Терморегулатор за електрически бойлер
Руската зима е сурова и студена и всички знаят за нея. Следователно помещенията, в които се намират хората, трябва да се отопляват. Най-често срещаното е централното отопление или индивидуалните газови котли.
Често има ситуации, когато нито едното, нито другото не е на разположение: например на открито има малко помещение на помпена станция за водоснабдяване и там дежури денонощно машинист. Това може да бъде и кула за охрана или отделна стая в голяма необитаема сграда. Има много такива примери.
Във всички тези случаи трябва да организирате отопление с електричество. Ако стаята е малка, тогава е напълно възможно да се справите с обикновен електрически радиатор, напълнен с масло, за битови нужди. За по-голямо помещение с площ около 15 - 20 квадратни метра най-често те организират отопление на водата с помощта на радиатор, заварен от тръби, което често се нарича регистър.
Ако оставите нещата да вървят по своя път и не следите температурата на водата, то рано или късно тя просто ще заври и случаят може да завърши с повреда на целия електрически котел, особено на нагревателния му елемент. За да се предотврати подобен злощастен инцидент, температурата на нагряване се контролира от термостат.
Една от възможните опции за такова устройство е предложена в тази статия. Разбира се, тази зима вече е към своя край, но не бива да забравяме, че шейната е най-добре подготвена през лятото.
Функционално устройството може да бъде разделено на няколко блока: самият температурен сензор, компаратора (компаратора) и устройството за контрол на товара. Следва описание на отделните части, тяхната схема и принцип на действие.
температурен сензор
Отличителна черта на описания дизайн е, че конвенционален биполярен транзистор се използва като температурен сензор, което дава възможност да се откаже от търсенето и закупуването на термистори или сензори от различен тип, например TCM.
Работата на такъв сензор се основава на факта, че както всички полупроводникови устройства параметрите на транзисторите до голяма степен зависят от околната температура. На първо място, това е обратният ток на колектора, който се увеличава с повишаване на температурата, което се отразява неблагоприятно на работата например на усилващи каскади. Работната им точка се измества толкова много, че се получават значителни изкривявания на сигнала и в бъдеще транзисторът просто спира да реагира на входния сигнал.
Тази ситуация е присъща главно на вериги с постоянен ток на базата. Следователно се използват схеми на транзисторни каскади с елементи за обратна връзка, които стабилизират работата на каскадата като цяло и също така намаляват ефекта на температурата върху работата на транзистора.
Тази температурна зависимост се наблюдава не само за транзисторите, но и за диодите. За да се убедите в това, достатъчно е да „позвъните“ всеки диод в посока напред, използвайки цифров мултицет. По правило устройството ще показва цифра, близка до 700. Това е само спадът на напрежението напред на отворения диод, който устройството показва в миливолта. За силициевите диоди при температура 25 градуса по Целзий този параметър е приблизително 700 mV, а за германиевите диоди - около 300.
Ако сега този диод се нагрее малко, поне с поялник, тази цифра постепенно ще намалява, поради което се счита, че температурният коефициент на напрежението на диодите е -2mV/deg. Знакът минус в този случай показва, че с повишаване на температурата напрежението напред върху диода ще намалее.
Тази зависимост също така позволява диодите да се използват като температурни сензори. Ако едно и също устройство „звъни“ на транзисторните преходи, резултатите ще бъдат много сходни, поради което транзисторите често се използват като температурни сензори.
В нашия случай работата на целия термостат се базира точно на това „отрицателно“ свойство на каскада с фиксиран базов ток. Схемата на термостата е показана на фигура 1.
Фигура 1. Схема на термостата (щракването върху снимката ще отвори диаграмата в по-голям мащаб).
Температурният сензор е сглобен на транзистор VT1 от типа KT835B. Натоварването на този етап е резисторът R1, а резисторите R2, R3 задават режима на работа на транзистора в постоянен ток. Фиксираното пристрастие, което беше споменато малко по-горе, се задава от резистора R3, така че напрежението в емитера на транзистора при стайна температура да е около 6,8 V. Следователно звездичка (*) присъства в диаграмата при обозначението на този резистор. Тук не е необходимо да се постига специална точност, стига това напрежение да не е много по-малко или повече. Измерванията трябва да се правят по отношение на колектора на транзистора, който е свързан към общия проводник на захранването.