Терморегулятор-термостат с фазовым управлением мощностью

J-t · Сообщение **J-t** » Ср ноя 07, 2012 22:32:06

Здравствуйте уважаемые коллеги!

Предлагаю вашему вниманию свою версию взгляда на устройство данного типа. Отличительными особенностями данного терморегулятора являются низкая стоимость устройства, доступная элементарная база, хорошая повторяемость, высокая точность удержания температуры, высокий КПД и низкий уровень создаваемых помех, а так же гальваническая развязка схемы управления от сети.

Схема может быть исполнена в двух вариантах -- для терморезистора с отрицательным ТКС (термистор) и для терморезистора с положительным ТКС (позистор).

Терморезистор R4 питается от регулируемого стабилизатора тока выполненного на микросхеме U1, транзисторе VT1, резисторах R1-R3. На микросхеме U2 выполнена схема сравнения. В варианте схемы для терморезистора с отрицательным ТКС на транзисторе VT2 выполнен инвертор тока. На микросхеме U4 выполнен фазовый регулятор мощности. Микросхема U4 КР1182ПМ1 применена в стандартном включении и особенностей не имеет. Оптопара U3 -- любая из широко применяемых в современных импульсных блоках питания (FOD817, PC123, PC817). Симистор VS1 -- любой с подходящим для ваших задач током и напряжением не менее 400 вольт.

Транзистор VT1 -- КТ3107 желательно К или Л. VT2 -- КТ3102 с любой буквой. Переменный резистор R2 желательно экспоненциальный, а R5 -- линейный. Номиналы резисторов R2 и R3 подбираются в зависимости от нужных вам пределов регулирования температуры, а так же от номинала и характеристик терморезистора R4. Зелёный светодиод должен быть двухвольтовым (!).

В качестве блока питания для схемы управления я использовал внутренности зарядного устройства для мобильного телефона Nokia с домотанной вторичной обмоткой трансформатора до выходного напряжения 12 вольт. Домотка произведена проводом Ф 0,3 мм без разборки трансформатора.

Схема собрана на монтажной плате 3х4 см. Симистор установлен на радиатор от северного моста материнской платы.

Терморегулятор может быть применен в любых конструкциях где требуется точное поддержание температуры. В моем случае он собран в китайском электрочайнике который используется как водяная баня или пастеризатор.

Реклама

pashka000

Тема, как такового, вопроса не содержит, а содержит сообщение о собранном и успешно используемом устройстве. Оформили бы вы ее лучше как статью - она в отличие от темы форума вниз не уедет и не затеряется.

Реклама

klamper

J-t писал(а):Терморегулятор может быть применен в любых конструкциях где требуется точное поддержание температуры.

Типовое заблуждение.
Это примитивный "диммер". ничего общего не имеющий с "фазовым управлением мощностью" и "точное поддержание температуры".
Там где поддерживается "точность температуры" обязательно учитывается градиент изменения температур зависимый от мощности нагревателя и объема загрузки термостата.
Обычно применяют режим "ползания", с снижением мощности нагревателя включаемый за 1 -3 С* до номинальной температуры.
В твоем случае датчик "честно" измерит а компаратор точно отработает выключение нагревателя - НО температура в термостате продолжит нарастать за счет тепловой инерционности перегретого нагревателя.

То есть температура датчика и температура в термостате не имеют соответствия по установленному параметру с учетом тепловой инерции нагревателя.

J-t · Сообщение **J-t** » Пн ноя 12, 2012 11:48:34

для pashka000

Я не против, но самому как то лень. Давай об этом дружно попросим кого то из власть имущих на этом сайте.
Эй, уважаемые! Перенесите мое детище в статьи, пожалуйста.
Ну вот. Волшебное мяу мяукнул, будем надеяться на чудо.

для klamper

Ото все, что Вы сказали о градиенте изменения температур и снижении мощности нагревателя включаемого за 1 -3 С* до номинальной температуры -- имеет самое прямое отношение к моей схеме. А то, что это "диммер" не имеющий ничего общего с "фазовым управлением мощностью" и "точным поддержанием температуры", а так же то, что там есть "компаратор" -- так это не более чем Ваше личное не"Типовое заблуждение". Никакого компаратора там нет. Там есть схема сравнения с выделением напряжения ошибки на TL431 и схема фазового управления мощностью на КР1182ПМ1. Внимательно прочитайте описание к схеме и учите мат. часть, уважаемый.

В моей схеме при достижении заданной температуры мощность нагревателя плавно уменьшается от максимума до ноля и когда терморегулятор выходит на режим поддержания температуры на нагреватель постоянно подается ровно столько энергии, сколько нужно для точного удержания заданного значения. А по поводу точности поддержания температуры, то при максимальной чувствительности устройства (по схеме крайнее правое положение движка резистора R5) ртутный термометр с ценой деления 0,5 градуса изменений температуры воды в чайнике не фиксирует. И только при минимальной чувствительности замечается некоторый дрейф в пределах +/- 0,5 градуса.

Реклама

klamper

J-t писал(а):Ото все, что Вы сказали о градиенте изменения температур и снижении мощности нагревателя включаемого за 1 -3 С* до номинальной температуры -- имеет самое прямое отношение к моей схеме.

