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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 프로그래밍 가능한 온도 조절기. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
무선 전자 및 전기 공학 백과사전 / 전력 조절기, 온도계, 열 안정기 봄, 가을(때때로 여름)에는 정원 가옥에 전기 히터를 사용해야 합니다. 이 경우 여기에 제공되는 열 안정제는 여름 거주자가 전기를 절약하는 데 도움이 되어 밤에는 실내 온도를 낮게 유지하고 아침에는 "편안한"값으로 유지합니다. 열 안정기(그림 1의 다이어그램 참조)에는 서미스터 브리지 RK1, R6-R9, 연산 증폭기 DA1의 비교기 및 다소 특이하게 만들어진 트라이악 제어 회로 VS1이 포함되어 있습니다.
열 안정기는 켄칭 커패시터 C6이 있는 전원 공급 장치를 사용합니다. 정류기 브리지 VD5의 출력 대각선에는 광커플러 U1.1의 직렬 연결된 방출 다이오드 U1, 히터의 활성화를 나타내는 LED HL1 및 나머지 요소에 전원을 공급하기 위해 전압이 공급되는 제너 다이오드 VD4가 포함됩니다. 장치의. 트랜지스터 VT1이 닫히면 약 32mA 진폭의 맥동 전류가 옵토커플러의 방출 다이오드를 통해 흐릅니다. 제너 다이오드 VD4의 전압 리플은 커패시터 C5에 의해 평활화됩니다. 방출 다이오드를 통과하는 전류는 주전원 전압이 1을 넘는 순간, 즉 옵토커플러 U1과 트라이악 VS22을 켜야 하는 순간에 최대값에 도달합니다. 브리지 출력의 평균 전류 값은 약 XNUMXmA이며 이는 열 안정기의 나머지 요소에 전력을 공급하기에 충분합니다. 서미스터 RK1의 온도가 설정 값보다 낮으면 연산 증폭기 DA1의 비반전 입력 전압이 반전 입력 전압보다 높고 연산 증폭기 출력 전압은 전압에 가깝습니다. 커패시터 C5의 양극 단자에서. 제너 다이오드 VD3과 트랜지스터 VT1이 닫혀 있습니다. 다이오드 브리지 VD5의 전체 전류는 옵토커플러의 방출 다이오드를 통해 흐르고, 옵토커플러는 켜지고 트라이악 VS1을 켭니다. 히터는 주전원 전압을 수신하고 HL1 LED는 이를 켜서 신호를 보냅니다. 트라이악 VS1의 첫 번째 스위치 온은 임의의 시점에 발생하며, 그 후 각 반주기가 시작될 때 스위치가 켜지므로 낮은 수준의 간섭이 보장됩니다. 서미스터의 온도가 설정 값으로 상승하면 연산 증폭기가 전환되고 출력 전압이 커패시터 C5의 음극 단자 전압에 가까워집니다. 제너 다이오드 VD3과 트랜지스터 VT1이 열립니다. 다이오드 브리지 VD5의 전체 전류는 옵토커플러 U1의 방출 다이오드와 LED HL1을 지나 트랜지스터 VT1을 통해 흐르며, 대부분은 여전히 제너 다이오드 VD4로 흐르고 더 작은 부분은 저항 R12와 제너 다이오드 VD3을 통해 흐릅니다. 연산 증폭기 DA1의 출력에. 옵토커플러 U1과 트라이악 VS1은 각 반주기가 시작될 때 켜짐을 멈추고 히터는 네트워크에서 연결이 끊어집니다. 열 안정기에 의해 지원되는 서미스터 브리지 RK1, R6-R9의 밸런싱 온도는 DD15 마이크로 회로의 출력 1 전압에 따라 달라집니다. 이 출력의 높은 레벨에서 가변 저항 R8의 모터 전압은 낮은 레벨보다 약간 높습니다. 브리지의 균형은 서미스터 RK1의 낮은 저항(더 높은 온도)에 해당합니다. 스위치 SA1의 접점이 열린 상태에서 열 안정기가 네트워크에 연결되는 순간 펄스 발생기는 핀 1, 9, 11, 저항 R12 및 커패시터 C3 [2]가 있는 DD1 마이크로 회로의 요소에서 작동하기 시작합니다. 생성 주파수는 약 20kHz이며 트리거의 초기 상태에 관계없이 16384 생성기 기간(1초 미만) 이후에 높은 논리 레벨이 DD15 마이크로 회로의 출력 1에 나타납니다. 다이오드 VD1을 통해 발전기의 Z 입력으로 이동하여 작동을 금지합니다 [2].이 모드는 열 안정기의 주요 모드입니다. 이제 스위치 SA1의 접점을 닫으면 펄스가 DD1 마이크로 회로의 R 입력으로 전송되고 DD1 마이크로 회로 카운터의 마지막 트리거가 15 상태로 설정됩니다(현재 이전의 모든 트리거는 이미 여기에 있습니다). . 출력 60는 로직 로우로 나타납니다. 펄스 지속 시간은 3ms로 선택되어 스위치 접점의 바운싱이 완료된 후에만 카운터가 작동하기 시작합니다. 