Стабилизатор температуры

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ССР987. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(57) Изобретение относится к системерегулирования температуры, может бытьиспользовано в радиотехнических, тепловых и других приборах, в частностидля стабилизации температуры чувствительных элементов систем автоматйческого регулирования,и является усовершенствованием изобретения по авт.св.Р 1441367 Цель изобретения - повышение надемности работы стабилизаторатемпературы, в частности при отказах 2транзистора усилителя мощности илиустройств, которые управляют этимтранзистором, в результате чего исключается протекание неуправляемого токачерез нагреватель, т.е. перегрев иразрушение чувствительного элементаи наруыение работоспособности системыавтоматического регулирования. Стабилизатор температуры содержит датчик1 и задатчик 2 температуры, дифференциальный усилитель 4, генератор 5 пилообразного напряжения, динамическоезапоминающее устройство 7, суммируююций усилитель 6 компаратор 8, усилитель 11 мощности и нагреватель 14,а также вновь введены дОполнительныйкомпаратор 16, источник 17 опорногонапрямения, два ограничительных ре"зистора 9 и 15 ключевой элемент 10,защитный диод 12 и дополнительныйусилитель 13 мощности1 ил,Изобретение относится к системамрегулирования температуры, может бытьиспользовано в радиотехнических тепловых и других приборах, в частйостидля стабилизации температуры чувствительньх элементов систем автоматического регулирования и является усовершенствованием устройства по основному авт.св. Г 1441367,10Цель изобретения - повышение надежности работы стабилизатора температуры, в частности при отказахтранзистора усилителя мощности илиблоков, которые управляют этим транзистором, в результате цего невозможно протекание неуправляемого тока через нагреватель, т.е. перегрев и разрушение цувствительного элемента внарушение работоспособности системыавтоматического регулирования.На чертеже представлена структурнаясхема стабилизатора температуры,Стабилизатор содержит датчик 1 температуры и задатчик 2 температуры, 25подключенные через элемент 3 сравнения к входу дифференциального усилителя 4, генератор 5 пилообразногонапряжения, суммирующий усилитель 6и динамическое запоминающее устройст- З 0во 7, выходы которых подключены соответственно к первому и вторым входамкомпаратора 8, выход которого церезпервый ограничительный резистор 9 подключен к входу ключевого элемента 10и к управляющему входу усилителя 11мощности и церез защитный диод 12 куправляющему входу дополнительногоусилителя 13 мощности, выход которогоподключен к нагревателю 14, Управляющий вход ключевого элемента 10 черезвторой ограничительный резистор 15подключен к выходу дополнительногокомпаратора 16, первый вход которогоподклюцен к источнику 17 опорного нап ряжения, а второй вход к выходу дифференциального усилителяСтабилизатор работает следующим образом,При отклонении температуры от но-иминальной напряжение рассогласованиямежду датчиком 1 и задатциком 2 тем.пературы поступает на надежный дифференциальный усилитель 4,на выходе которогопоявляется положительное напряжение,55пропорциональное отклонению температурь 1от заданной,Это положительное напряжение поступает на первый вход суммирующего усилиеля 6 и на первый вход дополнительного компаратора 10, на второивход которого поступает отрицательноенапряжение с выхода источника 17 опорного напряжения, устанавливая на еговыходе напряжение (отрицательное),которое через второй ограничительныйрезистор поступает на управляющийвход клюцевого элемента 10, запираяего. В это же самое время положительные пилоооразные импульсы с генератора 5 пилообразного напряжения поступают на второй вход суммирующего усилителя 6 и на вход динамического запоминающего устройства 7,в которомвырабатывается положительное напряжение с величиной, равной амплитуде пилообразного напряжения, и которое является опорным для компаратора 8. Приэтом на выходе суммирующего усилителяб присутствует сумма пилообразногонапряжения и постоянного напряженияс выхода дифференциального усилителя4, которое больше, чем опорное напряжение на выходе динамического запоминающего устройства 7, в результатечего на выходе компаратора 8 вырабатываются положительные импульсы длительностью, пропорциональной сигналурассогласования, т.