RU1783500C

RU1783500C - Device for temperature control

Info

Publication number: RU1783500C
Application number: SU914906523A
Authority: RU
Inventors: Владимир Васильевич Кочетков; Александр Федорович Кузьмин
Original assignee: Организация арендаторов научно-производственного объединения "Контактор"
Priority date: 1991-01-30
Filing date: 1991-01-30
Publication date: 1992-12-23

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к устройствам регулировани ,температуры. В предлагаемом устройстветиристорный коммутатор выполнен в виде оптронного тиристора, в блок питани посто нного тока введен разделительный диод, включенный между катодом стабилитрона и соответствующей обкладкой фильтрующего конденсатора, выпр митель использован двухполупериодный, ограничительный резистор в цепи базы ключевого транзистора блока синхронизации импульсов запуска соединен с общим выводом стабилитрона и разделительного диода блока питани посто нного тока, переход эмиттер-коллектор этого транзистора включен параллельно переходу эмиттер-коллектор первого транзистора триггера, резистор в коллекторной цепи второго транзистора триггера соединен с одним выводом излучающего диода оптронного тиристора, другой вывод излучающего диода подключен к вы- ходу блока питани посто нного тока. Всё это обеспечивает повышение точности pa j боты устройства и его упрощение. 1 ил. S СО СThe invention relates to electrical engineering, in particular to temperature control devices. In the proposed device, the thyristor switch is made in the form of an optocoupler thyristor, an isolation diode is inserted into the DC power supply unit, connected between the zener diode cathode and the corresponding filter capacitor plate, the rectifier is used a half-wave, limiting resistor in the base circuit of the key transistor of the trigger pulse block is connected to a common terminal Zener diode and diode dividing the DC power supply, the emitter-collector junction of this transistor is on parallel to the emitter-collector junction of the first trigger transistor, the resistor in the collector circuit of the second trigger transistor is connected to one output of the emitting diode of the optocoupler thyristor, the other output of the emitting diode is connected to the output of the DC power supply unit. All this provides increased accuracy pa j bots of the device and its simplification. 1 ill. S CO C

Description

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к устройствам регулировани температуры.The invention relates to electrical engineering, in particular to temperature control devices.

Известно устройство дл регулировани температуры, содержащее подключенные к стабилизированному источнику посто нного тока последовательно соединенные термочувствительный делитель напр жени , триггер Шмитта, блок формировани импульсов запуска тири- сторного коммутатора, подключенного последовательно с нагрузкой к источнику переменного напр жени ,- св занному со стабилизированным источником посто нного тока.A temperature control device is known comprising a thermally sensitive voltage divider connected in series with a stabilized DC source, a Schmitt trigger, a thyristor switch trigger pulse generating unit connected in series with a load to an AC voltage source connected to a stabilized constant voltage source current.

Это устройство характеризуетс низкой точностью и сравнительно высоким уровнем радиопомех.This device is characterized by low accuracy and a relatively high level of radio interference.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс устройство дл ре улировани температуры , содержащее источник переменного напр жени , блок питани посто нного тока, тиристорный коммутатор нагрузки (нагревател ), блок формировани импуль- сов запуска тиристорного коммутатора, блок синхронизации импульсов запуска с моментами перехода сетевого напр жени через ноль, термочувствительный делитель напр жени и триггер, в котором в качестве блока питани посто нного тока применен однополупериодный выпр митель с диодом , конденсатором фильтра, ограничитель- ным резистором и стабилитроном, тиристорный коммутатор выполнен на сим- метричном тиристоре, блок синхронизации, выполненный в виде преобразовател пере менного напр жени в пр моугольные импульсы , содержит ключевой транзистор база которого вл етс входом блока синхронизации и подключена через резистор кClosest to the proposed one is a temperature control device comprising an AC voltage source, a DC power supply unit, a thyristor load switch (heater), a thyristor switch triggering pulse generating unit, a triggering pulse synchronization unit with mains voltage transitions through zero, a temperature-sensitive voltage divider and a trigger in which a half-wave rectifier with a diode, a filter capacitor is used as a DC power supply , Restrictive nym resistor and Zener diode, a thyristor switch formed symmetrically on the thyristor, a synchronization unit, configured as a converter between the alternating voltage into rectangular pulses comprises a switching transistor whose base is input to the synchronization unit and is connected via a resistor to

