Переключающее устройство Советский патент 1993 года по МПК H03K17/56 

Изобретение относится к автоматике и предназначено для автоматического переключения исполнительного элемента в зависимости от температуры.

Известно переключающее устройство, содержащее симистор, включенный последовательно с анодной нагрузкой между клеммами питающей сети, к которым подключен вход источника выпрямленного напряжения, первый и второй резистивные делители напряжения, подключенные к выходу источника выпрямленного напряжения, третий делитель напряжения, образованный переменным резистором и датчиком сопротивления, однопереходный транзистор, базы которого через первый резистор подключены к выходу источника выпрямленного напряжения, времязадающая RC-цепь, операционный усилитель и транзистор, причем входные выводы операционного усилителя соединены со средними точками второго и третьего делителей напряжения. Известное устройство не обеспечивает отключение нагрузки при обрыве цепи датчика температуры.

Наиболее близким техническим решением предложенному (прототипом) является переключающее устройство, содержащее последовательно соединенные термочувствительный мост, компаратор и ключевой элемент, последовательно соединенные нагреватель и симистор, а также выпрямительный мост, диод, первый стабилитрон, первый и второй конденсаторы, причем первый конденсатор включен параллельно входам термочувствительного моста, один из которых соединен с первым выходом выпрямительного моста и одним из выходных электродов ключевого элемента, одна из шин сети переменного тока соединена с выходным электродом симистора и первым входом выпрямительного моста, а другая шина сети переменного тока подключена к нагрузке и одному из выводов второго конденсатора, встречно включенные второй и третий стабилитроны, причем второй вход выпрямительного моста соединен с управляющим электродом симистора через второй и третий стабилитроны, другой вывод второго конденсатора соединен через диод с другим входом термочувствительного моста, через первый стабилитрон - с вторым входом выпрямительного моста, выход которого подключен к другому выходному электроду ключевого элемента. Известное устройство не обеспечивает отключение нагрузки при обрыве цепи датчика температуры, в связи с чем возможен аварийный перегрев нагрузки.

Целью изобретения является защита нагрузки от перегрева при обрыве в цепи датчика. Для достижения цели в переключающее устройство, содержащее термочувствительный мост, три плеча которого образованы резисторами, а четвертое терморезистором, один вывод входа термочувствительного моста подключен к одной клемме источника питания, к которому под0 ключей компаратор, вход которого соеди- ; нен с выходом термочувствительного моста, а выход компаратора соединен с коммутирующим элементом, переключающим нагрузку, и резистор, дополнительно введен

5 транзистор, через который к одной из клемм источника питания подключено одно из плеч термочувствительного моста, и к этой же клемме источника питания через переход эмиттер-база введенного транзистора

0 подключен терморезистор, параллельно которым подсоединен резистор.

На чертеже Показано предлагаемое устройство.

Устройство содержит компаратор 1, к

5 входу которого подключен выход термочув- ствительного моста, три плеча которого образованы резисторами 2 - 4, а четвертое терморезистором 5 (термодатчик) коммутирующий элемент 6. например симистор, че0 рез который к клеммам 7,8 сети подключена нагрузка 9, например нагревательный элемент, транзистор 10 и резисторы 11-14. Выход компаратора 1 через резистор 11 соединен с управляющим электродом сими5 стора 6. а через резистор 12 подключен к своему неинвертирующему входу. Питание компаратора 1 и термочувствительного моста 2 - 5 осуществляется от шин 15,8 источника питания постоянного тока.

0 Терморезистор 5 вынесен в зону контроля температуры объекта регулирования, где установлен и электронагреватель 9 и соединен с другими элементами устройства проводами.

5 Устройство работает следующим образом. Под действием напряжения источника питания постоянного тока на шинах 15, 8 через переход эмиттер-база транзистора 10, зашунтированный резистором 14, тер0 морезистор 5 и резистор 2, образующие два плеча термочувствительного моста, проходит ток, вызывающий отпирание транзистора 10. Через открытый транзистор 10 и резисторы 3 и 4, образующие третье и чет5 аертое плечи термочувствительного моста, протекает ток, вызывающий падение напря- жеии на резистора 4. Если температура объекта регулирования ниже заданной, падение напряжения на резисторе 2 ниже, чем падение напряжения на резисторе 4 и

на выходе компаратора 1 высокий потенциал. Под его действием отпирается симистор 6 и включается нагрузка 9.

При достижении заданной температуры сопротивление терморезистора 5 уменьша- ется, а падение напряжения на резисторе 2 превысит падение напряжения на резисторе 4. Компаратор 1 меняет свое состояние, симистор 6 запирается, а нагрузка 9 отключается. В дальнейшем работа регулятора повторяется.

При обрыве проводов, соединяющих датчик температуры 5 со схемой управления, или при повреждении термодатчика ток через него и, следовательно, переход эмиттер-базу транзистора 10 не проходит. Транзистор 10 запирается, и ток через резисторы 3 и 4 не проходит. За счет резистора 13 на резисторе 2 падает напряжение, под действием которого на выходе компаратора напряжение снижается по отношению к шине 8 до нуля и симистор 6 и нагрузка 9 выключаются. Если бы в предложенное устройство не был бы введен транзистор, то при обрыве в цепи датчика температуры потенциал на неинвертирующем входе превышал бы потенциал на инвертирующем входе и симистор 6 и нагрузка 9 были бы включены независимо от температуры в зоне контроля, что. могло привести к аварий- ному перегреву объекта регулирования. В предложенном устройстве аварийный режим работы исключен. При коротком замыкании в цепи термодатчика 5, хотя транзистор 10 будет открыт, потенциал на инвертирующем входе компаратора будет

превышать потенциал на неинвертирующем входе компаратора, напряжение на выходе компаратора 1 будет равно нулю и симистор 6 и нагрузка 9 будут также отключены.

Таким образом, предложенное устройство, обладая высокой чувствительностью и точностью работы, обеспечивает безопасность работы устройства при повреждении датчика или проводов, соединяющих его со схемой, что позволит найти устройству широкое применение в промышленности и бытовой технике.

Формула изобретения Переключающее устройство, содержащее термочувствительный мост, три плеча которого образованы резисторами, а четвертое - датчиком в виде терморезистора, один вывод входа термочувствительного моста подключен к первой клемме источника питания, к которому подключен компаратор, вход которого соединен с выходом термочувствительного моста, а выход компаратора соединен с коммутирующим элементом, к которому подключена нагрузка, и резистор, отличающееся тем, что, с целью защиты нагрузки от перегрева при обрыве в цепи датчика, введен транзистор, через который к второй клемме источника питания подключено одно из плеч термочувствительного моста, и к этой же клемме источника питания через переход эмиттер. - база введенного транзистора, который за- шунтирован резистором, подключен терморезистор.

Изобретение относится к автоматике, в частности к устройствам стабилизации температуры. Переключающее устройство содержит термочувствительный мост, составленный 3 резисторами 2, 3,4 и 1 терморезистором 5,1 компаратор (1) и 1 коммутирующий элемент 6, переключающий на- грузку, а также 1 транзистор 10 и дополнительный резистор 14. Для отключения нагрузки при обрыве в цепи датчика, роль которого выполняет терморезистор, дополнительно введен транзистор/через который к одной из клемм источника питания подключено одно из плеч термочувствительного моста, и к этой же клемме источника питания через переход эмиттер- база введен-ного транзистора подключен терморезистор. Устройство обеспечивает безопасность работы при повреждении датчика или проводов, соединяющих датчик со всем лереключающим устройство. 1 ил.