е. отклонения температуры от заданного значения. Этиимпульсы через первьй ограницительный резистор 9 поступают на управляющий вход первого усилителя 11 мощности и через диод 12 на управляющийвход дополнительного усилителя 13 мощности, открывая их на время, соответствующее ширине импульса, и в течение этого времени через нагреватель14 протекает ток,По мере разогрева нагреваемогообъекта напряжение рассогласованиямежду датчиком 1 и задатчиком 2 температуры уменьшается, уменьшается ширина импульсов на выходе компаратора8 и уменьшается время протекания токачерез нагреватель 14 до тех пор, поканагреваемый объект не достигнет заданной температуры. В этом случае напряжение рассогласования и напряжениена выходе дифференциального усилителя4 равно нулю, на входы компаратора 8поступают только пилообразные импульсы с выхода сумматора 6 и постоянное напряжение, равное амплитуде пилы, с выхода динамического запоминающего устройства 7, на выходе компаратора 0 устанавливается отрицательное апрлжение, запирающее усилителиСоставитель Л. ПтенцоваТехред М,дидык Корректор Н. Король Редактор Е. Папп Заказ 279 Тираж 655 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. М/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101 51 Я 1;711 и 13 мощности, ток через нагреватель 1 ч прекращается. На выходе компаратора 16 поддерживается отрицательное напряжение источником 17 опорно 5го напряжения и ключевой элемент 10продолжает оставаться запертым,При остывании объекта снова появляется сигнал рассогласования и напряжение на выходе дифференциально усилителя 4, снова появляются импульсына выходе компаратора 8 и течет токчерез нагреватель 1 ц,В случае возникновения неисправности типа короткого замыканияэлектродов усилителя 11 мощности работоспособность стабилизатора температурыобеспечивается усилителем 13 мощности . В случае возникновения такой женеисправности в усилителе 13 мощности, работоспособность обеспечиваетсядиодом 12 и усилителем 11 мощности,В случае возникновения неисправ"ностей в генераторе 5 пилообразногонапряжения, в динамическом запоминающем устройстве 7, в суммирующем усилителе 6, в компараторе 8, приводящихк появлению на выходе компаратора 8положительного неуправляемого напряжения, усилители 11 и 13 мощности ЗОоказываются постоянно включенными.Через нагреватель 14 проходит максимальный ток. Объект быстро разогревается, Напряжение рассогласования инапряжение на выходе дифференциального усилителя ч уменьшаются. Как только температура объекта превышает за"данную, напряжение рассогласованияменяет Фазу (полярность), на выходедиФФеренциального усилителя появляется сигнал рассогласования другой (отрицательный) полярности, и, как толькоон превышает напряжение опорного элемента. 17, на выходе компаратора 16 устанавливается положительное напряжение, которое через резистор 15 попада"ет на управляющий вход ключевого элемента 10, открывая его. 1 6Неуправляемый сигнал через резистор 9 замыкается на общую шину и усилители 11 и 13 мощности закрываются; Ток. через нагреватель 1 М прекращается.Объект начинает остывать, Напряжение рассогласования уменьшается, уменьшается и напряжение на выходе дифференциального усилителя 1, и как только оно становится меньше, чем на опорном элементе 17, напряжение на выходе компаратора 16 основа становится отрицательным и ключевой элемент 10 снова закрывается, через нагреватель 11 снова течет максимальный ток, В этом случае режим работы стабилизатора релейный,перегрева и разрушения объекта разогрева не происходит, Неисправность в компараторе 16 может привести только к тому, что объект не разогревается, но разрушения его также .не происходит.Ф о р м у л а изобретения Стабилизатор температуры по авт,св,11141367, отли цающи йсятем, цто, с целью повышения надежности, он содержит первый ограничительный резистор, последовательно соединенные источник опорного напряжения,дополнительный компаратор, второй ограничительный резистор и подключенный к второму выводу второго ограничительного резистора ключевой элемент,а также защитный диод и соединенныйс ним управляющим входом дополнительный усилитель мощности, причем второйвход дополнительного компаратора соединен с выходом дифференциальногоусилителя, усилитель мощности соединен с нагревателем через дополнительный усилитель мощности, а управляюций вход усилителя мощности соединенс выходом компаратора через первыйограничительный резистор и с входомзащитного диода непосредственно, причем ключевой элемент включен междууправляющим входом усилителя мощностии общей шиной,