Как сделать автоматическое включение и выключение вентилятора в зависимости от имеющейся температуры

Когда на электронном компоненте выделяется достаточно большое количество электрической мощности, то данный компонент будет выделять много тепла. Обычно такие компоненты устанавливаются на охлаждающий радиатор. Для уменьшения размеров радиатора на него дополнительно устанавливается вентилятор. Одно дело, когда нагрев компонента происходит постоянно и вентилятор работает в непрерывном режиме, охлаждая радиатор. Другое дело, когда нагрев происходит периодически (в зависимости от режима работы электронной схемы). В этом случае нет нужды в постоянной работе охлаждающего вентилятора (лишний шум, лишняя трата энергии на работу вентилятора и т.д.).

Работу вентилятора можно автоматизировать, сделав так, чтобы он включался на определенном пороге заданной температуры. К примеру, для многих кремниевых электронных компонентов максимальной допустимой температурой является 150 градусов по цельсию. Выше этой температуры компонент просто выйдет из строя из-за перегрева. Можно ограничиться температурой скажем 50-100 градусов. То есть, как только температура на радиаторе, на котором стоит электронный компонент, достигла величины скажем 60 градусов, только после этого охлаждающий вентилятор автоматически включится и начнет активное охлаждение радиатора. Ну, а как только температура снизилась до безопасного уровня, то вентилятор сам автоматически выключится.

Простейшим вариантом реализовать такое автоматическое включение и выключение охлаждающего вентилятора будет использование такой детали как термовыключатель (имеющий нормально разомкнутые контакты внутри себя). Эта деталь показана на рисунке ниже.

Она имеет небольшие размеры и свободно поместится на любом радиаторе.

Термовыключатель это электрический переключатель, который замыкает или размыкает свои контакты при определенной температуре на его корпусе. То есть, допустим у нас имеется термовыключатель типа KSD 9700. Он рассчитан на работу с напряжением до 250 вольт. Максимальный ток, который может протекать через данный переключатель равен 5 амперам. На корпусе также указывается и температура, при которой происходит переключения состояния данного термовыключателя. В моем случае я буду использовать компонент с температурой переключения 55 градусов цельсия. Также нужно учесть, что у подобных компонентов имеется небольшая погрешность. Если на моем термовыключателе написано 55 градусов, то реальная температура срабатывания равна 60 градусам. Такая погрешность для наших задач вполне допустима и приемлема. Также стоит заметить, что температура возвращения в исходное состояние термовыключателя будет чуть ниже указанной на корпусе. В моем случае она равна 43 градусам.

Учтите, что термовыключатели бывают двух типов – с нормально разомкнутыми контактами и с нормально замкнутыми. То есть, термовыключатель с нормально разомкнутыми контактами изначально ток через себя не пропускает, так как его контакты внутри разорваны. И только при достижении той температуры, что указана на корпусе компонента, контакты у такого термовыключателя замыкаются. Ну, а с типом нормально замкнутых контактов будет все наоборот. Именно для наших задач (автоматическое включение и выключение охлаждающего вентилятора) нужно именно термовыключатель с нормально разомкнутыми контактами. Хотя в этом случае правильнее называть термовключатель. Схема подключения термовыключателя к вентилятору очень простая. Термовыключатель ставится просто в разрыв цепи между вентилятором и его питанием. При невысокой температуре на радиаторе контакты термовыключателя разомкнуты и напряжение на вентилятор не поступает. Ну, а как только температура увеличилась до критической, то контакты термовыключателя замыкаются и вентилятор запускается. Все очень просто. Рисунок со схемой подключения смотрите ниже.

Термовыключатель к радиатору желательно крепить вплотную, чтобы была максимально хорошая температурная связь между радиатором и переключателем. Если вам допустим попался термовыключатель, рассчитанный на более низкую температуру, то в этом случае температурный контакты можно загрубить. Для этого между термовыключателем и радиатором достаточно подложить дополнительную температурную изоляцию. К примеру тонкий кусок слюды, термо ткани и т.д. В итоге получится, что при критической температуре на самом радиаторе нагрев термовыключателя будет происходить с определенной инерцией. Это и позволит нам использовать термо переключатель с низкой температурой срабатывания на радиаторе с более высокой пороговой температурой.

К достоинствам этого варианта автоматического включения и выключения охлаждающего вентилятора можно отнести простоту. Поскольку используется всего одна деталь. Ну, а к недостаткам можно отнести то, что мы получим четкое пороговое срабатывание вентилятора, при котором вентилятор либо вращается на своих максимальных оборотах, либо он выключен. То есть, в этом случае нет возможности плавного изменения скорости вращения вентилятора, в зависимости от конкретной температуры. Но данный недостаток отсутствует у варианта простой электронной схемы на транзисторе, которую можно собрать всего из нескольких компонентов.

 

Ссылка на эту статью в Дзене — https://dzen.ru/a/YxcDKaOKs0fiLXkR

---