Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

 
 

Сайт электрика

Электромастерская, Секреты электрика

Простой терморегулятор своими руками

Простой терморегулятор своими рукамиНеобычное применение регулируемого стабилитрона TL431. Простой терморегулятор. Описание и схема

Всем, кто когда ни будь занимался ремонтов современных блоков питания компьютеров или различных зарядных устройств – для сотовых телефонов, для зарядки «пальчиковых» аккумуляторов типоразмера ААА и АА хорошо известна маленькая деталька TL431. Это так называемый регулируемый стабилитрон (отечественный аналог КР142ЕН19А). Вот уж тут воистину можно сказать: «Мал золотник, да дорог».

Логика работы стабилитрона такова: когда на управляющем электроде напряжение превышает 2,5 В (задается внутренним опорным напряжением) стабилитрон, по сути дела являющийся микросхемой, открыт.

В этом состоянии через него и нагрузку протекает ток. Если же это напряжение становится чуть меньше указанного порога, стабилитрон закрывается и отключает нагрузку.

При работе такого стабилитрона в источниках питания в качестве нагрузки чаще всего используется излучающий светодиод оптрона, управляющего силовым транзистором.

Это в тех случаях, когда необходима гальваническая развязка первичной и вторичной цепей. Если такой развязки не требуется, то стабилитрон может управлять непосредственно силовым транзистором.

Выходная мощность стабилитрона-микросхемы такова, что с его помощью, возможно управлять маломощным реле. Именно это позволило применить его в конструкции терморегулятора.

В предлагаемой конструкции стабилитрон используется в качестве компаратора. При этом у него только один вход: второго входа для подачи опорного напряжения не требуется, так как оно вырабатывается внутри данной микросхемы.

Такое решение позволяет предельно упростить конструкцию и уменьшить количество деталей. Теперь, как в описании любой конструкции следует сказать несколько слов о деталях и собственно о принципе работы данного терморегулятора.

Схема простого треморегулятора

Схема простого треморегулятора

Напряжение на управляющем электроде 1 задается с помощью делителя R1, R2 и R4. В качестве R4 используется терморезистор с отрицательным ТКС, поэтому при нагревании его сопротивление уменьшается. Когда на выводе 1 напряжение выше 2,5В микросхема открыта, реле включено.

Контакты реле включают симистор D2, который включает нагрузку. С повышением температуры сопротивление терморезистора падает, за счет чего напряжение на выводе 1 становится ниже 2,5В – реле отключается, отключается нагрузка.

С помощью переменного резистора R1 производится настройка температуры срабатывания терморегулятора.

Датчик температуры должен быть расположен в зоне измерения температуры: если это, например, электрокотел, то датчик должен быть закреплен на трубе, выходящей из котла.

Включение симистора с помощью реле обеспечивает гальваническую развязку терморезистора от сети.

Терморезистор типа КМТ, ММТ, СТ1. В качестве реле возможно применение РЭС-55А с обмоткой на 10…12В. Симистор КУ208Г позволяет включить нагрузку до 1,5КВт. Если нагрузка не более 200Вт симистор может работать без применения радиатора.

Борис Аладышкин


Сейчас самое время поделиться статьей и добавить ее в закладки!


Тематические разделы: Электромастерская, Секреты электрика

Другие статьи:

  • Индикаторы и сигнализаторы на регулируемом стабилитроне TL431
  • Электронный терморегулятор для масляного радиатора
  • Самый простой сумеречный выключатель (фотореле)
  • Как защититься от колебаний сетевого напряжения
  • Терморегулятор для электрического котла
  • Легендарные аналоговые микросхемы


  •  
      Комментарии:

    #1 написал: Андрей | [цитировать]

     
     

    У вас прекрасный сайт, всё написанно понятным языком и схемы очень простые (будем надеятся что и надёжные) что особо радует.

    По поводу этой схемы вопрос: диод D1 указаный на схеме, не указан в описании схемы. Какой надо брать?

    Смог найти на старом блоке питания микросхе в таком же корпусе как и TL431 но промаркированы az 431. Гдето в нете прочитал что это одно и тоже. Так ли это?

