Регулятор температуры Советский патент 1984 года по МПК G05D23/19 

1 Изобр-етенне относится к области регулирования температуры и может быть использовано, когда в качестве исполнительного элемента применяется устройство, например термоэлектричес кая батарея, работающее в режиме нагрева или охлаждения в зависимости от полярности прикладываемого напряжения, и может быть применено для те мостатирования радиотехнических узлов в пироком диапазоне температур окружающей среды, а. также в автоматических регуляторах-температуры, применяемых в радиотехнике, электронике, метрологии, биологии, медицине и других областях -промышленности и н родного хозяйства. Известно устройствоГl. Однако в. устройстве ключевой режим работы значительно уменьшает точность поддержания температуры и снижает КПД устройства в .целом. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является регулятор температуры, содержащий поСледовательно соединённые датчик тем пературы и преобразователь сигнала, переключающий элемент, выполненный в виде моста, плечи образова; ны комплементарными парами транзист ров, причем к входной диагонали под ключен источник питания, базы тран зисторор одного .типа каждой комплементарной пары подключены к выводам преобразователя, а базы транзисторо другого типа проводимости и термоэлектрйческая батарея - к выходной диагонали моста 2}. Однако известный, регулятор не об печивает устойчивой работы и требует тщательного подбора ключевых транзисторов. Причем открьгоакие транзисторов переключающего элемента, эмиттеры которык соединены с ми нусом источника пйтаюгя, происходит от работающих в линейном режиме тран Эисторов, базы которых соединены с преобразователем сигнала, при этом возникает задержка в их открывании, что приводит к броскам тока внагрузке, в результате чего возникают радиой мехи и снижается надежность регулят ра.. Цель изобретения - повышение надежности .. Поставленная цель достигается те что регулятор температуры, содержащий последовательно соединенные дат 5 чик температуры и преобразователь сигнала, переключак)щий элемент, выполненный в виде моста, плечи которого образованы комплементарными параьм транзисторов, входная диа-гональ моста подключена к источнику питания, а .выходная - к термоэлектрической батарее, причем базы транзисто-г ров одного типа проводимости каждой комплементарной пары подключены к выходам преобраз.ователя сигнала, регулятор содержит усил.ители-инв-ерторы, входы .которых соединены с выходами преобразователя, а выходы с базами транзисторов другого типа проводимости каждой комплементарной пары. На чертеже представлена функциональная схема регулятора темпер.атуры. Регулятсф содержит последовательно соединенные датчик 1 температуры преобразователь L. сигнала,, переключающий- элемент 3, выполненный в виде моста, которого образованы комплементарными парами транзисторр.в А и 5 одного пр.оводимости и 6 и 7 другого типа пр.оводимости каждой комплементарной пары,причем., к входной диагонали моста подключен источник 8 питания, а к выходной Термоэлектрическая батарея 9. Регулятор температуры-имеет также усилители - инверторы 10 и 11 входы которых: соединены с выходами преобр зоватёля 2 сигнала, а выходы -с базами ключевък транзисторов 6 и 7 другого типа проводимости, а также резистор 12 и стабилитрон 13. Регулятор работает cлeдyюIщ м образом.. При температуре датчика 1 температуры, равной заданной, сигнал рассогласования на выходе пре.образователя 2 сигнала и усил-итепей-инверторов 10 и 11 отсутствует, при этом транзисторы 4-7 закрЪ1ты и ток через термоэлектрическую батарею 9 не проходит. Если датчик 1 имеет более высокую температуру, чем заданное аначение, возникает сигнал рассогласования на выходе преобразователя 2, приоткрьл вающий. один из регулиру ощих. транзисторов одного типа проводимости (например 4) переключающего элемента 3, а усилитель-инвертор 11 ттод воздействием сигнала с преобразователем 2 полностью открывает транзистор претивопопожного плеча моста (ключевой транзистор 7). При этом протекает ток от плюса источника 8 питания через транзистор 4., термоэлектрическую батарею 9 и транзистор 7 к минусу источника 8 питания. Транзисторы 5 и 6. при этом закрыты Направление тока через термоэлектрическую батарею 9 при этом такое, что термо батарея. 9 охлаждается..

Если датчик 1; имеет температуру боле.е низкую, чем заданное значение, возникший сигнал рассогласовани Приоткрывает при: этом другой транзистор аереключаницеро элемента 3 (регулирующий транзистор 5), а усилитель-инвертор. 10 открыв;ает ключевой транзистор 6,- Транзисторы А и 7 при этом закрыты.

Ток протекает от источника 8 через транзистор 6, термоэлектрическую батарею 9 и транзистор 5 в направлении, обеспечивающем нагрева.ние батареи. Транзистсфы 6 и 7 работают в клюяевом режиме, при котором потери мощности на. них минимальны. Траизисторы 4 и 5 при охлаждении (нагреве) вблизи заданной температуры работают в линейном режиме, причем степень охлаждения (нагрева)термоэлектрической, батареи 9 опр еделяется степенью открывания этих транзисто ров. При значительном рассогласовашш температуры транзистор4(5)открывается полностью и охлаждение (нагрев) термоэлектрической батареи 9 осуществляется максимальным током. Такцм образом, наличие уеилителейинвертрров позволяет также осуществлять реверс тока, протекакицего через термоэлектрическую батарею;, при закрытых регулирующих транзисторах. Это

сключает бррски тока, что уменьшает уровень радиопомех и повышает надежн. регулятора. Осуществление переключения ключевых транзисторов нейосрёдственио от усилителей-инверторов и независимо от регулирующих транзисторов обеспечивает устойчивую работу регуляторов в широком диапазоне изменения температуры окружающей среды.

РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ, содержашИй последовательно соединенные датчик температуры и преобразователь сигнала, перекпючакщий элемент, выполненный в виде моста, плечи которого образованы комплементарными парами транзисторов, входная диагональ моста подключена к источнику питания, а выходная - к термоэлектрической батарее, причем базы транзисторов одного типа проводимости каждой комршементарной пары подключены к выходам преобразователя сигнала, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения надежности, регулятор содержит усилители-инверторы, входы которых соединены с выходами преобразователя, а выходы - с базами транзисторов другого типа проводимости каждой комплементарной пары.