Устройство для регулирования температуры Советский патент 1983 года по МПК G05D23/19 

Изобретение относится к системам регулирования температуры и может быть использовано в радиотехнических, тепловых и других приборах, в частности в радиотехнических термостатах.

Известно устройство для регулирования температуры, Ьодержащее подключенный к источнику питания датчикнагреватель на транзисторе, база которого подключена к одному из входов операционного усилителя, к другому входу которого подключен задатчик. В этом устройстве транзистор используется в качестве нагревателя и датчика температуз; одновременно. Напряжение открытого перехода эмиттер-база зтого транзистора подано на один из входов операционного усилителя, а в коллекторной цепи включен регулирующий транзистор 1 .

Недостаток данного устройства состоит в том, что транзисто|« работают в линейном режиме, в результате чего КПД устройства регулирования температуры невысок.

Наиболее близкими по технической сусцности и достигаемому эффекту является устройство для регулирования температуры, содержащее подключенный к источнику питания датчик-нахтзеватель на транзисторе, база которого подсоединена к одному из входов операционного усилителя, к другому входу которого подключен задатч1й. В данном устройстве регулирования температуры транзисторы работают в импульсном режиме, чем достигается высокий КПД 2 J.

Однако известное устройство ха10рактеризуется сложностью, вызванной использованием для формирования импульсов напряжения самостоятельного узла, а именно - генератора импульсов.

15

Цель изобретения - упрощение устройства.1

Поставленная цель достигается тем, что устройство для регулирования температуры, содержащее подклю20ченный к источнику питания датчикнагреватель на транзисторе, база которого подсоединена к одному из входов операционного усилителя, к другому входу которого подключен задат25 чик, ключевой транзистор, коллектор которого соединен через ограничительный резистор с базой транзистора датчика-нагревателя, а змиттер с его коллектором, также содержит

30 резистор и конденсатор, подключенные одними Еыводами к базе ключевого транзистора, второй вывод резистора подключен к эмиттеру датчиканагревателя на транзисторе, а второй вывод конденсатора - к выходу операционного усилителя, Таким образом, в предлагаемом устройстве исключен генератор импульсов как самостоятельный узел, а вместо него введены новые связи через конденсатор и резистор. Введение новых связей через резистор и конденсатор позволило совместить выполнение операционным усилителем и ключевым транзистором их основных функций по прототипу с доТтолнительными функциями по формированию импульсов, yпpaвJJЯющиx работой датчика-нагревателя.

На чертеже приведена электрическая схема устройства.

Устройство для регулирования температуры содержит датчик-нагреватель на транзисторе 1, коллектор и эмиттер которого подключены к источнику питания, а база подключена к инвертирующему входу операционного усилителя 2, ключевой транзистор 3, коллектор которого через ограничивающий резистор 4 подключен к базе транзистора 1, а база через резистор 5 соединена с одной из шин и через коненсатор б - с выходом операционного усилителя. На неинвертирующий вход операционного усилителя 2 подается опорное напряжение с задатчика 7, равное напряжению на инвертирующем входе операционного усилителя при рабочей температуре.

Устройство работает след /ющим образом.

Если температура на кристалле транзистора 1 ниже требуемой, транзистор 3 открыт,что обеспечивает поддержание в открытом состоянии транзистора 1, напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя 2 меньше опорного напряжения задатчика и на выходе операционного силителя 2 устанавливается положительное напряжение. Конденсатор б быстро заряжается выходным напряжением операционного усилителя 2. По ере разогрева.транзистора 1 коллекторным током увеличение температуры кристалла сопровождается одновременным уменьшением напряжения на переоде эмиттер-база. Как только темпеатура кристалла транзистора 1 преышает требуемую, напряжение на инертирующем входе операционного усиителя 2 стает выше опорного напряения задатчика, а напряжение на выоде станет отрицательным. Отрицательный перепад напряжения с выхода операционного усилителя 2 через конденсатор б передается на базу транзистора 3, поддерживая закрытое состояние последнего. Начинается процесс разряда конденсатора б через резис тор 5 и выход операционного усилителя 2. За это время температура кристалла транзистора 1 несколько уменьшается. Время, в течение кото.. рого транзистор 1 остывает, является фиксированной величиной и определяется временем разряда конденсатора б. Как только конденсатор 6 разрядится, транзистор 3 открывается и открывает транзистор 1. При этом, если

5 температура кристалла транзистора 1 ниже требуемой, на выходе операционного усилителя 2 устанавливается положительное напряжение, и далее процесс повторяется. Время, в течение

0 которого транзистор разогревается, определяется отклонением температуры кристалла от заданной.

Предлагаемое устройство для регу- .лирования температуры, обладая всеми

5 достоинствами прототипа, позволяет вместе с упрощением повысить его надежность на 46% и уменьшить габариты за счет сокращения количества элементов.,

Формула изобретения

Устройство для регулирования тем5 пературы, содержащее подключенный к источнику питания датчик-нагреватель на транзисторе, база которого подсоединена к-одному.из входов операционного усилителя, к другому л входу которого подключен задатчик, ключевой транзистор, коллектор которого соединен через ограничительный резистор с базой транзистора датчиканагревателя, а эмиттер - с его коллектором, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит резистор и конденсатор, подключенные одними выводами к базе ключевого транзистора, второй вывод резистора подключен .к эмиттеру датчика-нагревателя на транзисторе, а второй вывод конден- : сатора - к выходу операционного уси-i лителя.

5 Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Электроника, 1976, № б, с, 60.

2.Авторское свидетельство СССР 0 № 622066, кл. G 05 D 23/19, 1978

. (прототип).