Оптоэлектронное термореле

(71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьскосоциалистической революции(56) Авторское свидетельство СССР У 11.74784, кл. Г 01 К 11/12, 1985.Авторское свидетельство СССР В 1458722, кл, Г 01 К 11/12, 06,07,87 (54) ОПТОЭЛЕКТРОННОЕ ТЕРМОРЕЛЕ (57) Изобретение относится к импульс ной технике и может быть использовано в устройствах измерения и регули рования температуры в системах тепловой автоматики. Цель изобретения - расширение функциональных возможносей оптоэлектронного термореле - достигается путем введения в цепь смещения затвора МДП-транзистора 1 дополнительного источника излучения 4,оптически связанного с фотовольтаической батареей 2, включенной в цепьзатвора этого транзистора. Оптоэлектронное термореле содержит также ис-точник 3 излучения,резистор 5 и переменный делитель 6 напряжения. Приувеличении температуры уменьшаетсявеличина фотоЭДС фотовольтаическойбатареи 2, обусловленной наличием источников 3 и 4 излучения и благодарячаличию оптической положительной обратной связи от источника 3 излучения, включенного в выходную цепь ЩПтранзистора 1, происходит запирание аэтого транзистора и переключение термореле. Предложенное оптоэлектронноетермореле помимо ключевыхсвойств обладает способностью автоматического (переключения в заданном интервалетемператур. 1 ил. 8Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах измерения и регулирования температуры в системах теп 5 ловой автоматики.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет введения в цепь смещения затвора МДП транзистора дополнительно- , 1 О го источника излучения оптически свя%занного с фотовольтаической батареей, включенной в цепь затвора этого транзистора.При увеличении температуры вели чина Фото-ЭДС, обусловленная этим источником излучения, уменьшается и благодаря наличию положительной обратной связи от основногоисточника излучения, включенного в выходную цепь 20 МДП транзистора, происходит запирание этого транзистора и выключение устройства, Таким образом, данное уст. ройство помимо ключевых свойств обладает способностью атоматического переключения в заданном интервале температур.На чертеже приведена принципиальная схема оптоэлектронного термореле.Устройство содержит Фототранзистор,3 О выполненный в виде МДП транзистора 1 с включенной в цепь затвора Фотовольтаической батареей 2, с которой оптически связаны источник 3 излучения и дополнительный источник 4 излучения, а также резистор 5 и переменный делитель 6 напряженияСвободный вывод фотовольтаической батареи 2 подключен к средней точке переменного делителя 6 напряжения, 4 О ,который включен последовательно с дополнительным источником 4 излучения между общей шиной 7 и шиной 8 питания,Резистор 5, источник 3 излучениядйи МДП транзистор 1 включены последо; вательно также между шиной 8 питания и общей шиной 7. Точка соединения источника Зизлучения и 1 ЩП транзистора 1 является выходом 9.устройства.Фотовольтаическая батарея 2 может быть выполнена в виде последовательно соединенных р-п-переходов. Количество р-п. переходов зависит от величины порогового напряжения МДП транзистора 1 и мощности источников 3 и 4 излу чения.55Источниками излучения могут служить светбдиоды со спектрально согла" сованной с фототранзистором характеристикой излучения или миниатюрныелампы накаливания.Оптоэлектронное термореле функционирует следующим образом,Полярность включения Ьотовольта-ической: батареи 2 определяется типомпроводимости канала МДП транзистора 1,в соответствии с чем выбирается также полярность напряжения на шине 8 питания.В цепи состоящей из дополнительного источника 4 излучения и переменного делителя 6 напряжения,протекаетток, который вызывает световой поток,формирующий фото-ЭДС батареи 2, и создает на переменном делителе 6 напряжение смещения затвора МДП транзистора 1, Это напряжение смещения складывается с напряжением Фото-ЭДС и прикладывается между затвором и истоком МДП транзистора 1, управляя про водимостью этого транзистора,Принцип действия устройства основан на использовании температурной за 1висимости величины Фото-ЭДС освещенного р-и перехода. Например, для кремниевого р-и перехода имеет место ли- .нейное уменьшение величины фото-ЭДС сувеличением температуры.Рабочая точка выбирается таким образом, чтобы величина Фото-ЭДС Фотовольтаической батареи 2 при заданной температуре и при наличии светового потока дополнительного источника 4 излучения с учетом напряжениясмещения была достаточна для обеспечения открытого состояния МДП транзистора 1. При этом протекает ток поцепи источника 3 излучения, что создает допОлнительную освещенность наФотовольтаической батарее 2 и, следовательно, дополнительную Фото-ЭДС,в результате чего надежно поддерживается .открытое состояние МДП транзистора 1,На выходе 9 устройства при этомнапряжение относительно общей шины 7мало, Уменьшение температуры не вызывает изменения состояния устройства, поскольку величина Фото-ЭДС дополнительного источника 4 излучения только увеличивается и величина сопротивления канала МДП транзистора 1 ещеболее уменьшается.С повышением температуры по указанным причинам напряжение затвор-исток МДП транзистора 1 уменьшается ипри некоторой температуре достигнетТаким образом, данное устройство, помимо ключевых свойств обладает способностью автоматического переключения в заданном интервале температур. Формула изобретения Составитель В.ЛементуевТехред М,Дидык Корректор О, Ципле Редактор Н.Горват Заказ 1791Тираж 673 ПодписноеВНИИПИ ГосУДарственного КОМитета По Изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 5 15753 значения, близкого к пороговому. МДП транзистор 1 при этом начинает закрываться, что вызывает уменьшение тока в выходной цепи и следовательно приУ Ф5 водит снижению . освещенности фотовольтаической батареи 2 от источника 3 излучения. При этом данная оптическая связь действует как положительная обратная связь, что ведет к лавинообразному процессу закрывания МДП транзистора 1 и выключению источника 3 излучения. Правильный выбор рабочей точки по смещению затвора МДП транзистора обеспечивает закрытое состояние МДП транзистора, поскольку величина фото-ЭДС фотовольтаической батареи 2 при наличии только одного дополнительного источника 4 излучения при определенной повышенной тем пературе недостаточна для отпиранияИДП транзистора. На выходе 9 устройства при этом устанавливается напряжение, равное напряжению по шине 8 питания. Дальнейшее увеличение тем пературы не приводит к изменению закрытого состояния МДП транзистора 1 и соответственно. выхода 9 устройства.При уменьшении температуры до исходной заданной величины в соответствии с выбранной рабочей точкой про,исходит переключение устройства в первоначальное состояние.д Оптоэлектронное термореле, содержащее фототранзистор, выполненьй в виде МДП-транзистора с включенной в цепь затвора фотовольтаической ба- тареей,состоящей иэ заданного числа последовательно соединенных р-,ппереходов, в выходную цепь фототранэистора последовательно с резистором включен источник излучения, оптичес ки связанный с фотовольтаической батареей, свободный вывод которой соответствующим полюсом соединен со средней точкой переменного делителя напряжения, один вывод которого подключен к общей шине, с которой соединен также исток МДП-транзистора, сток которого яВляется Выходом ус тройства, а свободный вывод резистора соединен с шиной питания, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введен дополнительный источник излучения, оптически связанный с фотовольтаической. батареей, который включен между шиной питания и другим выводом переменного делителя напряжения.