Термостабилизатор для бытовых устройств
Предлагаемый термостабилизатор предназначен для поддержания температуры окружающей среды в различных бытовых устройствах (инкубаторах, аквариумах и т.п.).
Параметры термостабилизатора: Напряжение питания переменного тока 220 В, 50Гц Пределы регулирования температуры 20...50С Точность поддержания температуры ±0,1С
Ток нагрузки 5... 10 А
Термостабилизатор построен на основе компаратора с измерительным мостом на входе (рис.1). В одно из плеч моста R1...R4 включен терморезистор R2, который является датчиком терморегулятора. В другое плечо моста включен переменный резистор R1 для установки температуры, которую необходимо поддерживать в инкубаторе или другом устройстве.
Из опыта применения термостабилизатора в инкубаторе установлено, что, температуру необходимо устанавливать и контролировать по термометру.
Принципиальная схема термостабилизатора изображена на рис.2. Напряжение сети через вилку ХР1 (220 В) поступает на трансформатор Т1 и через тиристор VS1 на нагреватель. Напряжение со вторичной обмотки трансформатора Т1 (15..16 В) подается на вход блока питания А1, который вырабатывает стабилизированное напряжение 12 В для питания блока регулятора А2 и измерительного моста. Резисторы R1 и R2 обеспечивают грубую и точную соответственно установку температуры.
Датчик R3 подключается к термостабилизатору через разъем XS1. Выходной сигнал с блока регулятора подается на управляющий электрод тиристора VS1. Если температура окружающей среды в инкубаторе становится ниже заданной, термостабилизатор открывает тиристор VS1 и напряжение сети поступает на нагреватель.
В случае применения нагревателя с током потребления от 5 до 10 А тиристор VS1 необходимо установить на соответствующий радиатор, площадь поверхности которого выбирается из расчета примерно 30 см2 на 1 Вт рассеиваемой мощности.
Принципиальная схема блока регулятора показана на рис.3. Компаратор собран на прецизионном операционном усилителе типа К140УД17, который обеспечивает высокую точность поддержания температуры. Резисторы R2-1 и R2-2 входят в состав измерительного моста. Напряжение с диагоналей измерительного моста через резисторы R2-3 и R2-4 подается на входы операционного усилителя. Сигнал с выхода операционного усилителя через эмиттерный повторитель, собранный на транзисторе VT2-1, запускает генератор VT2-2, R2-6, С2-1. Импульсы генератора поступают на тиристор через разделительный трансформатор Т2-1. Трансформатор обеспечивает гальваническую развязку между низковольтными узлами терморегу-лятора и сетью 220 В.
Схема блока питания показана на рис.4. Блок питания состоит из выпрямителя VD1-1, конденсатора (фильтра) С1 и стабилизатора, собранного на элементах DA1-1, VD1-2, С1-2 и С1-3, На выходе формируется стабилизированное напряжение постоянного тока 12 В. Стабилизатор собран на микросхеме КР142ЕН5. При отсутствии микросхем КР142ЕН5 стабилизатор можно собрать на микросхеме КР142ЕН1 (рис.5). При этом схема несколько усложняется. Напряжение на выходе блока питания, собранного по этой схеме, можно регулировать при помощи подстроечного резистора R1-4.
В термостабилизаторе применены элементы следующих типов: ХР1 - любая бытовая вилка, рассчитанная на напряжение 250 В и ток 10 A, SA1 - МТЗ; F1, F2- ВП1-1; R1, R2 - СП5-21Б; R3- ММ-4; XS1 - любой малогабаритный разъем; XS2 - любая бытовая розетка, рассчитанная на напряжение сети 250 В и ток 10 А; конденсаторы - КМ-5а; R1-4 - СП5-3; R1-1...R1-3, R1-5, R1-6 - МЛТ-0,125; R1-2...R2-7- С2-23-0.125, С1-1 и С1-3 - К50-24. Типы остальных элементов указаны на схемах (рис.2-5).
Трансформатор Т2-1 изготовлен на ферритовом сердечнике 1500НМ типоразмера 20х12х6 и содержит две обмотки по 60 витков провода ПЭВ-2 диаметром от 0,2 до 0,3мм. 0бмотки должны быть разнесены или изолированы друг от друга. Трансформатор Т1 типа ТПП-214-127/220-50 можно заменить на любой другой со вторичной обмоткой на 15...16 В и ток не менее 50 мА.
Предохранители F1 и F2 необходимо установить в держателе типа ДПБ. Номинал предохранителя F2 подбирается в зависимости от тока нагрузки нагревателя.
АЛ. Ковпак, Н.П. Харенко, пгт Дослидницкое, Киевская обл.