Термоэлектрический термостат Советский патент 1980 года по МПК G05D23/19 

Изобретение относится к устройствам автоматического регулирования и может , быть использовано, например, для термо- статирования радиоэлектронной аппаратуры. Обычно в термоэлектрическом термост те используют термобатарею с переключа телем режима ее работы, выполненным по схеме двухпозиционного или трехпозици- онного переключателя. Известен термостат с трехпозицион- ным переключателем режима работы термобатареи, содержащий фазовый и ампли тудный дискриминаторы, и разделительный блок, вход которого подключен к выходу усилителя, а выход - к блоку управления термобатареей l. Недостатком устройства является шзкая точность термостатирования за счет того, что переключатель режима работы должен иметь достаточно большую зону нечувствительности (нулевую зону) для предотвращения 1)еверсирования тока через термобатарею в точке статиро- вания. Наиболее близким техническим решением является терморегулятор, содержащий переключатель режима работы термобатареи, мостовой датчик температуры, источник питания и усилители мощности. К вторичной обмотке трансформатора переключйтеля режимов работы подключен дополнительный транзистор, параллельно цепи коллектор-эмиттер: которого включены управляющий электрод и катод управляемых диодов второго выпрямителя, анооы которых подключены к крайним выводам силового трансформатора, а средняя точка его - к термобатарее и эмиттеру транзистора 2. Недостатком известного термостата является низкая экономичность его работы вследствие того, что термобатарея работает либо в режиме нагрева, либо в режиме охлаждения и никогда не отключается от источника питания.

Цепь изобретения - повышение эконо- мичности работы термостата.I

Указанная цель достигается тем, что термостйт содержит трехпозиционный переключатель, вход-которого подключен к выводам термобатареи, а выходы - ко вторым входам усилителей мощности.

Трехпозиционный. переключатель отклю чает один из выходных каскадов в зависи- мости от знака разности между темпера- ю турой термостатируемого объекта и температурой окружающей среды; датчиком знака разности температур является та же термобатарея, которая используется для нагрева и охлаждения термостатируе- мого объекта. В результате термобатарея работает в режимах, охлаждение выключено или нагрев - выключено в зависимости от знака разности температур объекта и окружающей среды. На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства. Термостат содержит мостовой датчик 1 температуры с тэрморезистором, имеющим тепловой контакт с термостатнруе- мым объектом, переключателе 2 режима работы термобатареи с усилител1ШИ 3 и 4 мощности, термобатарею 5, ш«)еющую тепловой контакт с термостатируемым объектом, трехпозиционный переключатель 6. Термостат работает следующим обра - зом. При Т Т/, Т , Т T-j , где -температура термостатируемого объекта, Т - температура окружающей среды (радиатора термобатареи), Т -тем пература статированая, напряжение разбаланса с мостового датчика 1 температуры поступает на вход переключателя 2, с выхода которого снимается напряжение определенной полярности, открывающее усилитель мощности 3; при этом через термобатарею протекает ток такого направления, что она работает в режиме нагрева объекта. Напряжение, падающее на термобатарее, подаетсяна вход дополнительного переключателя 6. Полярность этого напряжения такова, что с выхода дополнительного переключателя 6 снимает ся напряжение, запирающее усилитель 4 мощности. При достижении объектом темпе ратуры статирования Т терморезистор мостового датчика 1 температуры за счет своей тепловой инерционности имеет температуру Т - AT, а когда терморезистор нагреваете я до Т и выходной каскад 3 закрывается, термостатируемый объект

имеет температуру Т, + дТ. Затем наступает перегрев терморезистора до Т , и напряжение, снимаемое с мостового датчика 1 температуры, меняет знак, но реверс тока через термобатарею не происходит, так как с отключенной термобатареи

5на вход дополнительного переключателя

6подается ЭДС Зеебека, которая имеет тот же знак, что и падение напряжения на включенной в режиме нагрева термобатарее; усилитель 4 мощности остается запертым. При остывании объекта до Тс -дТ тер- морезистор охлаждается до Т, включается выходной каскад, и процесс повторяет- ся. При T;j TC, , . Напряжение разбаланса с мостового датчика 1 температуры поступает на переключатель 2, с которого снимается напряжение, открывающее усилитель 1 мощности; термобатарея работает в режиме охлаждения объекта. Напряжение, падающее на термобатарее 5, подается на вход дополнительного переключателя 6, при этом с выхода переключателя 6 снимается напряжение, запирающее усилитель мощности 3. При достижении объектом температуры Тс- Л Т выключается усилитель 4 мощнос-i ти. Затем наступает переохлаждение терморезистора до Тд -ДТ, и напряжение, снимаемое с мостсдаого датчика 1 температуры, меняет знак, но усилитель МОЩНОСТИ 3 остается запертым (реверса тока через термобатарею нет), так как с отключенной термобатареи 5 на вход дополнительного переключателя 6 подается ЭДС Зеебека, которая имеет тот же знак, что и падение напряжения на включенной в режиме охлаждения термобатарее. При нагреве объекта до Т. +лТ терморезистор нагревается до 1. , включается усилитель 4 мощности и процесс повторяется. Поочередное запирание одного из усилителей мощности в зависимости от знаj разности температур объекта и окружающей среды позволяет в несколько раз уменьшить потребляемую устройством мощность. Предлагаемый термоэлектрический термостат обладает высокой точностью статнравания, повышает экономичность работы в 3-4 раза, что особенно важно при использовании его в автономных системах.. Форм у л а изобретения Термоэлектрический термостат, содержащий последовательно соединенные мостовой датчик температуры и переключатель режима работы термобатареи, к выходам которого через усилители мощности подключены выводы термобатареи, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности работы, термостат содержит трехпоаиционный переключатель, вход которого подключен к выводам тремобатареи, а выходы - ко вторым входам усилителей мощности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N9 517010, кл. Q 05 D 23/19, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР hfe 396556, кл. Q 05 D 23/19, 1973 (прототип).