Устройство для регулирования температуры

С 9 мите атент фалькес Б.М., АбезМ,Л., Гуревич И.И. венный кооператив ийской Федерации товарным знакам патенту Российской Федерац(73) Институт спектроскопии РАН , (56) Авторское свидетельство СССР Х 1357932, кл. 6 05 Р 23/19, 1986, Авторское свидетельство СССР Ж 1352468, кл. 6 050 23/19, 1986.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ(57) Изобретение относится к системам регулирования температуры в замкнутом объеме например в электронных и гироскопических блоках, в бытовых электронагрева 13 ац 18190б 05 О 23/19 тельных приборах. Цель изоб повышение точности стабилизаци температуры, снижение уровня в сети питания, повышение устройства, Устройство содержит ствительный мост 3, первый ком ключевой элемент 9, симистор тельный элемент 2, резистивны напряжения б, 7, источник пи шинами питания 14, 15 и вновь ограничитель напряжения 5, вто ратор 8, второй ключевой э резистор 11, конденсатор 12 питания выполнен с двуполярны ретения и заданной радиопомех надежноститермочувпаратор 4, 1, нагревай делитель тания 13 свведенные рой компалемент 10,источник м выходом.Изобретение относится к системам регулирования температуры в замкнутомобъеме и может быть использовано в прецизионных термостатах, в частности, для регулирования и поддержания стабильной 5температуры в электронных и гироскопических блоках, а также в бытовых электронагревательных приборах,Целью изобретения является повышение точности стабилизации заданной температуры, снижение уровня радиопомех всети питания, повышение надежности устройства,На фиг.1 представлена структурная схема устройства для регулирования температуры; на фиг.2 - временная диаграммаработы устройства; на фиг,З - схема источника питания; на фиг,4- вариант принципиальной схемы термочувствительного моста.Устройство для регулирования температуры содержит симистор 1, нагревательныйэлемент 2, термочувствительный мост 3,первый компаратор 4, ограничитель напряжения 5, первый и второй резисторы 6, 7,составляющие делитель напряжения, второй компаратор 8, первый токовый ключ 8,второй токовый ключ 10, формирователь импульсов допуска на третьем резисторе 11 иразделительном конденсаторе 12, источникпитания 13, шины 14, 15 источника питания 30переменного тока, резистор-задатчик температуры 16, терморезистор 17, четвертый,пятый резисторы 18, 19.Источник питания 13 (фиг.З) содержитгасящий конденсатор 13,1, стабилитрон 3513.2, 13.3, выпрямительные диоды 13.4,13.5, конденсаторы 13.6, 13,7.На фиг.2 обозначено; а - напряжение навходных шинах 14, 15. б - график изменениятемпературы; в - напряжение на входе первого компаратора; г - напряжение на выходе первого компаратора; д- напряжение навходе второго компаратора; е- напряжениена выходе второго компаратора 8; ж - импульсы на управляющем. электроде симистора 1; э - напряжение на нагревательномэлементе.Термочувствительный мост 3, содержит(фиг.4) первый регулировочный резистор 20,шестой резистор 21, второй регулировочный резистор 22, седьмой резистор 23.Устройство для регулирования температуры работает следующим образомПри подаче напряжения питания нагревательный элемент 2 не включен, терморезистор 17 измеряет температуру объекта,которая меньше заданной (фиг.2,б) с помощью резистора-задатчика температуры16, при этом на вход первого компаратора 4с диагонали моста 3 поступает такое напряжение (фиг,2,в) что компаратор 4 устанавливается в состояние отрицательного насыщения (фиг.2,г).Ограничитель напряжения 5 не пропускает это напряжение на выход, образуя навыходе высокий импеданс. Переменное напряжение, поступающее на делитель из резисторов 6, 7 с точки их соединенияпоступает на неинверсный вход второгокомпаратора 8 (фиг.2,д) и на его выходе формируются прямоугольные двухполярные импульсы с крутыми фронтами (фиг.2,е), счастотой входного напряжения (фиг.2,а. Поположительному фронту этих импульсов от-крывается транзистор 9, а по отрицательному фронту - транзистор 10. Импульсвыходного тока через ограничительный резистор 11 и конденсатор 12 поступает науправляющий электрод симистор 1 (фиг,2,ж)и открывает симистор 1 по цепи анод-катод,падение напряжения на симисторе уменьшается до значения, близкого к нулю. Такимобразом, нагревательный элемент 2 подключается к шинам питания 14, 15 и по немупротекает ток, нагревая элемент 2 (фиг.2,з).При снижении положительной полуволны напряжения до нуля симистор 1 выключается по аноду.При отрицательной полуволне напряжения питания аналогично включается транзистор 10 и через резистор 11 и конденсатор12 импульс по отрицательному фронтувключает симистор 1 по цепи управления,включая нагревательный элемент 2,На следующих положительной и отрицательной полуволнах напряжения питанияпроцесс включения и выключения симистора 1 повторяется.