Автор разработки: В.Якушев
Схема принципиальная Экономичный стабилизатор
Схема термостабилизатора, показанная на рис.1, отличается от опубликованных ранее экономичным режимом работы цепи управления тиристором, что повышает эффективность всего термостабилизатора. Схема cocтоит из входного измерительного моста на резисторах R1...R5 и интегрального компаратора DA1, который формирует сигнал включения нагрузки через тиристор VS1. Датчиком температуры является терморезистор R4. включенный в диагональ измерительного моста R1...R5. Интегральный компаратор DA1 питается непосредственно от сетевого напряжения через однополупериодный выпрямитель на элементах R10, VD5. Стабилитрон VD1 ограничивает напряжение питания компаратора на уровне 10 В. Такое схемное решение позволило осуществить управление работой тиристора VS1 непосредственно с выхода интегрального компаратора DA1. Рассмотрим работу этой части схемы более подробно.
Цепь управления тиристором VS1 образована интегральным транзистором, расположенным на кристалле компаратора, эмиттер которого присоединен к выводу 2, а коллектор — к выводу 9, токоограничивающим резистором R8 и транзистором VT1. Все перечисленные элементы соединены последовательно. Интегральный транзистор компаратора открывается тогда, когда нарушен баланс входного измерительного моста и компаратор выдает сигнал на включение подогревателей. Однако ток в цепи управления протекает только тогда, когда открывается транзистор VT1. Транзистор VT1, в свою очередь, открывается по базовой цепи через резистор R11 только при положительной полуволне сетевого напряжения. Как только в цепи управления тиристора VS1 появляется ток, тиристор открывается и напряжение на нем падает. Это вызывает через резистор R11 уменьшение потенциала базы транзистора VT1. Транзистор VT1 запирается и ток в цепи управления тиристора прекращается. Таким образом, отпирание тиристора осуществляется импульсным током, чем и реализуется экономичный режим работы регулятора. Дополнительно экономичность повышена использованием конденсатора С2 в качестве накопительной емкости. Заряд, накопленный этим конденсатором в промежутках между импульсами, поступает в цепь управления как только открывается транзистор VT1, формируя отпирание тиристора. Такое схемное решение позволяет не только улучшить экономичность работы схемы, но, с другой стороны, дает возможность без особого ухудшения параметров регулятора использовать тиристоры с большим током управления (до 40 мА).
Неизбежные пульсации напряжения, возникающие в цепи коллектора транзистора VT1, сглаживаются цепью R7, VD1. Помехозащищенность схемы обеспечивают емкость С1 и резистор R6, который также задает величину гистерезиса в характеристике управления компаратора. Диоды VD3, VD4 защищают базу транзистора VT1 от больших положительных и отрицательных напряжении. Светодиоды VD2, VD6 включены в схему для индикации режима работы регулятора.
Схема термостабилизатора рассчитана на подачу в нагрузку половинного напряжения сети. Это наиболее оптимальное решение, если терморегулятор используется для бытового инкубатоpa, у которого нагревателями являются лампы накаливания суммарной мощностью не более 400 Вт. Но если необходимо использовать термостабилизатор по иному назначению и подавать в нагрузку полное сетевое напряжение, следует дополнить схему диодным мостом, как это показано на рис.2. В этом случае диод VD5 надо заменить перемычкой и подкорректировать номинал резистора R10. В любом случае при использовании регулятора следует помнить, что схема не имеет развязки от сетевого напряжения. Необходимо соблюдать осторожность как при наладке, так и при использовании терморегулятора. Датчик температуры должен быть надежно изолирован, но в то же время электрическая изоляция терморезистора R4 не должна быть его термоизоляцией.
Собранный из исправных деталей регулятор начинает работать сразу. Однако из-за большого разброса допустимого тока управления тиристоров, возможно, потребуется подобрать номинал резистора R10. Величина этого сопротивления влияет также на нижний предел допустимого сетевого напряжения. Если необходимо добиться работоспособности регулятора при низких сетевых напряжениях, номинал резистора R10 необходимо снижать. Терморегулятор обеспечивает работоспособность при снижении сетевого напряжения до 75 В при R10 = 12 кОм для тиристоров с током управления 10...12 мА. Если необходимо увеличить яркость свечения светодиода VD6, рекомендуется увеличить номинал резистора R12, для светодиода VD2 — уменьшить номинал резистора R9.
Схема некритична к замене радиоэлементов. Стабилитрон VD1 — Д814 с любым буквенным индексом, либо Д818Е. Транзистор VT1 — любой маломощный n-p-n с допустимым напряжением коллектор-эмиттер больше или равно 20 В. Тиристор VS1 — типа КУ201, КУ202 с соответствующим буквенным обозначением. Единственное, чего не следует пытаться заменить в схеме — это интегральный компаратор К554СА3А, т.к. используется особенность построения его выходного каскада.
Источник: В.Якушев, журнал "Радиолюбитель". Схемы и статьи публикуются с разрешения редакции журнала.
Похожие материалы:
|
