Устройство для стабилизации электрического напряжения и температуры

СОЮЗ СОВЕТСКИХПЕЦММРтюепжикРЕСПУБЛИК 09 И) 3 А ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Государственный институт проектирования на речном транспорте(56) 1, Авторское свидетельство СССРУ 917179, кл. С 05 Р 1/56, 1979.2, Тюлиев Н.А. Термостатированныйкварцевый генератор. - "Радио", 1981,В 8, с. 66,(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО НАПРЯЖЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее транзисторный регулирующий элемент. последовательноготипа, включенный между клеммами дляподключения одного из полюсов первичного источника питания и одного извыходов нагрузочного элемента, измерительный орган напряжения, состоящийиз резистивного делителя напряженияи опорного элемента, подключенных за) С 05 Р 1/56; Н. 03. Е, 4. к выходу стабилизатора, первый дифференциальный усилитель, входы которого соединены с сигнальным и опорно выходами измерительного органа напряжения, транзисторный нагревательный элемент и датчик температуры, раэме щенные в термостате, второй дифференциальный усилитель, один иэ входов которого подключен к выходу датчика температуры, а один из. выходов - к управляющему входу транзисторного на- гревательного элемента, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения и снижения потребляемой энергии,.транзисторный нагревательный элемент включен параллельно тран-зисторному регулирующему элементу, оба входа второго дифференциального усилителя соединены с выходом первого дифференциального усилителя, а другой выход - с управляющим входом транзисторного регулирующего элемента.Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования при реализации термостатированных кварцевых генераторов с повышенной частотной стабильностью.Известен стабилизатор электрического напряжения, содержащий транзисторный регулирующий элемент последо-. вательного типа, включенный между клеммами для подключения одного из 1 О полюсов первичного источника питания и одного из выводов нагрузочного элемента, измерительный орган напряжения, состоящий.из резистивного делиФеля напряжения и опорного элемента, 15 подключенных к выходу стабилизатора, и термокомпенсирующего транзисторного каскада, соединенного входом с выходом резистивного делителя напряжения, дифференциальный усилитель, входы которого соединены с сигнальным и опорным выходами измерительного органа напряжения, а выход - с управляющим входом транзисторного регулирующего элемента 1.1 . 25Устройство обеспечивает в определенной мере отработку колебаний температуры окружающей среды, Однако получающаяся при этом температурная нестабильность выходного напряжения ЗО оказывается все же довольно ощутимой.14Наиболее близким техническим решением к изобретению. является устройство для стабилизации электрического напряжения и температуры, со- З 5 держащее стабилизатор напряжения с транзисторным регулирующим элементом последовательного типа, включенным между клеммами для подключения одного из полюсов первичного источ О ника питания и одного из выводов нагрузочного резистора, измерительньФ орган напряжения, состоящий иэ резистивного делителя напряжения и опорного элемента, подключенных к выходу стабилизатора, первьй дифференциальный усилитель, входы которого соединены с сигнальнье и опорным выходами измерительного органа напряжения, а выход - с управляющим вхо дом транзисторного регулирующего элемента, стабилизатор температуры с транзисторным нагревательным элементом, включенным в общем случае в цепь дополнительного первичного 55 источника питания, измерительным органом температуры, состоящим из датчика температуры и опорного элемента, вторым дифференциальным усилителем, входы которого соединены с сигнальным и опорным выходами измерительного органа температуры, а выход - с управляющим входом транзисторного нагревательного элемента Г 23.Недостатки известного устройства- значительная конструктивная сложность и повыпенное энергопотребление, обус.ловленные применением двух раздельных стабилизаторов.Цель изобретения - упрощение стабилизирующего устройства и снижение потребляемой энергии.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для стабилизации электрического напряжения и температуры, содержащем транзисторный регу,лирующий элемент последовательного типа, включенный между клеммами для подключения одного из полюсов первичного источника питания и одного иэ выводов нагрузочного элемента, измерительный орган напряжения, состоящий иэ резистивного делителя, напряжения и опорного элемента, подключенных к выхоДу стабилизатора, первый дифференциальный усилитель, входы которого соединены.