クーラントの温度を維持します。スキーム、説明

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冷却水の温度を維持します。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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冷却剤は高温（56℃以上）の水で、部屋を暖房するための暖房ネットワークで使用され、家庭用のアパートやコテージでも消費されます。お湯が不足すると、家庭用の電気やガスコンロでお湯を沸かさざるを得なくなり、不便が生じ、ガスや電気の過剰消費、安全規制違反の原因となります。簡易容器（ボイラー）に電気ヒーターを取り付けて水を加熱できる場合もあります。タンク内の水が設定温度に達したら、水が沸騰してボイラーが破裂しないように、直ちにヒーターをオフにする必要があります。

古典的な給湯器は、電源スイッチと発熱体というシンプルなスキームに従って作られています。最良の場合、圧力センサーと温度センサー（レギュレーター）が追加されます。圧力センサーは水圧の上昇からボイラーを保護し、温度が事前に設定された制限を超えたときに温度センサーが作動します。

ヒーターの温度調整器にはバイメタルのものがよく使われますが、鉄製の温度調整器とあまり変わりません。設定水温に達すると、センサーがヒーターの電源回路を開き、自然に、または消費と冷水の追加の結果として水温が低下し、レギュレーターの接点が再び閉じて加熱がオンになります。このような回路は単純であるため、大電流を切り替えるレギュレーター接点の焼損によるヒーターの誤動作につながることがよくあります。

システムの信頼性を高めるために、電子温度コントローラーを使用することをお勧めします (図 1)。希望の冷却液温度を設定し、自動的に維持することができます。

（クリックして拡大）

すべてのセンサーは低電圧回路に配置されており、オプトカプラーと電源トランスによってネットワークから電気的に絶縁されています。デバイスは次のもので構成されています。

水温を制御および維持するための温度センサー (サーミスター) RK1。
フォトカプラ線形信号アンプ VU1。入力回路の感度を高めることができます。
DA1チップ上のアナログプログラマブルタイマー。
パワーアンプトランジスタVT1;
制御回路とヒーター電力回路のガルバニック絶縁用のフォトカプラ VU2。
トライアック VS1 のコントロールキー。
トランス T1 とダイオードブリッジ VD3 の電源回路。

光電子デバイスは、入力および出力回路のガルバニック絶縁を提供します。この回路では、VU1 - ダイオードトランジスタフォトカプラと VU2 - ダイオードサイリスタの XNUMX 種類のフォトカプラを使用します。フォトカプラは高い電流利得を備えているため、タイマー入力やトライアック制御回路に追加の増幅回路を必要とせずに済みます。

フォトカプラを使用する場合のサーミスタの感度 (温度による抵抗の変化) は、2...5%/°C から 12...15%/°C に増加します。ダイオードトランジスタフォトカプラ VU1 は線形モードで動作します。 LED の発光を変化させると、内部トランジスタ VU1 のコレクタ - エミッタ抵抗が変化します。タイマ DA1 のタイミング回路に含まれています。外部タイマ回路のコンデンサC2の充電時間もそれに応じて変化します。

温度調整と設定は可変抵抗器 R1 と R7 によって行われます。これにより、キャリア熱の任意の温度を維持できます。抵抗器 R1 は加熱温度、R7 - ヒーター電力を設定します。初期水温はサーミスタの抵抗に影響し、それに応じてタイマー出力の正パルスの持続時間にも影響します。冷却剤温度が低い場合、出力パルス幅は最大になります。積分タイマーを使用すると、パルス発生器を非常に簡単に作成できます。マイクロ回路を自己発振器モードで動作させるには、ピン 2 と 6 を相互に接続し、コンデンサ C2 に接続します。定常状態では、タイマ出力がハイレベルになる期間Tjは、T1=0l69(RVUi+R3)C2の関係で決まります。マイクロ回路の内部トランジスタが開くと、コンデンサ C2 が抵抗 R4 および R5 を介して放電し、出力 DA2 でローレベルとなる第 1 の時間間隔 T2 が形成されます。その持続時間は次の式で決定されます: T0,69=4(R5+R2) C2。 T2 値は温度によって変化しません。総パルス時間 T は、T=T,+TXNUMX です。

パルスのデューティサイクル Q (Q=T/T1) は温度の上昇とともに増加し、それによってヒーターの電圧と冷却剤の温度が低下します。タイマーのジェネレーターの周波数は、DA5 のピン 1 の電圧を変更することで調整できます。電圧が低下するとタイマーの発生頻度が増加し、ヒーター電力が減少します。

