Устройство для регулирования температуры

 

Оп ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<о798759

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к аат. саид-ву (22) Заявлено 19.09. 78 (21) 2б65244/18-24 (51)М. Кл. с присоединением заявки йо

G D 23/24

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 2301,81, БюллетеиЬ М 3 (53) УДК 621.555..6 (088. 8) Дата опубликования описания 2 3 . 01 . 81 (72) Автор изобретения

И. A. Форафонтов (71) Заявитель (54 ) CTPOACTBO ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ТЕМПЕРАТУРЫ .

Изобретение оз носится к автаматичес" кому регулированию, в частности к системам термостатирования, н может быть Использовано для термсстатирова-. ния кварцевых резонаторов, а также . 5 чувствительных элементов систем автоматического управления.

Известно устройство для регулирования температуры, содержащее связан" ные с источником питания мостовой преобразователь температуры, к измерительной диагонали которого подключен переход база-эмиттер порогового транзистора, ключевой транзистор, коллектор которого подключен к базе выход- 15 ного транзистора и через резисторк шине источника питания, нагрузку, включенную между коллектором выходного транзистора и шиной,источника питания 11 . 20

Недостатками данного устройства являются низкая надежность, обусловленная нестабильностью температуры срабатывания эа счет дрейфа напряжения на переходе база-эмиттер порогового транзистора, а также ненадежное запирание выходного транзистора.

Известно также устройство для ре« гулирования температуры, содержащее связанные с источником питания мостовой преобразователь температуры, к измерительной диагонали которого подключены входы операционного усилителя, ключевой транзистор, база которого через последовательно соединенные стабилитрон и резистор подключена к выходу операционного усилителя а коллектор - к базе выходного транзистора, в коллекторную ,цепь .которого включена нагрузка f2) .

Недостатком этого устройства для регулирования температуры является также низкая надежность, обусловленная обрывом в цепи базы выходного транзистора при его запирании.

Цель изобретения - повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для регулирования температуры, содержащее связанные с источником питания мостовой преобразователь температуры, к измерительной диагонали которого подключены входы операционного усилителя, ос" новной ключевой транзистор, база которого через последовательно ".оединенные стабилитрон и резисТор подключена к выходу операционного усилителя, а коллектор - к базе выходного транзистора, в коллекторную цепь

798759 которого включена нагрузка, введены дополнительные стабилитрон, резисторы и ключевой транзистор противоположной проводимости по отношению к основному ключевому транзистору, причем база дополнительного ключевого транзистора через первый дополнительный резистор подключена к выходу операционного усилителя, коллектор — через второй дополнительный резистор соединен с коллектором основного клю- 1 чевого. транзистора, а эмиттер через дополнительный стабилитрон подключен к одной шине источника питания и через третий дополнительный реэисторк второй шине источника питания, На чертеже схематически представле-1 но предлагаемое устройство °

Устройство содержит мостовой преобразователь 1 температуры, измерительная диагональ которого подключена к входам операционного усилителя 2, ос- 20 нонной ключевой транзистор 3, в коллекторную цепь которого включены последовательно соединенные второй .дополнительный резистор 4 и дополнительный ключевой транзистор 5, и д стабилитрон 6, При этом база дополнительного ключевого транзистора 5 через первый дополнительный резистор

7 и база основного ключевого транзистора 3 через последовательно соединенные резистор 8 и стабилитрон

9 соединены с выходом операционного усилителя 2. Катод дополнительного стабилитрона б соединен с плюсовой шиной источника питания, а анод соединен с эмиттером дополнительного ключевого транзистора 5 и через третий дополнительный резистор 10 с минусовой шиной источника питания. База выходного транзистора 11 соединена с коллектором основного транзистора 3,40 а коллектор через нагрузку 12 соединен с плюсовой шиной источника питания.

