Термозависимый источник постоянного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в кварцевых генераторах, умножителях О /7 частоты для улучшения их параметров при скачкообразном изменении окружающей температуры. Цель изобретения - повышение стабильности выходного напряжения во времени при скачкообразном изменении температуры. Наличие в схеме одного терморезистора I, а не двух, как в прототипе, позволяет исключить колебательный характер переходного процесса с двумя экстремумами . Кроме того, при нахождении подвижного контакта потенциометра 3 в среднем положении выходное напряжение не меняется от изменений температуры , а также имеется возмож;ность симметричного регулирования выходного напряжения устр-ва. 3 ил. г СЛ со со О О) ю со /Й/

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (so 4 G 05 F 1/625

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3935069/24-07 (22) 22. 07 ..85 (46) 15. 08.87. Бюл. Р 30 (72) К. В. Тулин и О. П. Харчев (53) 621.316.722.1 (088 ° 8) (56) Электроника, 1974, 11 12, с. 4950.

Литвин В.И. Электрические устройства автоматической аварийной защиты. — М.: Иашиностроение, 1980, с. 34-35, рис. 1З,б. (54) ТЕРИОЗАВИС111ЯЙ ИСТОЧНИК ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в кварцевых генераторах, умножнтелях

„„Я0„„1330623 А 1 частоты для улучшения их параметров при скачкообразном изменении окружающей температуры. Цель изОбретения— повышение стабильности выходного напряжения во времени при скачкообразном изменении температуры. Наличие в схеме одного термореэистора l, а не двух, как в прототипе, позволяет исключить колебательный характер переходного процесса с двумя экстремумами. Кроме того, при нахокдении подвижного контакта потенциометра 3 в среднем положении выходное напряже-. ние не меняется от изменений темпера-, туры, а также имеется воэмо кность симметричного регулирования выходного д напряжения устр-ва. 3 ил.

1330623, Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в кварцевых генераторах, умножителях частоты для улучшения их параметров

5 при скачкообразном изменении окружающей температуры.

Бель изобретения — повышение стабильности выходного напряжения во времени при скачкообразном изменении 1О температуры.

На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема устройства; на фиг,2 — областьизменения выходного напряжения от температуры; на фиг.3 - 15 зависимости выходныхнапряжений прототипа и данного устройства во времени при скачкообразном изменении температуры.

Термозависимый источник (фиг.1) содержит первый реэистивный делитель напряжения, состоящий из термоэависимого резистора 1 и постоянного резистора 2, подключенный к источнику питания Ед, общая точка соединения ре- 25 эисторов 1 и 2 соединена с первым выводом потенциометра 3 и с инвертирующим входом инвертора 4 постоянного напряжения со сдвигом уровня выходного напряжения. Выход инвертора 4 сое- ЗО динен с вторым выводом потенциометра 3, а подвижный вывод потенциометра 3 является выходом устройства.

Инвертор 4 постоянного напряжения со сдвигом уровня выходного напряжения 35 выполнен на основе усилителя 5 постоянного тока с цепью отрицательной обратной связи, образованной подключением выхода усилителя 5 к его инвертирующему входу с помощью реэис- 40 тора 6.

Первым входом.инвертора 4 является один из выводов резистора 7, другой вывод которого соединен с инвер- 45 тирующим входом усилителя 5 постоянного тока. Вторым и третьим входами инвертора 4 являются выводы делителя напряжения, образованного резисторами 8 и 9. Общая точка соединения ре- 50 эисторов 8 и 9 подключена к неинвертирующему входу усилителя 5. Выходом инвертора 4 является выход усилителя 5, При нормальной температуре T сопротивления элементов схемы выбираются иэ условия

К„(Т,) К с К, и К,(Т,) К «К,= R =R =R

7 Ц 9

В этом случае выходное напряжение

11 „„ (Т) инвертора 4 имеет следующую зависимость от входного напряжения

U g«h (T) E„- Uь«„(T) э где Е„- сдвиг уровня выходного напряжения (в данном случае является напряжением источника питания).

Термоэависимый источник работает следующим образом.

При температуре Т, величина выходного напряжения источника равна половине значения напряжения источника

Еп питания U (Ò,) — -, так как потенциометр 3 включен между эквипотен" циальными точками, напря:кения в которых равны и составляют

Н Еп

U>«> (To) U

При повышении температуры на дТ+ до температуры Т Т + 4Т+ сопротивление термореэистора 1 уменьшается и напряжение в точке соединения терморезистора 1 и резистора 2 уменьшается на величину bU>>„ (8T+) и составляет (T +) 2 dU Ьих (1Т+) э а напряжение на выходе инвертора 4 т.е. увеличивается на то же значение.