    Зачем реле включает симистор? Нельзя ли просто к реле подключить 220v если нагрузка допустим в пределах 200вт?

      Комментарии:

    #2 написал: andy78 | [цитировать]

     
     

    Диод - любой с обратным напряжением не менее 30 Вольт.

    AZ431 - такой же регулируемый стабилитрон, только другого производителя, аналог TL431.

    РЭС55 - герконовое реле. Коммутируемая мощность очень небольшая - 7,5 Вт (есть еще на 15 Вт). Без симистора работать не будет. Симистор в схеме выполняет роль коммутационного элемента, ключа, который коммутирует цепь нагрузки. Предельная нагрузка в 200 Вт в статье упоминается в том смысле, что ниже этой мощности можно использовать симистор без радиатора, но само наличие симистора обязательно.

      Комментарии:

    #3 написал: Сергей | [цитировать]

     
     

    Схема мелковата, номиналы не видны. Пожалуйста, сделайте покрупнее.

      Комментарии:

    #4 написал: andy78 | [цитировать]

     
     

    Вот ссылка на схему терморегулятора на регулируемом стабилитроне TL431 в большем масштабе: http://electrik.info/termoregul.png

      Комментарии:

    #5 написал: Андрей | [цитировать]

     
     

    Купил какое-то китайское реле. Написано 12VDC (это на вкл. обмотку).

    5А 250VAC переменки. НА какую мощность коммутации хватит реле? Нужно около 200ВТ

    К слову это я пытаюсь собратьобогреватель для аквариума рыбкам из резисторов МЛТ-2 (вычитал где-то на форуме) и старых фумигаторов, а проще чем этот регулятор я нигде не нашёл, так что можете добавить полезную статейку с обогревателями :)

      Комментарии:

    #6 написал: жека | [цитировать]

     
     

    А что тут идет на вход? (1 схема 12 вольт) как его включать? последовательно??

      Комментарии:

    #7 написал: andy78 | [цитировать]

     
     

    Слева - цепи управления герконовым реле 12 В. В цепь последовательно с реле включен регулируемый стабилитрон TL431. Cправа - силовая часть схемы. Реле коммутирует симистор, а он управляет нагрузкой.

      Комментарии:

    #8 написал: Рома | [цитировать]

     
     

    Какая поргешность этого регулятора? Какой диапазон температур он регулирует? Например погрешность +-0,5 градуса, диапазон от -5 до +40 градусов

      Комментарии:

    #9 написал: Евгений | [цитировать]

     
     

    Можно ли увеличить диапазон например до 70 градусов?

      Комментарии:

    #10 написал: Kirz | [цитировать]

     
     

    Спасибо за схему. Это максимально простая схема, которую я только смог найти.

    Единственное, хотелось бы схему еще упростить — придумать, как управлять симистором напрямую, без герконового реле, как указано на схеме или опторазвязки. Единственное, не знаю, хватит ли мощности у TL431 открывать тиристор. Для этого нужно 50-100мА. И еще надо придумать простой блок питания для схемы управления, например, делитель напряжения на резисторах или конденсаторах, уменьшающий напряжение вольт до 20 + диодный мост +КРЕНка, выдающая 12 вольт. (типа этого «Блок питания на КРЕН за 10 минут»

    http://almih.narod.ru/lib-el/krenbp.htm

    Схема без цифровых элементов, так что, думаю, отсутствие развязки не будет сильно плохо.

    Я думаю, можно подключить управляющую схему напрямую к симистору так: +12 вольт к любому силовому выводу симистора, вывод схемы управления (вывод номер 3 TL431) к отпирающему выводу симистора через резистор.

    Вместо терморезистора хочу использовать диод 1N4148 в качестве термодатчика, потому что он распространенный и дешевый. Да и диапазон у него хороший, мне надо от 100 до 300 градусов.

