SU798759A1

SU798759A1 - Temperature regulator

Info

Publication number: SU798759A1
Application number: SU782665244A
Authority: SU
Inventors: Игорь Анатольевич Форафонтов
Original assignee: Предприятие П/Я В-2431
Priority date: 1978-09-19
Filing date: 1978-09-19
Publication date: 1981-01-23

Description

Изобретение o г ocитc к автоматич кому регулированию, в частности к системам термостатировани / и может йлть Использовано дл термостатирова ни кварцевых резонаторов, а также чувствительных элементов систем авто матического управлени . Известно устройство дл регулировани температуры, содержамее св зан ные с источником питани мостовой пр образователь температуры, к измерите льной диагонали которого подключен переход база-эмиттер порогового тран зистора, ключевой транзистор, коллек тор которого подключен к базе выходного транзистора и через резистор к шине источника питани , нагрузку, включенну ю между коллектором выходного транзистора и шинойисточника питани l3 . Недостатками данного устройства вл ютс низка надежность, обусловленна нестабильностью температуры срабатывани за счет дрейфа напр жени на переходе база-эмиттер порогового транзистора, а также ненадежное запирание выходного транзистора. Известно также устройство дл регулировани температуры, содержащее св занные с источником питани мое-. ТОБОЙ преобразователь температуры, к измерительной диагонали которого подключены входы операцнонного усилител , ключевой транзистор, база которого через последовательно соединенные стабилитрон и резистор подключена к выходу операционного усилител , а коллектор - к базе выходно го транзистора , в коллекторную ,цепькоторого включена нагрузка 2. . Недостатком этого устройства дл регулировани температуры вл етс также низка надежность, обусловленна обрывом в цепи базы выходного транзистора при его запирании. Цель изобретени - повышение надежности . Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство дл регулировани температуры, содержйцее св занные с источником питани мостовой преобразователь температуры, к измерительной диагонали которого подключены входы операционного усилител , основной ключевой транзистор, aiasa которого через последовательно -соединённые стабилитрон и резистор подключена к выходу операционного усилитегь , а коллектор - к базе выходного транзистора, в коллекторную цепьThe invention is designed to automatically regulate, in particular, to thermostatic control systems / and can be used for thermostatic control of quartz resonators, as well as sensitive elements of automatic control systems. A device for temperature control is known that is connected to a power source of a bridge temperature transmitter, to the measuring diagonal of which the base-emitter junction of the threshold transistor is connected, the key transistor whose collector is connected to the output transistor base and through a resistor to the power supply bus , the load connected between the output transistor collector and the power supply bus l3. The disadvantages of this device are low reliability due to the instability of the response temperature due to voltage drift at the base-emitter junction of the threshold transistor, as well as unreliable locking of the output transistor. It is also known to have a temperature control device which is connected to the power source my-. YOU temperature converter, to the measuring diagonal of which the inputs of the operational amplifier are connected, the key transistor, the base of which is connected via a series-connected zener diode and a resistor to the output of the operational amplifier, and the collector is connected to the base of the output transistor, the load 2.. A disadvantage of this device for temperature control is also low reliability due to an open circuit in the base of the output transistor when it is locked. The purpose of the invention is to increase reliability. The goal is achieved by connecting a temperature converter to a temperature control device, connected to a power source, with a bridge temperature converter, the measuring diagonal of which is connected to the inputs of an operational amplifier, the main key transistor, aiasa of which is connected to the output of the operational amplification through a series-connected zener diode, and the collector - to the base of the output transistor, in the collector circuit

которого включена нагрузка, введены дополнительные стабилитрон, резистор и ключевой транзистор противоположной проводимости по отношению к основному ключевому транзистору, причем база дополнительного ключевого транзистора через первый дополнительный резистор подключена к выходу операционного усилител , коллектор - через второй дополнительный резистор соединен с коллектором основного ключевого . транзистора, а эмиттер через дополнительный стабилитрон подключен к одной шине источника питани и через третий дополнительный резистор к второй шине источника питани , which included the load, introduced an additional Zener diode, a resistor and a key transistor of opposite conductivity with respect to the main key transistor, the base of the additional key transistor through the first additional resistor connected to the output of the operational amplifier, the collector through the second additional resistor connected to the collector of the main key. transistor, and the emitter is connected via an additional zener diode to one power supply bus and via a third additional resistor to a second power supply bus,

На чертеже схематически представлено предлагаемое устройство.The drawing schematically shows the proposed device.

Устройство содержит мостовой преобразователь 1 температуры, измерительна диагональ которого подключена к входам операционного усилител 2, основной ключевой транзистор 3, в коллекторную цепь которого включены последовательно соединенные второй дополнительный резистор 4 и дополнительный ключевой транзистор 5, и стабилитрон 6. При этом база дополнительного ключевого транзистора 5 через первый дополнительный резистор 7 и база основного ключевого транзистора 3 через последовательно сое иненные резистор 8 и стабилитрон 9 соединены с выходом операционного усилител 2, Катод дополнительного стабилитрона 6 соединен с плюсовой шиной источника питани , а анод соединен с эмиттером дополнительного ключевого транзистора 5 и через третий дополнительный резистор 10 с минусовой шиной источника питани . База выходногк транзистора 11 соединена с коллектором основного транзистора 3 а коллектор через нагрузку 12 соединен с плюсовой шиной источника питани .The device contains a bridge temperature converter 1, the measuring diagonal of which is connected to the inputs of the operational amplifier 2, the main key transistor 3, in the collector circuit of which are connected in series the second additional resistor 4 and the additional key transistor 5, and the zener diode 6. At the same time, the base of the additional key transistor 5 through the first additional resistor 7 and the base of the main key transistor 3 through a series co-active resistor 8 and the zener diode 9 are connected to the output The opamp of the op amp 2 is connected to the emitter of the additional key transistor 5 and through the third additional resistor 10 to the negative rail of the power supply. The base of the output transistor 11 is connected to the collector of the main transistor 3 and the collector is connected via a load 12 to the positive power supply line bus.

