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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Stabilisateur de température de chauffage électrique. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Régulateurs de puissance, thermomètres, stabilisateurs thermiques Le capteur de température dans l'appareil proposé est ... l'élément chauffant électrique lui-même, dont la résistance dépend de la température. Puisqu'aucun capteur spécial n'est requis, la stabilisation thermique est obtenue sans interférer avec la conception du réchauffeur. Dans la plupart des appareils électriques utilisés pour chauffer un liquide, une bonne connexion thermique est assurée entre le milieu chauffé et l'élément chauffant électrique. Par conséquent, en maintenant la température de l'élément constante, il est possible de stabiliser la température du liquide avec une précision suffisante dans de nombreux cas. Dans certains cas, un tel stabilisateur vous évitera de gros ennuis. Par exemple, cela éliminera la surchauffe dangereuse d'une chaudière électrique allumée sans eau ou laissée sans surveillance, à la suite de quoi l'eau bout. Le dispositif proposé peut remplacer un thermostat bimétallique défaillant dans un fer à repasser électrique, où la résistance thermique de la semelle chauffante est faible. Cela permet d'obtenir une plus grande précision de maintien de la température de la semelle. La stabilisation de la température d'un radiateur électrique fonctionnant dans des conditions d'extraction de chaleur faible et instable (par exemple, chauffer l'air d'une pièce) ne garantit pas la constance de la température ambiante, cependant, elle augmente la fiabilité et la sécurité du fonctionnement du radiateur . En raison de l'absence de capteur, le stabilisateur décrit convient aux appareils de chauffage à haute température (par exemple, les fours à moufle), où il élimine le besoin de contrôler la température à l'aide de thermocouples coûteux. Le schéma de l'appareil est illustré à la fig. une.
Un générateur d'impulsions est monté sur les transistors VT2 et VT3, ce qui ouvre le triac VS1 - l'interrupteur du réchauffeur EK1 - au début de chaque demi-cycle de la tension secteur. Cela minimise le bruit de commutation et la puissance dépensée pour le contrôle du triac. Les diodes VD1 et VD4 servent de redresseurs et les diodes Zener VD5 et VD7 servent de régulateurs de tension pour la tension d'alimentation du comparateur et du générateur DA1. La résistance de l'élément chauffant EK1 forme un pont de mesure avec les résistances R1-R4, à la diagonale desquelles les entrées du comparateur DA1 sont connectées. La résistance et la puissance de la résistance R4 doivent être d'environ 0,5% des paramètres correspondants de l'appareil de chauffage. La chute de tension aux bornes de cette résistance est de 1,1 ... 1,2 Veff. À l'aide des résistances R2 et R3, ils garantissent que le pont est équilibré à la température nominale ou maximale admissible (selon la tâche à résoudre) du réchauffeur. L'analyse d'équilibre se produit lorsque le triac VS1 est ouvert et uniquement dans les alternances négatives de la tension secteur, lorsque le transistor VT1 est fermé par une tension négative prélevée sur la résistance R4, ce qui permet au comparateur DA1 de fonctionner. Si la température, et donc la résistance de l'élément chauffant, est supérieure aux valeurs de consigne, le niveau à la sortie du comparateur devient bas lors de sa mise sous tension. Le condensateur C3 se décharge rapidement à travers la résistance R9. Une tension négative est fournie à l'émetteur du transistor VT2 via la résistance R12 et la diode VD9, bloquant le générateur d'impulsions. Le générateur ne reprendra son fonctionnement qu'après avoir chargé le condensateur C3 à travers la résistance R12. Au prochain demi-cycle négatif de la tension secteur après la reprise du générateur, le comparateur DA1 "vérifiera" à nouveau la résistance du réchauffeur EK1, et selon le résultat, le générateur continuera à fonctionner ou sera bloqué encore. Par conséquent, en cas de surchauffe, la tension de l'élément chauffant n'est fournie que pendant une courte période avec des pauses en fonction de la constante de temps du circuit R12C3. Si la température est inférieure à la température réglée, le chauffage fonctionne en continu. Si la puissance du réchauffeur est supérieure à 1 kW, il est nécessaire de remplacer le triac VS1 du type indiqué sur le schéma par un plus puissant (par exemple, série TS106, TS112). Pour contrôler un tel triac, un amplificateur de courant peut être nécessaire, assemblé selon le circuit illustré à la Fig. 2.
