Широтно-импульсный терморегулятор

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

744506

Союз Советских

Социалистических

Респубпик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 18.04.?8 (21) 2605420/18-24 (51) М. Кл.а

G 05 1:2 23/19 с присоединением заявки №вЂ”

Гввударстввииый камитет (23) Приоритет—

Онубликоваио 30.06.80. Бюллетень ¹ 24 (53) УДК 621.555. ,6 (088.8) Il0 авлам извбрвтеиий и втхрытий

Дата опубликования описания 05.07.80 (72) Авторы изобретения

А. Ф. Светлов, Л. Е Кулакова и Б. Н. Оханцев (72 ) Заявитель (54) ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ ТЕРМОРЕГУЛЯТОР

Изобретение предназначено для регулирования мощности в нагревателях активных систем термостатирования, в которых не-. обходимо иметь колебания температуры порядка сотых долей градуса за промежутки времени, равные 1 — 0,01 с н поддержание ее среднего значения с точностью сотых долей градуса в диапазоне температур окружа ющей среды (-60) — (+60} С.

Известен релейно-импульсный регулятор, который содержит релейный элемент с гистерезисом, электромагнитное реле с запазды- 2о ваннем на отпускание, регулирующее устройство, изменяющее уровень регулируемой величины в объекте по определенному закону, транзисторы, на которых выполнен несимметричный мультивибратор с большой скважностью импульсов, причем время, ког- 25 да мультивибратор находится в нерабочем состоянии, должно быть больше времени. отпускания релейного элемента и меньше времени запаздывания электромагнитного реле, транзисторы, образующие электронный ключ, управляемый мультивибратором111. . К недостаткам регулятора следует отнести наличие электромагнитных реле, увеличивающих габариты и снижающих надеж2 ность схемы, а также сложность настройки, которая обусловлена подбором режима работы мультивибратора в соответствии с временами срабатывания электромагнитных реле. Этот режим сложно стабилизировать прн изменении температуры окружающей среды, что снижает точность поддержания среднего значения температуры.

Начболее близким к предлагаемому является устройство для регулирования температуры, содержащее термочувствительный мост, формирующий усилитель, предварительный усилитель, усилитель мощно. сти в режиме переключения, источник синусоидального пульсирующего напряжения (2).

Недостатком устройства является то, что формирующий усилитель построен с применением источника пульсирутощего синусоидального напряжения. Создание подоб ных источников со стабильностью амплитуды более 1% н коэффициентом формы тоге же порядка при изменении температуры окружающей среды является очень сложно, Цель изобретения — повышение точно сти и надежности терморегулятора.

Поставленная цель достигается тем, что терморегулятор содержит элемент емкост744506 ной обратной связь и подключенный к формирующему усилителю источник постоянного напряжения, причем элемент емкостной обратной связи включен между входом и выходом формирующего усилителя.

На фиг. 1 приведена схема терморегулятора; на фиг. 2 — эпюры напряжений и график изменения температуры нагревателя и термодатчика при условном временн запаздывания.

Широтно-импульсный терморегулятор содержит термочувствительный мост 1, предварительный усилитель 2, формирующий усилитель 3, который формирует импульсы переменно11 скважности, усилитель 4 мощности, нагреватель 5, Усилитель 3 состоит из двух каскадов усиления собранных на схеме с общим эмиттером, первый — на тран зисторе 6, второй — на транзисторе 7, охваченных положительной обратной связью через. емкостный элемент 8 обратной связи с коллектора транзистора 7, в цепь которого включен резистор 9, на базу транзис тора 6, у которого в цепи база-эмиттер включен резистор 10. Схема подключена к источнику 11 постоянного напряжения.

Терморегулятор работает следующим образом.

Сигнал пропорциональный отклонению температуры в термостате с выходной диагонали термочувствительного моста 1 усиливается предварительным усилителем 2 и поступает на базу транзистора 6 формирую щего усилителя 3. В режиме разогрева сиг нал на выходе предварительного усилителя 2 больше значения напряжения насыщения на базе транзистора 6, поэтому он находится в режиме глубокого насыщения, а транзистор 7 закрыт; Усилитель 4 мощности в это время открыт и в нагревателе 5 выделяется максимальная мощность. По мере разогрева температура в термостате приближается к рабочей и сигнал на выходе термочувствительного моста 1 уменьшается до величины, равной напряжению пере хода Ug „, транзистор 6 из режима насыщения переходит в активный режим, момент времени t и напряжение на его коллекторе U«возрастает, а на коллекторе транзистора 7 U„> падает. В результате лавинообразного процесса, возникающего за счет емкостной положительной обратной связи, транзистор 6 запирается, а транзистор 7 переходит в режим насыщения. Емкостный элементы 8 обратной связи с этого момен та разряжается по цепи коллектор — эмиттер открытого транзистора 7, резистор 1О.

Ток разряда 1,р создает на резисторе 10 напряжение U< обратной полярности, удерживающее транзистор 6 в запертом состоянии. Усилитель 4 мощности в течение этого времени закрыт и ток в нагревателе отсутствует.

На базе транзистора 6 действует сумма двух напряжений Uq напряжения управления U y,, поступающего с выхода пред1à варительного усилителя 9, и напряжения 1/е, обусловленного разрядным током 11aip емкостного элемента 8 обратной связи. Когда суммарное напряжение U» достигнет значения напряжения отпирания (момент вре1f мени t g транзистор б,начинает отпираться, а транзистор 7 — запираться. В результате лавинообразного процесса формирующив усилитель 3 переходит в состояние, когда транзистор 6 находится в режиме насыщения, а транзистор 7 заперт. С этого момента емкостный элемент 8 обратной связи заряжается по цепи резистор 9, коллектор †эмиттер открытого транзистора 6. Ток заряд@ 1 его создает падение напряжения U io, удерживающее транзистор 6 в насыщенном состоянии, транзистор 7, следовательно, закрыт, 33 усилитель 4 мощности открыт и в нагрева: теле 5 протекает ток.

В момент t когда суммарное напряжение на базе транзистора 6 достигает уровня начала активной работы транзистора, процесс работы схемы начинает повторяться аналогично процессу, протекающему с момента t 1, Формула изобретения

Широтно-импульсный терморегулятор, содержащий последовательно соединенные термочувствительный мост, предварительный усилитель, формирующий усилитель и усилитель мощности, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности терморегулятора, он содержит элемент емкостноя обратной связи и подключенныр к формирующему усилителю источник постоянного напряжения, причем элемент емкостной обратной связи включен между входом и выходом формирующего усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 196157, кл. б 05 В.11/16, 1960.

2. Авторское свидетельство СССР

$0 № 310237, кл. G 05 P 23/30, 1968 (прототип) 744506

2 д

Фне 2 у 2 4

Составитель A. Птенцова

Редактор Г.. Поро иенко Техред К. Шуфрнч Корректор F. Папп

Закаэ 3793/12 Тираж 956 Подписное

ПИИИПИ Государственного комитета СССР по делан изобретений н . открытия! !3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушгкая наб., д. 4/5

Фклиал !НН! «Патент», г. Ужгород, ул. Нроектная, 4