SU1115033A1

SU1115033A1 - Device for stabilizing voltage and temperature

Info

Publication number: SU1115033A1
Application number: SU833611874A
Authority: SU
Inventors: Юрий Александрович Буин
Original assignee: Государственный институт проектирования на речном транспорте
Priority date: 1983-06-29
Filing date: 1983-06-29
Publication date: 1984-09-23

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО НАПРЯЖЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ , содержащее транзисторный регулирующий элемент последовательного типа, включенный между клеммами дл подключени одного из полюсов первичного источника питани и одного из выходов нагрузочного элемента, измерительный орган напр жени , состо щий из резистивного делител напр жени и опорного элемента, подключенных к выходу стабилизатора, п«грвый дифференциальный усилитель, входы которого соединены с сигнальным и опорным выходами измерительного органа напр жени , транзисторный нагревательный элемент и датчик температуры, размет щенныё в термостате, второй дифференциальньй усилитель, один из входов которого подключен к выходу датчика температуры, а один из. выходов - к управл ющему входу транзисторного нагревательного элемента, отличающеес тем, что, с целью упрощени и снижени потребл емой энергии,, транзисторный нагревательный элемент включен параллельно транзисторному регулирующему элементу, (О оба входа второго дифференциального усилител соединены с выходом первого дифференциального усилител , а другой выход - с заправл ющим входом транзисторного регулирующего элемента .DEVICE FOR STABILIZING THE ELECTRIC VOLTAGE AND TEMPERATURE comprising transistor regulating serial type element connected between the terminals for connection of a primary power supply poles and one of the load cell outputs, the measuring body voltage consisting of a resistive voltage divider and the reference element are connected to the output of the stabilizer, p "grooved differential amplifier, the inputs of which are connected to the signal and reference outputs of the measuring unit, for example Thermostat, the second differential amplifier, one of the inputs of which is connected to the output of the temperature sensor, and one of. outputs to a control input of a transistor heating element, characterized in that, in order to simplify and reduce the energy consumed, the transistor heating element is connected parallel to the transistor control element (O both inputs of the second differential amplifier are connected to the output of the first differential amplifier and the other the output is with the charging input of the transistor control element.

Description

елate

о 00 соabout 00 with

utxutx

ff

UftiUfti

rJLr-r-JbrJLr-r-Jb

М ГЛM GL

11 I11 I

Изобретение относитс к электротехнике и предназначено дл использовани при реализации термостатированных кварцевых генераторов с повышенной частотной стабильностью. The invention relates to electrical engineering and is intended for use in the implementation of thermostatically controlled quartz oscillators with increased frequency stability.

Известен стабилизатор электрического напр жени содержащий транзисторный регулирующий элемент последовательного типа, включенный между клеммами дл подключени одного из полюсов первичного источника питани и одного из вьшодов нагрузочного элемента , измерительный орган напр жени , состо щий.из резистивйого делител напр жени и опорного элемента, подключенньк к выходу стабилизатора, и термокомпенсирующего транзисторног каскада, соединенного входом с выходом резистивного делител напр жени дифференциальный усилитель, входы ко торого соединены с сигнальным и опорным выходами измерительного органа напр жени , а выход - с управл ющим входом транзисторного регулирующего элемента С13A known electrical voltage regulator comprising a series-type transistor regulating element connected between the terminals for connecting one of the poles of the primary power source and one of the outputs of the load element, a voltage measuring element consisting of a resistive voltage divider and a support element, is connected to the output a stabilizer, and a thermocompensating transistor cascade connected by an input to an output of a resistive voltage divider, a differential amplifier, inputs which are connected to the signal and reference outputs of the voltage measuring unit, and the output - to the control input of the transistor regulating element C13

Устройство обеспечивает в определенной мере отработку колебаний температуры окружающей среды. Однако получающа с при этом температурна нестабильность выходного напр жени оказываетс все же довольно ощутимойThe device provides, to a certain extent, the development of ambient temperature fluctuations. However, the resulting temperature instability of the output voltage is still quite tangible.

Наиболее близким техническим решением к изобретению вл етс устройство дл стабилизации электрического напр жени и температуры, содержащее стабилизатор напр жени с транзисторным регулирующим элементом последовательного типа, включенньв4 между клеммами дл подключени одного из полюсов первичного источника питани и одного из вьгодов нагрузочного резистора, измерительны орган напр жени , состо щий из резистивного делител напр жени и опорного элемента, подключенных к выходу стабилизатора, первый дифференциальньй усилитель, входы которого соединены с cигнaльны и опорным выходами измерительного органа напр жени , а выход - с управл ющим входом транзисторного регулирующего элемента, стабилизатор температуры с транзисторным нагрев.этельным элементом , включенньм в общем случае в цепь дополнительного первичного источника питани , измерительным органом температуры, состо прш из датчика температуры и опорного элемента , вторьм дифференциальным усилителем , входы которого соединены с сигнальным и опорным выходами измерительного органа температуры, а выход - с управл ющим входом транзисторного нагревательного элемента 23.The closest technical solution to the invention is a device for stabilizing electrical voltage and temperature, containing a voltage regulator with a transistor regulating element of the series type, connected between the terminals for connecting one of the poles of the primary power source and one of the load resistors, measuring the voltage consisting of a resistive voltage divider and a support element connected to the output of the stabilizer, the first differential will amplify The inputs of which are connected to the signal and reference outputs of the voltage measuring unit, and the output to the control input of the transistor regulating element, a temperature stabilizer with a transistor heating element, generally included in the circuit of an additional primary power source, a temperature measuring organ, the state of the CR is of a temperature sensor and a support element, the second differential amplifier, the inputs of which are connected to the signal and reference outputs of the temperature measuring unit, and the output e - with the control input of the transistor heating element 23.