Ч|H |

СОWith

1ы1y

о about

источнику гтеремёнйого напр жени , параллельно переходу эмиттер-база ключевого транзистора включен диод, переход эмиттер-коллектор ключевого транзистора вл етс выходом блока синхронизации и подключен к термочувствительному делителю и входу триггера, выполненного на двух транзисторах, коллектор второго из которых , через резистор соединенный с выходом блока питани , вл етс выходом триггера и соединен со входом блока фор- мир6в а ни запускающих импульсов на двух транзисторах, резисторе, стабилитроне и конденсаторе, который вл етс выходом блока и подключен к цепи управлени тири- сторного коммутатора.a diode is connected to the source of the measured voltage parallel to the emitter-base junction of the key transistor, the emitter-collector junction of the key transistor is the output of the synchronization unit and is connected to a heat-sensitive divider and a trigger input made on two transistors, the collector of the second of which, through a resistor connected to the output power supply, is the output of the trigger and is connected to the input of the form6b block and not triggering pulses on two transistors, a resistor, a zener diode and a capacitor, which is is output by the unit and connected to the control circuit of the thyristor switch.

Наличие отдельного блока формировани импульсов запуска, состо щего из двух транзисторов, резистора, стабилитрона и конденсатора усложн ет устройство.The presence of a separate trigger pulse generating unit consisting of two transistors, a resistor, a zener diode and a capacitor complicates the device.

Врем от момента перехода сетевого напр жени Uc через ноль до момента открывани ключевого транзистора блока синхро нй з ации и от момента закрывани ключевого транзистора до момента перехода Uc через ноль определ етс усилительными параметрами конкретного образца транзистора. При изменени х этих времен измен етс длительность им пульсов, что вли ет на тепловой режим резисторов термочувствительного делител , питающегос , как и вс измерительна схема, этими импульсами . Импульсный характер теплового режима термочувствительного делител и зависимость длительности импульсов от параметров ключевого транзистора внос т погрешность в работу устройства, снижа его точность.The time from the moment when the mains voltage Uc goes through zero to the moment the key transistor is opened and from the moment the key transistor is closed to the moment when Uc goes through zero is determined by the amplification parameters of a particular transistor. As these times change, the pulse duration changes, which affects the thermal regime of the resistors of the thermosensitive divider, which is fed, like the entire measuring circuit, by these pulses. The pulsed nature of the thermal regime of the thermosensitive divider and the dependence of the pulse duration on the parameters of the key transistor introduce an error into the operation of the device, reducing its accuracy.

Целью изобретени вл етс повышение точности устройства и его упрощение.The aim of the invention is to improve the accuracy of the device and its simplification.

Устройство дл регулировани температуры содержит источник переменного напр жени , к которому подключена через тиристорный коммутатор нагрузка, блок-питани посто нного тока, выполненный на диодном выпр мителе, снабженном ограничительным резистором во входной цепи переменного тока, фильтрующим конденсатором и стабилитроном, блок синхронизации импульсов запуска тиристорного коммутатора с нулем переменного напр жени , выполненный на ключевом транзисторе и подключенный к выходу блока питани посто нного тока, термочувствительный делитесь напр жени и транзисторный триггер, база первого из транзисторов которого соединена с выходом термочувствительного делител . В предлагаемом устройстве тиристорный коммутатор выполнен в виде оптронного гиристора , в блок питани посто нного тока введен разделительный диод, включенный между катодом стабилитрона и соответствующей обкладкой фильтрующего конденсатора , а выпр митель использован двухполупериодный. Ограничительный резистор в цепи базы ключевого транзистора блока синхронизации импульсов запуска соединен с общим выводом стабилитрона иThe temperature control device comprises an AC voltage source, to which a load is connected via a thyristor switch, a DC power supply unit, made on a diode rectifier equipped with a limiting resistor in the AC input circuit, a filter capacitor and a zener diode, a thyristor trigger pulse synchronization unit a switch with zero AC voltage, made on a key transistor and connected to the output of a DC power supply unit, are heat-sensitive divide the voltage and the transistor trigger, the base of the first of the transistors which is connected to the output of the thermosensitive divider. In the proposed device, the thyristor switch is made in the form of an optocoupler gyristor, an isolation diode is inserted into the DC power supply unit, connected between the zener diode cathode and the corresponding filter capacitor plate, and the rectifier is used half-wave. The limiting resistor in the base circuit of the key transistor of the trigger pulse block is connected to the common output of the zener diode and