    Применение диода 1N4148 в качестве термодатчика описано здесь:

    http://techno-mind.ru/instrument/laminator-dlya-lut.html

    и здесь:

    http://thomaspfeifer.net/laminator_temperatur_regelung.htm

    Хочу применить терморегулятор в данной конструкции экструдера:

    http://reprap.org/wiki/Web4Deb_extruder

      Комментарии:

    #11 написал: Слава | [цитировать]

     
     

    Управляющий электрод в симисторе что в 220 включен? Тоже не понял назначение диода D1? И по моему надо бы для этого регулируемого стабилитрона какой то ограничивающий резистор поставить, а не сразу на него питание подавать.

      Комментарии:

    #12 написал: Вася | [цитировать]

     
     

    Подскажите схемку терморегулятора для гаражного погреба. Нужно чтобы при падении температуры до +2 включался обогреватель. Заранее спасибо.

      Комментарии:

    #13 написал: сергей | [цитировать]

     
     

    дребезг реле при вкл и выкл

      Комментарии:

    #14 написал: slavon | [цитировать]

     
     

    Cхему делал. Надо подавать стабилизированное питание крен или 7812лм, а поралельно терморезистору кондер 0,1 мк. Если дребезг продолжится, то увеличьте.

      Комментарии:

    #15 написал: владимир | [цитировать]

     
     

    У меня терморезистор ММТ-4 1.5кОм. Можно-ли его использовать в данной схеме и как?

      Комментарии:

    #16 написал: Maks | [цитировать]

     
     

    От дребезга реле можно избавиться, включив параллельно обмотке реле конденсатор на 220 - 470 мкФ. 16 Вольт.

      Комментарии:

    #17 написал: Андрей | [цитировать]

     
     

    Цепь управления работает, но есть одна проблема  в выключеном состоянии секунд через 25-30 симистор начинает пропускать напряжение 127 в. R3 открывает симистор? Почему проходит напряжение 127 в?
    Во вкл состояни все как надо т.е. 220 В. 

      Комментарии:

    #18 написал: sta9111 | [цитировать]

     
     

    Какой интервал температур регулятора? Нужен до 220 градусов. Если терморезистор 1ком, то какого номинала R1 и R2, чтобы достичь 220 градусов? Возможно есть формула расчёта? Мощность печки 380 вт.

      Комментарии:

    #19 написал: Борис Аладышкин | [цитировать]

     
     

    Андрей, возможно, вся проблема в симисторе КУ208Г. 127В получается от того, что симистор пропускает один из полупериодов сетевого напряжения. Попробуйте заменить его на импортный BTA16-600 (16А, 600В), они работают более устойчиво. BTA16-600 купить сейчас не проблема, да и стоит он не дорого.

    sta9111, для ответа на этот вопрос придется вспомнить, как работает наш терморегулятор. Вот, абзац из статьи: «Напряжение на управляющем электроде 1 задается с помощью делителя R1, R2 и R4. В качестве R4 используется терморезистор с отрицательным ТКС, поэтому при нагревании его сопротивление уменьшается. Когда на выводе 1 напряжение выше 2,5В микросхема открыта, реле включено.»

    Другими словами при желаемой температуре, в Вашем случае 220 градусов, на терморезисторе R4 д.б. падение напряжения 2,5В, обозначим его как U_2,5В. Номинал Вашего терморезистора 1КОм, - это при температуре 25 градусов. Именно эта температура указывается в справочниках.

    Справочник по терморезисторам msevm.com/data/trez/index.htm

    Здесь же можно посмотреть рабочий диапазон температур и ТКС: для температуры 220 градусов мало что подходит.

    Характеристика полупроводниковых терморезисторов нелинейна, как показано на рисунке.

    Рисунок. Вольт-амперная характеристика терморезистора -  electrik.info/vat.jpg

    К сожалению, тип Вашего терморезистора неизвестен, так что будем считать, что у Вас терморезистор ММТ-4.

    По графику получается, что при 25 градусах сопротивление терморезистора как раз 1КОм. При температуре 150 градусов сопротивление падает примерно до 300 Ом, точнее по этому графику определить просто нельзя. Обозначим это сопротивление как R4_150.