Une carte de circuit imprimé mesurant 40x32,5 mm, représentée à l'échelle 2:1 sur la fig. 3 est conçu spécifiquement pour une version aussi puissante de l'appareil. Si un amplificateur supplémentaire n'est pas nécessaire, les éléments VT4, VD12 et R15 ne sont pas installés et l'inductance L1 est remplacée par un cavalier. Le triac VS1 est situé à l'extérieur de la carte et doit être muni d'un dissipateur thermique adapté à la puissance de commutation.
Chacune des diodes Zener D814D peut être remplacée par une paire de diodes Zener basse tension connectées en série avec une tension de stabilisation totale de 12 ... 15 V, par exemple KS162A, KS168A, KS175A. Les conducteurs imprimés et les pastilles nécessaires à un tel remplacement sont illustrés à la fig. 3 sont ombragés. Le rôle des diodes zener pour une tension d'environ 7 V peut également être assuré par les jonctions d'émetteur des transistors KT315B (émetteur - cathode, base - anode d'une diode zener équivalente). Après avoir monté tous les éléments, à l'exception de la diode VD9, un réchauffeur est connecté au stabilisateur et connecté au réseau. Tout d'abord, ils vérifient la tension entre les bornes 11 et 6 du comparateur DA1, qui doit être comprise entre 24 ... 30 V. Si, en présence d'impulsions sur le collecteur du transistor VT3, le triac VS1 ne s'ouvre pas ou ne se détache que dans les demi-cycles positifs de la tension secteur, dans le stabilisateur sans amplificateur supplémentaire, réduisez la résistance de la résistance R14. S'il n'a pas été possible d'obtenir une ouverture fiable du triac de cette manière, vous devrez installer les éléments illustrés à la Fig. 2, et prenez la résistance R15. Ensuite, la sortie de la résistance R12, à droite selon le schéma, est temporairement connectée avec un cavalier au fil "commun" (par exemple, avec la cathode de la diode VD3) et assurez-vous qu'en utilisant la résistance ajustable R3, deux les valeurs de tension sont définies sur le condensateur C3: presque nulles et proches de la tension de stabilisation de la diode zener VD5 . L'appareil est finalement réglé après avoir retiré le cavalier temporaire et installé la diode VD9. Après avoir transféré la résistance variable R2 dans l'une des positions extrêmes et après avoir attendu un temps suffisant pour établir le régime thermique, la température de l'élément chauffant ou du milieu chauffé est mesurée. Les mêmes mesures sont répétées avec plusieurs positions du bouton de commande de la résistance R2. Sur la base des résultats obtenus, la résistance peut être équipée d'une échelle calibrée en valeurs de température. Les bornes de l'intervalle de régulation sont corrigées par une résistance d'accord R3, en remplaçant, si nécessaire, la résistance variable R2 par une similaire de calibre différent. En modifiant le schéma du pont de mesure conformément à la Fig. 4 et en apportant quelques modifications mineures supplémentaires, sur la même carte de circuit imprimé, vous pouvez assembler un stabilisateur thermique conventionnel avec un capteur de température - une thermistance.
Un fragment du dessin du placement des éléments pour cette version de l'appareil est illustré à la fig. 5. Tout ce qui se trouve à l'extérieur reste le même que sur la fig. 3.
Les cercles en pointillés montrent les trous libérés des sorties des éléments VT1, VD2, VD3, C3 qui ne sont plus nécessaires, de la sortie du moteur de la résistance ajustable (maintenant constante) R3 et de l'un des cavaliers. Les résistances R7 et R9 sont remplacées par des cavaliers et les plages de contact destinées à la résistance R6 sont connectées aux bornes de la thermistance RK1 avec une résistance nominale (mesurée à une température de +25 ° C) de 10 ... 100 kOhm. La valeur de la résistance R4 est choisie égale à la résistance de la thermistance RK1 à la température moyenne de son intervalle de régulation. Auteur : V.Kaplun, Severodonetsk, Ukraine
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