0 разделительного диода блока питани по- сто нногб тока, а переход эмиттер-коллектор этого транзистора включен параллельно переходу эмиттер-коллектор первого транзистора триггера, резистор в коллекторной0 of the isolation diode of the power supply unit is constant current, and the emitter-collector junction of this transistor is connected in parallel with the emitter-collector junction of the first trigger transistor, the resistor in the collector

5 цепи второго транзистора триггера соединен с одним выводом излучающего диода оптронного тиристора, другой вывод излучающего диода подключен к выходу блока питани посто нного тока.5 of the second trigger transistor circuit is connected to one output of the emitting diode of the optocoupler thyristor, the other output of the emitting diode is connected to the output of the DC power supply unit.

0 На чертеже приведена принципиальна схема предлагаемого устройства.0 The drawing shows a schematic diagram of the proposed device.

Устройство состоит из источника переменного напр жени 1, блока питани посто нного тока 2 с ограничительнымThe device consists of an AC voltage source 1, DC power supply 2 with a limiting

5 резистором 3, двухполупериодным выпр мителем 4, конденсатором фильтра 5 и стабилитроном б, между которыми включен разделительный диод 7, выполненного на оптронном симметричном тиристоре 8 ком0 мутатора нагрузки 9, блока 10 синхронизации импульсов запуска с моментом перехода сетевого напр жени через ноль, содержащего ключевой транзистор 11, база которого, соединенна с резистором 12, в5 л етс входом, а переход эмиттер-коллектор транзистора 11 - выходом блока, термочувствительного делител напр жени 13 и триггера 14 на двух транзисторах 15. 16 с подключенной к термочувствитель0 ному делителю 13 базой первого транзистора 15 и с резистором 17 в цепи коллектора второго транзистора 11 блока синхронизации 10 соединен с общей точкой стабилитрона 6 и разделительного диода 7 блока5 by a resistor 3, a half-wave rectifier 4, a filter capacitor 5 and a zener diode b, between which an isolation diode 7 is connected, made on an optocoupler symmetric thyristor 8 of the load switch 9, block 10 of the start pulse synchronization unit with the moment the mains voltage passes through zero, containing the key transistor 11, the base of which is connected to resistor 12, has an input, and the emitter-collector transition of transistor 11 is the output of a block, a temperature-sensitive voltage divider 13, and trigger 14 on two transistors 15. 1 6 with the base of the first transistor 15 connected to a temperature-sensitive divider 13 and with a resistor 17 in the collector circuit of the second transistor 11 of the synchronization unit 10 is connected to a common point of the zener diode 6 and the diode separation block 7

5 питани 2, Переход эмиттер-коллектор ключевого транзистора 11 блока синхронизации 10 включен параллельно переходу эмиттер-коллектор первого транзистора 15 триггера 14, в триггере 14 применена кол0 лекторна обратна св зь (дазистор 18), резистор 17 в цепи коллектора второго транзистора 16 триггера 14 подключен к одному из выводов излучающего диода 19 оптронного тиристора 8, а второй вывод5 power 2, the emitter-collector junction of the key transistor 11 of the synchronization unit 10 is connected in parallel with the emitter-collector junction of the first transistor 15 of the trigger 14, the trigger 14 has a collector feedback (dasistor 18), a resistor 17 in the collector circuit of the second transistor 16 of the trigger 14 connected to one of the terminals of the emitting diode 19 of the optocoupler thyristor 8, and the second terminal

5 излучающего диода 19 подключен к выходу блока питани 2.5 of the emitting diode 19 is connected to the output of the power supply 2.

