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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Termostato Triac. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Reguladores de potência, termômetros, estabilizadores de calor A diferença entre esta versão do estabilizador térmico e muitas outras descritas anteriormente em nossa revista reside principalmente na substituição do tradicional SCR por um triac, o que permitiu eliminar a ponte retificadora composta por potentes diodos. Como resultado, o número de elementos instalados em um dissipador de calor com potência de saída de até 1 kW foi reduzido de cinco para um. O termoestabilizador pode ser utilizado para manter a temperatura numa casa num terreno ajardinado, numa adega, numa varanda “armazenamento de vegetais” e outros espaços fechados. A estabilização da temperatura pelo dispositivo eletrônico proposto é realizada, como de costume, ligando e desligando a tensão da rede fornecida à carga - o aquecedor, dependendo da temperatura do sensor - termistor. O próprio triac é ligado próximo ao momento em que a tensão da rede passa de zero, o que reduz o nível de interferência. O diagrama do estabilizador térmico é mostrado na Fig. 1. O estabilizador térmico utiliza uma fonte de alimentação e circuitos de geração de pulsos nos momentos em que a tensão da rede passa por “zero”, descrito em [1], portanto a parte do circuito que repete completamente a Fig. 1 [1], não mostrado aqui.
"zero" um pulso de polaridade negativa é formado. O gatilho Schmitt, montado nos elementos DD1.1, DD1.2 e no resistor R9, forma subidas e descidas acentuadas deste pulso. A queda de tensão positiva correspondente ao início do meio ciclo é diferenciada pelo circuito C4R11 e, na forma de um pulso curto de polaridade positiva, é fornecida ao pino de entrada 12 do elemento DD1.4. Ao mesmo tempo, a segunda entrada (pino 13) do elemento DD1.4 recebe um sinal da saída do amplificador operacional DA1, que atua como comparador. Suas entradas são conectadas às saídas de uma ponte termossensível formada pelos resistores R5 - R8 e termistor RK1. Embora a temperatura do termistor seja superior à definida pelo resistor R5, a tensão na entrada não inversora do amplificador operacional é menor do que na inversora, e um sinal de baixo nível é gerado na saída do comparador . Neste momento os pulsos não passam pelo elemento DD1.4 e o LED HL1 está fechado. Quando a temperatura do termistor RK1 diminuir e a tensão nele aumentar, o sinal de saída do amplificador operacional corresponderá a um nível alto, o LED HL1 acenderá e os pulsos da cadeia diferenciadora C4R11 começarão a passar pelo DD1.4. 3 elementos à base do transistor VT1. No início de cada meio ciclo, o transistor começará a ligar o triac VSXNUMX e assim conectar a carga - o aquecedor - à rede. Todos os elementos do dispositivo, exceto o triac e o soquete do conector de saída X1, são montados em uma placa de circuito impresso medindo 80x50 mm (Fig. 2). A placa, confeccionada em folha de fibra de vidro unilateral, é projetada para a instalação de resistores MLT, capacitores K73 - 16 (C1), K50 - 6 (C2), KM - 5 (outros). Resistor variável R5 - SPZ - 4aM ou SPZ - 4bM. Diodos VD1 e VD2 - qualquer pulso de silício ou retificador, diodo zener VD3 - para uma tensão de estabilização de 10...12 V. O microcircuito K561LA7 pode ser substituído por um K176LA7 ou KR1561LA7. Os transistores VT1 e VT2 podem ser qualquer estrutura pnp de silício de baixa potência, transistor VT3 - potência média ou alta da mesma estrutura com corrente de coletor permitida de até 150 mA.
