電気ヒーター温度安定器。スキーム、説明

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電気ヒーターの温度安定器。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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提案されたデバイスの温度センサーは...電気発熱体そのものであり、その抵抗は温度に依存します。特別なセンサーが不要なため、ヒーターの設計を妨げることなく熱の安定化を実現します。

液体の加熱に使用されるほとんどの電気機器では、加熱媒体と電気発熱体の間に良好な熱接続が提供されます。したがって、素子の温度を一定に保つことで、液体の温度を精度よく安定させることができる場合が多い。場合によっては、そのようなスタビライザーが大きなトラブルからあなたを救います。たとえば、水を入れずに電気ボイラーをオンにしたり、放置したりした結果、水が沸騰してしまう危険な過熱を排除します。提案された装置は、ヒーターソールの熱抵抗が小さい電気アイロンの故障したバイメタルサーモスタットを置き換えることができます。これにより、より高い靴底温度の維持精度を実現します。弱く不安定な熱抽出条件 (たとえば、部屋の空気を加熱する) で動作する電気ヒーターの温度を安定させることは、周囲温度の一定性を保証するものではありませんが、ヒーター動作の信頼性と安全性は向上します。。

センサーがないため、説明したスタビライザーは高温加熱装置 (マッフル炉など) に適しており、高価な熱電対を使用して温度を制御する必要がなくなります。

デバイスのスキームを図に示します。 1。

電気ヒーター温度安定器

パルス発生器はトランジスタ VT2 と VT3 に組み込まれており、主電源電圧の各半サイクルの開始時にトライアック VS1 (EK1 ヒータースイッチ) を開きます。これにより、スイッチングノイズとトライアック制御に費やされる電力が最小限に抑えられます。ダイオード VD1 と VD4 は整流器として機能し、ツェナーダイオード VD5 と VD7 は DA1 コンパレータおよびジェネレータの電源電圧の電圧レギュレータとして機能します。

ヒータＥＫ１の抵抗は、抵抗器Ｒ１〜Ｒ４との測定ブリッジを形成し、その対角線には比較器ＤＡ１の入力が接続されている。抵抗器 R1 の抵抗と電力は、ヒーターの対応するパラメータの約 1% である必要があります。この抵抗の両端の電圧降下は 4 ... 1 Veff です。

抵抗器 R2 と R3 の助けを借りて、ブリッジがヒーターの公称温度または最大許容温度 (解決されるタスクに応じて) でバランスが保たれるようにします。バランス解析は、トライアック VS1 がオープンのとき、および抵抗 R1 から得られる負の電圧によってトランジスタ VT4 がクローズされ、コンパレータ DA1 が動作できるようにする主電源電圧の負の半サイクル中にのみ行われます。

温度、つまりヒーターの抵抗が設定値より高い場合、コンパレーターがオンになったときの出力レベルが低くなります。コンデンサ C3 は抵抗 R9 を通じて急速に放電します。負の電圧が抵抗器 R2 とダイオード VD12 を介してトランジスタ VT9 のエミッタに供給され、パルス発生器をブロックします。発電機は、抵抗器 R3 を介してコンデンサ C12 を充電した後にのみ動作を再開します。

発電機の再開後の主電源電圧の次の負の半サイクルでは、コンパレータ DA1 が再びヒーター EK1 の抵抗を「チェック」し、その結果に応じて、発電機は動作し続けるかブロックされます。また。このため、過熱時には、R12C3回路の時定数に応じて、ヒータへの電圧の供給が一時停止し、短時間だけ行われます。設定温度より低い場合はヒーターが連続運転します。

ヒータ電力が1kWを超える場合は、図に示したタイプのVS1トライアックをより強力なもの(TS106、TS112シリーズなど)に交換する必要があります。このようなトライアックを制御するには、図に示す回路に従って組み立てられた電流アンプが必要になる場合があります。 2.

電気ヒーター温度安定器

40x32,5 mm のプリント基板。図では 2:1 のスケールで示されています。 3 は、このような強力なバージョンのデバイス用に特別に設計されています。追加のアンプが必要ない場合、要素 VT4、VD12、および R15 は取り付けられず、インダクタ L1 はジャンパに置き換えられます。トライアック VS1 はボードの外側に配置されているため、スイッチング電源に適したヒートシンクを設ける必要があります。

（クリックして拡大）

各 D814D ツェナーダイオードは、総安定化電圧 12 ～ 15 V で直列に接続された一対の低電圧ツェナーダイオード (KS162A、KS168A、KS175A など) に置き換えることができます。このような交換に必要なプリント導体とパッドを図に示します。 3 は影付きです。約 7 V の電圧に対するツェナーダイオードの役割は、KT315B トランジスタのエミッタ接合 (同等のツェナーダイオードのエミッタ - カソード、ベース - アノード) によっても実行されます。

VD9 ダイオードを除くすべての要素を取り付けたら、ヒーターをスタビライザーに接続し、ネットワークに接続します。まず第一に、コンパレータ DA11 の端子 6 と端子 1 の間の電圧をチェックします。この電圧は 24 ～ 30 V の範囲内である必要があります。トランジスタ VT3 のコレクタにパルスが存在する場合、トライアック VS1は、主電源電圧の正の半サイクルでのみ開かないか、オフになります。追加のアンプなしのスタビライザーでは、抵抗 R14 の抵抗が減少します。この方法でトライアックを確実に開くことができなかった場合は、図に示す要素を取り付ける必要があります。 2、抵抗器 R15 を選択します。

次に、図に従って、抵抗 R12 の出力をジャンパーで「共通」線 (たとえば、VD3 ダイオードのカソード) に一時的に接続し、トリマー抵抗 R3 を使用して、3 つの抵抗 R5 が接続されていることを確認します。コンデンサCXNUMXに設定される電圧値：ほぼゼロで、ツェナーダイオードVDXNUMXの安定化電圧に近い値。

一時的なジャンパを取り外し、VD9 ダイオードを取り付けた後、デバイスは最終的に調整されます。可変抵抗器 R2 を極端な位置の 2 つに移動し、熱レジームを確立するのに十分な時間を待った後、ヒーターまたは加熱媒体の温度が測定されます。抵抗器 R3 の制御ノブのいくつかの位置で同じ測定が繰り返されます。得られた結果に基づいて、抵抗器に温度値で校正された目盛を取り付けることができます。レギュレーション間隔の境界は、必要に応じて可変抵抗器 R2 を異なる定格の同様のものに置き換えて、同調抵抗器 RXNUMX で補正されます。

図に従って測定ブリッジのスキームを変更すると、 4 にさらにいくつかの小さな変更を加えると、同じプリント基板上に、温度センサー (サーミスター) を備えた従来の熱安定装置を組み立てることができます。

電気ヒーター温度安定器

このバージョンのデバイスの要素の配置を示す図の一部を図に示します。 5. 外側のすべては図と同じままです。 3.

電気ヒーター温度安定器

点線の円は、不要になった要素 VT1、VD2、VD3、C3 の出力、トリマー (現在は一定) 抵抗器 R3 のエンジンの出力、およびワイヤージャンパーの 7 つから解放された穴を示しています。抵抗R9とR6はジャンパーに置き換えられ、抵抗R1用の接触パッドは公称抵抗（+25°Cの温度で測定）10 ... 100 kOhmのサーミスタRK4の端子に接続されます。抵抗器 R1 の値は、その調整間隔の平均温度におけるサーミスタ RKXNUMX の抵抗値に等しくなるように選択されます。

著者: V.Kaplun、セヴェロドネツク、ウクライナ

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