с сигнальным и опорным выходами измерительного органа напряжения, транзисторный нагревательный элемент и датчик температуры, размещенные в термостате, второй дифференциальный усилитель, один из входов которого подключен к выходу датчика температуры, а один из выходов - к . управляющему входу транзисторного нагревательного элемента последний включен параллельно транзисторному регулирующему элементу, оба входа второго дифференциального усилителя соединены с выходом первого дифференциального усилителя, а другой выход - с управляющим входом транзисторного регулирующего элемента.На фиг. 1 представлена функциональная схема предложенного устройства для стабилизации электрического напряжения и температуры; на фиг.2 - электрическая схема одного из возможных вариантов устройства.Устройство содержит транзисторный регулирующий элемент 1, (фиг. 1) последовательного типа, включенный между клеммами для подключения одного иэ полюсов первичного источника питания (не показан) и одного из выводов на1115 3грузочного элемента (не показан), измерительный орган 2 напряжения, состоящий из резистнвного делителя 3 напряжения и опорного элемента 4, подключенных к выходу стабилизатора, дифференциальный усилитель 5, входы которого соединены с сигнальным и опорным выходами измерительного органа 2 напряжения (с выходами резистивного делителя 3 напряжения и опорного 1 О элемента 4), транзисторный нагревательный элемент б, включенный параллельно транзисторному регулирующему элементу 1, датчик 7 температуры, дифференциальный усилитель 8, оба входа которого соединены с выходом дифференциального усилителя 5, один из входовс выходом датчика 7 температуры, один нз выходов - с управляющим входом транзисторного нагревательного элемента 6, а другой выход . - с управляющим входом транзисторного регулирующего элемента 1. Транзисторный нагревательный элемент б и датчик 7 температуры размещены в термостате 9, р 5Транзисторный регулирующий элемент .1 выполнен на транзисторах 10 и 11 (фиг, 2), делитель 3 напряженияна резисторах 12 и 13, опорный элемент 4 - на резисторе 14 и стабилитроне 15, дифференциальный усилитель 5 - на транзисторах 16 и 17 и резисторах 18 и 19, транзисторный нагревательный элемент 6 - на транзисторах 20 и 21 дифференциальный усилитель 8 Э35 на транзисторах 22 и 23 и резисторах 24-26. В устройстве предусмотрены также резисторы 27-29 связи выхода дифференциального усилителя 5 с входами дифференциального усилителя 8.40 В термостате 9 условно показан термостатируемый кварцевый элемент 30. 033 4Работа устройства происходит следующим образом,Дифференциальный усилитель 5 вырабатывает сигнал рассогласования,пропорциональный разности опорногои выходного напряжений. Этот сигналподводится одновременно на оба входадифференциального усилителя 8, С выходов последнего усиленные синфазныесигналы рассогласования поступают натранзисторные регулирующий 1 и нагревательный б элементы, закрывая илиоткрывая их. Этим обеспечиваетсястабиЛизация напряжения.Одновременно дифференциальный усилитель 8 усиливает разностный сигнал,вырабатываемый датчиком 7 температуры, когда температура в термостате 9отличается от заданной. На синфазныесигналы рассогласования накладывается противофазный раэностный сигнал,в результате чего функция регулирования при стабилизации выходного напряжения перераспределяется междутранзйсторными регулирующим 1 и нагревательным 6 элементами. Черезэлемент 6 протекает больший либоменьший ток, и он нагревается либоохлаждается, приближая температурув термостате 9 к заданной. Как только температура достигает заданнои,элемент 6 подзакрывается либо приоткрывается, а элемент 1, наоборот,приоткрывается либо подзакрывается,Таким образом, обеспечивается стабилизация температуры в термостате 9.Совмещение функций стабилизациинапряжения и температуры в предлагаемом устройстве позволило существенно уменьшить общее количество конструктивных элементов и понизить потребляемую энергию.115033 едактор В.Даик аказ Патент",69/34ВНИИПИ Госудпо делам113035, Мос оставитель Л,Морозовехред И,АсталошКорректор А,Тяскь Тирак 841 Подписноерственного комитета СССРзобретений и открытийа, Ж, Раушская наб., д. 4/5 огород, ул Проектна