温度制御回路の一体型タイマー。スキーム、説明

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温度制御回路にタイマーを内蔵。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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タイプ 555 内蔵タイマーは、主にタイミング回路を目的としていますが、この IC を負の FTC を持つサーミスタと組み合わせて使用して、経済的でかなり用途の広いソリッドステートサーモスタット回路を作成することもできます。

タイマーの内部抵抗分圧器は、タイマーに含まれる両方のコンパレータに基準電圧 (1/3Vcc および 2/3Vcc) を提供します。タイマーのスレッショルド入力 (ピン 6) に供給される外部電圧が 2/3Vcc を超えると、対応するコンパレータの出力にパルスが現れ、フリップフロップが反転します。この場合、放電トランジスタがオンになり、その結果、増幅段の出力に低レベルの信号が現れます。

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ほとんどの場合 (説明した回路を含む)、タイマーの放電トランジスタをトリガーすると、しきい値入力の電圧が 2/3Vcc 未満になります。その後、トリガーパルスの入力 (ピン 2) の電圧が 1/3Vcc を下回ると、XNUMX 番目のコンパレータがトリガーを元の状態に戻すパルスを生成し、ビットトランジスタがオフになり、出力の電圧が増幅段も同じハイレベルになります。

タイマー回路のこの動作により、温度制御の目的、特に電子サーモスタットでの温度制御に適しており、一定の制限内で変化する外気温度に関係なく温度を実質的に一定に保つ必要があります。温度が上昇するにつれて、しきい値入力の電圧は 2/3 Vcc に達するまで (それに正比例して) 増加します。次に、タイマーの出力段階の状態が変化し、これが冷却ユニットをオンにするか、単にサーモスタットのヒーターをオフにする信号として機能します。その後、温度が下がり始め、トリガーパルスの入力の電圧が1/3Vccに達すると、出力段は元の状態に戻り、冷却ユニットをオフまたはオンにする信号として機能しますヒーターの上。

図に示すサーモスタット回路では、サーミスタと抵抗器で構成される分圧器が、温度に正比例する電圧を生成します。温度が上昇すると (タイマー出力の高電圧レベル、放電トランジスタがオフになる)、スレッショルド入力の電圧は分周係数 R1 / (Rt + + R1 + R2) によって決定され、値の減少とともに増加します。 Rtの。

Rt が許容温度差の最高点でのサーミスタ抵抗 Rt と等しい場合、しきい値入力電圧が 2/3 Vcc になる必要がある分割係数は次のようになります。

温度制御回路の一体型タイマー

スレッショルド入力（最初のコンパレータの入力）の電圧が指定されたレベルに達すると、放電トランジスタがオンになります。これは、R3+R1と並列にR2をオンにするのと同じです。

温度が下がると、Rtが増加し、電源電圧がRtと[R3II（R1 + R2）]の間で分割されます。 Rtが許容温度差の最低点でサーミスタ抵抗Rtcに等しい場合、分圧器はトリガー入力に1/3Vccを供給する必要があります。この場合、その除算係数は次のようになります。

温度制御回路の一体型タイマー

したがって、サーミスタ抵抗分割器の出力の電圧レベルは、サーモスタットがその動作サイクルの温度が上昇している部分にあるか、それとも温度が低下している部分にあるかに応じてさまざまに変化します。この差は、サーミスタ抵抗が準指数則に従って温度に応じて変化し、狭い温度範囲であっても XNUMX ～ XNUMX 倍、つまり温度下限点でのサーミスタ抵抗 Rtc が変化する可能性があるため、導入する必要があります。温度範囲は、温度範囲の上限までの抵抗 Rтн の数倍になることがあります。

この回路が抵抗の温度依存性が知られている標準的なサーミスタを使用する場合、回路の計算は非常に簡単です。 Rts が Rts の 2 倍以上の場合、RXNUMX=Rts および K=Rts/Rts (K 定数係数) を設定できます。分圧器が抵抗間の正しい関係を維持するためには、

温度制御回路の一体型タイマー

ただし、Rts / Rtn <2の場合、R1=0およびR2=2RTnを設定する必要があるため、次のようになります。

温度制御回路の一体型タイマー

これらの式はすべて、コンパレータ入力が分圧器に負荷をかけないことを前提としています。

サーモスタットが設定されている温度限界を十分に正確に観察するためには、サーミスタで消費される電力をできるだけ少なくする必要があります。タイマーICを-5Vの最低許容電源電圧で動作させることにより、サーミスタの自己発熱を最小限に抑えることができます。ただし、高い上限制御温度では、サーミスタ抵抗が非常に小さい（数百オーム）可能性がある場合、この方法は望ましい結果が得られない場合があります。一方、制御温度が非常に低い場合、許容される分圧器の抵抗は、コンパレータの入力抵抗に基づいて選択する必要があります。

干渉や干渉による誤検知を防ぐには、コンパレータの入力を容量でシャントする必要があります。これは、分圧器の抵抗が高い場合、システムに大きなノイズがある場合、またはサーミスタが長い導体を使用して回路に接続されている場合に特に重要です。

著者：De Cold; 出版物：N。ボルシャコフ、rf.atnn.ru

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