Регулятор температуры Советский патент 1991 года по МПК G05D23/30 

Изобретение относится к устройствам автоматического регулирования температуры посредством термоэлектрических батарей, в частности, для стабилизации температуры элементов радиоэлектронной аппаратуры (РЭА).

Цель изобретения - повышение надежности и снижение энергопотребления регулятора температуры.

На чертеже представлена функциональная схема регулятора температуры.

Регулятор температуры состоит из источника 1 питания, к которому подключены мостовой преобразователь 2 температуры и операционный усилитель 3, резистивный делитель 4, состоящий из резисторов 5 и 6; операционный усилитель 7 и пороговый усилитель 8. Выходы мостового преобразователя температуры 2 соединены с входами операционного усилителя 3, выход которого подключен к катоду разделительного диода 9, анодом соединенного с выходом рези- стивного делителя 4 и с неинвертирующим входом операционного усилителя 7, инвертирующий вход которого соединен с выходом резистивного делителя 10, состоящего из резисторов 11 и 12, один вход которого соединен с плюсом источника 1 питания, а другой вход - с эмиттером транзистора 13 и выводом датчика 14 тока. Другой выход датчика 14 тока соединен с минусом источника 1 питания. Выход операционного усилителя 7 подключен к входу порогового усилителя 8, выход которого соединен с базой транзистора 1.3, коллектор которого подключен к минусу нагрузочного элемента - термоэлектрической батареи 15 , плюс которой соединен с плюсом источника 1 питания.

Устройство работает следующим образом.

При температуре объекта термостати- рованил выше температуры регулирования мостовой преобразователь 2 температуры разбалансирован таким образом, что на неинвертирующем входе первого операционного усилителя 3 потенциал выше, чем на его инвертирующем входе. При этом на выходе операционного усилителя 3 появляется потенциал, близкий к потенциалу положительной шины источника 1 питания.

При этом диод 9 закрыт напряжением, равным разности выходных напряжений первого операционного усилителя 3 и первого резистмвного делителя 4.

Сигнал, равный разности выходных напряжений первого А и второго 10 резистин- ных делителей напряжения, поступает на входы второго операционного усилителя 7. На выходе операционного усилителя 7 устанавливается потенциал,близкий к потенциалу положительной шины источника питания 1. При этом пороговый усилитель 8 открывается, усиливает сигнал по мощности и открывает транзистор 13.

Ток протекает по цепи: термоэлектрическая батарея 15 - транзистор 13 - датчик 14 тока. На датчике 14 тока увеличивается падение напряжения, что приводит к увеличению потенциала на инвертирующем входе операционного усилителя 7. При этом напряжение на его выходе уменьшается, соот- ветственно уменьшается сигнал на выходе порогового усилителя 8 и транзистор 13 призакрывается. Происходит стабилизация тока термоэлектрической батареи 15, который определяется значением напряжения питания и соотношением компонент первого 4 и второго 10 резиставных делителей:

|;r.Uii(R6-Rii R5 Ri2)

(Rs + ReJ-Rn-R 14 При выходе объекта термостатирования

на заданный режим сигнал на выходе мос- гового преобразователя 2 температуры уменьшается. Соответственно понижается потенциал на выходе первого операционного усилителя 3, диод 9 открывается, при этом шунтируется выход первого рези- сгивного делителя А напряжения и уменьшается напряжение на неинвертирующем входе второго операционного усилителя 7. Его .ыходное напряжение уменьшается. Уменьшается сигнал порогового усилителя

8 и транзистора 13, что приводит к уменьшению тока нагрузки батареи 15. При выходном напряжении первого резистивного

делителя напряжения 4, меньшем к . J2 ,

на выходе второго операционного усилителя 7 устанавливается потенциал, близкий к минусовой шине источника 1 питания.

Пороговый усилитель 8 закрывается, закрывая транзистор 13, ток через нагрузку становится равным нулю.

Таким образом, стабилизация тока термоэлектрической батареи позволяет повысить экономичность регулятора температуры и использовать его в устройствах с ограниченными энергетическими возможностями.

Кроме того, использование отрицательной обратной связи по току защищает транзистор от тока короткого замыкания в нагрузке и позволяет эксплуатировать термоэлектрическую батарею в оптимальном режиме, что повышает надежность регуля тора температуры.

Формула изобретения Регулятор температуры, содержащий источник питания, к которому подключен входная диагональ мостового преобразовав теля температуры, выходная диагональ кот торого соединена с входами первого операционного усилителя, пороговый yci литель, выход которого связан с базой трап зистора, коллектор которого череа нагрузочный элемент подключен к одному выводу источника, питания, отличающийся тем, что, с целью повышения функциональной надежности и снижения энергопотребления, он содержит резистивные делители напряжения, второй операционный усилитель, датчик тока и разделительный диод, один вывод которого связан с выходом первого операционного усилителя, другой - с выходом первого резистивного делителя напряжения и одним входом второго операционного усилителя, выход которого подключен к входу порогового усилителя, входы первого резистивного делителя подключены к выводам источника питания , к другому входу второго операци - энного усилителя подключен выход второго резистивного делителя, первый вход которого соединен с первым выводом источника питания, второй вход - с эмиттером транзистора и первым выводом датчика тока, второй вывод которого подключен к второму выводу источника питания.

15

Изобретение относится к устройствам автоматического регулирования температуры посредством термоэлектрических батарей, в частности, для стабилизации температуры элементов радиоэлектронной аппаратуры. Целью изобретения является повышение надежности и снижение энергопотребления регулятора температуры. Регулятор температуры состоит из источника питания, мостового преобразователя температуры, первого операционного усилителя, второго операционного усилителя, порогового усилителя, транзистора, датчика тока. Ко входу второго операционного усилителя подключены выходы резистивных делителей . Первый резистивный делитель является источником опорного напряжения, а с помощью второго осуществляется отрицательная обратная связь по току. Между выходом первого операционного усилителя и неинвертирующим входом второго операционного усилителя включен диод. 1 ил.