Стабилизатор температуры

 

Изобретение относится к системе регулирования температуры, может быть использовано в радиотехнических, тепловых и других приборах, в частности для стабилизации температуры чувствительных элементов систем автоматического регулирования, и является усовершенствованием изобретения по авт.св.N1441367. Цель изобретения - повышение надежности работы стабилизатора температуры, в частности при отказах транзистора усилителя мощности или устройств, которые управляют этим транзистором, в результате чего исключается протекание неуправляемого тока через нагреватель, т.е. перегрев и разрушение чувствительного элемента и нарушение работоспособности системы автоматического регулирования. Стабилизатор температуры содержит датчик 1 и задатчик 2 температуры, дифференциальный усилитель 4, генератор 5 пилообразного напряжения, динамическое запоминающее устройство 7, суммирующий усилитель 6, компаратор 8, усилитель 11 мощности и нагреватель 14, а также вновь введены дополнительный компаратор 16, источник 17 опорного напряжения, два ограничительных резистора 9 и 15, ключевой элемент 10, защитный диод 12 и дополнительный усилитель 13 мощности. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ВСЕСОЮ3ЯЯ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTQPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

П Т НТ 4 сйй сЦЯЦ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

flG изоБРетениям и ОЧХРытиям пРи Гннт сссР

1 (61 1441367 (21) 4416474/24-24 (22) 26.04.88 (46) 07 02 90. Бюл. Р 5 (72) В.П, Попов и И.В. Селиванов (г3) 621. g,6(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 1441367, кл. G 05 D 23/19, 1987. (4 ) СТАИ41ИЗАТОР ТЕМП ЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к системе регулирования температуры, может быть использовано в радиотехнических, тепловых и других приборах, в частности для стабилизации температуры чувствительных элементов систем автоматйческого регулирования,и является усовершенствованием изобретения по авт.св.

Р 1441367. Цель изобретения - повышение надемности работы стабилизатора температуры, в частности при отказах.Л0» .15415 1 А2 (1) G 05 D 23/13

2 транзистора усилителя мощности или устройств, которые управляют этим транзистором, в результате чего исключается протекание неуправляемого тока через нагреватель, т.е. перегрев и разрушение чувствительного элемента и наруыение работоспособности системы автоматического регулирования. Стабилизатор температуры содержит датчик

1 и задатчик 2 температуры, дифференциальный усилитель 4, генератор 5 пилообразного напряжения, динамическое запоминающее устройство 7, суммируююций усилитель 6, компаратор 8, усилитель 11 мощности и нагреватель 14, а также вновь введены дОполнительный компаратор 16, источник 1g опорного напрямения, два ограничительных ре" зистора 9 и 1, ключевой элемент 10, защитный диод 12 и дополнительный усилитель 13 мощности ° 1 ил, 1541571

Изобретение относится к системам регулирования температуры, может быть использовано в радиотехнических, тепловых и других приборах, в частйости для стабилизации температуры чувствительнь<х элементов систем автоматического регулирования и является усовершенствованием устройства по основному авт.св. 1441367, 10

Цель изобретения - повышение надежности работы стабилизатора температуры, в частности при отказах транзистора усилителя мощности или блоков, которые управляют этим транзистором, в результате чего невозможно протекание неуправляемого тока через нагреватель, т.е. перегрев и разрушение чувствительного элемента в нарушение работоспособности системы автоматического регулирования.

На чертеже представлена структурная схема стабилизатора температуры, Стабилизатор содержит датчик 1 температуры и задатчик 2 температуры, подключенные через элемент 3 сравнения к входу дифференциального усилителя 4, генератор 5 пилообразного напряжения, суммирующий усилитель 6 и динамическое запоминающее устройст- З0 во 7, выходы которых подключены сооТ ветственно к первому и вторым входам компаратора 8, выход которого через первый ограничительный резистор 9 подключен к входу ключевого элемента 10 и к управляющему входу усилителя 11 мощности и через защитный диод 12 к управляющему входу дополнительного усилителя 13 мощности, выход которого подключен к нагревателю 14. Управляю- 40 щий вход ключевого элемента 10 через второй ограничительный резистор 1 подключен к выходу дополнительного компаратора 16, первый вход которого подключен к источнику 17 опорного нап-<5 ряжения, а второй вход к выходу дифференциального усилителя 4, Стабилизатор работает следующим образом, При отклонении температуры от но-и 50 минальной напряжение рассогласования между дат иком 1 и задатчиком 2 тем.пературы поступает на надежный дифференциальный усилитель 4, на выходе которого появляется положительное напряжение, 55 пропорциональное отклонению температурь| от заданной. Это положительное напряжение поступает на первый вход суммирующегo усиди <еля 6 и на первый вход дополнительного компаратора 1О, на второи вход которого поступает отрицательное напряжение с выхода источника 17 опорного напряжения, устанавливая на его выходе напряжение (отрицательное), которое через второй ограничительный резистор поступает на управляющий вход ключевого элемента 10, запирая его. В это же самое время положительные пилообразные импульсы с генератора г пилообразного напряжения поступают на второй вход суммирующего усилителя 6 и на вход динамического запоминающего устройства 7,в котором вырабатывается положительное напряжение с величиной, равной амплитуде пилообразного напряжения, и которое является опорным для компаратора 8. При этом на выходе суммирующего усилителя б присутствует сумма пилообразного напряжения и постоянного напряжения с выхода дифференциального усилителя

4, которое больше, чем опорное напряжение на выходе динамического запоминающего устройства 7, B результате чего на выходе компаратора 8 вырабатываются положительные импульсы длительностью, пропорциональной сигналу рассогласования, т.е. отклонения температуры от заданного значения. Эти импульсы через первый ограничительный резистор 9 поступают на управляющий вход первого усилителя 11 мощности и через диод 12 на управляющий вход дополнительного усилителя 13 мощности, открывая их на время, соответствующее ширине импульса, и в течение этого времени через нагреватель

14 протекает ток.

По мере разогрева нагреваемого объекта напряжение рассогласования между датчиком 1 и задатчиком 2 температуры уменьшается, уменьшается ширина импульсов на выходе компаратора

8 и уменьшается время протекания тока через нагреватель 14 до тех пор, пока нагреваемый объект не достигнет заданной температуры. В этом случае напряжение рассогласования и напряжение на выходе дифференциального усилителя

4 равно нулю, на входы компаратора 8 поступают только пилообразные импульсы с выхода сумматора 6 и постоянное напряжение, равное амплитуде пилы, с выхода динамического запоминающего устройства 7, Hà выходe компаратора 0 устанавливается отрицательное «апряжение, запирающее усилители

Составитель Л. Птенцова

Техред М.дидык Корректор Н. Король

Редактор L. Папп

Заказ 279 Тираж 655 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101

1 54 157

11 и 13 мощности, ток через нагреватель 14 прекращается. На выходе компаратора 16 поддерживается отрицательное напряжение источником 17 опорноS

ro напряжения и ключевой элемент 10 продолжает оставаться запертым, При остывании объекта снова появляется сигнал рассогласования и напряжение на выходе дифференциально уси- lð лителя 4, снова появляются импульсы на выходе компаратора 8 и течет ток через нагреватель 14.

В случае возникновения неисправности типа короткого замыкания электродов усилителя 11 мощности работоспособность стабилизатора температуры обеспечивается усилителем 13 мощности. В случае возникновения такой же неисправности в усилителе 13 мощнос- 20 ти, работоспособность обеспечивается диодом 12 и усилителем 11 мощности, В случае возникновения неисправностей в генераторе 5 пилообразного напряжения, в динамическом запоминающем устройстве 7, в суммирующем усилителе 6, в компараторе 8, приводящих к появлению на выходе компаратора 8 положительного неуправляемого напряжения, усилители 11 и 13 мощности 30 оказываются постоянно включенными.

Через нагреватель 14 проходит максимальный ток. Объект быстро разогревается. Напряжение рассогласования и напряжение на выходе дифференциального усилителя 4 уменьшаются, Как толь1 ко температура объекта превышает за" данную, напряжение рассогласования меняет фазу (полярность), на выходе дифференциального усилителя появляет- 40 ся сигнал рассогласования другой (отрицательный) полярности, и, как только он превышает напряжение опорного элемента. 17, на выходе компаратора l6 устанавливается положительное напряже- 4 ние, которое через резистор 15 попада" ет на управляющий вход ключевого элемента 10, открывая его.

1 6

Неуправляемый сигнал через резистор

9 замыкается на общую шину и усилители 11 и l3 мощности закрываютсяс Ток. через нагреватель 14 прекращается.

Объект начинает остывать. Напряжение рассогласования уменьшается, уменьшается и напряжение на выходе дифференциального усилителя 4, и как только оно становится меньше, чем на опорном элементе 17, напряжение на выходе компаратора 16 основа становится отрицательным и ключевой элемент 10 снова закрывается, через нагреватель 14 снова течет максимальный ток. В этом случае режим работы стабилизатора релейный,перегрева и разрушения объекта разогрева не происходит. Неисправность в компараторе 16 может привести только к тому, что объект не разогревается, но разрушения его также .не происходит.

Формула и з о б р е т е н и я

Стабилизатор температуры по авт.св, 11 1441367, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, он содержит первый ограничительный резистор, последовательно соединенные источник опорного напряжения, дополнительный компаратор, второй ограничительный резистор и подключенный к второму выводу второго ограничительного резистора ключевой элемент, а также защитный диод и соединенный с ним управляющим входом дополнительный усилитель мощности, причем второй вход дополнительного компаратора соединен с выходом дифференциального усилителя, усилитель мощности соединен с нагревателем через дополнительный усилитель моцности, а управляюций вход усилителя мощности соединен с выходом компаратора через первый ограничительный резистор и с входом зацитного диода непосредственно, причем ключевой элемент включен между управляюцим входом усилителя мощности и обцей шиной,