Устройство для регулирования температуры

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 19.09. 78 (21) 2 бб 5244/18-24 (1) М )(Л с присоединением заявки йо С 05 О 23/24 Государственный комитет СССР но дедам изобретений и открытийДата опубликования описания 23,01. 81(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯТЕМПЕРАТУРЫ . Изобретение очносится к автаматичес" кому регулированию, в частности к системам термостатирования, н может быть Использовано для термсстатирова-, ния кварцевых резонаторов, а также,5 чувствительных элементов систем автоматического управления.Известно устройство для регулирования температуры, содержащее связан" ные с источником питания мостовой преобразователь температуры, к измерительной диагонали которого подключен переход база-эмиттер порогового транзистора, ключевой транзистор, коллектор которого подключен к базе выход ного транзистора и через резисторк шине источника питания, нагрузку, включенную между коллектором выходного транзистора и шиной ,источника питания 11.20Недостатками данного устройства являются низкая надежность, обусловленная нестабильностью температуры срабатывания эа счет дрейфа напряжения на переходе база-эмиттер порогового транзистора, а также ненадежное запирание выходного транзистора.Известно также устройство для регулирования температуры, содержащее связанные с источником питания мос товой преобразователь температуры, к измерительной диагонали которого подключены входы операционного усилителя, ключевой транзистор, база которого через последовательно соединенные стабилитрон и резистор подключена к выходу операционного усилителя, а коллектор - к базе выходного транзистора, в коллекторную ,цепь которого включена нагрузка 21 .Недостатком этого устройства для регулирования температуры является также низкая надежность, обусловленная обрывом в цепи базы выходного транзистора при его запирании.Цель изобретения - повышение надежности.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для регулирования температуры, содержащее связанные с источником питания мостовой преобразователь температуры, к измерительной диагонали которого подключены входы операционного усилителя, ос" новной ключевой транзистор, база которого через последовательно ".оединенные стабилитрон и резисТор подключена к выходу операционного усилителя, а коллектор - к базе выходного транзистора, в коллекторную цепькоторого включена нагрузка, введены дополнительные стабилитрон, резисторы и ключевой транзистор противоположной проводимости по отношению к основному ключевому транзистору, причем база дополнительного ключевого транзистора через первый дополнительный резистор подключена к выходу операционного усилителя, коллектор - через второй дополнительный резистор соединен с коллектором основного клю чевого. транзистора, а эмиттер через дополнительный стабилитрон подключен к одной шине источника питания и через третий дополнительный реэисторк второй шине источника питания,На чертеже схематически представлеэ но предлагаемое устройствоУстройство содержит мостовой преобразователь 1 температуры, измерительная диагональ которого подключена к входам операционного усилителя 2, ос нонной ключевой транзистор 3, в коллекторную цепь которого включены последовательно соединенные второй .дополнительный резистор 4 и дополнительный ключевой транзистор 5, н р стабилнтрон б, При этом база дополнительного ключевого транзистора 5 через первый дополнительный резистор 7 и база основного ключевого транзистора 3 через последовательно соединенные резистор 8 и стабилитрон 9 соединены с выходом операционного усилителя 2. Катод дополнительного стабилитрона б соединен с плюсовой шиной источника питания, а анод соединен с эмиттером дополнительного ключевого транзистора 5 и через тре" тий дополнительный резистор 10 с минусовой шиной источника питания. База выходного транзистора 11 соединена с коллектором основного транзистора 3,40 а коллектор через нагрузку 12 соединен с плюсовой шиной источника питания.Устройство работает следующим образом. 45При температуре термостатируемого объекта и связанного с ним преобразователя 1 ниже температуры регулирования мост разбалансирован таким образом, что на его выходе появляется напряжение в полярности, укаэанной на Фиг. 1. Это напряжение усиливает" ся операционным усилителем 2 и потенциал его выходной клеммы О, становится близким к потенциалу минусовой- шины источника питания -Е, причем -П -1- Е 2 - ЗВ согласно техничесВЫУРким условиям на интегральные операционные усилители. При этом, стабилитрон 9 с выбранным напряжением стабилизации цЗВ запирается, что обес- Я печивает отсечку базового тока управления и эапирание основного ключевого транзистора 3, Одновременно через ограничительный резистор подается отрицательное напряжение на базу трав- д эистора 5 р-п-р проводимости, и он открывается. Выходной транзистор 11 включается, и через нагрузку 12, являющуюся обмоткой обогрева термостатируемого объекта, протекает ток.С повышением температуры преобразователь 1 сбалансируется (при достижении температуры регулирования) и ратем разбалансируется, но полярность напряжения на его выходе меняется на обратную. Это напряжение усиливается операционным усилителем 2; и потенциал его выходной клеммы скачком изменяется до величины + Ц , близкой к потенциалу +Е плюсовой шины источника питания, причем Е - Ц ,з 2 - 3 В. Использование в устройстве дополнительно введенного стабилитрона б с напряжением стабилизации О3 В дает возможность при данном выходном сигнале операционного усилителя 2 запереть дополнительный ключевой транзистор 5, что обеспечивает обесточивание коллекторной цепи ключевого транзистора 3. Дополнительный резистор 4 исключает сквозные токи при переключении транзисторов 3 и 5. Одновременно через ограничивающий рези- стор 8 и пробитый стабилитрон 9 в цени базы транзистора. 3 протекает ток. Остаточное напряжение на ключевом транзисторе Ц имеет при этом .режиме минимально возможную величинугде т:1 - 2 " коэффициент инжекции;Р, - тепловой потенциал=+20 оС);о - коэФФициент усиления потоку транзистора в ин"версном включении.При .оГ 3 цост=С. Практически величина Цостсоставляет 5 - 20 мВ. Столь малая величина остаточного напряжения на ключевом транзисторе 3 обеспечивает надежное эапирание выходного транзистора 11, который выключает ток через нагрузку 12, фДалее температура термостатируемого объекта и, соответственно, преобразователь 1 снижается н процесс регулирования температуры повторяетсяФормула изобретенияустройство для регулирования температуры, содержащее связанные с источником питания мостовой преобразователь температуры, к измерительной диагонали которого подключены .входы операционного усилителя, основной ключевой транзистор, база которого через последовательно соединенные стабилитрон и резистор под798759 О Подписи аж,9 Филиал ППП "Патент ключена к выходу операционного усилителя, а коллектор - к базе выходного транзистора, в коллекторную цепькоторого включена. нагрузка, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повымения надежности, в него введеныдополнительные стабилитрон, реэисто"ры и ключевой транзистор противопо"ложной проводимости по отномению косновному ключевому транзистору,причем база дополнительного ключевого транзистора через первый дополнительный резистор подключена к выходу операционного усилителя, коллектор - через второй дополнительный резистор соединен с коллекторомосновного ключевого транзистора, а ВНИИПИ Заказ 10029/63 эмиттер + через дополнительный стабилитрон подключен к одной мине источника питания и через третий дополнительный резистор - к второй мине источника питания.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Чернядьев А. Д. Схема регулирования температуры малогабаритногорадиотехнического термостата. Сб.Вопросы радиоэлектроники. Сер.ТРТО, 1970, вып. 1, с. 131, рис. 1.2. Азарх С, Х. и Борисов Л, Г.Малогабаритные двухпоэиционные тер"морегуляторы. Сб. Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТРТО, 1976, выл.1,с105, рис. 9 (прототип) . жгород, ул. Проектная,