커패시터 C2을 C30와 병렬로 연결하면 생성 주파수가 000배 감소하고 DD1 마이크로 회로 카운터 입력에서 약 1,5초의 펄스 주기가 설정됩니다. DD15의 출력 1에 낮은 논리 레벨이 있으면 저항 R8 모터의 전압이 감소하고 메인 모드보다 낮은 온도가 안정화됩니다. 스위치 SA7의 접점을 닫은 후 약 1시간이 지나면 DD15의 출력 1에 높은 논리 레벨이 나타나고 발전기가 다시 정지되고 온도 조절기가 주 모드로 전환됩니다. 감소된 온도의 안정화를 다시 시작하려면 접점 SA1을 다시 열고 닫아야 합니다. 기본 작동 모드에서는 SA1 접점을 열어 두는 것이 좋습니다. 이 경우 주전원 전압 공급이 중단된 후 안정 장치는 즉시 주 모드로 전환됩니다. 저항 R4와 다이오드 VD2는 커패시터 C1이 재충전될 때 발생하는 DD3 마이크로 회로의 Z 입력에서 음극성의 임펄스 잡음을 억제합니다. 이러한 요소가 없으면 이러한 펄스는 다이오드 VD1을 통해 마이크로 회로의 출력 15와 서미스터 브리지로 전달되어 연산 증폭기 DA1의 정상적인 작동을 방해합니다. VD1와 병렬로 연결된 DD2 마이크로 회로의 자체 보호 다이오드는 저항이 너무 높습니다. 저항 R10은 연산 증폭기 DA1의 작은 히스테리시스를 제공하여 원활한 작동에도 기여합니다. 저항 R13은 연산 증폭기의 작동 모드를 설정하고 R14는 HL1 LED를 통과하는 전류를 허용 가능한 값으로 줄입니다. 서미스터 브리지는 기사 [3]에 명시된 권장 사항에 따라 설계되었습니다. 이 장치는 저항이 4kOhm인 MMT-15 서미스터를 사용합니다. [3]에 제공된 표에 따라 온도 범위 15~25°C의 경우 저항기 R6(Radd)의 저항은 10,3kOhm이어야 하며 공칭 값이 10kOhm인 저항기가 설치되었습니다. 15°C의 온도에서 서미스터의 저항은 18,1kOhm이고, RK1R6 분배기의 전달 계수 Kmin = 10/(10+18,1) = 0,356, 25°C - 12,5kOhm 및 Kmax = 10/( 10+12,5 .0,444) = 각각 7. 분배기 R9-R8가 가변 저항 R8 모터의 극한 위치에 제공해야 하는 것은 이러한 전달 계수입니다. 이 분배기를 계산하려면 저항기 중 하나(예: R8)의 저항을 설정해야 합니다. R22 = 9kOhm 및 위의 전달 계수의 경우 저항 R89는 7kOhm, R139 - XNUMXkOhm과 같아야 함을 쉽게 판단할 수 있습니다. 가장 가까운 낮은 값의 저항이 설치되어 필요한 조정 간격을 제공합니다. 저항 R5의 저항을 계산하려면 주 모드에서 온도 감소 모드로 전환하는 동안 온도 변화를 설정해야 합니다. 이 값은 4°C로 간주되었습니다. 위 계산에 따르면 온도가 10°C 변할 때 분배기 R7-R9의 투과 계수는 각각 Kmax-Kmin = = 0,444-0,356 = 0,088로 변해야 하며 온도가 4°C 변하면, 전송 계수는 DK = 0,088 /10(4 = 0,0352로 변경되어야 합니다. 간단하지만 번거로운 결론은 저항 R5를 계산하기 위한 다음 공식으로 이어집니다. R5 = R9(R7+R8)/(R7+R8+R9)((1 /DK-1). 숫자 값을 공식에 대입하면 R5 = 1,46MΩ이 됩니다. 주어진 공식을 사용하면 다른 서미스터를 사용하거나 다른 온도 범위를 제공하거나 5°C 이외의 온도 변화에 대해 저항기 R9-R4의 저항을 계산할 수 있습니다. 그림 5의 다이어그램에 따라 저항 R1가 켜질 때. 5, 이는 주 작동 모드와 감소된 온도 모두에서 안정화된 온도에 영향을 미칩니다(저항 R8의 저항이 감소하면 안정화된 온도 수준은 저항 R5에 의해 설정된 수준에 대해 거의 대칭으로 이동합니다). 저항 R1를 연결할 때 주 모드의 온도가 변하지 않는 것이 바람직하다면 그림 XNUMX에 표시된 다이오드를 직렬로 설치할 수 있습니다. XNUMX 점선으로 표시됩니다. 트라이악 VS1과 출력 소켓 X1 및 X2를 제외한 열 안정기의 모든 요소는 80(65mm) 크기의 인쇄 회로 기판에 장착됩니다(그림 2). 보드는 MLT 저항기(R10 - KIM)를 설치하도록 설계되었습니다. ), 커패시터 K73-17 (3V에서 C63, 6V에서 C400), K50-16 (C5), KM-5 및 KM-6 (나머지) 가변 저항 R8 - SP3-4aM 또는 SP3-4bM 다이오드 VD1, VD2 - 모든 저전력 실리콘, 제너 다이오드 VD3 및 VD4 - 각각 안정화 전압 3,3...5,6 V 및 7,5...8,2 V를 위한 소형 다이오드. 스위치 SA1 - 눌린 상태에서 고정된 P2K .
