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 пределах, 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 пределах +38…39°С (данный диапазон температур выставляют переменным резистором R4). На ОУ микросхемы DA1 выполнен двухпороговый 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 только 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 пределах +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, так как 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 только 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 пределах 13…16 В.
Радіоаматор №12, 2005г.
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Терморегулятор схема №1 | |||||||
| DA1 | Микросхема | К157УД2 | 1 | ||||
| VT1 | Биполярный транзистор | КТ3102В | 1 | ||||
| VT2, VT3 | Биполярный транзистор | КТ817Г | 2 | ||||
| VD1-VD5 | Диод | КД209В | 5 | ||||
| VD6 | Стабилитрон | Д814Д | 1 | ||||
| C1 | Конденсатор | 22 пФ | 1 | ||||
| C2 | Электролитический конденсатор | 100 мкФ 50 В | 1 | ||||
| C3 | Электролитический конденсатор | 470 мкФ 16 В | 1 | ||||
| C4 | Конденсатор | 0.1 мкФ | 1 | ||||
| R1, R5 | Резистор | 5.1 кОм | 2 | ||||
| R2 | Резистор | 68 Ом | 1 | Подбирается для разности температур | |||
| R3 | Терморезистор | 6.8 кОм | 1 | ||||
| R4 | Переменный резистор | 22 кОм | 1 | ||||
| R6 | Резистор | 10 кОм | 1 | ||||
| R7 | Резистор | 30 кОм | 1 | ||||
| R8 | Резистор | 560 Ом | 1 | Подбирается при настройте блока питания | |||
| T1 | Трансформатор | Вых 12-15В 5Вт | 1 | ||||
| FU1 | Предохранитель | 0.5 А | 1 | ||||
| K1 | Реле | Не ниже 10 В | 1 | ||||
| Выключатель | 1 | ||||||
| Терморегулятор схема №2 | |||||||
| DA1 | Микросхема | К157УД2 | 1 | ||||
| DD1 | Микросхема | К561ЛА7 | 1 | К176ЛА7 | |||
| VT1 | Биполярный транзистор | КТ605БМ | 1 | ||||
| VT2 | Биполярный транзистор | КТ817Г | 1 | ||||
| VS1 | Тиристор | Т122-25 | 1 | ||||
| VD1-VD4 | Диод | КД203Д | 4 | ||||
| VD5-VD8 | Диод | КД209В | 4 | ||||
| VD9 | Стабилитрон | Д814Д | 1 | ||||
| C1, C2 | Конденсатор | 22 пФ | 2 | ||||
| C3 | Электролитический конденсатор | 100 мкФ 50 В | 1 | ||||
| C4 | Электролитический конденсатор | 470 мкФ 16 В | 1 | ||||
| C5 | Конденсатор | 0.1 мкФ | 1 | ||||
| R1, R5 | Резистор | 5.1 кОм | 2 | ||||
| R2 | Резистор | 68 Ом | 1 | Подбирается для разности температур | |||
| R3 | Терморезистор | 6.8 кОм | 1 | ||||
| R4 | Переменный резистор | 10 кОм | 1 | ||||
| R6, R7 | Резистор | 22 кОм | 2 | ||||
| R8 | Резистор | 10 кОм | 1 | ||||
| R9 | Резистор | 100 Ом | 1 | 0.5 Вт | |||
| R10 | Резистор | 560 Ом | 1 | 0.5 Вт Подбирается при настройке БП | |||
| SA1.1, SA1.2 | Сдвоенный выключатель | 1 | |||||
| T1 | Трансформатор | Вых 12-15 В 5 Вт | 1 | ||||
| FU1 | Предохранитель | 0.5 А | 1 | ||||