Рис.1 Принципиальная схема термостата с нагревом

Схема термостата показана на рисунке 1. В качестве основного регулирующего элемента применен термометр-термостат DS1821. Этот прибор можно запрограммировать на температуру отключения и включения нагрева в диапазоне от −55 до +125ºС. Программирование можно выполнить при помощи программатора ChipBoom. На рисунке 2 приведен скриншот рабочего окна ChipBoom, в котором красным обведены параметры, значение которых должно быть именно показанным на рисунке, а синим – задаваемые пользователем. TL определяет температуру, ниже которой нагрев будет включен, а TH – температуру, при превышении которой нагрев будет отключен. Разность TH-TL определит гистерезис термостата. Невыделенные параметры в данной конструкции роли не играют и их значения могут быть любыми.

Рис.2 Параметры программирования датчика

Следует помнить, скорость нагрева объекта и датчика должны быть одинаковыми (и достаточно медленными), иначе возможны значительные «заскоки» температуры. Чем массивнее пластина нагревателя и лучше тепловой контакт приборов с нею, тем лучше. Абсолютная максимально достижимая точность поддержания температуры определяется параметрами датчика DD1 и может составлять ±1ºС.

При выборе транзистора VT1 следует учитывать следующее: сопротивление его канала в открытом состоянии не должно быть слишком малым, т. к. именно оно выполняет роль нагревательного элемента. Обычно этому условию удовлетворяют «высоковольтные» полевые транзисторы, особенно слегка устаревшие. С транзистором IRF840 и указанным на схеме сопротивлением R3 ток через транзистор не превышал 1А (при этом нагрев транзистора без теплоотвода до 50ºС происходил менее чем за 1 секунду). Если все-таки выбран транзистор с малым сопротивлением канала, то, возможно, придется подобрать сопротивление R3 для ограничения тока до уровня не более 1-2А, чтобы не перегрузить источник питания (при этом может потребоваться увеличить мощность резистора). Применять транзисторы с «логическим» управлением нежелательно, т. к. в данной схеме не используется ключевой режим работы транзистора (на его затвор подается около 4,5В вместо необходимых 10-15), чтобы обеспечить необходимую рассеиваемую мощность и не привести к КЗ источника питания. Для работы в автомобиле можно ограничить ток на уровне 10-15А, соответственно применив транзистор с номинальным током стока не менее 25-30А и соответствующей рассеиваемой мощностью.

Данная схема сможет обеспечить мощность нагрева на уровне 8–15 Вт, что в некоторых случаях может оказаться недостаточно. Тогда необходимо отказаться от резистора R3, заменив его перемычкой, а отдельный нагревательный элемент нужной мощности включить в цепь стока VT1. В этом варианте схемы требования к VT1 становятся прямо противоположными: как можно меньшее сопротивление канала и крайне желательно «логическое» управление. Кроме того, датчик DD1 в этом случае необходимо помещать уже в непосредственной близости от термостатируемого объекта, а не вблизи VT1.

Если необходимо поддерживать температуру объекта путем принудительного его охлаждения (при помощи вентилятора, например), следует модифицировать схему так:

Рис.3 Принципиальная схема термостата с охлаждением

Коментарии (3)

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять коментарии.
Пожалуйста зарегистрируйтесь или войдите в ваш аккаунт.