Терморегулятор для системы охлаждения

Рейтинг:  4 / 5

Подробности

Категория: Терморегуляторы термостаты

Опубликовано: 16.03.2017 21:07

Просмотров: 4036

Алексей Усков, г. Владивосток
Многие радиолюбители сталкиваются с проблемой автоматического регулирования, ограничения и поддержания температуры. Возникла эта проблема и у автора данной статьи. Это простое устройство применено для охлаждения мощного импульсного блока питания на основе компьютерного БП с вентилятором. Устройство несложное и может быть изготовлено в течение одного вечера даже начинающим радиолюбителем.
Принципиальная схема термостабилизатора показана на рисунке.

 Его основой является компаратор DA1 типа LM311. В качестве датчика температуры используется кремниевый диод VD1. Как известно, все кремниевые диоды имеют отрицательный температурный коэффициент напряжения, который равен примерно 2 мВ/°С. Падение напряжения на прямосмещенном диоде при токе 0,1... 1 мА имеет величину в пределах 550.. .650 мВ и линейно уменьшается с ростом температуры. Диоды можно использовать любые малогабаритные кремниевые, например, типа КД522 или импортные типа 1N4148.
На инвертирующий вход компаратора подается образцовое напряжение, образуемое делителем R1 R2 R3, а на неинвертирующий вход - напряжение с датчика VD1. При комнатной температуре напряжение на выводе 2 компаратора примерно 507 мВ. При указанных номиналах резисторов делителя, опорное напряжение на выводе 3 DA1 плавно регулируется от 414 до 570 мВ, что соответствует температуре срабатывания от -11 до +66°С. В пределе, эти цифры определены рабочими свойствами кремниевого кристалла и находятся в диапазоне -60...+120°С.
Таким образом, компаратор срабатывает тогда, когда температура измеряемой среды достигнет заданного значения с точностью не хуже ±1°С. Конденсатор С2 замедляет быстрое переключение компаратора из одного состояния в другое, обеспечивая помехозащищенность устройства. На выходе компаратора (вывод 7 DA1) в нормальном состоянии высокий уровень, а в момент его срабатывания - низкий. Этот низкий уровень открывает транзисторный ключ VT1, который включает вентилятор. Если применить в устройстве оптосимистор и симистор, то это позволит управлять (включать и выключать) более мощной нагрузкой.
Питание микросхемы стабилизировано микросхемой DA2 типа 7805. Дополнительная стабилизация напряжения питания 3,3 В цепи датчика температуры осуществляется стабилитроном VD2 типа BZX55C3V3.
Все элементы устройства размещены на небольшой макетной плате из фольгированного стеклотекстолита. В качестве R2 можно использовать как подстроечный, так и малогабаритный переменный резистор (если нужно часто регулировать температуру срабатывания). Для точности настройки лучше всего применять многооборотный потенциометр типа СП-5, а добившись нужного результата, при необходимости (если не требуется изменять момент срабатывания схемы), заменить его постоянным.
Датчик температуры (диод VD1) необходимо поместить в отрезок термоусадочной трубки соответствующей длины, а его торец за герметизировать.
Для налаживания и калибровки срабатывания компаратора удобно использовать любой микроконтроллерный термометр, например, на микросхеме-датчике DS18B20, расположив датчик-диод регулируемого устройства вплотную к нему и нагревая оба датчика паяльником на расстоянии нескольких миллиметров, либо поместив их в воду требуемой температуры.
РА 2 '2014