    Таким образом, получается, что ток через терморезистор составит (закон Ома) I= U_2,5В/ R4_150 = 2,5/300 = 0,0083А = 8,3мА. Это при температуре 150 градусов, кажется, пока все понятно, и ошибок в рассуждениях, как будто, нет. Продолжим дальше.

    При напряжении питания 12В получается, что сопротивление цепи R1, R2 и R4 составит 12В/8,3мА=1,445КОм или 1445Ом. За вычетом R4_150 получается, что сумма сопротивлений резисторов R1+R2 составит 1445-300=1145Ом, или 1,145КОм. Таким образом, можно применить подстроечный резистор R1 1КОм, и ограничительный резистор R2 470Ом. Вот такой получается расчет.

    Все бы это хорошо, только немногие терморезисторы предназначены для работы на температурах до 300 градусов. Более всего для этого диапазона подойдут терморезисторы СТ1-18 и СТ1-19. Смотрите справочник msevm.com/data/trez/index.htm

    Таким образом, получается, что данный терморегулятор не обеспечит стабилизацию температуры 220 и выше градусов, поскольку рассчитан на применение полупроводниковых терморезисторов. Вам придется искать схему с металлическими термосопротивлениями ТСМ или ТСП.

      Комментарии:

    #20 написал: Сергей | [цитировать]

     
     

    При 18 градусов будет ли включатся этот прибор, или что надо изменить чтобы он работал от 18-26 градусов?

      Комментарии:

    #21 написал: Вячеслав | [цитировать]

     
     

    Добрый вечер. Собрал схему и опорное напряжение стабилизатора 1.9 в. С чего такое может быть??

      Комментарии:

    #22 написал: Валерий | [цитировать]

     
     

    Вячеслав,
    проверьте целостность диода.

      Комментарии:

    #23 написал: Валера | [цитировать]

     
     

    Борис Аладышкин,
    Чтоб тиристор пахал в полную силу, т.е. на обоих полупериодах, надо параллельно в цепь тиристора в обратном направлении включить диод, по току рассчитанному на нагрузку и тем самым ты компенсируешь вторую половину жизненных потерь и чтоб повернуть в спять данную работу на обоих полупериодах, можно последовательно диоду воткнуть выключатель............................

    Андрей,

    В сети два полупериода, соответственно один из них открывает, а второй закрывает, вопрос - ЧЁ ДЕЛАТЬ ...... ОТВЕТ - опять же диод спасёт жизнь нашу, относительно Анода и Упр. электрода поставь диод в том направлении, чтоб запирающий полупериод работал на тебя а ни против тебя :)

      Комментарии:

    #24 написал: Владимир | [цитировать]

     
     

    Cобрал я эту  схему. R1 - 68k? R2 - 100 Ом. Силовые контакты К1 зашунтировал 1мкФ, чтоб меньше искрило.Питание через 12- ти вольтовую крэнку. Работает нормально. Гистерезис обеспечивается свойствами самого реле. Не понимаю,про какие проблемы тут говорят некоторые товарищи. Как говорили у нас в учебке: УЧИ МАТЧАСТЬ!

    Добавление комментария
    Имя:*
    E-Mail:
    Комментарий:
    Введите код: *

    Электрика дома  | Электрообзоры  | Энергосбережение
    Секреты электрика | Источники света | Делимся опытом
    Домашняя автоматика | Электрика для начинающих
    Электромастерская | Электротехнические новинки

    Электрик Инфо - электротехника и электроника, домашняя автоматизация, статьи про устройство и ремонт домашней электропроводки, розетки и выключатели, провода и кабели, источники света, обзоры электротехнических новинок, интересные факты и многое другое для электриков и домашних мастеров.
    Copyright © 2008-2016 electrik.info
    Е-mail: electroby@mail.ru Сайт в Google+
    Вся информация на сайте Электрик Инфо предоставлена в ознакомительных и познавательных целях. За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет. Сайт может содержать материалы 12+
    Перепечатка материалов сайта запрещена.

    Полезное

    Светодиодные лампы и светильники IEK