SU1493986A1

SU1493986A1 - Устройство дл регулировани температуры

Info

Publication number: SU1493986A1
Application number: SU874277321A
Authority: SU
Inventors: Александр Константинович Акишин; Анатолий Дмитриевич Коваль
Original assignee: Специальное Проектно-Конструкторское И Технологическое Бюро Реле И Автоматики
Priority date: 1987-07-06
Filing date: 1987-07-06
Publication date: 1989-07-15

Abstract

Изобретение относитс к автоматике и может быть использовано дл регулировани температуры. Целью изобретени вл етс снижение энергопотреблени . Устройство содержит термочувствительный триггерный элемент, управл ющий работой тиристора, включенного последовательно с нагрузкой в сеть переменного тока, и снижает энергопотребление за счет наличи параллельно соединенных стабилитрона и конденсатора, подключенных параллельно входу питани триггерного элемента, а также св зей его входов управлени и синхронизации с сетью через соответствующие диоды и резистор. При этом термочувствительный триггерный элемент может быть реализован как на несимметричном триггере и термочувствительном и резистивном делител х, так и на двухкаскадном усилителе посто нного тока, охваченном цепью положительной обратной св зи, на термочувствительном делителе напр жени . 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относитс к автоматике и,в частности,к устройствам дл регулировани температуры с использованием резистивных термочувствительных элементов , и может быть использовано в различных отрасл х хоз йства.

Цель изобретени - снижение энергопотреблени .

На фиг.I приведена схема устройства; на фиг.2 - то же, с различным выполнением термочувствительного триггерного элемента; на фиг.З - то же, вариант.

Устройство содержит тиристор 1, нагрузку 2,термочувствительный триггерный элемент 3, первый диод 4,второй диод 5, резистор 6, конденсатор 7, стабилитрон 8, шины сети переменного тока 9 и 10, термочувствительный триггерный элемент в одном из вариантов выполнени содержит термочувствительный делитель напр жени 11, pea лизованный на терморезисторе 12 и переменном резисторе 13, делитель напр жени 14 на резисторах 15, 16, несимметричный триггер 17 на ключевых элементах (транзисторах) 18 и .19. Кроме того, в состав термочувствительного триггерного элемента вхо- ди-т параллельна RC-цепь 20. .

СО

00

со

00

В другом варианте выполнени термочувствительный триггерный элемент также содержит термочувствительный делитель напр жени 1 1 , делитель напр жени 14, но вместо несимметричного тоиггера 17 в него введен двух- каскадный усилитель посто нного С тока 21 с каскадами 22 и 23 и допол-: нительный резистор 24.

Устройство работает следующим образом,

В исходном состо нии при подключении его к сети переменного тока напр жение на базе транзистора 18, определ емое сопротивлени ми задатчика температуры 13 и датчика температуры 12, меньше напр жени порога переключени несимметричного триггера 17, поэтому при превышении положительной полуволной напр жени нулевого уровн до величины напр жени стабилизации (приблизительно 5-15 В) стабилитрона 8 несимметричный триг- гер переключаетс в состо ние, ког- да транзисторы выходного каскада 19 открыты, а транзистор 18 закрыт, при этом накопительный конденсатор 7 разр жаетс в управл ющий переход тиристора 1, тиристор открываетс

и подключает на положительный полупериод нагрузку 2 к шинам 9 и 10 сети переменного тока.

При дальнейшем превышении полоуправл ющим импульсом накопительный конденсатор 7 сначала зар жаетс до величины напр жени стабилизации стабилитрона 8, а в конце положительного полупериода в результате переключени несимметричного триггера (так как потенциал выхода резистивного делител уменьшаетс до порога переключени несимметричного триггера) частично разр жаетс до момента окончани положительного полупериода, так как в отрицательный полупериод вход синхронизации термочувствительного триггерного элемента 3 обесточиваетс и транзисторы выходного каскада 19 выключаютс ..Емкость конденсатора 7 рассчитываетс так, чтобы в начале следующего положительного полупериода напр;1жени частично разр женного конденсатора 7 было достаточно дл обеспечени требуемой величины амплитуды н длительности импуль-- са управлени тиристором 1.