出力 3 DA1 からの矩形信号は、制限抵抗 R6 を介して、トランジスタ VT1 上の電力増幅器の入力に供給されます。コレクタ回路内の抵抗 R8 は、フォトカプラ VU2 の LED を流れるパルス電流を制限します。高ゲインのトランジスタ VT1 を使用することで、歪みを最小限に抑えたトランジスタスイッチの出力信号を生成することができます。この信号はフォトカプラ VU2 の LED に供給され、フォトディニスタによって増幅され、トライアック VS1 の電力レギュレータの動作を制御します。ＶＳ１の両極性の開放パルスは、ダイオードブリッジＶＤ４によって形成される。フォトカプラ VU1 は、デバイスの低電圧回路と高電圧回路をガルバニック絶縁します。

フォトカプラのダイニスタがオープンの場合、制御電極を流れる電流がしきい値に達すると、主電源電圧サイクルの開始時にトライアックがオンになり、トライアックコンバータのノイズレベルが低減します。

温度設定の精度を高めるために、ブリッジとタイマーには DA2 スタビライザーからの安定化された電圧が供給されます。ダイオード VD2 は、スタビライザーチップを逆電圧による破壊の可能性から保護します。コンデンサ C3 と C5 は整流された電圧リップルを除去し、コンデンサ C1 は抵抗 R1 を調整するときに発生する干渉を除去します。コンデンサー負荷と並列に設置すると、トライアックコンバータのノイズレベルが低減されます。圧力センサー P の接点が VT1 ベースをハウジングに閉じ、ヒーター内の緊急圧力が発生した場合に冷却剤の加熱を停止します。

このデバイスには、広く使用されている無線コンポーネントが使用されています。固定抵抗器 - MLT-0,125 タイプ。変数 - SP-Ill、サーミスタ - MMT-4。酸化物コンデンサ - K50-38、高電圧 (C6) - K73-17。残りはKMです。タイマーシリーズ 555。電源トランスは 10 次巻線電圧 12 ～ 1 V で使用されます。スイッチ SA25 は自動で、電流は XNUMX A です。圧力センサーは Zhiguli 車から使用されます。

デバイスはプリント回路基板上に組み立てられ、その図面は図2に示されています。

クーラント温度の維持

温度調整器 R1 と電力調整器 R7 は、使いやすいように装置の前面パネルに取り付けられています。圧力センサー P とサーミスター RK1 は、ねじ接続または溶接接続を使用して給湯器本体に取り付けられています。

電気ヒーター（TEH）はヒータータンクの底部から少し離れたところにゴムパッキンを介してフランジで固定されています。排水栓はヒーターの上に、冷水供給接続口はその上に、圧力センサーは使いやすい場所に、サーミスターは排水栓の直下に設置してください。

水槽の代わりに電気ケトルを使って回路を調整することも可能です。これによりセットアップ作業が高速化されます。ケトルプラグを発熱体の端子と回路本体に接続し、温度センサーRK1を沸騰したお湯の中に入れ、数分後に温度調節器R1を使用して加熱表示LED HL1を消灯させます。ヒーターの電圧はほぼゼロまで下がります。スライダー R1 (100°C) の位置は固定されています。さらに、負荷の電圧と電力は、抵抗 R7 を変更することによって調整できます。温度を校正する前に、R7 エンジンはサーミスタを室温まで冷却した後、抵抗器 R1 が負荷の最大電圧を設定し、エンジンの位置が固定されます (+25 °C)。中間温度の間は、極端な温度値でプロットされています。

ヒーターとトライアックに適したワイヤの断面積は 4 ～ 5 mm2 (負荷電流 25 ～ 30 A に相当) である必要があります。干渉を排除するには、センサーへの配線をネットワーク配線とは別に配線する必要があります。ヒータータンクは接地する必要があります。

HL1 LED の明るさによって、負荷の電力を視覚的に判断できます。 LED の消灯は、ヒーターがオフになっているか、タンク内の圧力が危険な状態であることを示します。

文学

M.A.シュストフ。アマチュア無線に役立つ 450 のスキーム、2007 年。
G.シュライバー。 400の新しい電子回路。 2006年。

著者: V.コノバロフ、イルクーツク

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