presenta:
Due termostati con ventola
per transistor di potenza
Il presente elaborato è utile nel pilotare una ventola di raffreddamento per dissipatori di transistor di potenza ed è costituito da una resistenza NTC e da un NE555. Il funzionamento è quello di acceso-spento, senza passaggi intermedi.
La resistenza NTC è nota per il suo diminuire di resistenza all'aumentare della temperatura; la variazione può essere anche attorno al 6% del suo valore nominale per ogni grado centigrado.
Essa è abbinata ad un NE555 in configurazione monostabile: quando la tensione sul piedino 2 scende al di sotto di 1/3 della tensione di alimentazione l'uscita (piedino 3) sale a livello alto, quando sale al di sopra di 1/3 l'uscita scende a livello basso e pilota un darlington che dà o nega il consenso al funzionamento della ventola.
Pertanto quando, a seguito dell'innalzamento della temperatura, la NTC sarà diminuita di quel tanto da far scendere il piedino 2 sotto 1/3 della tensione di alimentazione, l'uscita dell'NE555 salirà a livello alto e piloterà TR1 nel senso della conduzione. Viceversa accadrà per un abbassamento di temperatura, dovuta al soffio della ventola sul dissipatore da controllare.
Badate che il valore nominale della NTC e dato per una temperatura di 18°C, pertanto sarà necessario tener conto del suo valore di resistenza alla temperatura alla quale si desidera la termostatazione.
Allora R2 andrà scelto in modo che, alla temperatura critica (con tolleranza ±2°C), si possa ottenere meno di 1/3 della tensione di alimentazione sul piedino 2.
Con NTC a vite e con i valori dello schema si può contare su di una temperatura minima di 40-50°C.
Tuttavia non tutte le NTC assumono gli stessi valori di resistenza durante la stessa escursione termica, pertanto può rivelarsi necessario aggiustare i valori di R1 ed R2
I componenti R4 e C2 hanno lo scopo di impedire una rapida e ripetuta commutazione acceso-spento.
La resistenza NTC dovrà essere di preferenza a vite, onde essere fissata direttamente sul dissipatore termico da controllare.
La taratura alla temperatura desiderata, avviene per il tramite di R2, l'isteresi tra funzionamento e blocco è di circa 2°C .
N.B. la soglia di 1/3 varierà a seconda della tensione di alimentazione.
N.B. la soglia di 1/3 varierà a seconda della tensione di alimentazione.
Termostato proporzionale
Il seguente termostato invece è del tipo proporzionale, cioè modula la velocità della ventola di raffreddamento proporzionalmente alla temperatura, pertanto il numero di giri sarà quello sufficiente alla necessaria ventilazione.
La sonda è costituita da un transistor del tipo BD136 PNP polarizzato in senso diretto con una resistenza tra base e collettore.
La particolarità di un transistor nei confronti della temperatura è che ad un aumento di quest'ultima diminuisce linearmente la tensione base-emittore, per cui aumenta la corrente di collettore e diminuisce la tensione su di esso.
Viene usato un BD136 poichè è in contenitore plastico forato, quindi può essere fissato in maniera isolata sul dissipatore termico da tenere sotto controllo, soprattutto quando il transistor finale da raffreddare è a contatto diretto (non isolato con mica o altro) con il dissipatore.
Fate attenzione alla faccia del BD136 che metterete a contatto con l'aletta termica, perchè una delle facce è metallica ed è collegata elettricamente al collettore.
La sonda è costituita da un transistor del tipo BD136 PNP polarizzato in senso diretto con una resistenza tra base e collettore.
La particolarità di un transistor nei confronti della temperatura è che ad un aumento di quest'ultima diminuisce linearmente la tensione base-emittore, per cui aumenta la corrente di collettore e diminuisce la tensione su di esso.
Viene usato un BD136 poichè è in contenitore plastico forato, quindi può essere fissato in maniera isolata sul dissipatore termico da tenere sotto controllo, soprattutto quando il transistor finale da raffreddare è a contatto diretto (non isolato con mica o altro) con il dissipatore.
Fate attenzione alla faccia del BD136 che metterete a contatto con l'aletta termica, perchè una delle facce è metallica ed è collegata elettricamente al collettore.
L'integrato LM741 (sostituibile da un TL081, da un TL071, da 1/2 LM358, da un LM301, da un LM311) viene polarizzato sul piedino 2, invertente, con una certa tensione di riferimento (Vref); quando il piedino 3, non invertente, a seguito dell'innalzamento della temperatura, scende al di sotto della Vref, l'uscita dell'LM741 va a livello basso (di massa) e quindi polarizza per la conduzione il TIP126, viceversa con l'abbassamento della temperatura.
Poichè ciò avviene in maniera abbastanza graduale anche la ventola girerà gradualmente più veloce con l'innalzamento della temperatura.
Usando l'LM301 è necessario porre un condensatore da 27pF tra il piedino 1 e 8. L'LM 311 è a collettore aperto, ma funziona ugualmente.
Taratura:
portate P1 e P2 (trimmer multigiri) a circa metà corsa, date tensione e, a temperatura ambiente, ruotate P1 fino a leggere sul collettore del BD136 una tensione di 2,2-2,4 V, poi portate la sonda alla temperatura di termostatazione desiderata (40-50°C) e ruotate P2, in un senso o nell'altro, fino a fare accendere, a bassa intensità, LD1 e a far ruotare lentamente la ventola.
Vedrete che innalzando ancora la temperatura la ventola aumenterà il numero di giri ed LD1 aumenterà la luminosità, mentre diminuendo la temperatura la ventola giungerà a fermarsi ed LD1 a spegnersi.
Il TIP126 può essere sostituito da qualsiasi darlington PNP con Hfe > 750.