Многим радиолюбителям известен так называемый «триггерный эффект» на пороге срабатывания термо-, фотореле, автоматического зарядного устройства и т.п. Устройство может сработать нормально десятки раз, но иногда бывает такой неприятный момент, когда исполнительное реле включится, сразу же выключится, опять включится и т.д. Такое явление может проявляться довольно длительное время — «подгорают» контакты реле, да и ресурс времени работы реле не безграничен. Если в схеме применены тиристоры, то при частом включении-выключении они могут греться и выходить из строя, а также давать помехи в питающую сеть. На рис.1 показана схема терморегулятора на реле, в котором такое вредное явление, как «триггерный эффект», отсутствует.
Предположим, что данный терморегулятор используют для регулировки температуры воздуха в инкубаторе. Если температура в инкубаторе ниже +38°С (выставляют переменным резистором R4), сопротивление терморезистора R3 сравнительно большое и компаратор на DA1 находится в режиме положительного насыщения, транзисторы VT1 и VT2 открыты, реле К1 притянуто, и происходит нагревание воздуха в инкубаторе. При достижении в инкубаторе температуры +38°С сопротивление терморезистора R3 становится меньше и компаратор перебрасывается в состояние отрицательного насыщения (на выходе потенциал общего провода), закрываются транзисторы VT1 и VT2, реле К1 отпускает. В связи с тем, что последовательно с резистором R1 включен резистор R2, который шунтируется нормально замкнутыми контактами реле К1, реле включается при одной температуре, а выключается при другой, т.е. поддерживается температура в инкубаторе в районе, например, +37,5…38°С. Необходимая разность температур обеспечивается подбором резистора R2. Таким образом, такое вредное явление, как «триггерный эффект», в данной схеме терморегулятора отсутствует. Напряжение срабатывания реле К1 должно быть не ниже 10 В, контакты реле должны выдерживать коммутируемый переменный ток и быть рассчитаны на напряжение не менее 250 В. Печатная плата терморегулятора показана на рис.2.
На рис.3 показана схема терморегулятора с тиристором в силовой части, которая также свободна от явления «триггерного эффекта».
Предположим, что данный терморегулятор также используют для инкубатора, необходимая температура воздуха в нем должна быть в районе +38…39°С (данный диапазон температур выставляют переменным резистором R4). На ОУ микросхемы DA1 выполнен 2-хпороговый компаратор. Если температура в инкубаторе ниже +38°С, сопротивление терморезистора R3 сравнительно большое, и оба компаратора находятся в состоянии положительного насыщения (уровень лог.»1″ на их выходах). На логических элементах DD1.2, DD1.3 построен RS-триггер. Если температура воздуха в инкубаторе ниже +38°С, на входе S RS-триггера присутствует лог.»0″ (после инвертора DD1.1), на входе R — лог.»1″, триггер находится в «единичном» состоянии (лог.»0″ на его инверсном выходе 4 DD1.3). При этом транзистор VT1 закрыт, на управляющий электрод тиристора VS1 подается положительный потенциал относительно его катода, тиристор открыт, нагревательный элемент Rн включен. При достижении температуры воздуха в инкубаторе +38°С сопротивление терморезистора R3 уменьшается, компаратор на DA1.1 перебрасывается из состояния положительного насыщения в состояние отрицательного насыщения, на его выходе устанавливается лог.»0″, на входе S триггера — лог.»1″, но триггер остается в «единичном» состоянии, нагревательный элемент RH включен. Когда температура воздуха в инкубаторе достигнет значения +39°С, лог.»0″ появится и на выходе компаратора DA1.2, который по входу R RS-триггера установит его в «нулевое» состояние. При этом на выводе 4 DD1.3 появится лог.»1″, которая откроет транзистор VT1, на управляющем электроде тиристора VS1 установится низкий потенциал относительно его катода, тиристор закроется, и нагреватель отключится от питающей сети. Когда температура воздуха в инкубаторе станет ниже +39°С, но выше +38°С, в состояние положительного насыщения установится компаратор DA1.2, но лог.»1″ на входе R триггера не изменит его нулевого состояния, и нагреватель по-прежнему будет отключен. И лишь при понижении температуры воздуха в инкубаторе ниже +38°С, в состояние положительного насыщения установится компаратор DА 1.1, на вход S триггера поступит лог.»0″, который включит в работу нагреватель Rн. Таким образом, температура в инкубаторе поддерживается в районе +38…+39°С (необходимую разность температур достигают подбором сопротивления резистора R2), и явление «триггерного эффекта» в данной схеме терморегулятора отсутствует. Печатная плата терморегулятора показана на рис.4.
При налаживании и эксплуатации устройства необходимо соблюдать осторожность и не касаться деталей, потому что в схеме присутствует потенциал сети. Целесообразно для более точной и плавной регулировки температуры подобрать переменный резистор R4 (также и в схеме рис.1). Диоды VD1-VD4 можно исключить. В этом случае на нагревателе Rн будет лишь одна полуволна сетевого напряжения, т.е. при мощности 500 Вт на нагревателе будет выделяться 250 Вт, и значительно возрастет надежность и долговечность самого нагревателя. Напряжение на вторичной обмотке трансформатора Т1 должно быть в районе 13…16 В.
Радіоаматор №12, 2005г.
Список радиоэлементовОбозначение
Тип
Номинал
Количество
ПримечаниеМагазинМой блокнот
Терморегулятор схема №1DA1
МикросхемаК157УД21
VT1
Биполярный транзисторКТ3102В1
VT2, VT3
Биполярный транзисторКТ817Г2
VD1-VD5
ДиодКД209В5
VD6
СтабилитронД814Д1
C1
Конденсатор22 пФ1
C2
Электролитический конденсатор100 мкФ 50 В1
C3
Электролитический конденсатор470 мкФ 16 В1
C4
Конденсатор0.1 мкФ1
R1, R5
Резистор5.1 кОм2
R2
Резистор68 Ом1
Подбирается для разности температурR3
Терморезистор6.8 кОм1
R4
Переменный резистор22 кОм1
R6
Резистор10 кОм1
R7
Резистор30 кОм1
R8
Резистор560 Ом1
Подбирается при настройте блока питанияT1
ТрансформаторВых 12-15В 5Вт1
FU1
Предохранитель0.5 А1
K1
РелеНе ниже 10 В1
Выключатель1
Терморегулятор схема №2DA1
МикросхемаК157УД21
DD1
МикросхемаК561ЛА71
К176ЛА7VT1
Биполярный транзисторКТ605БМ1
VT2
Биполярный транзисторКТ817Г1
VS1
ТиристорТ122-251
VD1-VD4
ДиодКД203Д4
VD5-VD8
ДиодКД209В4
VD9
СтабилитронД814Д1
C1, C2
Конденсатор22 пФ2
C3
Электролитический конденсатор100 мкФ 50 В1
C4
Электролитический конденсатор470 мкФ 16 В1
C5
Конденсатор0.1 мкФ1
R1, R5
Резистор5.1 кОм2
R2
Резистор68 Ом1
Подбирается для разности температурR3
Терморезистор6.8 кОм1
R4
Переменный резистор10 кОм1
R6, R7
Резистор22 кОм2
R8
Резистор10 кОм1
R9
Резистор100 Ом1
0.5 ВтR10
Резистор560 Ом1
0.5 Вт Подбирается при настройке БПSA1.1, SA1.2
Сдвоенный выключатель1
T1
ТрансформаторВых 12-15 В 5 Вт1
FU1
Предохранитель0.5 А1
Добавить все