Сигнализатор перегрева

April 25, 2012 by admin Комментировать »

В радиолюбительской практике, да и в быту, применяется самая разнообразная электронная аппаратура. Надежность ее работы и правильность функционирования во многом зависят от температурного режима. Все понимают, что перегрев радиоэлектронного устройства чреват печальными последствиями и, как правило, они необратимы.

Самый простой пример из практики радиолюбителя — это обычный паяльник. Перегрев его жала опасен для радиоэлементов и может вывести их из строя еще до подачи питания. Да и долговечность самого паяльника при перегреве сокращается.

Многие отказы аппаратуры возникают по причине дефектов, проявляющихся постепенно, и очень многие из них сопровождаются повышением температуры. Например, может перегреться источник питания при повышенной нагрузке во время проведения эксперимента. Когда он выйдет из стоя и «сгорит» будет уже поздно. Останется только произвести его ремонт и заменить отказавшие детали. Хорошо бы заранее знать о превышении температуры и получать об этом предупредительный сигнал, тогда и последствия будут не такими тяжелыми.

Одна известная нам микросхема и несколько деталей позволяют создать полезное, а зачастую и незаменимое устройство, спектр применения которого очень широк. Усйлители мощности и источники питания различного назначения, электродвигатели и двигатели внутреннего сгорания в бытовых установках и автомобилях требуют контроля температуры перегрева.

Простой сигнализатор повышения температуры выше установленного порога можно собрать по схеме, приведенной на рис. 3.19.

Разобраться в этой схеме несложно. Как мы знаем (см. гл. 1), микросхема КР1156ЕУ5 содержит внутренний генератор. Импульсы, вырабатываемые им, управляют выходными транзисторами, имеют фиксированную скважность, а частота следования определяется емкостью конденсатора С2.

Рис. 3.19. Схема электрическая сигнализатора перегрева

Выходные импульсы микросхемы через транзисторный ключ (VT3) управляют светодиодным индикатором (HL1), который и сигнализирует о превышении температуры.

Температуро-чувствительным элементом, или датчиком температуры, в этой схеме служит транзистор VT1.

Работа элементов схемы происходит следующим образом. Как известно, на выходные транзисторы микросхемы КР1156ЕУ5 сигнал управления от внутреннего генератора поступает только тогда, когда потенциал входа IN не превышает порог срабатывания (примерно 1,25 В). Только в этом случае компаратор выдает разрешающий сигнал. В противном случае (при превышении 1,25 В) выходные транзисторы все время закрыты, транзистор VT3 открыт и индикатор постоянно включен.

Вот на этой особенности микросхемы и построена логика работы сигнализатора. Термочувствительный узел (VT1, VT2, R1, R2, R3 и R5) устанавливает потенциал на входе компаратора в зависимости от температуры датчика, что приводит к миганию светодиода при определенной температуре.

Порог срабатывания сигнализатора перегрева определяется резистором R1. Напряжение на резисторе R1 устанавливается таким образом, что при нормальной температуре его величина недостаточна для открывания транзистора VT1.

При этом транзисторы термочувствительного элемента (VT1 и VT2) закрыты и потенциал входа IN превышает порог срабатывания (примерно 1,25 В). Поэтому генератор заблокирован и не управляет светодиодом, который постоянно включен.

При увеличении температуры напряжение перехода Б—Э транзистора VT1 уменьшается, так как его ТКН отрицательный, и при определенной температуре VT1 начнет открываться. Следом произойдет открывание транзистора VT2. При этом потенциал входа IN снизится и генератор будет вырабатывать импульсы низкой частоты, а светодиод мигать. Так индикатор перегрева «сообщит» о превышении температурного порога.

В таблице 3.7 приведен перечень радиоэлементов, которые потребуются для изготовления сигнализатора. Комплектующие элементы перед монтажом желательно проверить. Далее они монтируются на печатную плату, эскиз которой приведен на рис. 3.20. Расположение элементов на плате показано на рис. 3.21.

Таблица 3.7. Перечень элементов для схемы сигнализатора перегрева

Г

I Поз. обозн.

г

Тип

Допустимая замена

Конденсаторы

С1

К50-35 10 мкФ 63 В

г — —

С2

К50-35 100 мкФ 16^В

10—47 мкФ

Микросхема

DA1

КР1156ЕУ5

i …. „ ,………………….

Поз. обозн.

Тип

Допустимая замена

Резисторы С2-33 0,25 Вт 10 %

С1-4, имп., 5 %

R1

2 кОм

R2

1,5 кОм

R4

20 кОм

R5

2 кОм

R6

3,9 кОм

R 7

2 кОм

Резистор СГ13-386 0*125 Вт

СПЗ-386 0,125 Вт

R3

1 кОм

См. текст

Транзисторы

VT1

КТ3107Б, Г, Д, Ж—Л

КТ361Б, Е, Ж, И

VT2, VT3

КТ3102БМ-ЕМ

КТ315Р

Индикатор

НИ

АЛ307К

АЛ336А

После тщательной визуальной проверки правильности установки элементов на плате, особенно полярных, таких как транзисторы, конденсаторы и светодиод, можно подключать плату к источнику питания. При этом переменный резистор R3 должен иметь максимальное сопротивление.

Рис. 3.20. Эскиз печатной платы сигнализатора перегрева

Рис. 3.22. Схема электрическая сигнализатора перегрева

VT3 закрыты, ток через опорный элемент мал и светодиод HL2 почти не излучает. Повышение температуры приводит к открыванию транзисторов и увеличению тока в цепи светодиода до максимальной величины, определяемой резистором R8. В этом случае яркое свечение светодиода сигнализирует о достижении порога срабатывания.

Второй индикатор на двухцветном светодиоде (HL1) также показывает, в каком состоянии находится устройство. Зеленый сегмент (правый на схеме) горит непрерывно, пока подано напряжение питания и температура датчика не превышает заданную. Как было сказано выше, достижение порога срабатывания сопровождается снятием блокировки с генератора импульсов микросхемы DA1 и периодическим открыванием выходных транзисторов. При этом двухцветный светодиод начинает мигать: попеременно то зеленым, то красным цветом.

Еще одним отличием в схеме данного устройства является опорный элемент. Он также выполнен на двух транзисторах, но чувствительным элементом является п-р-п транзистор. Он обладает большим коэффициентом передачи и поэтому можно уменьшить ток в делителе R3R4R5.

Таким образом, усложнение схемы сигнализатора перегрева приводит к тому, что возможен визуальный контроль за работой основных узлов устройства, а также диагностика возникшей неисправности.

Для изготовления сигнализатора необходимо подобрать радиоэлементы, перечень которых приведен в таблице 3.8.

Таблица 3.8. Перечень элементов для схемы сигнализатора перегрева

Поз. обозн.

Тип

Допустимая замена

Конденсаторы

С1

К50-35 100 мкФ 16 В

С2

К50-35 10 мкФ 63 В

10—47 мкФ

Источник: 33 схемы на микросхеме КР1156ЕУ5, © «АЛЬТЕКС», 2005 © И. Л. Кольцов, 2005

Оставить комментарий