A função de comparador (DA1) pode ser executada por quase qualquer amplificador operacional que opere com uma tensão de alimentação total de 10 V e consuma uma corrente não superior a 5 mA, por exemplo, KR140UD7, K140UD6, KR140UD6, KR140UD14. LED HL1 - qualquer um da série AL307. Ele deve ser colocado o mais longe possível da placa e deve “olhar” na mesma direção do eixo do resistor variável R5. A carcaça do resistor R5 é conectada ao condutor negativo do circuito de alimentação dos microcircuitos, necessário para sua blindagem. O termistor RK1 usado na amostra fabricada do dispositivo é MMT - 4. Mas qualquer outra série MMT ou KMT com resistência nominal de 10...33 kOhm também é adequada. Melhor - MMT selado - 4 ou KMT - 4 [2, 3]. Para determinar as resistências dos resistores R5 e R6, é necessário definir a faixa de temperatura na qual o estabilizador térmico deve operar. A resistência do termistor é medida na temperatura máxima de operação. O resistor R6 deve ter a mesma resistência ou um pouco menos. Em seguida, meça a resistência do termistor na temperatura mínima e selecione a resistência do resistor R5 de forma que, no total com a resistência do resistor R6, não seja menor que a medida. Se houver dificuldades em medir a resistência de um termistor em uma faixa de temperatura, podemos assumir que para os resistores da série MMT ela aumenta em 19% quando a temperatura diminui 5°C, em 41% quando a temperatura diminui 10°C, e 20 vezes quando a temperatura diminui 16°C. Da mesma forma, com o mesmo aumento de temperatura, a diminuição da resistência do dispositivo é de 29%, 1,5% e duas vezes, respectivamente. Para termistores KMT, essa alteração é aproximadamente XNUMX vezes maior. Os valores dos resistores R5, R6 e do termistor RK1 indicados no diagrama correspondem à faixa de operação do estabilizador de temperatura de 15...25°C. A placa de circuito e o triac KU208G (ou KU208V), montados em um dissipador de calor aletado com dimensões de 60x50x25 mm, são colocados em uma caixa plástica com dimensões de 150x95x70 mm para que o termistor fique próximo à parede inferior da caixa, e o o dissipador de calor do triac está próximo ao topo. Primeiro, o maior número possível de orifícios de ventilação com diâmetro de 6 mm em incrementos de 10 mm são perfurados nessas paredes da caixa de menor tamanho. O LED e o eixo do resistor saem através de orifícios na parede frontal da caixa. O próprio eixo do resistor variável e o parafuso de fixação da alça de plástico nele não devem estar acessíveis ao toque acidental. Eles começam a configurar e calibrar o regulador sem triac. O pino 12 do elemento DD1.4 é conectado temporariamente com um jumper de fio ao pino 14 deste microcircuito, e um voltímetro de tensão constante é conectado ao resistor R12. O capacitor C1 é desviado com um resistor com resistência de 220...330 Ohms, após o qual o estabilizador térmico é conectado a uma fonte de corrente contínua com tensão de saída de 12...15 V. O valor da tensão desta fonte é definido para que a corrente consumida pelo estabilizador térmico fique entre 18...20 mA. O termistor é colocado em água cuja temperatura corresponde ao meio da faixa operacional. O isolador do termistor não deve tocar na água. Quando o eixo do resistor R5 é girado no sentido horário, o LED HL1 deve acender e o voltímetro deve mostrar uma tensão de cerca de 9 V; quando girado na direção oposta, o LED apagará e a agulha do voltímetro ficará em zero. a escala. Faça uma marca correspondente na escala do resistor variável. Ao alterar a temperatura da água, o termoestabilizador fica completamente calibrado. Para realizar esta operação, em vez de um termistor, pode-se utilizar resistores fixos com valores correspondentes à resistência medida do termistor em determinadas temperaturas. Retirado o resistor adicional e o fio jumper, monte completamente o estabilizador e verifique seu funcionamento com uma lâmpada incandescente conectada ao conector X1 “Carga”. Para linearizar a escala de um resistor variável, você pode usar as recomendações do artigo [4]. O regulador é instalado na posição vertical para que as aberturas de ventilação do seu corpo não sejam bloqueadas por nada, por exemplo, na parede de uma sala. Se for utilizado um estabilizador térmico para manter a temperatura em uma adega, incubadora ou varanda “armazenamento de vegetais”, é melhor colocá-lo fora do volume com temperatura estabilizada e remover o termistor da caixa do estabilizador. Neste caso, para reduzir a influência da interferência, no lugar do termistor, deve ser colocado na placa um capacitor de óxido com capacidade de pelo menos 50 μF e tensão nominal de pelo menos 10 V. O próprio termistor e os fios que conduzem a ele deve ser cuidadosamente isolado. O estabilizador térmico não possui histerese de temperatura e sua precisão pode ser muito alta - da ordem de 0,1°C. Mas se por algum motivo a histerese ainda for necessária, é necessário conectar um resistor (mostrado em linhas tracejadas na Fig. 3) com uma resistência de vários megaohms entre os pinos 6 e 1 do amplificador operacional DA2. Literatura
Autor: S. Biryukov, Moscou
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