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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Thermostat sur deux microcircuits. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Régulateurs de puissance, thermomètres, stabilisateurs thermiques Une caractéristique importante du thermostat proposé est que le chauffage qu'il contrôle s'allume et s'éteint toujours uniquement pendant un nombre entier de périodes de tension secteur. Dans le même temps, aucune composante de courant continu ne se forme dans le réseau, ce qui peut nuire aux performances des transformateurs et autres appareils électromagnétiques connectés au même réseau. Cet appareil se distingue d'un certain nombre d'analogues par l'absence d'hystérésis dans la caractéristique de contrôle, grâce à laquelle un maintien plus précis de la température de consigne est obtenu, et par le niveau réduit de bruit de commutation généré par celui-ci. Un thermostat fonctionnant de cette manière a été décrit dans l'article de S. Biryukov « Stabilisateur thermique Tsimistor » (« Radio », 1998, n° 4, pp. 50, 51), mais il dispose d'une unité de synchronisation plus complexe avec le réseau et crée davantage d'interférences.
Le circuit du thermostat est illustré à la fig. 1. Lors de l'utilisation d'un triac VS1 du type indiqué dessus, il peut contrôler un appareil de chauffage d'une puissance allant jusqu'à 1 kW. Le capteur de température est la thermistance RK1 qui, avec les résistances R1-R4, forme un pont de mesure. La résistance ajustable R1 équilibre le pont à la température qui doit être maintenue. La tension retirée de la diagonale du pont est fournie au comparateur assemblé sur l'ampli-op DA1 sans retour. La résistance R5 définit le mode de fonctionnement de l'ampli-op (consommation de courant, vitesse de montée de tension de sortie maximale). Le niveau logique de la tension à la sortie du comparateur devient bas si la température de l'environnement dans lequel se trouve la thermistance dépasse la température spécifiée, ou élevé dans le cas contraire. Le signal de sortie de l'ampli opérationnel est envoyé à l'entrée D trigger DD1.1. Et à l'entrée Du même déclencheur, à travers la diode VD3 et le diviseur de tension R6R7, arrivent des impulsions, suivant la fréquence du réseau. La commutation du déclencheur n'est possible qu'en augmentant les chutes de ces impulsions aux moments où la valeur de tension instantanée sur le fil inférieur du secteur par rapport à son fil supérieur est d'environ 6 V et augmente. Par conséquent, les intervalles de temps entre les changements de l'état du déclencheur sont toujours un multiple de la période de la tension du secteur, et les changements eux-mêmes se produisent à proximité du passage de la tension du secteur par zéro. Un niveau logique de tension élevé à la sortie (broche 1) du déclencheur DD1.1 signifie que le chauffage est activé et qu'un niveau faible est désactivé. Les impulsions générées par le circuit VD3R6R7 non seulement synchronisent le déclencheur, mais chargent également le condensateur C2 via la diode VD1, dont la tension, limitée par la diode Zener VD1 à environ 9 V, est utilisée pour alimenter les microcircuits de l'appareil. Sur le déclencheur DD1.2, qui est connecté selon le schéma d'un répéteur non inverseur du signal appliqué à l'entrée S, une unité de génération d'impulsions pour contrôler le triac VS1 est réalisée. A cette entrée, dans une certaine proportion, le signal traversant la diode VD4 issu de la sortie du trigger DD1.1 est sommé, et la tension redressée par le pont de diodes VD5 entre l'électrode 2 et l'électrode de commande du triac. De ce fait, un niveau de tension logique élevé n'est présent à la sortie (broche 13) du trigger DD1.2 que s'il est le même à la sortie du trigger DD1.1, et la valeur absolue instantanée de la tension appliquée à le triac VS1 dépasse environ 10 V. Même s'il y a un déclencheur DD1.1 en sortie qui permet au signal d'allumer le chauffage, le triac VS1 est fermé au début de chaque demi-cycle. Au moment où la valeur instantanée de la tension secteur qui lui est appliquée via le radiateur atteint 10 V, le niveau à l'entrée S et à la sortie du déclencheur DD1.2 deviendra haut, le transistor VT1 s'ouvrira et le circuit de commande du triac sera fermé. Après un certain temps nécessaire à l'ouverture du triac, la tension entre ses électrodes chutera à plusieurs volts. En conséquence, le niveau de tension à l'entrée S du déclencheur DD1.2 et à sa sortie deviendra également faible. Après avoir ouvert le triac, l'impulsion qui n'est plus nécessaire prendra fin. Mais le triac restera ouvert jusqu'à la fin de l'alternance, lorsque la valeur du courant qui le traverse deviendra inférieure au courant de maintien. Du fait que la durée de l'impulsion de commande est automatiquement maintenue au minimum suffisant pour ouvrir le triac, l'efficacité du dispositif augmente. Dans les demi-cycles suivants, les processus décrits sont répétés jusqu'à ce que, suite au chauffage de la thermistance RK1, le niveau à la sortie du déclencheur DD1.1 devienne bas. Au moment où la tension secteur est appliquée à l'appareil, le