Регулятор температуры микросхем Советский патент 1982 года по МПК G05D23/19 

(54) РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ МИКРОСХЕМ

I

Изобретение относится к автоматимескому регулированию неэлектрических величин, в частности температуры , с использованием электрических средств, и может быть использовано в системах термостатирования элементов, выполнен11ых в микросхемном исполнении.

По основному авт. св. 752267 известно устройство, содержащее источник опорного сигнала, генератор зада1ащего тока и транзисторный нагреватель, а также пороговый эл-емент, первый в.ход которого соединен с вторым выходом источника опорного сигнала, а второй вход и выход соответственно с выходом и вторым входом генератора задающего тока ll.

Цель изобретения - повьпиение точности регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что известное устройство содержит дополнительный пороговш элемент, первым входом подкгиэченньй

К ВЫХОДУ транзисторного нагревате- , ля, вторым входом к третьему выходу источника опорного сигнала, а -выходом к третьему входу основного порогового элемента.

На фиг. 1 представлена функциональная схема регулятора температуры микросхем; на 4«г. 2 - принципиальная схема , на фиг. 3 - изменение тока коллектора и напряжения

10 база-эмиттер транзисторного нагревателя.

Регулятор температуры микросхем содержит транзисторный нагреватель 1, генератор 2 зада 01дего тока, ис15точник 3 опорного сигнала, основ.ной пороговый элемент 4.

Первый вход генератора 2 задающего тока соединен с выходом источника 3 опорного сигнала. Второй

