Назначение
Электроника в процессе эксплуатации может интенсивно выделять тепло. Циркулирующий воздух внутри корпуса зачастую недостаточен для нормального охлаждения, а при установке в корпусную мебель, вообще отсутствует.
В электронной технике часто для охлаждения можно встретить только увеличение числа отверстий в задней стенке прибора, через которые влетают частицы пыли и оседают на радиодеталях, что ведет к дополнительному росту температуры. Горизонтальное расположение платы с деталями в нижней части корпуса устройства ухудшает циркуляцию воздуха и охлаждение радиоэлементов.
В более грамотно спроектированных устройствах печатная плата располагается вертикально, например, «материнская» плата системного блока компьютера. Она еще и дополнительно вентилируется «кулерами» на процессоре, видеоплате и в блоке питания. Повышение внутренней температуры контролируется соответствующими датчиками, и программой автоматически увеличиваются обороты вентиляторов, что приводит к снижению нагрева.
Для снижения температуры электронных устройств с высоким энергопотреблением лучше всего организовать «проветривание» внутреннего пространства, установив бесшумный компьютерный вентилятор на корпус устройства с внешней стороны в месте с максимальной температурой.
Дополнив вентилятор схемой управления с термодатчиком, получаем приставку, которая позволяет автоматически поддерживать температуру устройства на заданном уровне, регулируя обороты электродвигателя вентилятора. Напряжение питания на вентилятор поступает автоматически после повышения температуры внутри корпуса.
Схема электрическая
Принцип работы
Для визуализации работы схемы есть два светодиода. При высокой температуре горит красный, при нормальной – зеленый светодиод.
Схема автоматики состоит из стабилизатора напряжения на DA2 и генератора прямоугольных импульсов на интегральном таймере DA1. Стабилизатор напряжения DA2 используется для питания таймера DA1.
Для высокой чувствительности, на транзисторе VT1 выполнен предварительный усилитель сигнала термодатчика RK1. При повышении температуры сопротивление RK1 падает, транзистор VT1 открывается, и напряжение на резисторе R2 возрастает.
Внутренняя структура таймера состоит из двух компараторов (верхнего и нижнего уровня), RS -триггера, выходного усилителя и ключевого транзистора с открытым коллектором. Конденсатор времязадающей цепи С1 после подачи напряжения питания заряжается через резисторы R3 и R5 до величины 2/3Uп с периодом t1 и разряжается через внутренний транзистор микросхемы со временем t2. Эти времена соответственно равны: t1=0,69(R3+R5)C1; t2= 0,69(R5+R4)C1.
Порог срабатывания – регулируемый, изменяется с помощью резистора R2. Установочным резистором R5 меняется частота импульсов таймера, определяющая обороты электродвигателя вентилятора. Выход таймера через делитель R8R9 подключен к базе ключевого транзистора VT2, в цепь коллектора которого включен вентилятор М1.
В эмиттерной цепи VT2 находится резистор R9, служащий для ограничения пусковых токов электродвигателя и защиты от пробоя транзистора.
При повышении температуры внутри корпуса контролируемого устройства напряжение на R2 и на выводе 5 DA1 увеличивается до порога включения таймера, на его выходе появляются импульсы, открывающие транзистор VT2.
Транзистор подает питание на электродвигатель М1, и вентилятор начинает вращаться. Дальнейшее снижение сопротивления терморезистора RK1 с ростом температуры приводит к увеличению оборотов электродвигателя и усилению обдува.
При правильном выборе производительности вентилятора температура во внутреннем объеме устройства снижается, и вентилятор постепенно тормозится. Светодиоды VD2 и VD3 указывают на рабочее состояние вентилятора.
Схема выполнена на печатной плате, чертеж которой показан ниже.
Наладка
Датчик температуры RK1 может быть расположен как на плате, так в другом месте, например закреплён на теплоотводе или в непосредственной близости от него.
Наладка схемы заключается в установке максимальных оборотов вентилятора при максимальной температуре резистором R5.
Затем терморезистор RK1 выдерживается при комнатной температуре, и резистором R2 выставляется порог срабатывания таймера, определяемый по началу вращения вентилятора.