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Einrichtung zum Stabilisieren der Temperatur eines aufgeheizten Raumes
in einem elektronischen Gerät Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum
Stabilisieren der Temperatur eines aufgeheizten Raumes in einem elektronischen Gerät
mit Hilfe eines in dem Raum angeordneten Bauelementes, das von einem das Bauelement
durchfliessenden elektrischen Strom erwärmt wird, und eines TemperaturfUhlers, der
den elektrischen Strom durch das Bauelernent in Abhängigkeit von der Temperatur
des Raumes steuert.
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Zur Konstanthaltung der Temperatur innerhalb eines umgrenzten Raumes
werden sogenannte Thermostaten verwendet. Thermostaten benötigen neben einen; Temperaturregler
im allgemeSnerl eine besondere Wärmequelle und eine besondere Kühlvorrichtung, Ci
im temperaturstabilisierten Raum untergebracht sein können. Die Wärmequelle kann
beispielsweise ein elektrischer Heizkörper sein, während die Kühlvorrichtung beispielsweise
aus einem Peltierelement bestenen kann. Solche Wärme- und Kühlaggregate benötigen
zum Teil erhebliche Energien, die in vielen Fällen, beispielsweise bei ragbaren
oder bei stromsparenden, ferngespeisten elektronischen Geräten, nicht erwtinscht
sind. Bei solchen Geräten würde der für en Heizkörper baw. für die Kühlvorrichtung
aufzubringende Energieanteil, gemessen an der zun Betrieb des Gerätes aufzuwendenden
Gesamtenergie
Gesamtenergie, so erhebliche werte annehmen, daß ein
wirtschaftlicher und sicherer Betrieb der Anlage nicht mehr gewährleistet ist.
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Zur Verminderung des Aufwandes legt man in manchen Fällen die konstant
zu haltende Temperatur innerhalb des umgrenzten Raumes höher als die höchst vorkommende
Außentemperatur, so daß ein besonderes Kühlaggregat nicht mehr notwendig ist. Auf
diese Art der Temperaturregelung bezieht sich die Erfindung. Aufgabe der Erfindung
ist nun, die für die Aufheizung des Raumes erforderliche Energie einzusparen Gemäß
der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das in dem Raum angeordnete
Bauelement einem außerhalb des Raumes beflndlichen, einen Teil der Schaltung des
elektronischen Gerätes bilden den und dem Bauelement gleichartigen oder ähnlichen
Schaltungselement paralell geschaltet ist und daß der Temperaturfühler die Stromverteilung
durch das Bauelement und das Schaltungselement steuert Durch die Erfindung ist es
möglich» die Temperatur innerhalb eines umgrenzten Raumes auf eine vorgewählte Temperatur
genau ohne Au.fwendung einer zusätzlichen Heizielstung auf eine vorgegebene Tempieratur
einzuregeln Zum Aufheizen des in seiner Temperatur zu stabilisierenden Hauses tird
nämlich nach dem Erfindungsgedanken ein elektrischer Strom ausgenutzt, der ohnehin
in der Schaltung des elektronischen Gerät fließt. Dies kann beipielsweise der durch
einen Leistungstransistor einer Verstärkerschaltung oder durch einen als Stellglied
dienenden und
und in Reihe mit einem Verbraucher liegenden Transistor
einer Spannungsstabilisierierungsschaltung fließende Strom sein.
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In diesem Falle wäre also das Schaltungselement, das einen Teil der
Schaltung des elektronischen Gerätes darstellt, ein Transistor.
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Nach der Erfindung ist ein diesem Transistor ähnlicher Transistor
in dem hinsichtlich seiner Temperatur zu stabilisierender Raum untergebracht. gr
dient als Heizkörper und ist dem Transistor der Schaltung des Gerätes parallel geschaltet,
so daß sich der strom der Schaltung auf diese beiden Transistoren aufteilt. Durch
den ren,peraturrtihler, der auf die Steuerelektroden der beiden Transie toren einwirken
kann, wird die Stromverteilung durch die beiden Transistoren gesteuert.
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I.iegt beispielsweise die Ist-Temperatur des zu stabilisierenden Raumes
unter der Soll-Temperatur, so steuert der Temperaturfühler die beiden Transistoren
derart, daß der im Raum befindliche Transistor mehr Strom aufnimmt und wärmer wird,
während der Strom durch den außerhalb des Raumes angeordneten Transistor abnimmt.
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Steigt umgekehrt die Temperatur im Raum über den Sollwert an, so sorgt
der Temperaturfühler für eine Verminderung des Stromes durch den im Raum angeordneten
Transistor und damit für dessen Abkühlung, während der Strom durch den Transistor
außerhalb des Raumes größer wird.
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Selbstverständlich dürfen durch die Parallelschaltung des als Heizkörper
für den zu stabilisierenden Raum dienenden Transistors zu dem einen Teil der Schaltung
des elektronischen Gerätes bildenden Transistor
i'ransistor Arbeits-
und Wirkungsweise des letzt;enannten Transistors und damit der Schaltung des elektronischen
Gerätes nicht nachteilig beeinflußt werden. Das läßt sich aber durch geeignete IJahl
der Transistoren und deren Steuerung durch den Temperaturfühler ohne Schwierigkeiten
erreichen. Beispielsweise läßt sich die Summe der Ströme durch die parallel geschalteten
Transistoren unabhängig von der Temperatur des zu stabilisierenden Raumes hinreichend
genau konstant halten.
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Weitere Sinzelheiten der Erfindung und deren Arbeitsweise sind an
Hand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert.
Es zeigen in vereinfachter Darstellungsweise: Fig. 1 eine schematisierte Prinzipschaltung
derenSindungsgemäAen inrichtung, Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeipiel der Erfindung
mit einem aus '£hermistoren bestehenden Temperaturfühler und Fig. 3 ein zweites
Ausführungsbeispiel mit einem aus Transistoren bestehenden Temperaturfühler.
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In der in Fig.l dargestellten schematisierten Prinzipschaltung der
erfindungsgemäßen Einrichtung bedeutet 5 den umgrenzten Raum, dessen Temperatur
auf einem vorgewählten Wert stabil gehalten werden soll. Innerhalb des umgrenzten
RaumesS befindet sich das als Heiztransistor ausgebildete Bauelement 1. In seinem
Basis-Emitterkreis ist ein im Raum 5 befindlicher Wärmefühler, z.B. ein Thermistor
4, angeordnet, der so eingestellt ist, daß bei einer über
über dem
Sollwert liegenden Temperatur des umgrenzten Raumes 5 der durch den Transistor 1
hindurchfließende Strom vermindert wird, wodurch die Erwärmung des Transistors und
damit die in den Raum 5 abgestrahlte Wärme nachläßt, so daß sich der Raum 5 abkühlt.
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Sollte die Temperatur des Raumes 5 unter den vorgewählten Sollwert
sinken, wird durch den entsprechend eingestellten Thermistor 4 der Strom durch den
Transistor 1 wieder erhöht, so daß eine entsprechende erwärmung des Raumes 5 eintritt.
Dieses Regelspiel wiederholt sich, so daß sich im Raum 5 die Temperatur auf den
gewählten Wert einstellt und stabil bleibt.
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Der als Heizkörper dienende Transistor 1 ist einem einen Teil der
Schaltung des elektronischen Gerätes,beispielsweise eines Spannungsreglers, bildenden
und außerhalb des Raumes 5 angeordneten Transistor 2 paralell geschaltet. Die beiden
Transistoren 1 und 2 haben ähnliche Eigenschaften und können beispielsweise vom
gleichen Typ sein. Sie übernehmen in dem elektronischen Gerät zusammen die Funktion,
die sonst nur der Transistor 2 ausübt, so dagX die Arbeitsweise des elektronischen
Gerätes nicht beeinträchtigt wird. Nur zusätzlich dient der Transistor 1 -als Heizkörper
für den Raum 5> so daß eine zusätziiciie Heizleistung nicht oenötigt wird. Der
Heizstrom wird gleichsam von dem Strom durch den Transistor 2 abgezweigt, wobei
die Summe der itröme durch die Transistoren 1 und 2 annähernd konstant bleibt.
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Im Basis-Ermitterkreis dieses Transistors 2 ist ebenfalls ein im Raum
5 befindlicher Wärmefühler, z.B. ein Thermistor 4, angeordnet, er Dci zu starker
Erwärmung des umgrenzten Raumes 5 den durch den Transistor 2
Transistor
2 hindurchfließenden Strom erhöht und bei Abkühlung des Raumes 5 unter die Solltemperatur
entsprechend erniedrigt. Durch die Parallelschaltung der beiden Transistoren wird
somit erreicht, daM der zur Aufrechterhaltung der Funktion des elektronischen Gerätes
notwendige Strom insgesamt erhalten bleibt, und zwar unabhängig von dem jeweiligen
Strom durch den Transistor 1.
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In den AusfUhrungsbeispielen nach den Fig.2 und 3 ist der Transistor
2 ein Stellglied eines nur ausschnittweise dargestellten Gleichspannungsreglers,
der mit einem Verbraucher in Reihe liegt.
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Dem Transistor 2 i ist wiederum ein Transistor 1 parallel geschaltet,
der in Raum 5 angeordnet ist und als Heizelement für den Raum 5 arbeitet.
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Die im Raum 5 angeordneten Thermistoren 6,7 (Fig.2) oder die wärme
empfindlichen Transistoren 8,9 (Fig.3) stabilisieren die im umgrenzten Haum 5 vorgewählte
Temperatur in der oben beschriebenen Weise Über einen Transistor 10 werden ren als
Stellgliedern wir kenden Transistoren 1 und 2 in der bekannten Weise Regelspannungen
zugeführt.
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Im dem umgrenzten Raum 5 wird durch die beschriebene Einrichtung gemäß
der Erfindung die Temperatur auf einem wählbaren ert so konstant gehalten, daß in
diesem Raum gegen Temperaturschwankungen hochempfindliche Bauteile, beispielsweise
Schwingkristalle für Funkgeräte'untergebracht werden können, ohne daß eine zusätzliche
Energie für den als Heizkörper dienenden Transistor 1 benötigt wird.