вход генератора 2 задающего тока со.единен с выходом основного порогового элемента 4, выполненного на т эанзисторе 5 и операционном уси39лителе 6. Выход генератора 2 задаюцего тока, содержащего транзистор 7, подключен к входу транзисторного нагревателя и к первому входу основного порогового элемента 4. Второй вход основного порогового элемента 4 подключен к второму, выходу источника 3 опорного сигнала. Кроме того, регулятор температуры микросхем содержит дополнительнь1й пороговый элемент 8, При этом первьШ вход допопнительного порогового элемента 8 соединен с дополнительным выходом источника 3 опорного сигнала, второй вход с выходом транзисторного нагревателя 1, а выход с дополнительным входом основного Порогового элемента 4. Транзисторный нагреватель 1 эмит тером подключен к общей иине регуля тора. Ваза транзисторного нагревателя 1 (вход транзисторного нагревателя l) соединена с эмиттером тра зистора 9 (выходом генератора 2 зад ющего тока). Коллектор транзисторного нагревателя 1 (выход транзисто ного нагревателя 1) подключен к резисторам10.rt 11 (второму входу дополнительного порогового элемента 8 Генератор 2 задающего тока содер жит транзистор 7, эмиттер ко орого соединен с источником питания регулятора, а коллектор через резистор 12. соединен с эмиттером транзистора 9 (выходом генератора 2 задающего тока) и подключен к базе транзистор ного нагревателя 1 (входу транзисто ного нагревателя i). База транзисто ра 7 соединена со средним выходом потенциометра 13. Один вывод потенциометра 13 соединен с катодом стабилитрона 14 и подключен к источнику питания схемы, другой вывод соед нен с анодом стабилитрона 14 и подк чен к резистору 15. Другой вывод резистора 15 (второй вход генератора 2 задающего тока) соединен с кол лектором транзистора 5 (выходом основного порогового элемента 4). Коллектор транзистора 9 через резис тор 16 соединен с источником питания регулятора. Эмиттер транзистора 9 через резистор 17 соединен с общим концом регулятора. База транзистора 9 (первый вход генератора 2 задающего тока) соединена со сред Ш1М выводом потенциометра 18 (первым выходом источника 3 опорного си нала) . Источник 3 опорного сигнала содержит резистор 19, подключенный к источнику питания регулятора. Другой вывод резистора 19 соединен с потенциометром 18, 20 и 21 и катодом стабилитрона 22. Другие выводы потенциометра 18, 20 и 21 и анод стабилитрона 22 подключены к общей шине регулятора. Средний вывод потенциометра 18 (первый выход источника 3 опорного .сигнала) соединен с базой транзистора 9 (первым входом генератора 2 задающего тока). Средний вывод потенциометра 21 (второй выход источника 3 опорного сигнала) соединен с резистором 23 (вторым входом основного порогового элемента 4). Среднкй вывод потенциометра 20 (дополнительный выход источника 3 опорного сигнала) соединен с резистором 24 (первым входом дополнительного порогового элемента 8), Основной пороговый элемент 4 содерхсит операционный усилитель 6, неинвертирующий вход которого соединен с резистором 25. Другой вывод резистора 25 (.первый вход основного порогового элемента 4} со единен с эмиттером транзистора 9 (выходом генератора 2 задающего тока). инвертирующий вход операционного усилителя 6 через резистор 23 (второй вход основного порогового элеме та 4) подключен к среднему выводу потенциометра 21 (второму выходу источника 3 опорного сигнала). Выход операционного усилителя 6 через резистор 26 подключен к резистору 27, к катоду диода 28 и к базе транзистора 5. Другой вывод резистора 27 и анод диода 28 соединены с общим концом регулятора. Коллектор транзистора 5 (выход основного порогового элемента 4) соединен с резистором 15 (вторым входом генератора зада1адего тока 2) . Э1&ттер транзистора 5 (дополнительньШ вход основного порогового элемента 4) соединен с .коллектором транзистора 29 (выходом дополнительного порогового элемента 8). Дополнительный пороговый элемент 8 содержит резисторы 10 и 11 (второй вход дополжтельного порогового элемента 8), подключенные к коллектору тр.анзисторного нагревателя 1 (выходу транзисторного нагревателя 1). Другой вывод резистора 10 соединен с эмиттером транзистора 30 и подклю.чен к источнику питания регулятора. Другой вывод резистора 11 подключен к базе транзистора 30, коллектор которого соединен с резисторами 31 и 32. Другой вывод резистора 31 соед йен с общей шиной регулятора, а другой конец резистора 32 подключен к инвертирующему входу операционного усилителя 33. Выход операционного ус лителя 33 через резистор 34 под-. ключен к резистору 35, к катоду диог да 36 и к базе транзистора 29. Другой вывод резистора 35, анод диода 36 и эмиттер транзистора 29 подключены к общей шине регулятора. Коллектор транзистора 29 (выход дополнительного порогового злемента 8) соединен с змиттером транзистора 5 (дополнительным входом основного порого вого элемента 4). Регулятор температуры микросхем работает следующим образом. При температуре ниже требуемой температуры тедмостатирования, транзистор 1 открыт. Через переход базаэмиттер транзистора I течет ток разогрева 1 , формируем 1й транзисторами 7 и 9. Транзистор 5 основного порогового элемента 4 и транзистор 29 дополнительного порогового злемента 8. открыты. Кристалл транзистора 1 разогревается. Ток коллектора 1 транзистора I увеличивается, так как с ростом температуры увеличивается значение статического коэффициента передачи по току . Растет напряжение на резисторе 31. При температуре, равной температуре тер мостатирования, падение напряжения на резисторе 31 становится равным напряжению Uon-t формируемого на поте циометре 20 (точка а, фиг. З). Тран зистор 29 и транзистор7 закрывается. Через переход база-эмиттер тра зистора 1 протекает незначительный ток In транзистора 9. Напряжение база-эмиттер транзистора 1 уменьшается Транзистор 5 закрывается. Кристалл транзистора 1 начинает остывать. Напряжение база-эмиттер транзистора I начинает увеличиваться (так как при уменьшении температуры входная характеристика транзисторов смещается вправо до тех пор, пока его величина не становится равной 4 напряжению, формируемому на потенциометре 21 (точка Ь, фиг. 31. Тогда .транзистор 5 открывается, и через переход база-эмиттер транзистора 1 протекает ток разогрева. Кристалл транзистора 1 разогревается до тех пор, пока ток коллектора 1 не увеличивается до вели«шны, при которой транзистор 29 закрывается (точка с, фиг. З). Кристалл транзистора остывает до.тех пор, пока не открывается транзистор 5 (точка d, фиг. З). Подбирая выходное напряжение источника опорного сигнала и значение коэффициента передачи усилителя, выполненного на транзисторе 30, можно повысить точность регулирования температуры до величииы, определяемой влиянием дестабилизирующих факторов (изменение температуры окружакмдей среды, изменение величины напряжения питания и т.д.) на параметры элементов регулятора. Использование в предлагаемом устройстве транзистора вместо электронагревателя и датчика температуры позволяет получить точность термостатирования за счет возможности более оптимального расположения его на корпусе разрядника. Формула изобретения Регулятор температуры микросхем по авт. св. № 752267, о т л и ч а ю ц и и с я тем, что, с целью повышения точности регулятора, он содержит дополнительный пороговый элемент, первым входом подключенный к выходу транзисторного нагревателя, вторым входом к третьему выходу источника опорного сигнала, а выходом к третьему входу основного порогового элемента. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №752267, кл. G 05 D 23/19, 1978 (прототип).