Недостатки известного устройствазначительна конструктивна сложность и повьшенное энергопотребление, обус .ловленные применением двух раздельных стабилизаторов.The disadvantages of the known device are significant structural complexity and increased power consumption, due to the use of two separate stabilizers.

Цель изобретени - упрощение стабилизирующего устройства и снижение потребл емой энергии.The purpose of the invention is to simplify the stabilizing device and reduce the energy consumption.

Поставленна цель достигаетс тем что в устройстве дл стабилизации электрического напр жени и температуры , содержащем транзисторньй регу .лирующий элемент последовательного типа, включенньм между клеммами дл подключени одного из полюсов первичного источника Питани и одного из вьгоодов нагрузочного элемента, измерительный орган напр жени , состо щий из резистивного делител , напр жени и опорного элемента, подключенных к выходу стабилизатора, первьш дифференциальный усилитель, входы которого соединены с сигнальньм и опорным выходами измерительного органа напр жени , транзисторньй нагревательньй элемент и датчик .температуры, размещенные в термостате, второй дифференциальный усилитель, один из входов которого подключен к выходу датчика температуры, а один из выходов - к . управл ющему входу транзисторного нагревательного элемента последний включен параллельно транзисторному регулирующему элементу, оба входа второго дифференциального усилител соединены с выходом первого дифференциального усилител , а другой выход с управл кицим входом транзисторного регулирующего элемента.The goal is achieved by the fact that in the device for stabilizing the electrical voltage and temperature, which contains a transistor regulating element of the series type, is connected between the terminals for connecting one of the poles of the primary power source and one of the terminals of the load element resistive divider, voltage and support element connected to the output of the stabilizer, the first differential amplifier, the inputs of which are connected to the signal and reference measuring element outputs voltage transistor Melting heating element and a sensor placed in a thermostat, a second differential amplifier, one of whose inputs is connected to the output of the temperature sensor, and one of the outputs - to. The control input of the transistor heating element is connected parallel to the transistor regulating element, both inputs of the second differential amplifier are connected to the output of the first differential amplifier, and the other output is controlled by the input of the transistor regulating element.

На фиг. 1 представлена функциональна схема предложенного устройства дл стабилизации злектричегского напр жени и температуры; на фиг.2 электрическа схема одного из возможных вариантов устройства.FIG. 1 is a functional diagram of the proposed device for stabilizing the Zelektriche voltage and temperature; 2 is an electrical diagram of one of the possible variants of the device.

