7.5 Мощный терморегулятор

Такой терморегулятор может использоваться для поддержания температуры воздуха в помещении, в ящике для хранения продуктов на балконе, температуры воды в аквариуме и т.п.

Рассмотрим работу терморегулятора по его принципиальной схеме, приведенной на рис. 144. На логических элементах DD1.1, DD1.2 выполнен триггер Шмитта с небольшим гистерезисом, а на элементах DD1.3 — DD1.6 — генератор прямоугольных импульсов, скважность которых близка к 1 (это означает, что большую часть времени в течение периода на выходе генератора имеется напряжение высокого уровня). Импульсы усиливаются по току транзистором VT1 и поступают в цепь управляющего электрода симистора VS1. Источник питания терморегулятора выполнен по схеме однополупериодного выпрямителя на диоде VD3 с исполь-

зованием балластного конденсатора СЗ для гашения напряжения. Стабилитрон VD4, помимо стабилизации напряжения, выполняет и другую функцию: через него протекает ток перезарядки конденсатора СЗ в течение действия полуволны сетевого напряжения, когда диод VD3 закрыт. Резистор R 14 ограничивает импульс тока при включении устройства в сеть, когда конденсатор СЗ разряжен. Через резистор R13 конденсатор СЗ разряжается после выключения устройства из сети. Пульсации выпрямленного напряжения сглаживаются конденсатором С1. Кроме того, этот конденсатор, накапливая энергию, обеспечивает формирование коротких, но довольно мощных импульсов тока, управляющих симистором.

Если температура среды выше нормы, то сопротивление терморезистора RK1 ниже нормы, напряжение в точке соединения резисторов RK1 и R2 выше нормы, и триггер DD1.1DD1.2 находится в состоянии, при котором на выходе логического элемента DD1.1 действует напряжение низкого уровня. Генератор DD1.3 — DD1.6 заторможен, на его выходе напряжение высокого уровня, и транзистор VT1 закрыт, закрыт и симистор VS1, ток в нагрузку не поступает. При снижении температуры ниже установленного значения триггер переключается в противоположное состояние, начинает работать генератор, и короткие импульсы подаются на управляющий электрод симистора. Поскольку частота импульсов генератора (около 1000 Гц) много больше частоты сети, открывание симистора происходит практически в начале каждого полупериода сетевого напряжения, и симистор остается открытым до окончания очередного полупериода. Следовательно, при наличии импульсов на выходе генератора на нагрузку подается полное напряжение сети (за вычетом падения напряжения на открытых переходах симистора — не более 2 В).

В терморегуляторе можно в качестве микросхемы DD 1 использовать также К561ЛН1 или двухвходовые логические элементы инверторов, у которых входы соединяют вместе. Правда, при этом потребуется два корпуса микросхем. Остающиеся свободными логические элементы следует соединять параллельно и использовать в выходном каскаде генератора. Транзистор VT1 может быть из серий КТ208, КТ209, КТ501, КТ502 с любыми буквенными индексами. Стабилитрон VD4 может быть любым другим с напряжением стабилизации 6...10 В и током стабилизации не менее 30 мА.

Оксидный конденсатор С1 — К50-24, К50-29, К50-35; С2 — КЛС, К10-7, К10-23, КМ-5, КМ-6; С3 — К73-17. Постоянные резисторы— типа МЛТ, С 1-12, С2-23; подстроенный резистор R2 — СП5-2 или СПЗ-38; переменный резистор R3 — ППБ, СП-1, СП-0,4, СПЗ-30.

Терморегулятор смонтирован в пластмассовом корпусе размерами 155х110х45 мм (рис. 145). На его верхней крышке, выполненной из дюралюминия и окрашенной нитроэмалью, установлены светодиоды HL1, HL2 с надписями "Включено" и "Нагрев", переменный резистор R3 "Установка температуры". Аббревиатура на крышке корпуса "ЭБУ" означает "Электронный блок управления". На боковой стенке корпуса установлен разъем-гнездо XS1 типа РД 1-1.

Большая часть элементов устройства смонтирована на печатной плате. Терморезистор RK1 соединен с печатной платой витой парой проводов и помещен в небольшой пластмассовый корпус с отверстиями. Симистор установлен на охлаждающем радиаторе с поверхностью охлаждения 200 см^2. В корпусе рядом с радиатором просверлены отверстия для свободной циркуляции воздуха.

Правильно собранный и из исправных радиодеталей терморегулятор начинает работать сразу. Следует лишь подстроечным резистором R2 установить диапазон регулирования температуры. Максимальная мощность нагрузки, которая подключается к терморегулятору, не должна превышать 1100 Вт.

Авторский экземпляр терморегулятора эксплуатируется уже более трех лет для поддержания температуры воздуха в жилом помещении и работает надежно.