Устройство работает следующим образом ,.The device works as follows,.

При температуре термостатируемого объекта и св занного с ним преобразовател 1 ниже температуры регулировани мост разбалансйрован таким образом , что на его выходе по вл етс напр жение в пол рности, указанной на фиг, 1. Это напр жение усиливаетс операционным усилителем 2. и потенциал его выходной клеммы Ugy, становитс близким к потенциалу минусовойшины источника питани -Е, причем -Ug .j- - ЗВ, согласно техническим услови м на интегральные операционные усилители. При этом, стабилитрон 9 с выбранным напр жением стабилизации UCT- 7 ЗВ запираетс , что обеспечивает отсечку базового тока управлени и запирание основного ключевого транзистора 3. Одновременно через ограничительный резистор подаетс отрицательное напр жение на базу транзистора 5 р-п-р проводимости, и он открываетс . Выходной транзистор 11 включаетс , и через нагрузку 12, вл ющуюс обмоткой обогрева термостатируемого объекта, протекает ток,When the temperature of a temperature-controlled object and the converter 1 associated with it is lower than the control temperature, the bridge is unbalanced so that at its output a voltage appears in the polarity indicated in FIG. 1. This voltage is amplified by the operational amplifier 2. and the potential of its output Ugy terminals become close to the minus potential of the power supply source -E, with -Ug .j- - VZ, according to the technical conditions for integrated operational amplifiers. At the same time, the Zener diode 9 with the selected stabilization voltage UCT-7 ZV is locked, which provides the cut-off of the base control current and the locking of the main key transistor 3. Simultaneously, through the limiting resistor, a negative voltage is applied to the base of the transistor 5 ppn conductivity, and opens up. The output transistor 11 is turned on, and a current flows through the load 12, which is the heating winding of the thermal object;

С повышением температуры преобразователь 1 сбалансируетс (при достижении температуры регулировани ) и ратем разбалансируетс , но пол рност напр жени на его выходе мен етс на обратную. Это напр жение усиливаетс операционным усилителем 2-, и потенциал его выходной клеммы скачком измен етс до величины + Ug , близкой к потенциалу +Е плюсовой шины источника питани , причем Е - 2 - 3 В. Использование в устройстве дополнительно введенного стабилитрона б с напр жением стабилизации В дает возможность при данном выходном сигнале операционного усилител 2 запереть дополнительный ключевой транзистор 5, что обеспечивает обесточивание коллекторной цепи ключевого транзистора 3, Дополнительный резистор 4 исключает сквозные токи при переключении транзисторов 3 и 5, Одновременно через ограничивающий рези стор 8 и пробитый стабилитрон 9 в цепи базы транзистора 3 протекает ток. Остаточное напр жение на ключевом транзисторе ,. имеет при этом .режиме минимально возможную величинуAs the temperature rises, the converter 1 is balanced (when the control temperature is reached) and the balance is unbalanced, but the polarity of the voltage at its output is reversed. This voltage is amplified by the operational amplifier 2-, and the potential of its output terminal abruptly changes to a value of + Ug close to the potential + E of the positive power supply bus, and E is 2-3 V. The device uses an additionally introduced zener diode b with voltage Stabilization B makes it possible, at a given output signal of the operational amplifier 2, to lock up an additional key transistor 5, which ensures de-energization of the collector circuit of the key transistor 3, An additional resistor 4 eliminates through currents and switch transistors 3 and 5, at the same time through the restrictive rezi Sided 8 and 9 pierced zener diode in the circuit base current of transistor 3 flows. Residual voltage on the key transistor,. this mode has the minimum possible value

где - 2 - коэффициент инжекции; Ф - тепловой потенциалwhere - 2 - the injection rate; Ф - thermal potential

(Ф-|- 25мВ при -ЬЕ );(F- | - 25mV at - LЕ);

oiY - коэффициент усилени п току транзистора в инверсном включении.oiY is the gain factor p in the current of the transistor in inverse switching.

При , Практически величина UOCTсоставл ет 5-20 мВ. Столь мала величина остаточного напр жени на ключевом транзисторе 3 обеспечивает надежное запирание выходного транзистора 11, который выключает то через нагрузку 12, As, In practice, the UOCT value is 5-20 mV. Such a small amount of residual voltage on the key transistor 3 ensures reliable locking of the output transistor 11, which turns off through the load 12,

Дсшее температура термостатируемого объекта и, соответственно, преобразоЬатель 1 снижаетс и процесс регулировани температуры повтор етс .The next temperature of the object being thermostatted and, accordingly, the transducer 1 is reduced and the temperature control process is repeated.

Claims

Invention Formula

A temperature control device containing a bridge temperature converter connected to the power supply, to the measuring diagonal of which are connected the inputs of the operational amplifier, the main key transistor, the base of which is connected through a series-connected zener diode and resistor