Устройство содержит транзисторньй регулирующий элемент 1, (фиг. 1) последовательного типа, включенный между клеммами дл подключени одного из полюсов первичного источника питани (не показан) и одного из выводов нагрузочного элемента (не показан), измерительный орган 2 напр жени , сос то щий из резистивного делител 3 напр жени и опорного элемента 4, подключенных к выходу стабилизатора, дифференциальньй усилитель 5, входы которого соединены с сигнальные и опорным выходами измерительного орган ,а 2 напр жени (с выходами резистивного делител 3 напр жени и опорного элемента 4), транзисторный нагревательньй элемент 6, включенньй параллельно транзисторному регулирующему элементу 1, датчик 7 температуры, диф ференциальный усилитель 8, оба входа которого соединены с выходом дифферен циального усилител 5, один из входов с выходом датчика 7 температуры, один из выходов - с управл ющим входом транзисторного нагревательного элемента 6, а другой выход .- с управл ющим входом транзисторного регулирующего элемента 1. Транзисторньй нагревательный элемент 6 и датчик 7 температуры размещены в термостате 9. Транзисторный регулирующий элемент 1 выполнен на транзисторах 10 и 11 (фиг. 2), делитель 3 напр жени на резисторах 12 и 13, опорньш элемент 4 - на резисторе 14 и стабилитроне 15, дифференциальньй усилитель 5 на транзисторах 16 и 17 и резисторах 18 и 19, транзисторный нагревательный элемент 6 - на транзисторах 2 И 21, дифференциальный усилитель 8на транзисторах 22 н 23 и резисторах 24-26. В устройстве гфедусмотрены также резисторы 27-29 св зи выхода дифференциального усилител 5 с входами дифференциального усилител 8 В термостате 9 условно показан термостатируемый кварцевый элемент 30. Работа устройства происходит следующим образом. Дифференциальный усилитель 5 вырабатывает сигнал рассогласовани , пропорциональньй разности опорного и выходного напр жений. Этот сигнал подводитс одновременно на оба входа дифференциального усилител 8. С выходов последнего усиленные синфазные сигналы рассогласовани поступают на транзисторные регулирующий 1 и нагревательньй 6 элементы, закрыва или открыва их. Этим обеспечиваетс стабилизаци напр жени . Одновременно дифференциальный усилитель 8 усиливает разностньй сигнал, вьфабатываемьй датчиком 7 температуры , когда температура в термостате 9 отличаетс от Заданной. На синфазные сигналы рассогласовани накладьшаетс противофазный разностньй сигнал, в результате чего функци регулировани при стабилизации выходного напр жени перераспредел етс между транзисторными регулирующим 1 и нагревательным 6 элементами. Через элемент 6 протекает больший либо меньший ток, и он нагреваетс либо охлалздаетс , приближа температуру :в термостате 9 к заданной. Как только температура достигает заданной, элемент 6 подзакрываетс либо приоткрываетс , а элемент 1, наоборот, приоткрьшаетс либо подзакрываетс . Таким образом, обеспечиваетс стаби лизаци температуры в термостате 9. Совмещение функций стабилизации напр жени и температуры в предлагаемом устройстве позволило существенно уменьшить общее количество конструктивных элементов и понизить пот ребл емую энергию.The device contains a transistor regulating element 1, (Fig. 1) of the series type, connected between the terminals for connecting one of the poles of the primary power source (not shown) and one of the terminals of the load element (not shown), the voltage measuring element 2, which is adjacent from the resistive divider 3 voltage and the support element 4 connected to the output of the stabilizer, a differential amplifier 5, whose inputs are connected to the signal and reference outputs of the measuring element, and 2 voltages (to the outputs of the resistive section voltage body 3 and support element 4), transistor heating element 6, connected parallel to transistor regulating element 1, temperature sensor 7, differential amplifier 8, both inputs of which are connected to the output of differential amplifier 5, one of the inputs with temperature sensor 7 output one of the outputs is with the control input of the transistor heating element 6, and the other output. with the control input of the transistor regulating element 1. The transistor heating element 6 and the temperature sensor 7 mescheny in a thermostat regulating member 9. The transistor 1 is formed on the transistors 10 and 11 (FIG. 2), divider 3 voltage on resistors 12 and 13, supporting element 4 on resistor 14 and zener diode 15, differential amplifier 5 on transistors 16 and 17 and resistors 18 and 19, transistor heating element 6 on transistors 2 and 21, differential amplifier 8 transistors 22 n 23 and resistors 24-26. The device also includes resistors 27-29 for the connection of the output of the differential amplifier 5 with the inputs of the differential amplifier 8. Thermostat 9 conventionally shows a thermostatted quartz element 30. The device operates as follows. Differential amplifier 5 generates an error signal proportional to the difference of the reference and output voltages. This signal is simultaneously applied to both inputs of the differential amplifier 8. From the outputs of the latter, the amplified common-mode error signals are fed to the transistor control 1 and heating 6 elements, closing or opening them. This provides voltage stabilization. At the same time, the differential amplifier 8 amplifies the difference signal, measured by the temperature sensor 7, when the temperature in the thermostat 9 differs from the preset one. An antiphase difference signal is superimposed on the in-phase error signals, as a result of which the control function is redistributed between the transistor control 1 and the heating elements 6 to stabilize the output voltage. Element 6 carries more or less current, and it heats up or cools, bringing the temperature: in the thermostat 9 to the desired one. As soon as the temperature reaches the set point, element 6 is closed up or slightly opened, and element 1, on the contrary, is slightly open or closed. Thus, the temperature in the thermostat 9 is stabilized. The combination of the voltage stabilization functions and the temperature in the proposed device has significantly reduced the total number of structural elements and lowered energy consumption.

ав av

Claims

DEVICE FOR STABILIZING ELECTRICAL VOLTAGE AND TEMPERATURE, containing a transistor control element of a sequential type, connected between the terminals for connecting one of the poles of the primary power source and one of the outputs of the load element, a voltage measuring element, consisting of a resistive voltage divider and a reference element connected to the output of the stabilizer , the first differential amplifier, the inputs of which are connected to the signal and reference outputs of the measuring voltage organ, a transistor heating element and a temperature sensor, sized in a thermostat, a second differential amplifier, one of the inputs of which is connected to the output of the temperature sensor, and one of. outputs - to the control input of the transistor on the heating element, which requires that, in order to simplify and reduce the energy consumed, the transistor heating element is connected in parallel with the transistor control element, both inputs of the second differential amplifier are connected to the output of the first differential amplifier, and the other output - with the control input of the transistor control element.

G ------------ 1

Fie 1

1 and 5033