双向可控硅恒温器。方案、说明

三端双向可控硅开关恒温器。无线电电子电气工程百科全书

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该版本的热稳定器与我们杂志上之前描述的许多其他版本的热稳定器之间的区别主要在于用双向可控硅代替了传统的三极管，从而可以消除由强大的二极管组成的整流桥。结果，输出功率高达 1 kW 的散热器上安装的元件数量从 XNUMX 个减少到 XNUMX 个。温度稳定器可用于维持花园房屋、地窖、阳台“蔬菜店”和其他封闭空间的温度。

与往常一样，所提出的电子设备的温度稳定是通过根据传感器-热敏电阻的温度打开和关闭提供给负载-加热器的电源电压来实现的。三端双向可控硅开关本身的接通发生在电源电压通过“零”的时刻附近，从而降低了干扰水平。

热稳定器电路如图1所示。 1. 温度稳定器在电源电压过“零”时使用电源单元和脉冲形成电路，如[1]中所述，因此电路中完全重复图1的部分。 XNUMX [XNUMX]，此处未显示。

三端双向可控硅恒温器

“零”形成负极性脉冲。装配在元件 DD1.1、DD1.2 和电阻器 R9 上的施密特触发器形成该脉冲的陡峭前沿和下降。对应于半周期开始的正电压降由C4R11链微分，并以正极性短脉冲的形式馈送到DD12元件的输入端子1.4。

同时，DD13 元件的第二个输入（引脚 1.4）接收来自运算放大器 DA1 输出的信号，运算放大器 DA5 充当比较器。其输入连接到由电阻器R8-R1和热敏电阻RK5形成的热敏电桥的输出。当热敏电阻的温度高于电阻R1.4设定的温度时，运放同相输入端的电压低于反相输入端的电压，比较器输出端产生低电平信号。此时，脉冲不通过DD1元件，HLXNUMX LED关闭。

当热敏电阻RK1的温度下降，其两端电压变大时，运放的输出信号对应高电平，HL1发光二极管点亮，来自微分电路C4R11的脉冲开始通过DD1.4元件接晶体管VT3的基极。在每个半周期开始时，晶体管将打开双向可控硅 VS1，从而将负载（加热器）连接到网络。

除双向可控硅开关元件和输出连接器 X1 的母头部分外，该设备的所有元件均安装在尺寸为 80x50 mm 的印刷电路板上（图 2）。该板由单面箔玻璃纤维制成，设计用于安装 MLT 电阻器、电容器 K73 - 16 (C1)、K50 - 6 (C2)、KM - 5（其余）。可变电阻器 R5 - SDR - 4aM 或 SDR - 4bM。二极管 VD1 和 VD2 - 任何硅脉冲或整流器，齐纳二极管 VD3 - 用于 10 ... 12 V 的稳定电压。 K561LA7 微电路可由 K176LA7 或 KR1561LA7 替换。晶体管VT1和VT2可以是任何小功率硅pnp结构，晶体管VT3——相同结构的中功率或高功率，允许集电极电流高达150mA。

三端双向可控硅恒温器

几乎任何工作在 1 V 满电源电压且消耗不超过 10 mA 电流的运算放大器都可以执行比较器 (DA5) 的功能，例如 KR140UD7、K140UD6、KR140UD6、KR140UD14。 HL1 LED - AL307 系列中的任何一个。应尽可能将其从电路板中取出，并且应“看”到与可变电阻器R5的轴相同的方向。电阻R5的本体连接至微电路电源电路的负极导体，这是其屏蔽所必需的。

设备制造样品中使用的 RK1 热敏电阻是 MMT - 4。但标称电阻为 10 ... 33 kOhm 的任何其他 MMT 或 KMT 系列也适用。更好 - 密封 MMT - 4 或 KMT - 4 [2, 3]。

