Регулятор температуры микросхем Советский патент 1981 года по МПК G05D23/19 

(54) РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ МИКРОСХЕМ

Регулятор относится к области автоматического регулирования неэле трических величин, в частности температуры, с использованием .электрических средств и может быть использ ван в системах термостатирования эл ментов в микросхемном .исполнении. Известен регулятор температуры микросхем, содержащий датчик.температуры, транзисторный нагреватель генератор задающего тока,, источник опорного сигнала и ограничительный, элемент til . Недостатком этого регулятора является низкая точность регулирования из-за сложности расположения датчика температуры вблизи транзисторного нагревателя и объекта термостатирования. Наиболее близким по технической сущности-к изобретению является регулятор температуры микросхем, содержащий транзисторный нагреватель генератор Задающего тока, источник опорного сигнала и пороговый элемент C2J . Недостатком известного регулятог ра температуры является значительна разность между температурой включен и температурой отключения транзисто ного нагревателя, что снижает точность регулирования температуры. Цель изобретения - повышение точности регулирования температуры. Поставленная цель достигается тем, что в регулятор температуры микросхем, содержащий генератор задающего тока, выход которого подк.пючен к транзисторному датчику-нагревателю и к первому входу порогового элемента, второй вход которого связан с выходом источника опорного сигнала, а выход - с входом генератора задающего тока, введен ключевой элемент, вход которого соединен с выходом порогового элемента, а первый и второй выходы - с соответствующими входами источника опорного сигнала.. На фиг. 1 дана функциональная схема предлагаемого регулятора; на фиг. 2 - -его принципиальная схема. Регулятор температуры содержит транзисторный датчик-нагреватель 1, генератор задающего тока 2, источник опорного сигнёша 3, пороговый элемент 4 и ключевой элемент 5. Выход генератора 2 подключен к датчику-нагревателю 1,и к первому входу порогового элемента 4, выпо.пнемного на транзисторе 6 я операционном усилителе 7.- Вход генератора 2, содержащего транзистор 8, соединен с выходом порогового элемента 4 Источник опорного сигнала 3 подключен к второму входу порогового элемента 4.

Датчик-нагреватель 1 (фиг. 2) , эмиттером подключен к общей шине регулятора, а коллектором - к источнику питания. База.датчика-нагревателя 1 соединена с резистором 9 (первым входом порогового элемента 4). и с эмиттером транзистора 8 . (выходом генератора задающего тока 2),, подключенного через резистор 10 к общей шине регулятора. Коллектор транзистора В подключен к источнику питания, а база - к среднему выводу потенциометра 11. Один вывод потенциометра 11 подключен к катоду стабилизатора 12 и через резистор 13 к,источнику питания регулятора, другой вывод потенциометра 11- через резистдр 14 соединен с анодом стабилитрона 12 и подключен к общей. шине регулятора, а через, потёнциогматр 15 (вход генератора 2) соединен с коллектором транзистора 5 (выходом порогового элемента 4). База транзистора б через параллельно соединенные резистор 16 и диод 17 соединена с общим выводом резистора, а через резистор 18 с выходом усилителя 7. Неинвертирующий вход усилителя 7 соединен с резис-тором 19. Другой- вывод резистора 19 (второй вход порогового элемента 4) соединен с катодами диодов 20 и 21 (выходом источника опорного, сигнала 3). АНОД диода 20 соединен со средним выводом потенциометра 22, один вывод которого соединен с анодом стабилитрона 23 и подключен к общей шине регулятора, а другой вывод через резистор 24 соединен, с катодом стабилитрона 23 н с резистором 25. Другой вывод резистора 25 (вход источника опорного сигнала 3) .подключенк коллектору транзистора 26 (выходу- ключевого элемента.5) Анод диода 21 соединен с средним выводом потенциометра 27, первый крайний вывод которого соединен с анодом стабилитрона 28 и подключен. к общей шине регулятора, а другой крайний вывод через резистор 29 соединен с катодом стабилитрона 28 и с резистором 30..Другой вывод резистора 30. (вход источника .опорного сигнала 3) подключен к коллектору транзистора 31 (выходу ключевого элемента 8).- База транзистора 26 через резистор 32 подключена к источнику питания регулятора, через резистор 33 к общей шине регулятора, а через диод 34 к коллектору транзистора 31. База транзистора 31(вход ключевого элемента 8) соединена с коллектором транзистора S (выходом порогового элемента 4). Эмиттер транзистора 31 через резистор 35 соединен с базой транзистора 31 и подключен к источнику, питания регулятора. Резистор 36 соединяет ба ЗУ транзистора 31 с коллектором транзистора 6.

Регулятор работает следующим образом.

При температуре ниже требуемой

температуры термостатированиятранзистор 6 порогового элемента 4 закрыт. и через переход база - эмиттер датчика-нагревателя 1.течет эмиттерный ток 1 .транзистора 8 / определяющий

5 мощность разогрева датчика-нагревателя. При этом транзистор 31. ключевого элемента закрыт, а транзистор 26 открыт и на неинвертирующий вход усилителя 7 подается напряжение Uorj с потенциометра 22 источника опорного сигнала 3.

Криста.лл датчика-нагревателя 1 разогревается, и его входная характеристика смещается влево. Напряжение

C между базой и эмиттером транзистора 1 уменьшается. При равенстве напряжения между базой и эмиттером транзистора 1 выходному напряжению Uon источника опорного сигнала 3, усилитель 7 формирует-сигнал, открывашлций транзистор 6 и Уменьшающий эмиттерный ток транзистора 1. При этом откроется транзистор 26 порогового элемента 4 и закроется тразистор 31. На неинвертирующий вход усилителя 7 будет по даваться напряжение Uoq с потенциометра 27 источника опорного сигнала 3.

Через переход база-э1 шттер датчиканагревателя 1 потечет незначительный

0 ток t,. Кристалл датчика-нагревателя начнет остывать, и его входная характеристика будет- смещаться вправо. При равенстве напряжения между базой и эмиттером датчика-нагревателя 1

, выходному напряжению и источника опорного сигнала 3 усилитель 7 формирует сигнал, закрывающий датчик-нагреватель 1. Через переход база-эглнттер датчика-нагревателя 1 потечет

ток J до тех пор, пока кристалл не разогреется и напряжение между его базойи эмиттером не станет равным и Qf, .-Таким образом, на кристалледатчика-нагревателя поддерживается требуемая температура.

5 Технический эффект, от использования регулятора температуры микросхем заключается в повышении точности регулирования температуры за счет . уменьшения разности между температуQ рой включения и отключения-транзисторного нагревателя. Подбирая выходные напряжения uj источника опорного сигнала, можно повысить точность регулирования температуры до величины,

j определяемой влиянием дестабилизирующих факторов (изменение температуры окружакяцей, среды, изменение величины напряжения питания и т.д.) на параметры элементов схемы регулятора.

Формула изобретения

Регулятор температуры микросхем, содержащий генератор задакяцего. тока, выход которого подключен к транзисторному датчику-нагревателю и к первому входу порогового элемента, второй вход которого связан с выходом источника опорного сигнала, а выход - со входом генератора зещающего тока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы регулятора, он содержит, ключевой элемент, вход которого соединен с выходом порогового элемента, а первый и второй выходы - с соответствующими входами источника опорного сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

кл. G 05 D 23/19, 24.07.78 (прототип).