При розробці термостабилизаторов з сімістором як комутуючого нагрівач елемента доводиться приділяти велику увагу ізоляції вимірювальної ланцюги від електричної мережі. Найчастіше для цього в ланцюзі управління сімістором встановлюють оптрон, а вузол вимірювання температури живлять через понижуючий трансформатор, що працює на частоті мережі 50 Гц. Автор пропонує оригінальне рішення проблеми, що дозволяє обійтися без оптрона і мережевого трансформатора і при цьому значно знизити вагу і габарити пристрою.
Термостабілізатори, зібраний за схемою, показаної на малюнку, можна умовно розділити на дві частини: гальванічно пов'язаний з мережею вузол керування сімістором VS1 (мікросхема DD1, транзистори VT1, VT2, VT4), комутуючим нагрівач, і вузол датчика (терморезистор RK1, мікросхема DA1, транзистор VT3), ізольований від мережі високочастотним трансформатором Т1.
Вузол управління сімістором отримує напругу живлення від однопівперіодного випрямляча з "гасить" конденсатором С1. Випрямлена напруга стабілізоване стабілітронів VD1. На елементах DD1.1, DD1.2 зібраний генератор імпульсів частотою приблизно 10 кГц. Каскад на транзисторі VT1 - підсилювач імпульсів з трансформаторної навантаженням. Його особливість-залежність падіння напруги на резисторі R8 від опору, яким навантажена вторинна обмотка трансформатора Т1. Тому закритий у відсутність навантаження транзистор VT2 відкривається з зростанням споживаного від обмотки II струму.
Стабілітрон VD3 з резистором R10 і елемент DD1.3 формують прямокутні імпульси, фронти і спади яких збігаються з моментами переходу мережевого напруги через нуль. При закритому транзисторі VT2 ланцюг конденсатора С6 розімкнута, на обидва входи елемента DD1.4 надходять однакові сигнали і рівень на виході елемента - низький. Транзистор VT4, а з ним і симистор VS1 закриті. На підключений до розетки XS1 нагрівач мережеве напруга не надходить.
Коли транзистор VT2 відкритий, інтегруюча ланцюг R14C6 трохи затримує імпульси, що надходять на вхід 6 DD1.4, в результаті чого на виході цього елементи з'являються імпульси тривалістю приблизно 0,3 мс, збігаються з переходами мережевої напруги через нуль. Пройшовши підсилювач на транзисторі VT4, імпульси на початку кожного напівперіоду відкривають симистор VS1. Нагрівач підключений до мережі.
Таким чином вдається керувати нагрівачем, змінюючи навантаження, підключену до ізольованій від мережі обмотці II трансформатора Т1. Випрямленою з допомогою діода VD4 напругою цієї обмотки живлять ОУ DA1 і резистивний міст, одним з плечей якого є терморезистор RK1. Залежне від температури напруга розбалансу моста надходить на входи ОП. В результаті при температурі нижче заданої рівень напруги на виході DA1 високий, а вище заданої - низький. Температурний поріг встановлюють змінним резистором R2.
Сама по собі зміна рівня напруги на виході DA1 не може призвести до відкриванню симістора VS1, так як струм, споживаний ОП (приблизно 1,4 мА), майже не змінюється. Роль змінного навантаження виконує каскад на транзисторі VT3 з світлодіод HL1 в колекторної ланцюга. Якщо температура нижче порогової, транзистор VT3 відкритий, світлодіод світиться, а споживаний струм зростає до 7 мА. Пропорційно збільшується падіння напруги на резисторі R8 емітерної ланцюга транзистора VT1, що і призводить до включення нагрівача.
Магнітопровід трансформатора Т1 - сталевий ШЗх6, обмотка I - 600, II - 1000 витків дроту ПЕВ-2 0,08. Особливу увагу слід приділити ізоляції, проклавши між обмотками два-три шари лакотканини і просочивши готову котушку парафіном або вологостійким лаком. Терморезистор RK1 - ММТ-4. Стабілітрон VD1 можна замінити на КС512А, а в якості VD3 використовувати будь-який малопотужний з напругою стабілізації 7...9 Ст. Конденсатор С1 - К73-17 або подібний на робочу напругу не нижче зазначеного на схемі. Інші деталі - загального застосування.
Конструктивно термостабілізатори можна виконати у вигляді єдиного блоку, або двох окремих - управління і термодатчика, сполучених між собою двопровідними кабель довжиною до декількох метрів. Останній варіант найбільш зручний для великих приміщень (овочесховищ, теплиць), де датчик температури доводиться виносити на значну відстань.
На час регулювання до розетки XS1 замість нагрівача краще підключити звичайну лампу розжарювання, що дозволить візуально контролювати роботу пристрою. Регулювання вузла управління сімістором полягає в установці движка підлаштування резистора потенціометра R8 в таке положення, щоб напруга на ньому становила не менше 0,8 В, коли світлодіод HL1 світиться, і не більше 0,3 В в іншому випадку.
Для градуювання шкали змінного резистора R2 можна і не підключати термостабілізатори до мережі. Вузол датчика від'єднують від обмотки II трансформатора Т1 і живлять від джерела постійної напруги 9...12 В (плюсом - до анодам діода VD4 і світлодіода HL1, мінусом - до висновку 4 мікросхеми DA1). Терморезистор RK1 поміщають у середовище з відомою температурою (її контролюють звичайним лабораторним термометром). Повільно обертаючи вісь змінного резистора, фіксують момент запалювання або згасання світлодіода HL1 і роблять на шкалі відповідну позначку. Процедуру повторюють при різних температурах. Зазначені на схемі номінали резисторів R1 і R2 відповідають інтервалу температур приблизно від 0 до 40 °С. Зміною номіналів резисторів можна перемістити ці межі в бажані боку. Закінчивши градуювання, датчик знову підключають до трансформатора Т1.
Автор: С. Безюлев, р. Шебекіно Бєлгородської обл.