В исходном состо нии, когда температура терморегулируемого объекта ниже заданной , сопротивление терморезистора 20 в делителе 13 велико, напр жение на базеIn the initial state, when the temperature of the temperature-controlled object is lower than the set value, the resistance of the thermistor 20 in the divider 13 is large, the voltage on the base

транзистора 15 ниже порога его открывани . На базу ключевого транзистора 11 блока синхронизации 10 поступает выпр мленное двухполупериодным выпр мителем 4 и ограниченное резистором 3 и стабилитроном 6 напр жение, в результате чего в его коллекторной цепи протекает ток, форма которого близка к пр моугольным импульсам. Ток в цепи коллектора транзистора 16 и излучающего диода 19 будет проходить в те моменты, когда закрыт транзистор 11, форма его также близка к пр мо- угольной. Импульсы тока через излучающий диод 19 открывают фототиристор оптронного симметричного тиристора 8, напр жение от источника переменного напр жени 1 прикладываетс к нагрузке 9. При повышении температуры терморегулируемого объекта до заданного значени открываетс транзистор 15 триггера 14. С этого момента транзистор 16 триггера 14 закрыт посто нно, независимо от состо ни транзистора 11.transistor 15 below its opening threshold. The base of the key transistor 11 of the synchronization unit 10 receives the rectified half-wave rectifier 4 and limited by the resistor 3 and the zener diode 6 voltage, as a result of which a current flows in its collector circuit, the shape of which is close to rectangular pulses. The current in the collector circuit of the transistor 16 and the emitting diode 19 will pass at those moments when the transistor 11 is closed, its shape is also close to rectangular. The current pulses through the emitting diode 19 open the photo-thyristor of the optocoupler symmetric thyristor 8, the voltage from the alternating voltage source 1 is applied to the load 9. When the temperature of the thermally controlled object rises to the set value, the transistor 15 of the trigger 14 opens. From this moment, the transistor 16 of the trigger 14 is closed permanently. , regardless of the state of the transistor 11.

Как и в устройстве-прототипе, длительность импульсрв в предлагаемом устройстве зависит от усилительных параметров ключевого транзистора 11 блока синхронизации 10, однако это ъе отражаетс на точности работы устройства, так как термозависимый делитель напр жени 13 питаетс посто нным стабилизированным и сглаженным напр жением от блока питани 2, При всех переходах сетевого напр жени через ноль запускающие импульсы тока начинаютс до перехода и заканчиваютс после перехода через ноль, а их амплитуда в течение всех длительности импульса посто нна и максимальна, что обеспечивает надежное включение тири- сторного коммутатора и также повышает точность работы устройства В устройстве нет отдельного блока формировани импульсов запуска так как эту функцию выполн ют блок синхронизации и триггер что упрощает устройствоAs in the prototype device, the pulse duration in the proposed device depends on the amplification parameters of the key transistor 11 of the synchronization unit 10, however, this is reflected in the accuracy of the operation of the device, since the temperature-dependent voltage divider 13 is supplied with a constant stabilized and smoothed voltage from the power supply 2, For all transitions of the mains voltage through zero, the triggering current pulses begin before the transition and end after the transition through zero, and their amplitude throughout the duration of the pulses ca constant and maximal, which ensures a reliable switching tiri- reversal switch and also increases the accuracy of operation of the device The device is no separate pulse forming unit run since this function is performed by a synchronization unit and a trigger device which simplifies

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A temperature regulating device comprising an AC voltage source to which a load is connected via a thyristor switch, a DC power supply unit mounted on a diode rectifier equipped with an in-line resistor in the AC input circuit, a filter capacitor and a zener diode, a synchronization unit pulses of triggering of a thyristor switch with zero variable

voltage, performed on the key transistor and connected to the output of the DC power supply unit, a heat-sensitive voltage divider and transistor trigger, the base of the first of

a transistor which is connected to the output of a temperature-sensitive voltage divider, characterized in that, in order to increase the accuracy and simplify the device, the thyristor switch is made in the form of an optocoupler thyristor in the DC power supply unit, a diode is connected between the zener diode cathode and the corresponding filter capacitor plate and the rectifier was used half-time. moreover, the limiting resistor in the base circuit of the key transistor of the trigger synchronization unit is connected to the common output of the zener diode and

the diode isolator of the DC power supply unit, and the emitter-collector junction of this transistor is connected in parallel with the emitter-collector junction of the first trigger transistor, the resistor in the collector

the circuit of the second trigger transistor is connected to one output of the emitting diode of the optocoupler thyristor, the other output of the emitting diode is connected to the output of the DC power supply