Такого может быть только по протоколу о намерениях и то при большом воображении.
1 - А если ОНО таки есть то будьте ласкави опишите его, как оно умудряется работать в ПИД-овом режиме?

J-t писал(а):А то, что это "диммер" не имеющий ничего общего с "фазовым управлением мощностью" и "точным поддержанием температуры",

Это именно так - ибо фаза стоит колом как вилы в сарае и микросхема вообще не нужна для коммутации тиристора достаточно компаратора даже без оптопары.

J-t писал(а):а так же то, что там есть "компаратор" -- так это не более чем Ваше личное не"Типовое заблуждение". Никакого компаратора там нет. Там есть схема сравнения с выделением напряжения ошибки

Нужно бы самому поискать, в своей же схеме - я их там явно вижу, причем сразу все оба - TL431 которые "выделяют ошибку".
Если оно самому не видно то нужно почитать книжку о компараторах и их назначении.

Лишнюю микросхему, дублирующую функцию ключа нужно выбросить - потому как фазой она не управляет в виду отсутствия фазового управления от цифрового компаратора.

Реклама

klamper

Точно та же схема, не претендующая на высокую оригинальность, с уровня непонимания автором "фазовым управлением мощностью" посредством компаратора.

Реклама

J-t · Сообщение **J-t** » Пн ноя 12, 2012 23:10:34

для klamper

Значит по Вашему КР1182ПМ1 в моей схеме играет роль некого излишества для простой коммутации симистора? Что ж, глубокие у Вас познания в электронике!

Я же говорил Вам -- учите мат. часть!
Вот не поленитесь, будьте добры, изучите: http://www.chipinfo.ru/literature/radio ... 44_46.html

И TL431 для Вас компаратор да еще и цифровой?

Ну Вы просто кладезь знаний раз такие перлы выдаете!
Изучайте: http://qrx.narod.ru/arhn2/tl431.htm

Я в шоке от таких "специалистов"...

klamper

А других ссылок не имеется?
Как то неудобно получается ты мне предлагаешь изучать мои же "Типовые заблуждения"?

J-t писал(а):...так это не более чем Ваше личное не"Типовое заблуждение". Никакого компаратора там нет. Там есть схема сравнения с выделением напряжения ошибки

J-t · Сообщение **J-t** » Вт ноя 13, 2012 13:05:34

По твоему это тоже компаратор?

J-t · Сообщение **J-t** » Вт ноя 13, 2012 13:18:20

Если исходить из Вашей логики, то все, что имеет два крайних состояния будет компаратором. С таким успехом компаратором можно обозвать и транзистор, и операционный усилитель, и много еще чего. Но вот незадача получается -- у этих элементов, в отличии от истинного компаратора, кроме двух крайних (открыт-закрыт) есть еще и третье (среднее) состояние -- так называемое линейное. Это участок ВАХ прибора на котором он работает по своему прямому назначению -- усиление сигнала. Вам как то в голову не приходили такие мысли?

пы.сы. ТЛка имеет в составе своей схемы генератор опорного напряжения на 2,495 В и схему сравнения напряжений в виде ОУ, нагруженного транзистором с открытым коллектором на выходе (катод по схеме). Она не работает как цифровой компаратор или триггер Шмидта. При напряжении около 2,49 В на управляющем электроде она имеет линейный участок ВАХ на катоде и работает аналогично npn транзистору с огромным коэффициентом усиления и напряжением смещения 2,49 В. Как то так...

klamper

J-t писал(а): Это участок ВАХ прибора на котором он работает по своему прямому назначению -- усиление сигнала. Вам как то в голову не приходили такие мысли?

Мне в голову, как правило, приходят правильные мысли исходя из назначения и режима TL и согласно учению из pdf.

J-t писал(а): При напряжении около 2,49 В на управляющем электроде она имеет линейный участок ВАХ на катоде и работает аналогично npn транзистору с огромным коэффициентом усиления и напряжением смещения 2,49 В. Как то так...

Это сказки для несмышленных ламеров - не понимающих что обеспечить линейность в цифровом регуляторе (управляемый стабилитрон) работающем по принципу включено выключено (0 - 1) очень сложно по разным возмущающим признакам в том числе и по температуре.
Аналоговый диапазон очень узкий и нестабильный - TL для этого не предназначена, точно так же как и очень нелинейная оптопара на выходе "регулятора".

Сказки об устойчивом "линейном режиме" для TL я читал еще с момента их появления их в эксплуатации и продаже, и даже собирал на них усилитель, точно так же как на логике 555-й серии.

tika

Здравствуйте. Понравилась схема терморегуляторов. Если не трудно скиньте рис.плат.
Спасибо.(Терморегулятор200.JPG)

D.VOVA

Творцы! Делайте аналоговую (термочувствительную) часть на чём-нибудь подобном http://www.datasheetcatalog.org/datashe ... 21498b.pdf . Дешевле выйдет.
Я уж молчу про цифровые датчики

Алексей Ма

J-t, а каким образом выставляется заданная температура? Устройство нужно сначала тарировать по другому термометру?