Схема призначена для автоматичної підтримки потрібної температури з високою точністю і може знайти застосування в різних промислових та побутових пристроях для управління нагрівом термокамери або паяльника.

ОСНОВНІ ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ термостабілізатор

1. Діапазон робочих температур +150 … 1000 ° С.

2. Точність підтримки встановленої температури в робочому діапазоні не гірше 2 ° С.

3. Робоча напруга нагрівача може бути від 100 до 400 В.

4. Потужність нагрівача допустима до 4 кВт (або 8 кВт при використанні радіатора для сімістора більшої площі).

5. Датчиком температури є термопара з спаю хромель-Алюмель.

6. Схема управління термостабілізатора має електричну розв'язку по постійному струму від мережі живлення нагрівача.

7. Включення ланцюга нагрівача проводиться електронним безконтактним способом.

 

 

 

 

8. Харчування схеми управління здійснюється від двополярного джерела живлення з напругою 12 В (струм споживання схеми управління не перевищує 15 мА). До одного блоку живлення допустимо підключати до 10 схем термостабілізатор.

Термостабілізатор містить мінімальну кількість елементів, що забезпечує високу надійність, а малі габарити дозволяють легко розмістити його всередині будь-якого корпусу.

Пристрій складається з двох вузлів: схеми керування і блоку живлення.

Схема управління (рис. 1.17) виконана на одній здвоєною мікросхемі DA1 (140УД20А) і симетричному тиристорі (сімістор) VS1. На елементі DA1.1 зібраний диференціальний підсилювач сигналу з термопари, а на DA1.2 – інтегратор, який управляє роботою генератора імпульсів на одноперехідному транзисторі VT1. Імпульси через розділовий трансформатор Т1 надходять на управління комутатором VS1.

Використання в схемі інтегратора замість звичайно застосовуваного компаратора дозволяє забезпечити м'яку характеристику зміни потужності в нагрівачі при виході на режим термостабілізації. Це здійснюється за рахунок зміни часу заряду конденсатора С8, від якого

залежить частота генератора, а значить, і початковий кут відкривання сімістора. Поки напруга з виходу DA1/12 не перевищить граничне значення, встановлене резисторами R1 і R2 (на DA1 / 6), на виході мікросхеми DA1/10 буде напруга +12 В, що забезпечить роботу генератора (VT1) на максимальній частоті. При

 

 

цьому форма імпульсів на керуючому електроді сімістора повинна мати вигляд, наведений на рис. 1.18.

Якщо форма імпульсів інша, слід поміняти місцями висновки на одній з обмоток трансформатора Т1.

Електрична схема блоку живлення термостабілізатора може бути зібрана по одному з наведених на рис. 1.19 варіантів. Обидві схеми мають внутрішню електронну захист від перевантаження і в особливих пояснень не потребують, оскільки є типовими. При використанні одного джерела живлення для декількох термостабілізатор включення кожної схеми управління проводиться окремим тумблером.

Топології друкованих плат і розташування деталей наведені на рис. 1.20 … 1.22. Сімістор встановлюється на радіатор, що складається з двох мідних пластин, одна з яких показана на рис. 1.23. Для зручності підключення зовнішніх ланцюгів схеми на платі (рис. 1.21) закріплені гвинти МОЗ і М4 з гайками.

 

 

 

 

 

 

 

 

У схемі застосована прецизійна мікросхема, і заміна її на інший тип неприпустима, оскільки це погіршить точність підтримки температури через збільшення дрейфу нуля, який буде співмірний з величиною сигналу від термопари.

Імпульсний трансформатор Т1 намотується проводом ПЕЛШО-0, 18 на феритових кільцях М4000НМ1 типорозміру К16x10x4 мм або кільці М2000НМ1 – К20х12×6 мм і містить в обмотці 1 – 80 витків, 2 – 60 витків. Перед намотуванням гострі грані сердечника потрібно закруглити надфілем. Інакше вони проріжуться провід. Після намотування і просочення котушки лаком потрібно обов'язково переконатися у відсутності витоку між обмотками, а також обмотками і ферритом каркаса.

Інші деталі схеми не критичні і можуть бути будь-якого тйпа, наприклад: змінні резистори R1 і R2 типу СПЗ-4а; R3 і R4 – подстро-ечние багатооборотні СП5-2; постійні резистори типу С2-23; електролітичні конденсатори С6 і С7 – К53-1А на 16 В, решта – типу К10-17. Діоди VD2, VD3 призначені для захисту схеми від неправильного підключення джерела живлення і можуть бути будь-якими, на струм до 100 мА.

Підключаючи схему управління, необхідно дотримуватися положення фази, вказане на малюнку (при правильному з'єднанні на радіаторі цими-стора повинна знаходитися фаза напруги). Це особливо важливо, якщо від одного джерела живлення включено кілька термостабілізатор.

При подачі живлення на схему управління повинен включитися нагрів навантаження Rh. Індикатором включення нагрівача є світіння све-тодіода НИ або включеної паралельно з навантаженням лампи.

Для налаштування температури стабілізації встановлюємо в середнє положення регулятори R1, R2 і, дочекавшись підвищення температури в зоні нагрівання до потрібної величини, Регулятор грубої добиваємося відключення нагрівача.

Коли процес термостабілізації встановиться, скоригувати температуру можна регулятором ТОЧНО.

Схема дозволяє мати декілька фіксованих значень температури при перемиканні S1. У цьому випадку потрібна температура налаштовується відповідними під-строечнимі резисторами R3 і R4 на платі управління.