Провел "полевые испытания" устройства. Устройство проработало с полчаса, а потом отказалось выключать нагревательный элемент. При ближайшем рассмотрении выяснилось, что триггер Шмитта перешел в активный режим (усилитель с положительной обратной связью) и начал самовозбуждаться. Вышел из строя транзистор VT2. После замены транзистора история повторилась - регулятор опять проработал некоторое время и опять транзистор VT2 вышел из строя.
Анализ схемы привел к следующим результатам.
Схема без установленного транзистора VT3 работает отлично. Триггер Шмитта, как ему и положено, четко перебрасывается из одного состояния в другое при изменении сопротивления терморезистора. Но после установки транзистора VT3 (даже без подключения реле) начинаются проблемы - схема несколько раз переключается, а потом транзистор VT2 выходит из строя и триггер Шмитта перестает работать даже после отключения VT3.
Мозговой штурм привел к следующему выводу: когда открывается транзистор VT2, открывается и транзистор VT3. К коллектору VT3 подключена цепь с довольно маленьким сопротивлением (R12-VD1). При открытом транзисторе VT3 эта цепь резко уменьшает потенциал на коллекторе транзистора VT2. Через переход база-коллектор транзистора VT2 начинает течь ток, что и приводит к выходу его из строя. При этом резистор R11 номиналом 2,7 КОм не спасает положения...
Было принято решение о модификации схемы, а именно, о замене транзистора VT3 на транзистор типа n-p-n (КТ815 с любой буквой), разумеется, поменяв местами коллектор и эмиттер. В этом случае он оказывается включен по схеме эмиттерного повторителя и выдерживает большую нагрузку по току.
При этом терморезистор пришлось подключить к нижнему плечу входного делителя напряжения (точки 2-3), поскольку эмиттерный повторитель не инвертирует входной сигнал. Параллельно ему включен резистор номиналом 3,6 КОм. В верхнее плечо делителя была включена цепь из последовательно соединенных постоянного резистора номиналом 15 КОм и переменного резистора номиналом 10 КОм, что дало возможность регулировать температуру воды (напомню, схема применена в дачном водонагревателе) от комнатной почти до закипания.
Номинал резистора R7 пришлось увеличить до 50 Ом, так как исчез эффект шунтирования резистора R10 эмиттерным переходом транзистора VT3, что, по всей видимости, приводило к увеличению коллекторного тока транзистора VT2 после его открывания (пока триггер Шмитта еще работал) и, соответственно, к увеличению падения напряжения на резисторе R7 (увеличению гистерезиса).
Хочу еще отметить, что если не изменять номиналы резисторов R10 и R11, то при открывании транзистора VT2 в модифицированной схеме транзистор VT3 закрывается не полностью, что выражается в свечении светодиода VD1 "вполнакала". В моем случае это оказалось даже полезным - такое свечение сигнализирует о том, что устройство еще включено, а вода уже нагрета...