Схемотехніка точкових теплових пожежних сповіщувачів (Частина 2.2)
Елементарні схемотехнічні «кубики» Компаратор Виявити зміну знака вихідного сигналу з вимірювального моста Уітстона і перетворити їх у сигнали, що призводять до перемикання бістабільного елементу, може компаратор (нуль-орган) [16 - 18]. Необхідно щоб вхідні кола цього вузла не впливали на параметри попереднього, наприклад резистивного мосту, а вихід міг змінити стан наступного за ним вузла, наприклад бістабітьного елемента. Найпростішим вузлом, який може виконати зазначену функцію, є транзисторний трансформатор постійного струму на двох транзисторах різної провідності [19], схема якого представлена на рис. 25 Рис. 25 Якщо напруга Uin буде менше або рівною Uref, то струм в ланцюзі колекторів цих транзисторів йти не буде. Якщо ж U in перевищить Uref на 1 В, то обидва транзистора відкриються. До недоліків цієї схеми відноситься те, що величина зсуву дорівнює сумі падінь напруг на двох відкритих база-емітерний переходах. Температурна залежність падіння напруги на цих переходах визначається коефіцієнтом 4,6 мВ / ºС.Для того, щоб виключити вплив падіння напруги на база-емітерних переходах та його температурну залежність необхідно використовувати диференційний підсилювальний каскад [20]. Транзисторний підсилювач - компаратор з диференціальним входом представлений на рис.26.
Рис. 26 Виключити вплив параметрів резисторів у диференціальному підсилювачі може інвертор струму (струмове дзеркало) [19, рис. 2.35]. Практична схема диференціального підсилювача на п'яти транзисторах представлена на рис. 27. Рис. 27 Звичайно, кращі результати можна отримати при використанні інтегральних операційних підсилювачів [21]. Компаратор з гістерезисом (тригер Шмітта) побудований на операційному підсилювачі КФ1407 УД2 представлений на рис. 28. Рис. 28 За допомогою позитивного зворотного зв'язку можна регулювати величину гістерезису, коли перемикання компаратора у зведений стан буде відбуватися при одній температурі, а повернення у початковий стан буде здійснюватися при більш низькій температурі. Випрямляч Підключення активних (струмоспоживаючих) пожежних сповіщувачів до шлейфу пожежної сигналізації зазвичай здійснюється через випрямляч [22]. Діод не тільки виконує захисну функцію при роботі у постійно струмовому шлейфі, але грає роль випрямляча в знакозмінному шлейфі пожежної сигналізації. Випрямляч з ємнісним фільтром представлений на рис. 29.Власна індуктивність провідників шлейфу може позначатися на завадостійкість сповіщувача. Зменшити цей вплив може розподілена ємність - керамічні або прохідні конденсатори, які встановлюються в сповіщувачі до випрямляча, безпосередньо між провідниками шлейфу. Схема такого випрямляча наведена на рис. 30.
Істотно підвищити завадостійкість сповіщувача в шлейфі пожежної сигналізації можуть також спеціальні захисні елементи: варистори, супресори, розрядники та інші елементи. Схеми випрямляча з варистором та з двонаправленим супрессором наведені відповідно на рис. 31 та 32.
Іноді пожежні сповіщувачі містять мостовий випрямляч (див. рис.33). Як і у випадку використання просто діода, перед мостовим випрямлячем можуть підключатися конденсатори, супресори, варистори. Схема мостового випрямляча з додатковими елементами захисту наведена на рис. 34.
Застосування у пожежних сповіщувачах мостових випрямлячів спрощує їх монтаж у постійно струмових шлейфах пожежної сигналізації, тому що не потрібно дотримуватись полярності при підключенні сповіщувачів. Але в знакозмінному шлейфі такий сповіщувач при спрацюванні буде формувати в шлейфі замість сигналу пожежної тривоги сигнал несправності, так як значне зменшення опору ланцюга для обох гілок напруги буде еквівалентно до короткого замикання в шлейфі пожежної сигналізації. Стабілізатор Найпростіший параметричний стабілізатор напруги [22, с. 97] застосовується у пожежних сповіщувачах за умови, що напруга обмеження для вибраних стабілітронів зберігається при малих токах, 0,5 мА та менше. Схема стабілізатора напруги наведена на рис. 35. Роль обмежувача струму в цій схемі виконує резистор. Розширити діапазон вихідних струмів стабілізатора напруги може емітерний повторювач. У цьому випадку вихідна стабілізована напруга Uct буде менше залежати від струму навантаження, тому що струм, який проходить через стабілітрон, практично не змінюватиметься. Схема транзисторного стабілізатора напруги наведена на рис. 36
Обмежити струм в ланцюзі може транзисторний стабілізатор струму. Схема цього вузла, виконана на біполярних транзисторах наведена на рис. 37. Існує безліч схем обмежувачів струму, так у книзі [20] цим елементам присвячено цілий розділ. Особливістю, наведеної тут схеми, є те, що номінали резисторів легко розраховуються. При виборі високовольних транзисторів (Uce ≥ 30 B) з досить великим коефіцієнтом підсилення (β ≥ 100) на відтворюваність вихідних параметрів вузла вже практично не впливають самі значення параметрів транзисторів. Рис. 37 Поєднати функції стабілізатора напруги та стабілізатора струму може вузол обмеження струму і напруги, схема якого представлена на рис. 38. Рис. 38 За допомогою представлених вище елементарних "кубиків" можлива побудова досить великої кількості різноманітних за схемами теплових пожежних сповіщувачів. Крім того, з наведеної літератури можна відібрати й інші аналоги для кожного функціонального вузла, що дозволить ще більше розширити номенклатуру можливих схем. Прикладам побудови теплових сповіщувачів з обмеженої кількості типових вузлів буде присвячена наступна частина цієї публікації. Володимир Баканов - головний конструктор ПП "Артон" Література: |