Выбор и обоснование принципиальной схемы устройства

Характеристика объекта проектирования

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Данный вид терморегулятора позволяет осуществлять регулировку температуры в диапазоне от 5 до 300 градусов по Цельсию, не создавая помех.

Диапазон температур позволяет использовать данный терморегулятор в домашних условиях. Например, для поддержания определенной температуры в помещении.

Набор элементов позволяет собрать регулятор температуры, практически не создающий помех. Поэтому отпадаетнеобходимость установки громоздких помехоподавляющих цепей. Такой регулятор может использоваться длярегулирования температуры электронагревательных приборов, электропаяльника, водонагревателя, теплицы или

аквариума.

Терморегулятор может устанавливаться в разрыв сетевого шнура устройства без дополнительного крепления.

Вследствие использования бесконтактной коммутации регулятор отличается повышенной надежностью.

Согласно заданию необходимо устройство со следующими техническими характеристиками:

– напряжение питания: 220 В;

– ток потребления, менее: 4 мА;

– максимальная мощность нагревателя: 650 Вт;

– диапазон регулировки температур: + 5... 300 ⁰C.

Принципиальная схема разработанного устройства показана нарисунке 1.1.

В качестве регулирующего элемента используется мощный полевой транзистор VT1. По сравнению с тиристорами, современные мощные полевые транзисторы имеют меньшее прямое падение напряжения и, следовательно, меньше греются. Кроме того, они требуют значительно меньшей мощности в цепи управления. Дополнительно в данной схеме за счет переключения транзистора при нулевом напряжении на стоке устранен эффект динамической входной емкости, что еще более облегчило требования к цепи управления. В результате оказалось возможным под­ключить затвор полевого транзистора непосредственно к выходу КМОП-микросхемы.

Резистором R4 на неинвертирующем входе компаратора DA2 задается уровень требуемого выходного напряжения. На другой вход компаратора через интегрирующую цепь R9C2 (контакты Х4 и Х5 замкнуты) подается управляющий сигнал с затвора полевого транзистора. Напряжение на выходе интегрирующей цепи прямо пропорционально времени открытого состояния транзистора и, следовательно, выходной мощности. Сигнал рассогласования с выхода компаратора поступает на вход полевого транзистора через триггер-защелку DD1. На счетный вход этого триггера посту­пает стробирующий сигнал с оптрона DA1, который обеспечивает переключение триггера и изменение управляющего напряже­ния на затворе полевого транзистора только в момент перехода сетевого напряжения через ноль. Перезапись состояния триггерапроизводится один раз за каждый полный период сетевого напряжения, что обеспечивает устранение помех при переключении и от­сутствие постоянной составляющей на нагрузке.

Рисунок 1.1 – Принципиальная схема терморегулятора

Дата добавления: 2015-07-13