. Se si decide di posizionare questo resistore sul pannello frontale, è necessario collegare in serie ad esso un resistore limitatore con una resistenza di 300...510 Ohm. Un termostato correttamente assemblato inizia a funzionare immediatamente. Solo in alcuni casi è necessario selezionare la resistenza R3. Autore: Yu Mayatsky, Kharkov; Pubblicazione: cxem.net
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