为了确定电阻器 R5 和 R6 的阻值，需要设置恒温器必须工作的温度范围。热敏电阻的电阻是在最高工作温度下测量的。电阻器 R6 的阻值应相同或稍小。然后在最低温度下测量热敏电阻的阻值，并选择电阻器R5的阻值，使其与电阻器R6的阻值之和不小于测量值。如果在该温度范围内测量热敏电阻的阻值有困难，可以考虑MMT系列电阻，温度每降低19℃，阻值增大5%，温度降低41℃，阻值增大10%两次 - 20°C。同样，在温度升高相同的情况下，器件的电阻分别降低了16%、29%和两倍。对于 KMT 热敏电阻，这种变化大约是 1,5 倍。

图中所示的电阻器 R5、R6 和热敏电阻 RK1 的额定值对应于温度稳定器的工作范围 15 ... 25 °С。

将电路板和双向可控硅KU208G（或KU208V）安装在尺寸为60x50x25毫米的肋状散热器上，放置在尺寸为150x95x70毫米的塑料盒中，使热敏电阻靠近盒子的底壁，并且三端双向可控硅开关元件的散热片位于顶部。此前，在最小外壳的这些墙壁上，以 6 毫米的增量钻了最大数量的直径为 10 毫米的通风孔。 LED和电阻轴通过盒子前壁的孔引出。可变电阻器本身的轴及其上塑料手柄的固定螺钉不应被意外触及。

要调整和校准调节器，请从没有三端双向可控硅开关元件的情况开始。元件DD12的引脚1.4通过跳线暂时连接到该芯片的引脚14，并且直流电压表连接到电阻器R12。电容器 C1 与 220 ... 330 欧姆的电阻器并联，然后将恒温器连接到输出电压为 12 ... 15 V 的直流电源。设置该电源的电压值，以便消耗的电流恒温器的电流在 18 ... 20 mA 范围内。

热敏电阻放置在水中，其温度对应于工作范围的中间温度。热敏电阻绝缘体不得接触水。当电阻R5的轴顺时针旋转时，HL1发光二极管应亮，电压表应显示9V左右的电压，反方向旋转时，发光二极管熄灭，电压表指针应处于秤的零标记。在可变电阻器的刻度上做适当的标记。通过改变水的温度，热稳定器被完全校准。

要执行此操作，您可以使用固定电阻器代替热敏电阻，其额定值与给定温度下热敏电阻的测量电阻相对应。

移除附加电阻和跳线后，稳定器已完全组装完毕，并使用连接到 X1“负载”连接器的白炽灯检查其运行情况。

要线性化可变电阻器的刻度，您可以使用文章 [4] 的建议。

调节器安装在垂直位置，以便其主体上的通风孔不会被任何东西覆盖，例如房间的墙壁上。如果恒温器用于维持地窖、孵化器或阳台“蔬菜库”内的温度，最好将其放置在恒温容积之外，并将热敏电阻从稳定器外壳中取出。在这种情况下，为了减少拾波器对热敏电阻位置的影响，应在电路板上放置一个额定电压至少为 50 V、容量至少为 10 μF 的氧化物电容器。热敏电阻本身和通向热敏电阻的导线必须仔细绝缘。

该恒温器没有温度迟滞，其精度可以非常高——约0,1°C。但如果由于某种原因仍需要迟滞，则需要在运放DA3的端子6和1之间连接一个电阻，其阻值为几兆欧（图2中以虚线示出）。

文学

Biryukov S. 双向可控硅功率调节器。 - 广播，1996 年，第 1 期，p。 44-46。
热敏电阻。教育海报。 - 电台，1975 年，第 5 期。和。 32.
电阻器。目录。 - M.：无线电和通信，1991 年，528 页。
Aleshin P. 热敏电阻桥的线性化。 - 广播，1997 年，第 11 期，第 58 页59、XNUMX。

作者：S. Biryukov，莫斯科

查看其他文章 部分功率调节器、温度计、热稳定器.

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