При повьппении температуры контролируемой среды сопротивление датчика температуры 12 уменьшаетс и потенциал выхода термочувствительного делител 11 возрастает, при зтом напр жение на базе транзистора 18, определ емое суммой сигналов, снимаемых с выходов термочувствительного 1I и резистивного 14 делителей, возрастает , и момент переключени несиммет-

жительной полуволной напр жени нуле-35 ричного триггера 17 в конце положивого уровн потенциал выхода (-средней точки) резистивного делител 14, выполненного на резисторах 15 и 16, возрастает и достигает порога пере- ключени несимметричного триггера, в результате чего транзисторы выходного каскада 19 закрываютс , а транзистор 18 открываетс , при этом процесс переключени происходит скачкообразно благодар наличию цепи положительно обратной св зи между каскадами несимметричного триггера. Глубина положительно обратной св зи и соотношение сопротивлений оезисторов резистивного делител 14 рассчитываютс таким образом, чтобы обеспечить необходимую длительность управл ющего импульса, т.е. чтобы переключение несимметричного триггера происходило не раньше момента достижени током нагрузки 2 значени тока удержани . тиристора 1.

В оставшуюс часть положительного полупериода частично разр жен1«11й

40

15

50

55

тельного полупериода приближаетс к моменту окончани зтого полупериода . Таким образом, продолжительность импульса в конце положительного полупериода уменьшаетс .

При дальнейшем повышении температуры потенциал выхода термочувствительного делител превышает порог переключени несимметричного триггера , и поэтому даже после уменьшени напр жени на выходе резистивного де лител в конце псшожительного полупериода до величины, определ емой только составл ющей термочувствитель ного делител t несимметричный триггер не переключаетс в состо ние, когда транзисторы выходного каскада 19 открыты и .таким образом импульсы в конце положительного полупериода прекрат тс .

Однако в начале положительного полупериода импульсы будут продолжатьс , так как за врем отрицательного полупериода накопительный кон

тельного полупериода приближаетс к моменту окончани зтого полупериода . Таким образом, продолжительность импульса в конце положительного по; лупериода уменьшаетс .

При дальнейшем повышении температуры потенциал выхода термочувствительного делител превышает порог переключени несимметричного триггера , и поэтому даже после уменьшени напр жени на выходе резистивного делител в конце псшожительного полупериода до величины, определ емой только составл ющей термочувствительного делител t несимметричный триггер не переключаетс в состо ние, когда транзисторы выходного каскада 19 открыты и .таким образом импульсы в конце положительного полупериода прекрат тс .

Однако в начале положительного полупериода импульсы будут продолжатьс , так как за врем отрицательного полупериода накопительный кон514

частично разр жатьденсатор 7 будет с через термочувствительный делитель , и потенциал выхода (средней точки) термочувствительного делител 11 в начале положительного полупериода будет ниже напр жени порога переключени несимметричного триггера , при этом будет обеспечиватьс необходима амплитуда и продолжительность импульсов, запускающих тиристор 1, за счет действи глубокой положительной обратной- св зи, что позволит применить данное устройство дл коммутации нагрузок различной мощности, например, дл коммутации нагревателей при поддержании требуемой температуры воды в аквариумах различной емкости, при этом при замене аквариумов и нагревателей потребителю не требуетс производить дополнительную переналадку или подстройку терморегул тора.

При дальнейшем повьшении температуры до заданного резистором 13 значени напр жение на базе транзистора 18 в начале положительного полупериода превысит порог переключени несимметричного триггера 17 и импульсы , запускающие тиристор 1, прекрат тс .

После периода охлаждени процесс нагрева повторитс аналогично описанному (импульсы в конце положительного полупериода при этом будут отсутствовать ).

Обеспечить режим работы регул тора без импульсов в конце положительного полупериода можно, исключив процесс выхода на заданный температурный режим при значительном отклонении температуры контролируемой среды от заданной (т.е. при значительном разбалансе термочувствительного делител ), дл этого нужно установить резистор 22 в положение, при котором установка температуры незначительно превьшает температуру нагреваемой среды (контролируемой среды) и по ме

ре нагрева контролируемой среды плав- 50 Целью снижени энергопотреблени ,,

но (небольшими ступен ми) увеличивать уставку температуры до жел-аемой. При этом можно уменьшить потребл емую регул тором мощность на величину, необходимую дл обеспечени импульса в конце положительного полупериода, уменьшив емкость накопительного конденсатора увеличив сопротивление его разр дной цепи.

