Экономичный термостабилизатор
категория
Электроника в быту
В. ВЕЛИЧКОВ г. Пермь
Радио, 1998 год, №8
Для сохранности овощей в осенне-зимний период года мы пользуемся контейнером (ящиком с двойным дном), подогреваемым внутри лампами накаливания. Заданную температуру в нем поддерживает термостабилизатор, выполненный по приведенной здесь схеме. Используемый в нем операционный усилитель К153УД2 (DA1), работающий как компаратор, обеспечивает постоянство установленной температуры воздуха в "овощехранилище" с точностью до 1°С.
Принцип работы устройства основан на разбалансировке измерительного моста, состоящего из резисторов R1 — R3 и датчика температуры — терморезистора R4. Мост питается напряжением постоянного тока, стабилизированным стабилитроном VD1.
Переменным резистором R2 устанавливают порог срабатывания электронной части, соответствующий температуре хранения овощей — от 0 до +10 °С (предполагается, что внешняя температура воздуха более низкая, чем внутри контейнера). При этом напряжение на инверсном входе микросхемы DA1 становится меньше, чем на ее прямом входе. Эту разность напряжения операционный усилитель преобразует в управляющий ток, открывающий транзистор VT1. Открываясь, транзистор включает тринистор VS1, а он, в свою очередь, — нагреватель Rнагрев в анодной цепи. Одновременно загорается светодиод HL2, сигнализируя о включении нагревателя.
Две - три лампы накаливания общей мощностью около 200 Вт обеспечивают нагрев воздуха в овощехранилище до температуры, заданной резистором R2. Ее повышение приводит к уменьшению сопротивления терморезистора R4, балансировке измерительного моста и, как следствие, отключению нагревателя от сети. При остывании воздуха до заданной температуры сопротивление терморезистора возрастает до номинального значения и описанный процесс периодически повторяется.
Отличительной особенностью предлагаемого термостабилизатора является питание его электронной части однополупериодным напряжением сети. Так, при положительной полуволне переменного напряжения на верхнем (по схеме) проводе сети ток протекает по цепи: предохранитель FU1 — ограничительный резистор R7 — конденсатор СЗ — диод VD2 и заряжает фильтрующий конденсатор С1 до напряжения 27 В, соответствующего напряжению стабилизации стабилитрона VD1, и далее через светодиод HL1 (индикатор "Сеть") на питание микросхемы DA1 и измерительного моста к предохранителю FU2. При отрицательной полуволне переменного напряжения на том же сетевом проводе ток проходит через предохранитель FU2, диод VD3, конденсатор СЗ, резистор R7 и предохранитель FU1. Нетрудно заметить, что в это время транзистор VT1, включенный эмиттерным повторителем, закрыт, отсутствует, следовательно, и управляющий ток тринистора VS1 (выполняется требование по ТУ). При использовании однополупериодного питания и импульсного управления тринистором лампы накаливания горят вполнакала, что повышает экономичность и надежность устройства при эксплуатации.
Коротко о деталях термостабилизатора. Датчиком температуры (R4) служит терморезистор ММТ - 4 на номинальное сопротивление 22 кОм. Транзистор П701 (VT1) можно заменить любым из серий КТ801, КТ807, КТ815, КТ817, КТ819, КТ603, КТ608. Операционный усилитель К153УД2 (DA1) заменим на любой аналогичный, в том числе и из других серий. Переменный (или подстроечный) резистор R2 может быть любого типа. Параметры других элементов устройства указаны на его схеме.