Хотя интегральный таймер типа 555 в основном предназначается для хронирующих схем, но эту ИС совместно с термистором, обладающим отрицательным т.к.с., можно использовать также для создания экономичной и достаточно универсальной схемы полупроводникового термостата.

Внутренний резистивный делитель таймера создает опорные напряжения (1/3Vcc и 2/3Vcc) для обоих, компараторов, входящих в состав таймера. Когда внешнее напряжение, подаваемое на пороговый вход таймера (вывод 6), превышает 2/3Vcc, на выходе соответствующего компаратора появляется импульс, перебрасывающий триггер. При этом включается разрядный транзистор, в результате чего на выходе усилительного каскада возникает сигнал низкого уровня.

Интегральный таймер в схеме регулирования температуры

(нажмите для увеличения)

В большинстве случаев (включая описываемую схему) отпирание разрядного транзистора таймера приводит к тому, что напряжение на пороговом входе становится меньше 2/3Vcc. Если после этого напряжение на входе запускающего импульса (вывод 2) падает ниже 1/3Vcc, то второй компаратор генерирует импульс, который возвращает триггер в первоначальное состояние, разрядный транзистор выключается и напряжение на выходе усилительного каскада приобретает прежний высокий уровен ь.

Такое действие схемы таймера делает ее удобной для целей регулирования температуры, в частности, в электронных термостатах, внутри которых температура должна оставаться фактически постоянной независимо от изменения внешней температуры в некоторых пределах. С ростом температуры будет увеличиваться (прямо пропорционально ей) напряжение на пороговом входе, пока оно не достигнет 2/3 Vcc. Тогда состояние выходного каскада таймера изменится, и это послужит сигналом для включения охлаждающего блока или же просто для отключения имеющегося в термостате подогревателя. После этого температура начнет падать, и когда напряжение на входе запускающего импульса достигнет 1/3Vcc, выходной каскад вернется в первоначальное состояние, что послужит сигналом для выключения охлаждающегося блока или включения подогревателя.

В схеме термостата, показанной на рисунке, делитель напряжения, состоящий из термистора и резисторов, вырабатывает напряжение, прямо пропорциональное температуре. Когда температура возрастает (высокий уровень напряжения на выходе таймера, разрядный транзистор отключен), напряжение на пороговом входе определяется коэффициентом деления R1/(Rт+ +R1+R2) и возрастает с уменьшением величины Rт.

Когда Rт равно сопротивлению термистора Rтн в верхней точке допустимого перепада температур, коэффициент деления, требующий, чтобы напряжение на пороговом входе было равно 2/3 Vcc, должен быть равен

Интегральный таймер в схеме регулирования температуры

После того как напряжение на пороговом входе (на входе первого компаратора) достигает указанного уровня, разрядный транзистор включается, что эквивалентно включению R3 параллельно с R1+R2.

Когда температура падает, величина Rт возрастает, а напряжение питания теперь делится между Rт и [R3II(R1+R2)]. Когда Rт равно сопротивлению термистора Rтc в нижней точке допустимого перепада температур, делитель должен давать на вход запускающего импульса напряжение 1/3 Vcc. При этом его коэффициент деления должен быть

Интегральный таймер в схеме регулирования температуры

Таким образом, уровни напряжений на выходах делителя, состоящего из термистора и резисторов, изменяются разными способами в зависимости от того, находится ли термостат в той части своего рабочего цикла, когда температура увеличивается, или в той части, когда она уменьшается. Это различие необходимо ввести по той причине, что сопротивление термистора изменяется в зависимости от температуры по квазиэкспоненциальному закону, и даже в узком интервале температур оно может измениться в два-три раза, т. е. сопротивление термистора Rтc в нижней точке интервала температур может быть в несколько раз больше его сопротивления Rтн верхней точке интервала температур.

Если в этой схеме используется стандартный термистор, для которого зависимость сопротивления от температуры известна, расчет схемы достаточно прост. Когда Rтс больше Rтн в два или более раз, можно положить R2=Rтс и К=Rтс/Rтн (К-постоянный коэффициент). Чтобы в делителе соблюдались правильные отношения между сопротивлениями, нужно

Интегральный таймер в схеме регулирования температуры

Но если Rтс/Rтн<2, тогда надо положить R1=0 и R2=2RТн, так что

Интегральный таймер в схеме регулирования температуры

Во всех этих формулах предполагается, что входы компараторов не нагружают делитель напряжения.

Чтобы пределы температуры, на которые установлен термостат, соблюдались достаточно точно, необходимо рассеивать в термисторе как можно меньшую электрическую мощность. Саморазогрев термистора можно свести к минимуму, заставив ИС таймера работать при самом низком допустимом напряжении питания -5 В. Однако при высокой верхней температуре регулирования, когда сопротивление термистора может быть совсем маленьким (несколько сотен Ом), этот способ может не дать требуемых результатов. С другой стороны, при очень низких температурах регулирования допустимые сопротивления делителя надо выбирать исходя из величин входных сопротивлений компараторов.

Чтобы предотвратить ложные срабатывания от помех и наводок, необходимо зашунтировать входы компаратора емкостями. Это особенно важно, когда велики сопротивления делителя, в системе действуют значительные помехи или же термистор подключается к схеме с помощью проводников большой длины.

Автор: Де Колд; Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

Навигация

Инструкции по эксплуатации

Модуль RP023 питания 5/3,3 В для беспаечных макетных плат.
Модуль питания для беспаечных плат
Плата представляет собой модуль питания, имеющий в своем составе два стабилизатора напряжений 5 и 3,3 В. Модуль имеет форму и размеры, позволяющие его устанавливать на стандартные макетные платы, используемые на начальном этапе разработки электронных устройств. При этом значительно экономится драгоценное место на макете, которого, как известно, много не бывает. Напряжение каждой шины питания выбирается с помощью установленного на ней переключателя, что позволяет независимо устанавливать требуемое напряжение на каждой из линий питания. Входное напряжение в диапазоне от 5 до 12 В может подаваться на любой из имеющихся разъемов: стандартный круглый разъем типа DJK-02A или miniUSB. Для контроля выходных напряжений на плате имеется индикатор. Технические характеристики: Входное напряжение постоянное, В - 5…12 Нагрузочная способность каждого выхода, А - 1 Габаритные размеры без
Цена 300.00 руб.
Copyright © 2017 Электрические принципиальные схемы.