Устройство работает следующим образом. 45

При температуре термостатируемого объекта и связанного с ним преобразователя 1 ниже температуры регулирования мост разбалансирован таким образом, что на его выходе появляется напряжение в полярности, укаэанной на Фиг. 1. Это напряжение усиливается операционным усилителем 2 и потенциал его выходной клеммы U< становится близким к потенциалу минусовойшины источника питания -Е, причем

Е 2 — ЗВ согласно техничесВыу1

I ким условиям на интегральные операционные усилители. При этом, стабилитрон 9 с выбранным напряжением стабилизации U 7 3В запирается, что обес- Я печивает отсечку базового тока управления и эапирание основного ключевого транзистора 3. Одновременно через ограничительный резистор подается отрицательное напряжение на базу тран- д эистора 5 р-п-р проводимости, и он открывается. Выходной транзистор 11 включается, и через нагрузку 12, являющуюся обмоткой обогрева термостатируемого объекта, протекает ток.

С повышением температуры преобразователь 1 сбалансируется (при дос1 тижении температуры регулирования) и ратем разбалансируется, но полярность напряжения на его выходе меняется на обратную. Это напряжение усиливается операционным усилителем 2; и потенциал его выходной клеммы скачком изменяется до величины + Q „, близкой к потенциалу +Е плюсовой шины источника питания, причем Е - () „,„з 2 - 3 B.

Использование в устройстве дополнительно введенного стабилитрона б с напряжением стабилизации U 3 В дает возможность при данном выходном сигнале операционного усилителя 2 запереть дополнительный ключевой транзистор 5, что обеспечивает обесточивание коллекторной цепи ключевого транзистора 3. Дополнительный резистор 4 исключает сквозные токи при переключении транзисторов 3 и 5. Одновременно через ограничивающий рези- стор 8 и пробитый стабилитрон 9

B цени базы транзистора. 3 протекает ток. Остаточное напряжение на ключевом транзисторе U имеет при этом .режиме минимально возможную величину где т=1 — 2 - коэффициент инжекции; Р, - тепловой потенциал (Р - -- 25мВ при t

=+20 C);

0 — коэффициент усиления по току транзистора в ин версном включении.

При .о =, ) Ц ос =С . Практически величина Цосе составляет 5 - 20 мВ. Столь малая величина остаточного напряжения на ключевом транзисторе 3 обеспечивает надежное эапирание выходного транзистора 11, который выключает ток через нагрузку 12.

Далее температура термостатируемого объекта и, соответственно, преобразователь 1 снижается и процесс регулирования температуры повторяется °

Формула изобретения устройство для регулирования температуры, содержащее связанные с источником питания мостовой преобразователь температуры, к измерительной диагонали которого подключены . входы операционного усилителя, основной ключевой транзистор, база которого через последовательно соединенные стабилитрон и резистор под798759!

ВНИИПИ Заказ 10029/63 Тираж951 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 ключена к выходу операционного усилителя, а коллектор — к базе выходного транзистора, в коллекторную цепь которого включена. нагрузка, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введены дополнительные стабилитрон, резисторы и ключевой транзистор противоположной проводимости по отношению к основному ключевому транзистору, причем база дополнительного ключевого транзистора через первый дополнительный резистор подключена к выходу операционного усилителя, коллектор - через второй дополнительный резистор соединен с коллектором основного ключевого транзистора, а эмиттер + через дополнительный стабилитрон подключен к одной шине источника питания и через третий дополнительный резистор - к второй шине источника питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Чернядьев А. Д. Схема регулирования температуры малогабаритного радиотехнического термостата. Сб. Вопросы радиоэлектроники . Сер.

ТРТО, 1970, вып ° Ii с ° 131 ° рисе 1 °

2. Азарх С. Х. и Борисов Л. Г.

Малогабаритные двухпоэиционные терморегуляторы. Сб. Вопросы радиоэлектроники ° Сер. TPTO 1976, выл.1, с ° 105, рис. 9 (прототип) .