Многие радиолюбители сталкиваются с проблемой автоматического регулирования, ограничения и поддержания температуры. Возникла эта проблема и у автора данной статьи. Это простое устройство применено для охлаждения мощного импульсного блока питания на основе компьютерного БП с вентилятором. Устройство несложное и может быть изготовлено в течение одного веера даже начинающим радиолюбителем.
Принципиальная схема термостабилизатора показана на рисунке. Его основной является компаратор DA1 типа LM311. В качестве датчика температуры используется кремниевый диод VD1. Как известно, все кремниевые диоды имеют отрицательный температурный коэффициент напряжения, который равен примерно 2 мВ/С. Падение напряжения на прямосмещенном диоде при токе 0,1… 1мА имеет величину в пределах 550…650 мВ и линейно уменьшается с ростом температуры. Диоды можно использовать любые малогабаритные кремниевые, например, типа КД522 или импортные типа 1N4148.
На инвертирующий вход компаратора подается образцовое напряжение, образуемое делителем R1, R2, R3, а на неинвертирующий вход – напряжение с датчика VD1. При комнатной температуре напряжение на выводе 2 компаратора примерно 507 мВ. При указанных номиналах резисторов делителя, опорное напряжение на выводе 3 DA1 плавно регулируется от 414 до 570 мВ, что соответствует температуре срабатывание от – 11 до +66С. В пределе, эти цифры определены рабочими свойствами кремниевого кристалла и находятся в диапазоне 60…+120С.
Таким образом, компаратор срабатывает тогда, когда температура измеряемой среды достигнет заданного значения с точностью не хуже +/-1С. Конденсатор С2 замедляет быстрое переключение компаратора из одного состояния в другое, обеспечивая помехозащищенность устройства. На выходе компаратора (вывод 7DA1) в нормально состоянии высокий уровень, а в момент его срабатывания – низкий. Этот низкий уровень открывает транзисторный ключ VT1, который включает вентилятор. Если применить в устройстве оптосимистор и симистор, то это позволит управлять (включать и выключать) более мощной нагрузкой.
Питание микросхемы стабилизировано микросхемой DA2 типа 7805. Дополнительная стабилизация напряжения питания 3,3 В цепи датчика температуры осуществляется стабилитроном VD2 типа BZX55C3V3.
Все элементы устройства размещены на небольшой макетной плате из фольгированного стекло-текстолита. В качестве R2 можно использовать как подстроечный, так и малогабаритный переменный резистор (если нужно часто регулировать температуру срабатывания). Для точности настройки лучше всего применить многооборотные потенциометр типа СП-5, а добившись нужного результата, при необходимости (если не требуется изменять момент срабатывания схемы), заменить его постоянным.
Датчик температуры (диод VD1), необходимо поместить в отрезок термоусадочной трубки соответствующей длины, а его торец загерметизировать.
Для налаживания и калибровки срабатывания компаратора удобно использовать любой микроконтроллерный термометр, например, на микросхеме датчика DS18B20, расположив датчик-диод регулируемого устройства вплотную к нему и нагревая оба датчика паяльником на расстоянии нескольких миллиметров, либо поместив их в воду требуемой температуры.
Автор: Алексей Усков, г. Владивосток
Источник: Радиоаматор №2, 2014
