Устройство для стабилизации электрического напряжения и температуры Советский патент 1984 года по МПК G05F1/56 H03L1/04 

ел

о 00 со

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО НАПРЯЖЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее транзисторный регулирующий элемент последовательного типа, включенный между клеммами для подключения одного из полюсов первичного источника питания и одного из выходов нагрузочного элемента, измерительный орган напряжения, состоящий из резистивного делителя напряжения и опорного элемента, подключенных к выходу стабилизатора, п«грвый дифференциальный усилитель, входы которого соединены с сигнальным и опорным выходами измерительного органа напряжения, транзисторный нагревательный элемент и датчик температуры, размет щенныё в термостате, второй дифференциальньй усилитель, один из входов которого подключен к выходу датчика температуры, а один из. выходов - к управляющему входу транзисторного нагревательного элемента, отличающееся тем, что, с целью упрощения и снижения потребляемой энергии,, транзисторный нагревательный элемент включен параллельно транзисторному регулирующему элементу, (О оба входа второго дифференциального усилителя соединены с выходом первого дифференциального усилителя, а другой выход - с заправляющим входом транзисторного регулирующего элемента.

utx

f

Ufti

rJLr-r-Jb

М ГЛ

11 I

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования при реализации термостатированных кварцевых генераторов с повышенной частотной стабильностью.

Известен стабилизатор электрического напряжения содержащий транзисторный регулирующий элемент последовательного типа, включенный между клеммами для подключения одного из полюсов первичного источника питания и одного из вьшодов нагрузочного элемента, измерительный орган напряжения, состоящий.из резистивйого делителя напряжения и опорного элемента, подключенньк к выходу стабилизатора, и термокомпенсирующего транзисторног каскада, соединенного входом с выходом резистивного делителя напряжения дифференциальный усилитель, входы ко торого соединены с сигнальным и опорным выходами измерительного органа напряжения, а выход - с управляющим входом транзисторного регулирующего элемента С13

Устройство обеспечивает в определенной мере отработку колебаний температуры окружающей среды. Однако получающаяся при этом температурная нестабильность выходного напряжения оказывается все же довольно ощутимой

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для стабилизации электрического напряжения и температуры, содержащее стабилизатор напряжения с транзисторным регулирующим элементом последовательного типа, включенньв4 между клеммами для подключения одного из полюсов первичного источника питания и одного из вьгодов нагрузочного резистора, измерительны орган напряжения, состоящий из резистивного делителя напряжения и опорного элемента, подключенных к выходу стабилизатора, первый дифференциальньй усилитель, входы которого соединены с cигнaльны и опорным выходами измерительного органа напряжения, а выход - с управляющим входом транзисторного регулирующего элемента, стабилизатор температуры с транзисторным нагрев.этельным элементом, включенньм в общем случае в цепь дополнительного первичного источника питания, измерительным органом температуры, состояпрш из датчика температуры и опорного элемента, вторьм дифференциальным усилителем, входы которого соединены с сигнальным и опорным выходами измерительного органа температуры, а выход - с управляющим входом транзисторного нагревательного элемента 23.

Недостатки известного устройствазначительная конструктивная сложность и повьшенное энергопотребление, обус.ловленные применением двух раздельных стабилизаторов.

Цель изобретения - упрощение стабилизирующего устройства и снижение потребляемой энергии.

Поставленная цель достигается тем что в устройстве для стабилизации электрического напряжения и температуры, содержащем транзисторньй регу.лирующий элемент последовательного типа, включенньм между клеммами для подключения одного из полюсов первичного источника Питания и одного из вьгоодов нагрузочного элемента, измерительный орган напряжения, состоящий из резистивного делителя, напряжения и опорного элемента, подключенных к выходу стабилизатора, первьш дифференциальный усилитель, входы которого соединены с сигнальньм и опорным выходами измерительного органа напряжения, транзисторньй нагревательньй элемент и датчик .температуры, размещенные в термостате, второй дифференциальный усилитель, один из входов которого подключен к выходу датчика температуры, а один из выходов - к . управляющему входу транзисторного нагревательного элемента последний включен параллельно транзисторному регулирующему элементу, оба входа второго дифференциального усилителя соединены с выходом первого дифференциального усилителя, а другой выход с управлякицим входом транзисторного регулирующего элемента.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предложенного устройства для стабилизации злектричегского напряжения и температуры; на фиг.2 электрическая схема одного из возможных вариантов устройства.

Устройство содержит транзисторньй регулирующий элемент 1, (фиг. 1) последовательного типа, включенный между клеммами для подключения одного из полюсов первичного источника питания (не показан) и одного из выводов нагрузочного элемента (не показан), измерительный орган 2 напряжения, сос тоящий из резистивного делителя 3 напряжения и опорного элемента 4, подключенных к выходу стабилизатора, дифференциальньй усилитель 5, входы которого соединены с сигнальные и опорным выходами измерительного орган,а 2 напряжения (с выходами резистивного делителя 3 напряжения и опорного элемента 4), транзисторный нагревательньй элемент 6, включенньй параллельно транзисторному регулирующему элементу 1, датчик 7 температуры, диф ференциальный усилитель 8, оба входа которого соединены с выходом дифферен циального усилителя 5, один из входов с выходом датчика 7 температуры, один из выходов - с управляющим входом транзисторного нагревательного элемента 6, а другой выход .- с управляющим входом транзисторного регулирующего элемента 1. Транзисторньй нагревательный элемент 6 и датчик 7 температуры размещены в термостате 9. Транзисторный регулирующий элемент 1 выполнен на транзисторах 10 и 11 (фиг. 2), делитель 3 напряженияна резисторах 12 и 13, опорньш элемент 4 - на резисторе 14 и стабилитроне 15, дифференциальньй усилитель 5 на транзисторах 16 и 17 и резисторах 18 и 19, транзисторный нагревательный элемент 6 - на транзисторах 2 И 21, дифференциальный усилитель 8на транзисторах 22 н 23 и резисторах 24-26. В устройстве гфедусмотрены также резисторы 27-29 связи выхода дифференциального усилителя 5 с входами дифференциального усилителя 8 В термостате 9 условно показан термостатируемый кварцевый элемент 30. Работа устройства происходит следующим образом. Дифференциальный усилитель 5 вырабатывает сигнал рассогласования, пропорциональньй разности опорного и выходного напряжений. Этот сигнал подводится одновременно на оба входа дифференциального усилителя 8. С выходов последнего усиленные синфазные сигналы рассогласования поступают на транзисторные регулирующий 1 и нагревательньй 6 элементы, закрывая или открывая их. Этим обеспечивается стабилизация напряжения. Одновременно дифференциальный усилитель 8 усиливает разностньй сигнал, вьфабатываемьй датчиком 7 температуры, когда температура в термостате 9 отличается от Заданной. На синфазные сигналы рассогласования накладьшается противофазный разностньй сигнал, в результате чего функция регулирования при стабилизации выходного напряжения перераспределяется между транзисторными регулирующим 1 и нагревательным 6 элементами. Через элемент 6 протекает больший либо меньший ток, и он нагревается либо охлалздается, приближая температуру :в термостате 9 к заданной. Как только температура достигает заданной, элемент 6 подзакрывается либо приоткрывается, а элемент 1, наоборот, приоткрьшается либо подзакрывается. Таким образом, обеспечивается стаби лизация температуры в термостате 9. Совмещение функций стабилизации напряжения и температуры в предлагаемом устройстве позволило существенно уменьшить общее количество конструктивных элементов и понизить пот ребляемую энергию.

авя