Устройство для стабилизации электрического напряжения и температуры термостата Советский патент 1990 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в устройствах, требущих поддержания постоянной температуры и стабильного питающего напряжения, например, в объеме термостата термостатированного кварцевого генератора или ином замкнутом ограниченном объеме, например в отсеке транспортного средства, несущего радиоэлектронную аппаратуру.

Цель изобретения - увеличение диапазона регулирования по температуре, скорости набора температуры и уменьшения массогабаритных показателей.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство для стабилизации электрического напряжения и температуры

термостата содержит регулируемый элемент 1 с управляемым сопротивлением и датчик 2 температуры, размещенные в термостате 3, вход регулирующего элемента соединен с входными выводами 4 и 5, импульсный фильтр 6, подключенный к выходным выводам 7 и 8, узел 9 управления, выполненный на основе широтно-импульсного модулятора, сумматор 10.

Регулирующий элемент 1, управляющим входом соединенный с выходом сумматора 10, входами подключенного к выходу датчика 2 температуры и выходу узла 9 управления.

На выходные выводы 4 и 5 подается входное напряжение, которое необходимо стабилизировать, к выходным выводам 7 и 8 подключается нагрузка, на

СП

со

Јь СД

to

Которую подается стабильное напряжение.

Устройство работает следующим образом.

При подаче входного напряжения температура в термостате 3 минимальна, Сопротивление датчика 2 температуры При этом максимально, что приводит к подаче на вход сумматора 10 от датчи- ijca 2 максимального постоянного напряжения. С выхода сумматора 10 это напряжение поступает на управляющий рход регулирующего элемента 1, откры- йая этот элемент на максимальный по- Стоянный ток. Постоянный ток, проходящий через регулирующий элемент 1, импульсный фильтр 6 и- нагрузку соз- Дает падение напряжения на нагрузке. Напряжение на нагрузке, т.е. на выхо- е устройства, управляет широтно-им- йульсный модулятор, который вырабатывает импульсное управляющее напряжение, изменяя параметры импульса (дли- tenbHocTb импульса или скважность импульсов) в зависимости от величины разности полученного напряжения на нагрузке и требуемого стабильного напряжения. Импульсное напряжение с выхода широтно-импульсного модулятора Поступает на второй вход сумматора 10, на котором оно суммируется с постоянным напряжением датчика 2 температуры. С выхода сумматора 10 импульсное напряжение с постоянной составляющей поступает на управляющий вход регулирующего элемента 1, вызывая прохождение через этот элемент импульс- його тока с постоянной составляющей. Импульсная часть тока, проходя через импульсный фильтр 6, преобразуется в Постоянное напряжение, которое суммируется с напряжением, создаваемым током постоянной составляющей. Широтно- ймпульсный модулятор изменяет параметры импульсного тока до достижения Напряжения на нагрузке заданного значения.

Проходящий через регулирующий элемент 1 импульсный ток с постоянной составляющей нагревает его, а этот Элемент нагревает объем термостата. По мере нагрева объема терсостата уменьшается сопротивление датчика 2 температуры и напряжение, поступающее с датчика на вход сумматора 10, что приводит к уменьшению величины постоянной составляющей импульсного тока и величины напряжения, создава0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

емого этой составляющей на нагрузке. Напряжение на выходных выводах 7 и 8 устройства уменьшается. Широтно-им- пульсный модулятор отслеживает это уменьшение изменением параметров импульсного тока, поддерживая выходное напряжение на уровне заданного.

При изменении тока нагрузки, например увеличении, происходит увеличение, например, длительности импульсов тока через- регулирующий элемент 1, что приводит к увеличению нагрева элемента, а затем и объема термостата 3. Датчик 2 температуры отслеживает это изменение уменьшением своего сопротивления, а следовательно, уменьшает величину постоянной составляющей импульсного тока, что приводит к уменьшению нагрева регулирующего элемента 1. При таком же токе нагрузки компенсационный стабилизатор выделяет большее количество тепла, поэтому для одних и тех же условий в термостате данного устройства может поддерживаться стабильной более низкая темепература. Верхняя температура в объеме термостата в данном устройстве определяется тепловыми свойства ™ последовательного регулирующего элемента, т.е. в пределе, когда сигнал с датчика 2 температуры максимален, режим работы устройства близок к режиму работы компенсационного стабилизатора. Таким образом, достигается большой диапазон регулирования по температуре.

При стабилизации напряжения импульсным способом можно использовать более высокое питающее напряжение относительно выходного, чем при стабилизации компенсационным стабилизатором, что позволяет в начальный момент времени набора заданной температуры в термостате на регулирующем элементе компенсировать большее на- пряжение при том же токе нагрузки, а следовательно, получать более высокую скорость набора температуры.

В устройстве для стабилизации температуры и напряжения используется один регулирующий элемент, ч.ем достигается уменьшение массогабаритных показателей устройства.

Таким образом, при управлении регулирующим элементом стабилизатора напряжения и температуры постоянной и импульсной составляющих увеличиваются диапазон регулирования по темnepa-rvpe и скорость набора температуры -л счет увеличения входного питающего напряжения стабилизатора и импульсного управления элементом по цепи стабилизации напряжения.

Формула изобретения

Устройство для стабилизации электрического напряжения и температуры термостата, содержащее регулируемый элемент с управляемым сопротивлением и датчик температуры, размещенные в термостате, вход регулирующего элемента соединен с входными выводами,

5734526

утел управления, входом подключенный к выходным выводам, отличающееся тем, что, с целью увеличения диапазона регулирования по темпе- ратуре, скорости набора температуры и уменьшения массогабаритных показателей, в него введены импульсный фильтр и сумматор, импульсный фильтр включен между выходными выводами и выходом регулирующего элемента, управляющим входом соединенного с выходом сумматора, входами подключенного к выходу датчика температуры и выходу узла управления, выполненного на основе широтно-импульсного модулятора.

10

15

Изобретение относится к вторичным источникам электропитания радиоаппаратуры. Цель изобретения - увеличение диапазона регулирования температуры и скорости набора температуры стабилизатора напряжения и температуры с последовательным регулирующим элементом. Цель достигается тем, что управление регулятором стабилизатора напряжения с регулирующим элементом и термостатом по цепи обратной связи по напряжению осуществляют импульсным током (с помощью широтно-импульсной модуляции через блок управления), а по цепи обратной связи по температуре - постоянным током (через датчик температуры). Формирование импульсного тока с постоянной составляющей для управления регулятором осуществляют суммирующим элементом. 1 ил.

Редактор Н.Лазаренко

Составитель А.Колоколкин

Техред М.Ходанич Корректор Л.Бескид

Заказ 1643

Тираж 653

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное