Импульсный регулятор
Союз Советскнх
Соцналнстнческнх
Реслублнк
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ
{n>781787 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (51)M, Кл.3 (22) Заявлено 221278 (21) 2700005/24-07 с присоединением заявки №
G 05 F 1/56
Государствеииый комитет
СССР яо деяам июбретеиий и открытий (23) Приоритет
Опубликовано 23.11.80. Бюллетень ¹43
Дата опубликования описания 25. 11. 80 (53) УДК 621 ° 314 ° 1 (088. 8) Л.М. Гладких, Э.A. Иэупак, Е.К. Иорданишвили и A.Â. Соломин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР
Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано в устройствах как специального, так и общетехнического ,назначения, в частности в системах автоматического регулирования температуры с помощью полупроводниковых термобатарей.
Известен ключевой регулятор температуры, содержащий термочувствительный мост, представительный усилитель, широтно-импульсный модулятор, состоящиЯ из генератора тре, угольного напряжения и компаратора, и ключевой усилитель мощности, нагрузкой которого является нагреватель 1).
К недостаткам этого устройства следует отнести сложность его структурной схемы, а также необходимость согласования сопротивления исполнительного элемента с напряжением питания регулятора. Кроме того, в устроЯстве к исполнительному элементу прикладывается несглаженное широтно-модулированное напряжение.
Последние два обстоятельства исключают воэможность применения данного устроЯства для регулирования температуры с помощью полупроводннковых термобатарей, поскольку в реальных конструкциях только в редких
; случаях удается согласовать напряжение питания термобатареи с напряжением бортовой, например сети постоянного тока, что влечет за собой необходимость применения преобразователей (2)и (3)и, следовательно, приводит к понижению коэффициента полезного
1© действия регулятора. В то же время, пульсирующее широтно-модулированное напряжение,прикладываемое к исполнительному элементу, которым является термобатарея, в значительной степени снижает энергетическую эффективность термоэлектрического устройства в целом (4).
Кроме того, значительные допустимые колебания напряжения бортовоЯ
21} сети некоторых автономных комплексов аппаратуры также приводит к снижению энергетической эффективности термобатареи, холодильные коэффициенты которой принимают экстремальное эначе2э ние при .определенном токе (5 j.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому, является устройство содержащее компаратор и управляемый им последовательный клюЗО,чевой элемент, который соединен с
МтФзй- "..еаатФФЮФАаао - .ттяииейффф туфяФо-яит .соатктинтеен.: .%-:- . ;-тм м р наем .-;: .:.-яа мта-;
781787
Формула изобретения ЩХобсблем и диодом LCD — фильтра, а общая точка дросселя и конденсатора укаэанного фильтра соединена с одним иэ выходных выводов устройства непосредственно и через резистор с одним из входов компаратора, другой вход которого связан с источником
Ь пор но го напряжен и я 6 .
Недостатком этого устройства является йевоэмбжность автоматического регулировяания в широких пределах на-пряжения, подаваемого на нагрузку.
Цель изобретения — расширение функ цйональнйх возможностей и области йри*мреиения импульсного регулятора.
Поставленная цель достигается тем, что импульсный регулятор, содер,жащий кбмпаратор и управляемый им последовательный ключевой эле мент, который соединен с дроссе лем и диодом LCD — фильтра, а ,общаяк тиоч)ста " дросселя и конденса- тбра указанного фильтра соединена
"с одйим иэ выходных выводов регулятора непосредственно и через резистор с Одним иэ вхОдов кОмпаратора, другой вход которого связан с источником опорного напряжения, снабжен уп " ргатврлатяемымм источником тОка, нагрузочный резистор которого включен между втбрйм"вХодом компаратора и другим — вьЖодным выводом регулятора.На чертеже представлена функцио йальная схема импульсного регулятора.
Устройстно состоит из ключевого элемента 1, соединенного с дросселем 2 и диодом 3. Другой конец дроссе ля 2 подключен к нагрузке (ойсйолнЯй- тельному элементу 4 и конденсатору
5).