одна из щин сетн переменного тока подключена через первый диод к управл ющему входу термочувствительн триггерного элемента, св занному ч 55 рез резистор с его входом синхрони зации, другой вход питанн термочу вигельного триггерного элемента по ключен через второй диод к его вхо синхронизации и через параллельно

Особениость работы схемы устройства по фиг.2 заключаетс в том, что импульса управлени в конце положительного полупериода вообще не может быть, за счет наличи по входу синхронизации КС-цепи 20, конденсатор которой зар жаетс в начале положительного прлупериода, и через синх- ронизирующую цепь поступает ток в базу каскада 19, в конце положительного полупериода конденсатор зар жен и ток в базу не поступает (поступающего тока через резистор RC-цепи не- достаточно дл отпирани транзисторов каскада 19). В течение отрицательного полупериода конденсатор RC-цепи 20 разр жаетс через ее резистор. В дальнейшем процесс повтор етс ана- логично.

Устройство по фиг.З работает аналогичным образом за исключением того , что несимметричный триггер образован за счет охвата цепью положИ- тельной обратной св зи, состо щей из термочувствительного делител 11«. двухкаскадного усилител посто нного. тока 21 (каскады 22 и 23).

Данное устройство просто в изго- товлении и наладке, имеет малое энергопотребление и уровень коммутационных помех.

Claims

Формула изобретени

1. Устройство дл регулировани

температуры, содержащее тиристор, нагрузку, термочувствительный триг- герный элемент, два диода, резистор,

конденсатор, стабилитрон и шины сети переменного тока, одна из которых подключена через нагрузку к аноду тиристора , катод которого соединен с : другой щиной сети переменного тока,

св занной с одним из входов питани термочувствительного триггерного элемента выход которого соединен с управл ющим электродом тиристора, отличающеес тем, что, с

одна из щин сетн переменного тока подключена через первый диод к управл ющему входу термочувствительного триггерного элемента, св занному че-: 55 рез резистор с его входом синхронизации , другой вход питанн термочувст- вигельного триггерного элемента подключен через второй диод к его входу синхронизации и через параллельно сое71

диненные стабилитрон и конденсатор к другой шине сети переменного тока.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а го щ е е с тем, что термочувствительный триггерный элемент содержит термочувствительный делитель напр жени , резистивный делитель напр ж - ни и несимметричный триггер, одни из входов питани ключевых элементов которого соединены с одним из входов питани тремочувствительного триггер ного элемента, св занным через термочувствительный делитель напр жени с его другим входом питани , к крто- рому подключен другой вход питани второго ключевого элемента.несимметричного триггера, другой вход пита -..
4. Устройство по п.1, о т л и ч а- ю щ е е с тем,что термочувствительный триггерный элемент содержит термочувствительный делитель напр жени ,резистивный делитель напр жени , дополнительный резистор.и двухкаскадный усилитель посто нного тока, одни из входов питани каскадов которого соединены с одним из входов питани термочувствительного триггерного эле- 5 мента, св занного через термочувствительный делитель напр жени с другим входом питани второго каскада двух- каскадного усилител посто нного тока , другой вход питани первого касни первого ключевого элемента которого св зан с входом синхронизации20 када которого соединен с входом синх- термочувствительного триггерного эле- ронизации термочувствительного триг- мента, подключенного входом управлени через резистивный делитель напр герного элемента, подключенного входом управлени через резистивный делитель напр жени к выходу термочувст делител напр жени , вход несиммет- 25 витального делител напр жени , вход ричного триггера подключен к выходудвухкаскадного усилител посто нного

жени к выходу.термочувствительного

резистивного делител напр жени , а выход - к выходу термочувствительного триггерного элемента.

3. Устройство по п. 2, отличающеес тем, что термочувст-1 витальный триггерный элемент содержит параллельную КС-цепь, через которую его вход синхронизации соединен
Риг,1

8

0

с другим входом питани первого ключевого элемента несимметричного триггера .

4. Устройство по п.1, о т л и ч а- ю щ е е с тем,что термочувствительный триггерный элемент содержит термочувствительный делитель напр жени ,резистивный делитель напр жени , дополнительный резистор.и двухкаскадный усилитель посто нного тока, одни из входов питани каскадов которого соединены с одним из входов питани термочувствительного триггерного эле- 5 мента, св занного через термочувствительный делитель напр жени с другим входом питани второго каскада двух- каскадного усилител посто нного тока , другой вход питани первого кас0 када которого соединен с входом синх- ронизации термочувствительного триг-
тока подключен к выходу резистивного делител напр жени , а выход - к выходу термочувствительного триггерного 30 элемента, вход питани которого . соединен через дополнительный резистор с входом питани второго каскада двухкаскадного усилител посто нного тока.

fe.