condensateur déchargé C2 shunte la jonction émetteur du transistor VT1, ce qui empêche son claquage à court terme et élimine la surtension du collecteur associée. La résistance R11 égalise les potentiels de l'électrode de commande et de l'électrode 1 du triac fermé, empêchant son ouverture spontanée. Le condensateur C3 supprime le bruit impulsionnel. Au lieu de la puce K561TM2 de l'appareil, vous pouvez utiliser une série K176 similaire. Dans ce dernier cas, pour augmenter la fiabilité de l'appareil, il est souhaitable d'utiliser une diode à barrière Schottky, par exemple KD2A, comme VD923. L'amplificateur opérationnel K140UD12 peut être remplacé par le KR140UD1208, le MC1776CP1, ainsi que le KR140UD12, en tenant compte des différences de type de boîtier et d'affectation des broches. Au lieu du triac KU208G, vous pouvez installer un appareil de la même série avec les indices G1, D1 ou un autre triac, conçu pour le courant et la tension de commutation requis à l'état fermé d'au moins 400 V. Par exemple, en utilisant le triac TS106- 10-4 augmentera la puissance du chauffage à 2 kW et les triacs étrangers MAC16D, BTA216-500B - jusqu'à 3 kW. Dans ce cas, l'insert fusible FU1 et le dissipateur thermique du triac doivent être sélectionnés en conséquence. Avec une puissance de chauffage allant jusqu'à 1000 W, le triac a besoin d'un dissipateur thermique d'une surface de refroidissement d'au moins 150 cm2. Au lieu du transistor KT605A, vous pouvez utiliser KT520A, KT969A, KT6135A, KT6105A, KT6107A, KT6139A, KT940A, KT9179A, 2N6517, MPSA44, MPSA45, KSP44, KSP45, BF844, ZTX458, ainsi que tous les transistors de la série KT 604, KT605. Le remplacement de la diode KD209A et du pont de diodes KTs407A sont des dispositifs similaires conçus pour une tension inverse d'au moins 400 V. Vous pouvez par exemple utiliser les diodes KD109V, KD221V, KD221G, KD243G-KD243Zh, KD105B-KD105D, KD209 avec n'importe quel indice, 1N4004-1N4007. Le pont de diodes peut être KTs422G ou DB104-DB107. Les diodes KD521A sont remplacées par des diodes au silicium de faible puissance et la diode Zener KS191Ts est remplacée par KS191Zh, 1N5529, 1 N4103, BZX55C9V1. Condensateur C3 - K73-17 ou autre capacité de 0,1 uF, adapté pour fonctionner à une tension alternative de 0,22 V, 220 Hz. La thermistance RK50 peut être n'importe quel NTC, par exemple KMT-1, KMT-1, KMT-4, KMT-10, MMT-11, MMT-1.
L'apparence de l'appareil assemblé est illustrée à la Fig. 2. Étant donné que les éléments installés sur sa carte sont connectés à un réseau avec une tension mortelle de 220 V, des mesures de sécurité électrique doivent être respectées lors de la configuration et du fonctionnement du thermostat. La carte doit être placée dans un boîtier en matériau diélectrique, le bouton du trimmer doit également être isolé. Avant d'allumer l'appareil pour la première fois, vérifiez l'exactitude et la qualité de l'installation. La mise en place d'un thermostat revient à fixer les limites de contrôle de température en sélectionnant les résistances R1 et R2. Avec les valeurs indiquées dans le schéma, ces limites sont très larges, il est donc conseillé soit d'utiliser une résistance d'accord multitours de précision (par exemple, SP1-3a) comme R37, soit de réduire les limites à ce qui est nécessaire pour une application particulière du régulateur. Ainsi, s'il est nécessaire de maintenir la température dans la cave dans la plage de 2.4°C, la résistance R1 peut avoir une résistance de 220 kOhm, et R2 - 240 kOhm. Dans le cas de l'utilisation de la thermistance RK1 comme capteur de température à distance, il faut tenir compte du fait qu'elle est connectée électriquement au secteur. Il doit être protégé des contacts accidentels en le plaçant par exemple dans un boîtier en matériau isolant. La thermistance à distance est connectée à la carte de l'appareil avec une paire de fils torsadés dont la longueur ne doit pas dépasser un ou deux mètres. Ne plongez pas la thermistance dans un liquide. Une exception à cette règle ne peut être faite qu'avec une étanchéité fiable de la thermistance elle-même et des fils qui lui sont adaptés.
Le thermostat considéré peut être utilisé pour contrôler le compresseur du réfrigérateur, si vous apportez des modifications à son circuit, illustré à la Fig. 3. Étant donné que le compresseur, contrairement au chauffage, doit être allumé lorsque la température dans la chambre de réfrigération est supérieure à celle réglée et éteint lorsqu'elle est inférieure, les entrées inverseuses et non inverseuses de l'amplificateur opérationnel DA1 sont renversé. Une rétroaction positive est introduite via la résistance R12, ce qui crée l'hystérésis nécessaire pour empêcher le compresseur de s'allumer et de s'éteindre trop souvent. Si vous le souhaitez, la largeur de la zone d'hystérésis peut être modifiée en sélectionnant la résistance R12.
Le compresseur du réfrigérateur étant une charge inductive, il est recommandé d'améliorer la fiabilité de son contrôle, comme le montre la Fig. 4, connectez-vous en parallèle avec le circuit triac VS1 RC. Auteur : K.Gavrilov
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