Схема термореле на ОУ с датчиком температуры на диодах


На рисунке показана схема термостата, который управляет нагревателем при помощи мощного реле. Датчиком температуры в нем служит батарея из кремниевых диодов включенных по току в прямом направлении.

Принципиальная схема

Диоды включены между входами компаратора А1. Напряжение, поступающее на эти входы зависит от сопротивлений резисторов R1, R2, R3, R4 и R5, а так же диодов VD1-VD3. Резистором R4 устанавливается порог температуры срабатывания включения вентилятора.

При температуре ниже заданного порога напряжение на прямом входе компаратора будет выше, чем на инверсном, и при этом на его выходе будет напряжение высокого уровня. Это приведет к открыванию транзисторов VT1 и VT2, и подаче через них тока на обмотку реле К1. Контакты реле замыкаются и включают нагреватель (на схеме не показан).

Схема термореле на ОУ с датчиком температуры на диодах

Рис. 1. Схема термореле на ОУ с датчиком температуры на диодах.

После включения нагревателя температура на подконтрольном объекте начинает повышаться.

При температуре выше заданного порога напряжение на прямом входе компаратора будет ниже, чем на инверсном, и при этом на его выходе будет напряжение низкого уровня. Это приведет к закрыванию транзисторов VT1 и VT2 до такой степени, что напряжение на обмотке реле К1 станет ниже порога удержания, и реле выключит нагреватель.

Резистор R5 создает гистерезис чтобы была некоторая разница между температурой включения нагревателя и температурой его выключения. В противном случается включение / выключение нагревателя будет происходить слишком часто что не благоприятно для его надежности и надежности реле К1.

В процессе налаживания гистерезис можно установить согласно конкретным условиям эксплуатации схемы подбором сопротивления R5. Следует заметить, что изменение сопротивления R5 так же потребует поправки R4, так как его величина оказывает влияние не только на гистерезис, но и на температурный порог включения. То есть, здесь нужно выполнять настройку так называемым методом последовательного приближения.

Схема управления реле выполнена на транзисторах VT1 и VT2 по схеме эмиттерного повторителя. Дело в том, что А1 - это операционный усилитель, а не специализированный компаратор. И, работая в режиме компаратора, его нуль и единица выхода оказывается, соответственно, несколько больше нуля питания и несколько ниже напряжения питания.

Если использовать обычный ключ по схеме с общим эмиттером, то он постоянно будет открыт. Или же нужно будет вводить в него схему компенсации «нулевого» напряжения на диодах или стабилитронах. Здесь же выбран более простой способ. - просто эмиттерный повторитель, усиливающий выход ОУ по току.

Поэтому, в нулевом состоянии выхода ОУ на реле поступает некоторое напряжение, но оно значительно ниже порога удержания реле. А в единичном состоянии, на реле поступает напряжение, обеспечивающее его срабатывание, но все же ниже напряжения питания схемы. Если учесть что для реле 90 3747 номинальное напряжение обмотки 12V, но минимум напряжения срабатывания 8V, то все работает нормально.

Детали и их замена

Вместо ОУ КР140УД608 можно применить практически любой ОУ общего применения, как импортный, так и отечественный. Диоды 1N4148 можно заменить на КД522, КД521 и другие аналогичные. Транзисторы, так же. можно заменить любыми аналогами.

Реле К1 - автомобильное в пластмассовом корпусе Его контакты допускают ток до 30А. Несмотря на то. что контакты данного реле предназначены для низковольтной работы, они хорошо работают и на напряжении электросети.

Однако, нужно учитывать что данное реле не предназначено для работы в сети переменного тока, и при возможности, вместо него использовать другое реле, контакты которого рассчитаны на переменный ток напряжением 220V.

Налаживание

При налаживании нужно пользоваться термометром, емкостью с водой. Диоды VD1-VD3 нужно поместить в пробирку или другой стеклянный сосуд, насыпать туда сухого песка. Пробирку поместить в воду так чтобы вода не попадала внутрь.

Нагревать воду любым способом и следить за температурой воды с помощью термометра. Резистором R4 настроить схему на включение нагревателя при некоторой температуре, например, при температуре 10 градусов по Цельсию.

Если нужно управлять не нагревателем, а охладителем, например, вентилятором выход нужно сделать по схеме на рис.2.

Здесь включаться реле будет не единицей, а нулем с выхода ОУ А1Семенов П

Рис.2.

Здесь включаться реле будет не единицей, а нулем с выхода ОУ А1

Семенов П. И. РК-07-18.


1 975 Терморегуляторы
термореле терморегулятор термостабилизатор термостат
Оставить комментарий: