Назначение
Предлагаемая схема терморегулятора разрабатывалась для поддержания заданной температуры воды в баке душа, но её можно использовать и для поддержания температуры воздуха в помещении или в ящике для хранения продуктов.
Предлагаемый терморегулятор может поддерживать заданную в интервале +30...+40 ⁰С температуру воды.
Схема электрическая
В качестве элемента сравнения фактической температуры с заданной здесь применён параллельный интегральный стабилизатор напряжения VD6 TL431ACLP (КР142ЕН19). Его часто применяют в терморегуляторах в таком качестве.
Для устранения дребезга переключения стабилизатор охвачен цепью положительной обратной связи с коллектора транзистора VT1 через резистор R11 на управляющий электрод стабилизатора VD6. Транзистор VT1 служит инвертором.
Выбором сопротивления резистора R11 задан необходимый гистерезис переключения – около 1⁰С при указанном на схеме номинале этого резистора. Это значит, что если терморегулятор отрегулирован так, что нагреватель включается при понижении температуры воды до +35⁰С, то выключится он, когда вода нагреется до +36⁰С.
Делитель напряжения в цепи управляющего электрода VD6 состоит из резисторов R7, R8 и датчика температуры – терморезистора R6 (можно, кроме указанного применить ММТ-1, с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления -2,4...-5 %/⁰С). Желаемую температуру устанавливают переменным резистором R7.
Гидроизоляция терморезистора обеспечена помещением его в стеклянную трубку, заставленную над газовой горелкой. Трубка с внутренним диаметром 3,5 мм – от лабораторной пипетки. Конец трубки, где находится терморезистор, заполнен теплопроводной пастой.
Для защиты от последствий возможной разгерметизации датчика применено трансформаторное питание терморегулятора, а также изоляция силовых цепей коммутации нагревателя с помощью оптрона DA1 бесконтактный узел коммутации построен на симисторе VS1 по типовой схеме. Демпфирующая цепь R4C2 подавляет выбросы напряжения на симисторе.
В цепи эмиттера транзистора VT1 имеется светодиод VD7 красного свечения, сигнализирующий о включении нагревателя.
По достижении температуры выключения нагревателя включится светодиод VD4 зелёного свечения. Это покажет, что симистор закрыт, а нагреватель обесточен. Светодиод VD7 будет выключен. Светодиод VD1 красного свечения сигнализирует о подаче в устройство сетевого напряжения 230 В.
Переменный резистор R7 установлен на передней панели прибора и снабжён шкалой температуры от 30 до 40⁰С.
При перестройке терморегулятора на другой температурный интервал нужно иметь в виду, что сопротивление постоянного резистора R8 должно быть в 3,8 раза больше сопротивления терморезистора R6 при максимальной температуре заданного интервала. Суммарное сопротивление этого резистора и полностью введённого переменного резистора R7 должно быть во столько же раз больше сопротивления терморезистора при минимальной температуре интервала.
Указанный коэффициент на единицу меньше отношения напряжения питания измерительной цепи (12 В) к образцовому напряжению параллельного стабилизатора VD6 (2,5 В).
Конструкция
Вариант печатной платы для схемы терморегулятора показан на рисунке выше.
Вместо указанного симистора BT139 можно применить отечественный ТС112-16-8.
При мощности нагревателя 1кВт на симисторе рассеивается примерно 5,2 Вт. Площадь теплоотвода для симистора выбирают исходя из соотношения: 25 см^2 на каждый ватт выделяемой рассеиваемой мощности.