SU1575305A1 - Оптоэлектронное термореле - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано в устройствах измерени  и регулировани  температуры в системах тепловой автоматики. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей оптоэлектронного термореле достигаетс  путем введени  в цепь смещени  затвора МДП-транзистора 1 дополнительного источника излучени  4, оптически св занного с фотовольтаической батареей 2, включенной в цепь затвора этого транзистора. Оптоэлектронное термореле содержит также источник 3 излучени , резистор 5 и переменный делитель 6 напр жени . При увеличении температуры уменьшаетс  величина фотоЭДС фотовольтаической батареи 2, обусловленной наличием источников 3 и 4 излучени  и благодар  наличию оптической положительной обратной св зи от источника 3 излучени , включенного в выходную цепь МДП-транзистора 1, происходит запирание этого транзистора и переключение термореле. Предложенное оптоэлектронное термореле помимо ключевых свойств обладает способностью автоматического переключени  в заданном интервале температур. 1 ил.

Description

t

(21)4488900/24-21

(22)03.10.88

(46) 30.06.90. Бюл. 24

(71)Киевский политехнический институт им. 50-лети  Великой Окт брьской социалистической революции

(72)П.А.Яганов и И.И.Клетченков (53) 621.316.825(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1174784, кл. G 01 К 11/12, 1985.

Авторское свидетельство СССР № 1458722, кл. П 01 К 11/12, 06,07.87. (54) ОПТОЭЛЕКТРОННОЕ 1ЕРМОРЕЛЕ

(57)Изобретение относитс  к импульс - ной технике и может быть использовано в устройствах измерени  и регули-- ровани  температуры в системах тепловой автоматики. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей оптоэлектронного термореле - достигаетс  путем введени  в цепь смещени  затвора МДП-гранзистора 1 дополнительного источника излучени  4, оптически св занного с фотовольтаи- ческой батареей 2, включенной в цепь затвора этого транзистора. Оптоэлек- тронное термореле содержит также ис- точник 3 излучени ,резистор 5 и переменный делитель 6 напр жени . При увеличении температуры уменьшаетс  величина фотоЭДС фотовольтаической батареи 2, обусловленной наличием источников 3 и 4 излучени  и благодар  наличию оптической положительной обратной св зи от источника 3 излучени , включенного в выходную цепь ЩП- транзистора 1, происходит запирание эюго транзистора и переключение тер- мореле. Предложенное оптоэлектронное термореле помимо ключевых свойств обладает способностью автоматического переключени  в заданном интервале температур. 1 ил. 8

а $

(Л

$

7 -&

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано в устройствах измерени  и регулировани  температуры в системах тепловой автоматики.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства за счет введени  в цепь смещени  зат- BQpa МДП транзистора дополнительно- го источника излучени , оптически св занного с фотовольтаической батареей , включенной в цепь затвора этого транзистора.

При увеличении температуры вел - чина фото-ЭДС, обусловленна  этим источником излучени , уменьшаетс  и благодар  наличию положительной обратной св зи от основного источника излучени , включенного в выходную цепь МДП транзистора, происходит запирание этого транзистора и выключение устройства. Таким образом, данное устройство помимо ключевых свойств обладает способностью атоматического переключени  в заданном интервале температур .

На чертеже приведена принципиальна  схема оптоэлектронного термореле.

Устройство содержит фототранзистор, выполненный в виде МДП транзистора 1 с включенной в цепь затвора фотовольтаической батареей 2, с которой оптически св заны источник 3 излучени  и дополнительный источник 4 излучени , а также резистор 5 и переменный делитель 6 напр жени .

Свободный вывод фотовольтаической батареи 2 подключен к средней точке переменного делител  6 напр жени , который включен последовательно с дополнительным источником 4 излучени  между общей шиной 7 и шиной 8 питани 

Резистор 5, источник 3 излучени  и МДП транзистор 1 включены последо- вательно также между шиной 8 питани  и оВщей шиной 7.Точка соединени  источника 3 излучени  и МДП транзистора 1  вл етс  выходом 9.устройства.

Фотовольтаическа  батаре  2 может быть выполнена в виде последовательно соединенных р-п-переходов. Количество р-п. переходов зависит от величины порогового напр жени  МДП транзистора 1 и мощности источников 3 и 4 излучени  .