Нагревательный элемент 2 нагреваетобъем, в котором терморезистор 17 измеряет температуру до тех пор, пока сопротивление терморезистора 17 не увеличится так,что термочувствительный мост 3 разбалансируется,и компаратор 4 установится в состояние положительного насыщения(фиг.2, н).Ограничитель напряжения 5 пропускаетположительный потенциал на вход второгокомпаратора 8, который входит в положительное насыщение и этим отключается отвоздействия входного переменного напряжения с резисторов 6, 7. Транзистор 9 включается на время переходного процессазаряда конденсатора 12 и затем отключается, отключая цепь управления симистора 1.Симистор 1 закрывается, на нем падает всенапряжение питания (фиг.2,э), и ток черезнагревательный элемент 2 не протекает, нагревательный объем остывает. Через некоторое время температура, измеряемая5 1819012 10 15 терморезистором 17, понизится до величины, при которой компаратор 4 устанавливается в состояние отрицательного насыщения, и вновь начинается процесс нагрева (фиг,2,б). Предлагаемое устройство имеет повышенную точность поддержания заданной температуры эа счет постоянного двуполярного стабильного напряжения питания термочувствительного моста и компараторов. Погрешность стабилизации температуры составляет 0,012 ф; повышенную надеж. ность работы за счет формирования порогового отпирания симистора симметричными токовыми ключами, которые обеспечивают симметричный импульсный ток управления формула изобретения1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее термочувствительный мост с последовательно соединенными задатчикомтемпературы в одном плече и терморе-,25 зистором в другом плече, первый компаратор, входами подключенный к измерительной диагонали термочувствительного моста, резистивный делитель напряжения, первый токо вый ключ на р - и - р-транзисторе, положительно соединенные симистор, управляющим электродом подключенный к выходу формирователя импульсов запуска, и нагревательный элемент, под- З 5 ключенные к шинам питания, источник питания, отличающееся тем, что, с целью повышения точности стабилизации заданной температуры, снижения40 уровня радиопомех в сети питания и повышения надежности, в устройство введены ограничитель напряжения, входом подключенный к выходу первого компаратора, второй компаратор, пер вым входом соединенный с общим выводом резистивного делителя напряжения и выходом ограничителя напряжения, а вторым входом - с шиной источника питания, второй токовый 50ключ на и - р - п-транэисторе, база ковключением симистора при минимальном анодном напряжении, уменьшение времени включения и малое падение напряжения на симисторе; сниженный уровень радиопомех в сети питания за счет симметричного включения и выключения симистора на положительной и отрицательной полуволнах питающего напряжения импульсами тока в момент перехода кривой напряжения питания через нуль; что практически исключает наличие радиопомех в сети питания, исключает постоянную составляющую в сети питания и позволяет повысить КПД устройства; не создает в сети питания постоянной составляющей тока эа счет полной симметрии включения симистора токовыми ключами в импульсном режиме,торого обьединена с базой р - и - ртранзистора и подключена к выходу второго компаратора, эмиттер - с эмиттером р - п - р-транзистора и подключен к входу формирователя импульсов запуска, шины питания подключены к первому и второму входам источника питания и выводам резистивного делителя напряжения, а первый и второй выводы источника питания подключены к входа питания термочувствительного моста, входам питания первого и второго компараторов и коллекторам р - ир- и и - р - п транзисторов токовых ключей.2. Устройство по п,1, отличающееся тем, что источник питания содержит первый конденсатор, соединенный одной обкладкой с первым входом источника питания, а другой обкладкой - с анодами первого стабилитрона и первого диода и катодом второго диода, катод первого стабилитрона соединен с катодом второго стабилитрона, анод которого соединен с вторым входом источника питания и обкладками второго и третьего конденсаторов, вторые обкладки которых соответственно соединены с катодом первого и анодом второго диодов, общие выводы которых являются выводами источника питания.1819012 ЛОН.ИЯ и 8к конла,фвтару Ф 1 Х 2 Составитель Л.ПтенцоваТехред М.Моргентал Корректор В.Петраш Редактор Т. Козлова По писно аэ 161 Тираж А НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раущская наб Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101