온도 제어 회로의 통합 타이머. 계획, 설명

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온도 제어 회로의 통합 타이머. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전

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Type 555 통합 타이머는 주로 타이밍 회로용이지만 이 IC는 음의 FTC가 있는 서미스터와 함께 사용하여 경제적이고 상당히 다양한 고체 온도 조절기 회로를 생성할 수도 있습니다.

타이머의 내부 저항 분배기는 타이머에 포함된 두 비교기에 대한 기준 전압(1/3Vcc 및 2/3Vcc)을 제공합니다. 타이머(핀 6)의 임계 입력에 공급되는 외부 전압이 2/3Vcc를 초과하면 해당 비교기의 출력에 펄스가 나타나 플립플롭을 반전시킵니다. 이 경우 방전 트랜지스터가 켜지고 그 결과 증폭 단계의 출력에 낮은 수준의 신호가 나타납니다.

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대부분의 경우(설명된 회로 포함) 타이머의 방전 트랜지스터를 트리거하면 임계값 입력의 전압이 2/3Vcc 미만이 됩니다. 그 후 트리거링 펄스(핀 2)의 입력 전압이 1/3Vcc 아래로 떨어지면 두 번째 비교기가 트리거를 원래 상태로 되돌리는 펄스를 생성하고 비트 트랜지스터가 꺼지고 출력 전압이 증폭 단계는 동일한 높은 레벨이 됩니다.

타이머 회로의 이러한 작동은 온도 제어 목적, 특히 전자 온도 조절기에서 적합하게 하며, 특정 한계 내에서 변화하는 외부 온도에 관계없이 온도가 거의 일정하게 유지되어야 합니다. 온도가 상승함에 따라 임계값 입력의 전압은 2/3 Vcc에 도달할 때까지 (이에 정비례하여) 증가합니다. 그런 다음 타이머의 출력 단계 상태가 변경되며 이는 냉각 장치를 켜거나 단순히 온도 조절기의 히터를 끄는 신호 역할을 합니다. 그 후 온도가 떨어지기 시작하고 트리거 펄스의 입력 전압이 1/3Vcc에 도달하면 출력단이 원래 상태로 돌아가 냉각 장치를 끄거나 전원을 켜는 신호 역할을 합니다. 히터에.

그림에 표시된 온도 조절기 회로에서 서미스터와 저항으로 구성된 분압기는 온도에 정비례하는 전압을 생성합니다. 온도가 상승하면(타이머 출력의 고전압 레벨, 방전 트랜지스터가 꺼짐) 임계값 입력의 전압은 분할 계수 R1/(Rt + + R1 + R2)에 의해 결정되고 값이 감소함에 따라 증가합니다. Rt.

Rt가 허용 가능한 온도 차이의 높은 지점에서 서미스터 저항 Rt와 같을 때 임계값 입력 전압이 2/3 Vcc가 되어야 하는 분할 계수는 다음과 같아야 합니다.

온도 제어 회로에 내장된 타이머

임계값 입력(첫 번째 비교기의 입력)의 전압이 지정된 레벨에 도달하면 방전 트랜지스터가 켜집니다. 이는 R3 + R1와 병렬로 R2을 켜는 것과 같습니다.

온도가 떨어지면 Rt가 증가하고 공급 전압은 이제 Rt와 [R3II(R1+R2)]로 나뉩니다. Rt가 허용 가능한 온도 차이의 가장 낮은 지점에서 서미스터 저항 Rtc와 같을 때 분배기는 트리거 입력에 1/3 Vcc를 공급해야 합니다. 이 경우 나눗셈 계수는 다음과 같아야 합니다.

온도 제어 회로에 내장된 타이머

따라서 서미스터-저항 분배기 출력의 전압 레벨은 서모스탯이 온도가 상승할 때 듀티 사이클의 일부에 있는지 또는 온도가 감소하는 부분에 있는지에 따라 다른 방식으로 변경됩니다. 서미스터 저항은 준 지수 법칙에 따라 온도에 따라 변하고 좁은 온도 범위에서도 XNUMX ~ XNUMX 배, 즉 더 낮은 온도에서 서미스터 저항 Rtc로 변할 수 있기 때문에 이러한 차이를 도입해야합니다. 온도 범위의 지점은 온도 범위의 상위 지점에서 저항 Rt보다 몇 배 더 클 수 있습니다.

이 회로가 저항의 온도 의존성이 알려진 표준 서미스터를 사용하는 경우 회로 계산은 매우 간단합니다. Rts가 Rts보다 2배 이상 큰 경우 RXNUMX=Rts 및 K=Rts/Rts(K-상수 인자)를 설정할 수 있습니다. 분배기가 저항 사이의 올바른 관계를 유지하려면 다음이 필요합니다.

온도 제어 회로에 내장된 타이머

그러나 Rts/Rtn<2이면 R1=0 및 R2=2RTn을 넣어야 합니다.

온도 제어 회로에 내장된 타이머

이 모든 공식은 비교기 입력이 전압 분배기를 로드하지 않는다고 가정합니다.

온도 조절 장치가 설정된 온도 제한이 충분히 정확하게 관찰되도록 하려면 서미스터에서 가능한 한 적은 전력을 소산시키는 것이 필요합니다. 타이머 IC가 -5V의 최저 허용 공급 전압에서 작동하도록 함으로써 서미스터의 자체 발열을 최소화할 수 있습니다. 그러나 높은 상위 제어 온도에서 서미스터 저항이 매우 작을 수 있는 경우(수백 옴) 이 방법은 원하는 결과를 얻지 못할 수 있습니다. 반면에 매우 낮은 제어 온도에서 허용 가능한 분배기 저항은 비교기의 입력 저항을 기반으로 선택해야 합니다.

간섭 및 간섭으로 인한 오탐을 방지하려면 커패시턴스가 있는 비교기의 입력을 분로해야 합니다. 이것은 분배기 저항이 높거나 시스템에 상당한 노이즈가 있거나 서미스터가 긴 도체를 사용하여 회로에 연결된 경우에 특히 중요합니다.

저자: 드 콜드; 간행물: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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