Источниками излучени  могут служить светбдиоды со спектрально согласованной с фототранзистором характе

5 0 5

о $

О

5

Q

5

ристикой излучени  или миниатюрные лампы накаливани .

Оптоэлектронное термореле функционирует следующим образом.

Пол рность включени  фотовольтаической батареи 2 определ етс  типом проводимости канала МДП транзистора 1, в соответствии с чем выбираетс  также пол рность напр жени  на шине 8 питани  .

В цепи, состо щей из дополнительного источника 4 излучени  и переменного делител  6 напр жени ,протекает ток, который вызывает световой поток, формирующий фото-ЭДС батареи 2, и создает на переменном делителе 6 напр жение смещени  затвора МДП транзистора 1. Это напр жение смещени  складываетс  с напр жением фото-ЭДС и прикладываетс  между зптвором и истоком МДП транзистора 1, управл   про- водимостью этого транзистора.

Принцип действи  устройства основан на использовании температурной зависимости величины фото-ЭДС освещенного р-п перехода. Например, дл  кремниевого р-п перехода имеет место линейное уменьшение величины фото-ЭДС с увеличением температуры.

Рабоча  точка выбираетс  таким образом , чтобы величина фото-ЭДС фотовольтаической батареи 2 при заданной температуре и при наличии светового потока дополнительного источника 4 излучени  с учетом напр жени  смещени  была достаточна дл  обеспечени  открытого состо ни  МДП транзистора 1. При этом протекает ток по цепи источника 3 излучени , что создает дополнительную освещенность на фотовольтаической батарее 2 и, следовательно , дополнительную фото-ЭДС, в результате чего надежно поддерживаетс  открытое состо ние МДП транзистора 1.

На выходе 9 устройства при этом напр жение относительно общей шины 7 мало. Уменьшение температуры не вызывает изменени  состо ни  устройства , поскольку величина Фото-ЭДС дополнительного источника 4 излучени  только увеличиваетс  и величина сопротивлени  канала МДП транзистора 1 еще более уменьшаетс .

С повышением температуры по указанным причинам напр жение затвор-исток МДП транзистора 1 уменьшаетс  и при некоторой температуре достигнет

значени , близкого к пороговому. МДП транзистор 1 при этом начинает закрыватьс , что вызывает уменьшение тока в выходной цепи и, следовательно, приводит снижению . освещенности фотовольтаической батареи 2 от источника 3 излучени . При этом данна  оптическа  св зь действует как положительна  обратна  св зь, что ведет к лавинообразному процессу закрывани  МДП транзистора 1 и выключению источника 3 излучени . Правильный выбор рабочей точки по смещению затвора МДП транзистора обеспечивает закрытое состо ние МДП транзистора, поскольку величина фото-ЭДС фотовольтаической батареи 2 при наличии только одного дополнительного источника 4 излучени  при определенной повышенной температуре недостаточна дл  отпирани  ч МДП транзистора. На выходе 9 устройства при этом устанавливаетс  напр жение , равное напр жению по шине 8 питани . Дальнейшее увеличение температуры не приводит к изменению закрытого состо ни  МДП транзистора 1 и соответственно выхода 9 устройства .

При уменьшении температуры до исходной заданной величины в соответствии с выбранной рабочей точкой про- ,исходит переключение устройства в первоначальное состо ние.

Таким образом, данное устройство,- помимо Ключевых свойств обладает собноСтью автоматического переключе- ни  в заданном интервале температур.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Оптоэлектронное термореле, содержащее фототранзистор, выполнений в

   виде МДП-транзистора с включенной в цепь затвора фотовольтаической батареей , состо щей из заданного числа последовательно соединенных р-п- переходов, в выходную цепь фототранэистора последовательно с резиртором включен источник излучени , оптичес ки св занный с фотовольтаической батареей , свободный вывод которой соответствующим полюсом соединен со

   средней точкой переменного делител  напр жени , один вывод которого подключен к общей шине, с которой соединен также исток МДП-транзистора, сток которого  вл етс  выходом устройства , а свободный вывод резистора соединен с шиной питани , о т л и чающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей , в него введен дополнительный

   источник излучени , оптически св занный с йотовольтаической батареей, который включен между шиной питани  и другим выводом переменного делител  напр жени .