지정된 저항의 저항 R10이 없으면 그림 3에 따라 회로를 변경할 수 있습니다. 삼.
트랜지스터 VT1 - 모든 실리콘 저전력 pnp 구조. KTs407A 다이오드 브리지 대신 작동 전류가 100mA 이상인 모든 다이오드가 적합하며, VD6을 대체하려면 작동 전압이 300V 이상인 다이오드가 적합합니다. AOU103 시리즈 디니스터 옵토커플러는 문자 인덱스 B와 함께 사용할 수 있습니다. 및 V 및 KU208 트라이악 - V 및 G. 커패시터 C6을 정격 전압이 73V 이상인 K16-400과 같은 금속 필름으로 교체할 수 있습니다. LED - 모든 가시광선. 설치에만 주의하면 됩니다. LED는 가능한 한 보드 바깥쪽에 배치해야 하며 렌즈는 가변 저항의 축과 동일한 방향을 향해야 합니다. 트라이액은 60x50x25mm 크기의 핀형 방열판에 설치됩니다. 이 경우 최대 1kW의 전력을 가진 히터를 사용할 수 있습니다. 열안정제의 설계는 [4]와 동일하다. 장치를 설정할 때 저항 R3을 선택하고 필요한 경우 커패시터 C3을 선택하여 저온 안정화 시간을 설정해야 합니다. 이렇게 하려면 DC 전압계를 DD12 마이크로 회로의 핀 1와 커패시터 C5의 음극 단자에 연결하고 스위치 SA1의 접점을 닫은 상태에서 1~2분 내에 펄스 수를 계산해야 합니다. 다음으로, 측정 결과를 바탕으로 펄스 주기를 찾아 16384를 곱합니다. 이는 감소된 온도 모드에서 열 안정기의 작동 시간이 됩니다. 이때 필요한 변화에 따라 저항 R3의 저항이 조정됩니다. 가변 저항 R8의 온도 눈금은 히터를 연결하지 않고 교정되어 실내 온도를 변경합니다. 예를 들어 실내 온도를 20 ° C로 설정하고 가변 저항 슬라이더를 회전시켜 LED가 켜지고 꺼지는 핸들 위치에 "20"을 표시합니다. 다른 지점에도 표시를 해야 합니다. 눈금의 선형성에 의해 졸업이 촉진됩니다. 위의 계산에 따라 서미스터 브리지 요소를 선택하면 상당히 높은 정확도가 확인되었습니다. 메인 모드에서 안정화 온도 범위는 16...27 °C였고, 저온 모드에서는 -12...23 °C였습니다. 그러나 장치는 0,5...0,8에서 안정화됩니다. °계산에 따르면 온도가 예상보다 낮습니다. 사실 서미스터는 전류를 통과시켜 가열됩니다. 자체 발열을 줄이려면 저항이 높은 서미스터를 사용하고 공급 전압을 낮추는 것이 좋습니다. 열 안정기에서는 공급 전압을 최대한 낮게 선택했습니다. 낮은 전압에서는 DD1 마이크로 회로 생성기의 첫 번째 요소 출력(핀 10, [1] 참조)에 "노치"가 나타나고 카운터가 잘못 작동하기 시작합니다. 동시에 핀 11과 12에서 펄스의 상승 및 하강이 명확하고 가파르므로 발전기의 첫 번째 인버터 출력 신호를 사용하는 것이 바람직하지 않음을 다시 한 번 확인합니다[1]. 참고: 기사 [3]에서 오타가 발견되었습니다. 공식 (5)는 Radd = (R1R2 + R2R3 - 2R1R3) / (R1 + R3 - 2R2)와 같아야 하며 기사 마지막 열의 상위 공식은 다음과 같습니다. 예: B = ln (R1/R2) / (1/T1 - 1/T2). 문학
저자: S. Biryukov, 모스크바
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