Stabilisateur thermique pour températures 150...1000 °C. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique

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Le circuit est conçu pour maintenir automatiquement la température souhaitée avec une grande précision et peut être utilisé dans divers appareils industriels et ménagers pour contrôler le chauffage d'une chambre thermique ou d'un fer à souder.

Principales caractéristiques techniques du stabilisateur thermique

1. Plage de température de fonctionnement +150...1000 °С.

2. La précision du maintien de la température réglée dans la plage de fonctionnement n'est pas inférieure à 2 °C.

3. La tension de fonctionnement du radiateur peut aller de 100 à 400 V.

4. La puissance de chauffage est autorisée jusqu'à 4 kW (ou 8 kW lors de l'utilisation d'un radiateur pour un triac de plus grande surface).

5. Le capteur de température est un thermocouple issu d'une jonction Chromel-Alumel.

6. Le circuit de commande du thermostabilisateur est isolé électriquement par le courant continu de l'alimentation électrique du réchauffeur.

7. Le circuit de chauffage est activé électroniquement sans contact.

8. Le circuit de commande est alimenté par une source d'alimentation bipolaire avec une tension de 12 V (la consommation de courant du circuit de commande ne dépasse pas 15 mA). Il est permis de connecter jusqu'à 10 circuits de stabilisation thermique à une seule alimentation.

Le stabilisateur thermique contient un nombre minimum d'éléments, ce qui garantit une grande fiabilité, et ses petites dimensions facilitent son placement dans n'importe quel boîtier.

L'appareil se compose de deux composants : un circuit de commande et une alimentation.

Riz. 1.17. Circuit électrique du stabilisateur thermique (cliquez pour agrandir)

Le circuit de commande (Fig. 1.17) est réalisé sur un double microcircuit DA1 (140UD20A) et un thyristor symétrique (triac) VS1. L'élément DA1.1 contient un amplificateur de signal différentiel provenant d'un thermocouple et l'élément DA1.2 contient un intégrateur qui contrôle le fonctionnement d'un générateur d'impulsions basé sur un transistor unijonction VT1. Des impulsions traversant le transformateur d'isolement T1 sont fournies pour contrôler le commutateur VS1.

Riz. 1.18. Forme d'impulsion au niveau de la broche de commande du triac

L'utilisation d'un intégrateur dans le circuit au lieu du comparateur habituellement utilisé permet de fournir une caractéristique douce de l'évolution de la puissance du radiateur lors de l'entrée en mode de stabilisation thermique. Cela se fait en modifiant le temps de charge du condensateur C8, dont dépend la fréquence du générateur, et donc l'angle d'ouverture initial du triac. Jusqu'à ce que la tension de la sortie DA1/12 dépasse la valeur seuil fixée par les résistances R1 et R2 (sur DA1/6), la sortie du microcircuit DA1/10 aura une tension de +12 V, ce qui assurera que le générateur ( VT1) fonctionne à la fréquence maximale. Dans ce cas, la forme des impulsions sur l’électrode de commande du triac doit avoir la forme illustrée sur la Fig. 1.18.

Si la forme de l'impulsion est différente, les bornes de l'un des enroulements du transformateur T1 doivent être interverties.

Le circuit électrique de l'alimentation du stabilisateur thermique peut être assemblé selon l'un de ceux illustrés à la Fig. 1.19 options. Les deux circuits disposent d'une protection électronique interne contre les surcharges et ne nécessitent aucune explication particulière, car ils sont typiques. Lorsque vous utilisez une source d'alimentation pour plusieurs stabilisateurs thermiques, chaque circuit de commande est activé à l'aide d'un interrupteur à bascule séparé.

Riz. 1.19. Alimentation bipolaire pour stabilisateur thermique (cliquez pour agrandir)

La topologie des cartes de circuits imprimés et l'emplacement des pièces sont illustrés à la Fig. 1.20...1.22. Le triac est installé sur un radiateur constitué de deux plaques de cuivre dont l'une est représentée sur la Fig. 1.23. Pour faciliter la connexion des circuits externes du circuit, des vis M1.21 et M4 avec écrous sont fixées sur la carte (Fig. XNUMX).

Riz. 1. 20. Topologie PCB du circuit de commande

Figure 1.21. Localisation détaillée

Riz. 1.22. Carte d'alimentation option 2

Le circuit utilise un microcircuit de précision et son remplacement par un autre type est inacceptable, car cela détériorerait la précision du maintien de la température en raison d'une augmentation de la dérive zéro, qui sera proportionnelle à l'amplitude du signal du thermocouple.

Le transformateur d'impulsions T1 est enroulé avec du fil PELSHO-0,18 sur un anneau de ferrite M4000NM1 de taille standard K16x10x4 mm ou un anneau M2000NM1 - K20x12x6 mm et contient 1 à 80 tours, 2 à 60 tours dans l'enroulement. Avant le bobinage, les arêtes vives du noyau doivent être arrondies avec une lime. Sinon ils couperont le fil. Après avoir enroulé et imprégné la bobine de vernis, vous devez vous assurer qu'il n'y a pas de fuite entre les bobinages, ainsi qu'entre les bobinages et la ferrite du châssis.

Les détails restants du circuit ne sont pas critiques et peuvent être de tout type, par exemple : résistances variables R1 et R2 de type SPZ-4a ; R3 et R4 - SP5-2 multitours ajustés ; résistances fixes de type C2-23 ; condensateurs électrolytiques C6 et C7 - K53-1A à 16 V ; le reste est du type K10-17. Les diodes VD2, VD3 sont conçues pour protéger le circuit d'une mauvaise connexion de la source d'alimentation et peuvent être de tout type, pour un courant allant jusqu'à 100 mA.

Lors du raccordement du circuit de commande, il est nécessaire de respecter la position des phases indiquée sur la figure (si le raccordement est correct, la phase de tension secteur doit être sur le radiateur triac). Ceci est particulièrement important si plusieurs stabilisateurs thermiques sont connectés à partir d'une seule source d'alimentation.

Lorsque l'alimentation est appliquée au circuit de commande, le chauffage de la charge droite doit s'allumer. L'indicateur que le chauffage est allumé est la lueur de la LED HL1 ou d'une lampe connectée en parallèle avec la charge.

Riz. 1.23. Conception de radiateur pour un triac

Pour régler la température de stabilisation, réglez les R1, R2 et les régulateurs en position médiane.
Après avoir attendu que la température dans la zone de chauffage atteigne la valeur requise, utilisez le régulateur ROUGH pour éteindre le chauffage.

Lorsque le processus de stabilisation thermique est établi, vous pouvez régler EXACTEMENT la température à l'aide du régulateur.

Le circuit permet d'avoir plusieurs valeurs de température fixes lors de la commutation de S1. Dans ce cas, la température souhaitée est ajustée par les résistances d'ajustement correspondantes R3 et R4 sur la carte de commande.

Publication : cxem.net

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