Современная электроника №6/2019

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 55 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2019 Рис. 2. Разводка платы управления рует светодиод оптосимистора, отчего он надёжно запирается. Сетевое напря- жение ~ 220 В подаётся на плату с двух- контактного клеммника KL1. Выходной сигнал оптосимистора (4-й и 6-й выво- дыDA1) поступает на двухконтактный клеммник KL3. Провод, подключаемый к КТ, пропущен через кабельный ввод (KB1), расположенный на задней части корпуса устройства (см. далее). Силовая часть устройства состоит из двух тиристоровVD1, VD2 (Т142-80-12), включённых встречно-параллельно. Ток утечки управляющего электрода (УЭ) одного тиристора составляет около 100 мА, что достаточно для включения другого (с помощьюегоУЭ). Поэтому при включенииоптосимистораDA1 тиристо- ры включаются, а при выключении – выключаются. Приэтомникаких допол- нительных электронных компонентов, кроме оптосимистора, не требуется. Включение и выключение тиристоров VD1иVD2происходит вмомент перехо- да сетевогонапряжения через ноль бла- годаря специальной схеме (ZeroCrossing Characteristics – ZCC) оптосимистора DA1. Это существенно снижает высокоча- стотные помехи, генерируемые тиристо- рами (как в сеть, так и в эфир) при под- ключённойнагрузке вмоментывключе- ния и выключения. Нагрузка, например печка, подключается к двухконтактной розетке Р1 с помощью вилки В2, кото- рые рассчитанына ток 16 А. Устройство подключается к сетевому напряжениюс помощьюкабеля, на одномконце которо- горасположена такаяже вилка, а второй конец пропущен через кабельный ввод KB2, расположенный на задней стен- ке корпуса устройства (см. далее). Для индикации наличия сетевого напряже- ния в устройстве используетсянеоновая лампаHL2 (NE-2H) оранжевогоцвета све- чения со своим токоограничительным резистором R5, а для индикации вклю- чённой нагрузки – неоновая лампа HL1 (NE-2G) зелёногоцвета свечения с огра- ничительным резисторомR5. Устройство электроконтактного тер- мометра, определяющего суть работы схемы, достаточно простое. Он имеет два электрода, к которым подключает- ся кабель. Один из электродов соеди- няется с проводом, расположенным в стеклянной колбе термометра и впаян- ным в капилляр, по которому поднима- ется ртуть, и непосредственно контак- тирующим с ней. Место контакта рас- положено ниже минимальной отметки шкалы температуры. Второй электрод соединяется с проводом, контактирую- щим с тонкимвольфрамовымволоском, расположенным сверху в томже капил- ляре. Положение нижнейчасти волоска может регулироваться по высоте ручкой с закреплённымна неймагнитом, враща- ющим стержень с резьбой, по которому перемещается гайка с прикреплённым волоском. Это требуется для того, чтобы исключить непосредственный контакт ручки и стержня, поскольку последний также укреплён в основной герметично запаянной колбе контактного термоме- тра, заполненной водородомпод давле- нием. Регулируя положение волоска по высоте, можно выставить нужнуютемпе- ратуру включения/выключения нагруз- ки. Приповышении температурыртуть поднимается, ипри контакте с волоском цепь замыкается, в противном случае – размыкается. Максимальный ток через КТ составляет 30–50 мА, что заведомо выше, чем ток 8 мА, при котором вклю- чается оптосимистор. При замыкании контактов КТ егонизкое сопротивление шунтирует светодиод оптрона, т.к. весь ток проходит через КТ, отчего светоди- од гаснет иоптосимистор выключается. Впротивном случае он включается. Как видноиз схемы (см. рис. 1), бестрансфор- маторныйисточник питания постоянно находится под нагрузкой (это либо R3 при замкнутых контактах КТ, либо R3 и сопротивление светодиода оптрона при разомкнутых контактахКТ), что является однимиз строгих условийработытакого ИП, поскольку при работе без нагрузки напряжение на конденсаторе C3 возра- стёт почти до выпрямленного сетевого напряжения, т.е. до 310 В, иC3мгновен- но выйдет из строя. Номиналы резисторов и конденсато- ров в плате управления те же, что и в [1], однако вместо навесных компонентов использованыкомпонентыдля поверх- ностногомонтажа. Максимальное напря- жение, на которое рассчитан конденса- торC3, увеличено до 100 В. Вотличие от макетной платы и навесного монтажа, применённых в [1], новая версия выклю- чателя выполнена на печатной плате. Р АЗВОДКА ПЛАТЫ И КОНСТРУКЦИЯ УСТРОЙСТВА Из разводки печатной платы, сделан- ной с помощью программы Sprint Lay- out 6.0 (см. рис. 2), видно, чтовсе элемен- ты, кроме клеммников, расположены с однойстороны. Файлразводкивформате *.lay6 приведён в дополнительных мате- риалах к статье на сайте журнала www. soel.ru. Методикаизготовленияподобных платподробноописана в [2]. Размерпла- тыуправления составляет 43 × 17мм. После того как плата (см. рис. 3а) изготовлена и промыта в ацетоне или изопропиловом спирте, она со сторо- ны дорожек покрывается тремя слоя- ми нитролака (мебельный или цапон- лак). Дело в том, что при температуре от − 2°C до +5°C иногда наблюдались сбои в работе, что объясняется конденсаци- ей влаги. Как показала эксплуатация в течение года, усовершенствованная конструкция устойчиво работает при температуре от − 30°C до +18°C и выше. На плате установлены двухконтакт- ные клеммники с расстояниями меж- ду контактами 7,5 (XY128VB-2P-7.5) и 5 мм (KLS2-128I-5.00-02P). Устройство размещено в металличе- ском корпусе размером 170 × 130 × 80 мм (см. рис. 3б). В качестве радиаторов для тиристоров использованы недорогие промышленныеохладителиО-121разме- ром60 × 40 × 36мм, имеющие триотверстия с резьбой М6. Центральное отверстие было рассверлено до диаметра 8,5 мм, и внёмбыланарезанарезьбаМ10под винт (анод) тиристора. Перед темкак тиристор был вкрученврадиатор, на еговинт были надетыО-образная клемма сприпаянным кнейпроводомистопорнаяшайба. Каж- дый из радиаторов прикручен к стекло- текстолитовойпластине толщиной4мм 43 17