Використання транзистора в якості нагрівача

REC Johnson, B Lora Narayana, Devender Sundi, Центр клітинної і молекулярної біології, Індія

Датчик температури і нагріте транзистор підтримують температуру біологічних зразків

Зазвичай транзистори використовуються для управління резистивним нагрівальними елементами. Але в ряді випадків доцільніше використовувати тепло, що виділяється самим потужним транзистором, адже більшість транзисторів можуть надійно працювати при температурі до 100 ° C. І справа не тільки в бажанні заощадити на нагрівальному елементі, іноді такого рішення просто немає альтернативи. Типовим прикладом може служити біологічна лабораторія, де дуже часто доводиться підтримувати на постійному рівні температуру зразків, що знаходяться в мікрокювет. Обмежений обсяг, специфічна геометрія кювет і температура, за визначенням не перевищує 100 ° C, стали чинниками, стимулювати розробку описуваної схеми.

Для прямого нагріву біологічних об'єктів в межах від температури навколишнього середовища до 45 ° C можна використовувати N-канальний MOSFET типу IRF540. На рисунку 1 зображена проста релейний схема управління, в якій датчиком температури служить мікросхема LM35 (IC1), для вимірювання вихідної напруги якій використовується звичайний мультиметр. Порівнюючи вихідна напруга LM35 з напругою, встановленим потенціометром VR1. компаратор IC2 управляє транзистором Q2. Позитивним зворотним зв'язком через резистор R9 забезпечується невеликий гістерезис компаратора. Перемикач S1 комутує вимірювальний прилад між виходом датчика, напруга на якому відповідає реальній температурі, і движком потенціометра VR1. Для отримання опорного напруги VREF використовується шунтовой регулятор TL431 (на схемі не показаний). Світлодіод LED відображає включення транзистора Q2.

Мікросхема IC1 вимірює температуру об'єкта, що нагрівається транзистором Q2. Необхідна температура встановлюється потенціометром VR1.

IC1 і Q2 монтуються на металевому тримачі, з яким вони повинні мати тепловий контакт. Бажано використовувати теплопроводящую пасту. Не забувайте, монтажний висновок корпусу TO-220 електрично з'єднаний зі стоком транзистора, і замість пасти вам, можливо, буде потрібно теплопроводящая прокладка. Для підтримки в кюветі температури 45 ° C досить за допомогою потенціометра VR3 встановити струм транзистора Q2 рівним 270 мА.

Перш ніж почати користуватися не забудьте движок потенціометра VR3 встановити в положення, відповідне мінімальної потужності. Розширити температурний діапазон можна, змінивши номінали елементів дільника напруги R1. R2. VR1. Реальна конструкція містить не показане на схемі пристрій захисного відключення при неприпустимому перегріві.

Можливі й інші варіанти застосування цієї схеми. Для прикладу, можна назвати такі додатки, як лінійні регулятор, схеми широтно-імпульсної модуляції і ПІД-контролери.

Схожі статті