Диод 3, исполнительный элемент 4, конденсатор 5 и резистор 6, соедийена ный с управляемым источником 7 тока- подключены к шине источника 8 питания, другая шина которого соединейа с ключевым элементом 1. Один вход компаратора 9, охваочейкного "слабой положительной обратной связью через резистор 10, подключен к резистору б и управляемому источнику
7 тока, а другой вход через резистор,11 подключен к исполнительному элементу 4 и дросселю 2, управляющйй сайтгйал подается" на вход управляемого источника.7 токй.
Импульсный регулятор работает следующим образом.
ЙфГЪМлючейии -регулятора ключевой элемент 1 открыт, и переходный процесС йарааст-Мия "токмЗ "в "цепй исполни" тельного элемента определяется erо сбпярготивлением (в раоскматарйтваембм случае - активным) и параметрами
LC6 - фильтра. Падение напряжеййя на резисторе б задается током управляемого генератора 7 тока ."орн йротк ииении равенства а напрявенйн на ис= йолййтельном элементе 4 йт"резйсторе
- 6, компаратор 9, имеющий релейную ! я характеристику, обусловленную наличием положительной обратной связи, глубина которой определяется резисторами 6 и 10, переключается в состояние, противоположное исходному, закрывая ключевой элемент 1. Напряжение на дросселе 2 скачкообразно изменяется на обратное, и спадающий ток через исполнительный элемент 4, Ф обусловленный энергией магнитного поля, накопленной в индуктивности дросселя 2, проходит через диод 3, достигая нижнего порога срабатывания компаратора 9. При повторном срабатывании компаратора 9 процесс повторяется . При этом напряжение на
15 исполнительном элементе 4 равно с точностью до амплитуды пульсации падению напряжения на резисторе 6, а амплитуда и частота пульсации определяется шириной петли гистерезиса компаратора 9, параметрами LCDфильтра и сопротивпением исполнительного элемента. Резистор 11 осуществляет управление входных токов компаратора 9.
Таким образсм, при изменении тока, управляемого входным сигналом генератора тока, напряжение на исполнительном элементе 4 повторяет паде ние напряжения на резисторе 6 и иэЗ() меняется от нулевого значения до максимальйого,-не превосходящего в рассматриваемой случае напряжения источника 9 питания. Поскольку ток источника тока не зависит от йапряр5 жения источника 9 питания, то и напряжение на исполнительном элементе
4 является жестко стабилизированным.
В то же время максимальное падение напряжения на исполнительном элемен4О те 4 можно установить в желаемых пределах путем ограничения тока источника 7 тока или путем ограничения падения напряжения на резисторе 6.
Импульсный регулятор, содержащий компаратор и управляемый им последовательный ключевой элемент, который соедййен с дросселем и диодом
LCD - фильтра,а общая точка дросселя и конденсатора укаэанного фильтра "îåäèíåíà с одним из выходных " воывок дсв, регулятора непосредственно
55 и через "резистор с одним из входов компаратора, другой вход которого связан с йсточником опорного напряжения, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей н области применения он снабжен- управляемым источни -ком тока, нагрузочный резистор которого вклюЧен между вторым входом компаратора и другим выходным выводом регулятора.
781787
Составитель Ю. Андреев
Редактор Т. Кугрьыева Техред А. Ач Корректор Л. Иван
Заказ 8134/53 Тираж 956 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент США 9 4.007,425, кл. G 91 К, 7/00.
2. Влияние космического полета на развиваюциеся организмы. Киев, Наукова думка, 1978, с. 26-28.
3. Иорданишвили Е.К. и др. Полупроводниковые термостаты для биологических исследований в космическом полете. Космическая биология и авиакосмическая медицина, 1974, 9 6, с. 63-64.
4. Зорин И.В., Зорина З.А. Термоэлектрические холодильники и генераторы. Л., Энергия, 1973, с. 80-82.
5. Иоффе A.Ô. и др. Термоэлектрическое охлаждение. М.-Л., Изд-во АН
СССР, 1956, с. 69-74. б. Авторское свидетельство СССР
М 559232, G 95 F 1/56, 1977.
