Электронный тепловой выключатель агрегатов и узлов аппаратуры

Введение

Электронный тепловой выключатель может использоваться для отключения отдельных агрегатов и узлов радиоэлектронной и электроаппаратуры при их нагреве свыше заданной предельной температуры: трансформаторов, электродвигателей, катушек реле, полупроводниковых устройств с теплоотводами и т. п.

Электрическая принципиальная схема и конструкция электронного теплового выключателя

Электрическая принципиальная схема электронного теплового выключателя приведена на рис. 1. В качестве датчика температуры используются четыре последовательно включенных кремниевых диода VD0.1-VD0.4. При  температуре 25 ⁰C падение напряжения на датчике составляет порядка 2 В, температурный коэффициент преобразования равен примерно -10 мВ/⁰C. Устройство питается от сети переменного тока напряжением 220 В частотой 50 Гц по бестрансформаторной схеме. Сетевое напряжение через балластный конденсатор C3 подается на диодный мост VD5-VD8. Выпрямленное напряжение стабилизируется цепочкой стабилитронов VD3VD4 и фильтруется конденсатором C2. Резистор R12 ограничивает амплитуду импульса тока при включении, а резистор R11 служит для разряда конденсатора C3 после выключения устройства. Датчик температуры подключается через резистор R1, значение которого определяет величину тока через датчик. Делитель напряжения R2R3 задает температуру, при которой происходит срабатывание компаратора, собранного по схеме триггера Шмидта на операционном усилителе DA1 (К140УД6 или аналогичный). Разница температур включения и выключения зависит от соотношения величин резисторов R4R7. Выходное напряжение компаратора управляет работой электронного ключа VT1, ток через который подается в рабочую обмотку реле P1. Нагрузка, температура которой контролируется с помощью установленного на ней датчика VD0.1-VD0.4, включается через контакты K1.1 реле P1. Пока температура на контролируемом агрегате или узле ниже заданной предельной, контакты замкнуты. Когда температура превышает заданную предельную, контакты размыкаются, агрегат или узел отключаются, начиная охлаждаться. После охлаждения ниже заданной предельной температуры (с некоторым дополнительным смещением, определяемым соотношением сопротивлений резисторов R4R7), контакты реле замыкаются вновь.

Рис. 1. Электрическая принципиальная схема теплового выключателя.

Электронный тепловой выключатель собран на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита размером 100 х 50 мм² (рис. 2). Датчик температуры собран на печатной плате из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита размером 10 х 10 мм² (рис. 3) и подключается к контактам платы электронного теплового выключателя с помощью витой пары необходимой длины.

Рис. 2. Печатная плата электронного теплового выключателя. Размеры 100 х 50 мм².

Рис. 3. Печатная плата датчика температуры электронного теплового выключателя. Размеры 10 х 10 мм².

Электронный тепловой выключатель применялся, в частности, для защиты от перегрева силового трансформатора емкостного накопителя энергии [1].

Ссылки:

1. Генератор мощных импульсов тока (емкостной накопитель энергии)
2. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники: В 3-х томах: Т. 1 - 3. Пер. с англ. - 4-е изд. перераб. и доп. - М.: Мир, 1993.

Словарь терминов:

• Датчик - устройство, являющееся первичным элементом цепи измерения, контроля или регулировки какой-либо физической величины, изменяемый вместе с этой величиной некоторый параметр которого (сигнал) может преобразовываться данной цепью для дальнейшего использования в соответствии с предназначением цепи.

04.07.2011

Альтернативные источники энергии
Компьютеры и Интернет
Магнитные поля
Механотронные системы
Перспективные разработки
Электроника и технология

Главная страница