При этом инвертор 4 с выходным напряh жением V„,„ (Ò) образует второе термоэависимое плечо, I

Величина выходного напряжения (Т) при температуре Т плавным перемещением подвижного вывода потенциометра 3 может быть изменена от

U «„ (Т,) до UII«„ (T,). Интервал изменения выходного напряжения составляет 2aU, „„ (4Т,) и в среднем равен интервалу изменения выходного напряжения в известном устройстве, но в отличие от него всегда представлет со" бой симметричный относительно уровня

Ео интервал.

При понижении температуры на Т до температуры Т Т, - и Т. сопротивление термореэистора 1 увеличивается и напряжение в точке соединения термореэистора 1 и резистора 2 увеличивается на величину 4Бь« (йТ ) и равно

1330623

Термоэависимый источник постоянного напряжения, содержащий два делителя напряжения, включенных между входной и общей шинами питания, и потен- циометр, причем один из делителей напряжения выполнен на термозависимом и постоянном резисторах, к точке соединения которых подключен первъп » вывод потенциометра, второй вывод которого связан с выходом второго делителя напряжения, а подвижный вывод потенциометра соединен с выходнъм выводом для подключения нагрузки, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повьппения стабильности выходного напряжения во времени при скачкообразном изменении температуры, в него введен инвертор напряжения, а второй делитель напряжения выполнен на постоянных резисторах, причем инвертирующий вход иивертора подключен к первому выводу

0s4 „(Т ) — — + ламп„„(DТ ), I Еп ( а напряжение на выходе инвертора 4

II Еп

I ьь! (Т ) --- — 4 /ы (4Т ), -5 т.е. уменьшается на эту же величину.

Величина выходного напряжения

У и„„ (Т) при температуре Т плавным перемещением подвижного вывода потен- 10 циометра 3 может быть изменена от

В I

Uкъ„(Т ) до U,„(Т). Интервал изменения выходного напряжения составляI ет 24U», (д Т) и в среднем равен интервалу изменения выходнего напряже- 15 ния в известном устройстве, но в отличие от него всегда представлет собой симметричный относительно уровня

Ел интервал °

В промежуточных температурах от Т до Т, выходное напряжение может быть изменено положением подвижного вывода потенциометра 3 в заштрихованной области на фиг. 2.

В рабочем состоянии положение подвижного вывода потенциометра 3 остается постоянным при всех температурах и определяет необходимую зависимость U>, от температуры. (r 30

Предлагаемый термозависимый источник обеспечивает большую стабильность напряжения выходного сигнала (примерно в 2 раза) во времени при быстром (скачкообразном) изменении температуры окружающей среды, так как устройство работает с одним терморезистором при той же чувствительности выходного напряжения к температуре, что и у известного устройства с двумя терморезисторами. При этом переходной

40 процесс становится апериодическим (фиг.3, кривая ь) без экстремумов за время установления Oc — — < l.

t уст 45

Допустим, произошло быстрое (скачкообразное ) изменение температуры от Т до Т . Тогда сопротивление терморезистора 1 (фиг. 1) начинает уменьшаться и величина выходного сиг- 50 нала Usa (T) изменяется от значения

Ет

Пъ„, (Т, ) = -- до установившегося значения Us (T ) эа время установления С „,, равное термоинерционнос55 ти терморезистора I (фиг. 3 ). Причем этот переходной процесс определяется параметрами одного терморезистора 1 в отличие от прототипа с двумя

Формула изобретения термореэисторами и не имеет колебательного характера с экстремумами, а монотонно прибликается к величине установившегося значения U,„(Т, ), при этом знак скорости изменения сигнала U,,„„(Т) не изменяется на противоположный как у прототипа. Это позволяет по крайней мере в два раза улучшить динамические свойства устройства, в котором используется термозависимый источник.

В предлагаемом устройстве по сравнению с прототипом при нахождении подвижного вывода потенциометра 3 в среднем положении выходное напряжеI ние U (Т) остается равным --- при

Еп

bier 2 любой температуре окружающей среды (зависимость d на фиг. 2). Это расширяет его функциональные возможности, так как без изменения электрической схемы всего устройства, куда входит и данный источник, можно измерить температурную зависимость выходных параметров без дополнительных искажений.

Кроме того, предлагаемое устройство обеспечивает возможность симметричной регулировки выходного напряжения при любой температуре относительЕп но выходного напряжения, равного --ц-, на Равные величины + 40 к„„(Т).

1330623 6 вертирующий вход которого соединен с выходом второго делителя напряжения. потенциометра, второй вывод которого соединен с выходом инвертора, неин емР), <®»Wr 49Ы ) 1s) mix(4)= фам Г

4ll e (+ 7

llIì»г®=

ФиР 3

Составитель В. Есин

Редактор M. Дылын Техред В. Кадар Корректор Н. Король

Заказ 3582/50

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 а»

uÀà (тТираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Ф

tyc