Температурный стабилизатор для электронных блоков

Температурный стабилизатор для электронных блоков, находящийся в герметичном корпусе, помещенном в условия внешней среды, в котором датчик температуры в виде полупроводниковой матриц при низких отрицательных температурах включает терморегулятор, настроенный на +5°С; при средних положительных, от +5°С до +35°С, выключает терморегулятор и термостат; при высоких положительных - включает термостат, поддерживающий в указанном корпусе температуру +35°С. Предложенная полезная модель позволяет повысить стабильность, увеличить межповерочный интервал и расширить диапазон регулирования температуры в корпусе с электронными блоками.

Предложенная полезная модель относится к средствам теплового контроля и автоматики и может быть использована для поддержания температуры в герметичных корпусах радиотехнических приемо-передающих средств, расположенных в условиях внешней среды и рядом с открытой антенной.

Сущность полезной модели в том, что в герметичном корпусе помещены радиотехнические электронные блоки, снабженные входами включения; датчик температуры в диапазоне от -60°С до +60°С, выполнен на базе диодной матрицы; терморегулятор, работающий в диапазоне пониженных температур во внешней среде с настройкой на температуру в корпусе +5°С, с контрольным выходом, сигнализирующем как о достижении в корпусе температуры +5°С, так и о естественном возрастании температуры в корпусе в случае увеличения температуры внешней среды более +5°С и отключении терморегулятора; термостат, работающий при высоких температурах и настроенный на +35°С и выполнено соединение выходов диодной матрицы датчика температур со входами терморегулятора и термостата, а также контрольного выхода терморегулятора, подающего и поддерживающего сигнал включения в температурном диапазоне

от +5°С до +35°С, со входами включения электронных блоков.

Известен регулятор температуры [1], включающий мостовой полупроводниковый термодатчик с четырьмя миниатюрными конструктивно раздельными диодами, преобразователь и нагреватель, выбранный в качестве прототипа. Ему присущи недостатки: низкая временная стабильность, обусловленная технологическими трудностями создания на одном кристалле полупроводниковых переходов с разными температурными коэффициентами изменения напряжения на переходе; узкий дипазон регулирования из-за нелинейности выходного напряжения предложенного в прототипе в качестве датчика полупроводникового диодного моста.

В предложенной полезной модели решена задача повышения стабильности и расширения диапазона регулирования.

Указанная задача решена тем, что в герметичном корпусе помещены электронные блоки со входами включения, датчик температуры на диодной матрице, терморегулятор с контрольным выходом и термостат; при этом, выходы датчика на диодной матрице присоединены ко входам терморегулятора и термостата, а контрольный выход терморегулятора соединен со входами включения электронных блоков.

Полезная модель показана на фиг.1. Принятые обозначения и функциональные связи даны в описании ее работы.

В полезной модели, при температуре внешней среды от -60°С до +5°С системные радиотехнические электронные блоки 2 выключены. На входах включения 3, указанных блоков 2, отсутствует сигнал их включения (низкий уровень). Включается терморегулятор 4 с контрольным выходом 3, на котором также низкий уровень. Контрольный выход 3 и входы включения 3 составляют единую электрическую цепь.

На вход терморегулятора 4 подается разность напряжений датчика температуры 5 и уставки температуры 6, фиг.1. Терморегулятор 4 управляет нагревателем 7 так, что в корпусе 1 устанавливается и поддерживается температура +5°С при изменении температуры внешней

среды от -60°С до +5°С. Схемы таких регуляторов приведены в [2]. При достижении и стабилизации в корпусе 1 температуры +5°С на контрольном выходе терморегулятора 4 (электрическая цепь 3) формируется сигнал высокого уровня, который поступает на входы включения 3 системных блоков 2 и обеспечивает переход их в рабочее состояние. В дальнейшем, при возрастании температуры внешней среды и в корпусе 1, терморегулятор 4 отключает нагреватель 7, но сигнал высокого уровня на контрольном выходе 3 регулятора 4 сохраняется до значения температуры в корпусе 1, не превышающей +35°С. Стабильность срабатывания обеспечивается тем, что диодная матрица датчика температуры 5 выполнены на одном кристалле и имеют одинаковый температурный коэффициент для полупроводниковых переходов, выполненных по данной технологии.

Работа полезной модели при высоких положительных температурах осуществляется в следующем порядке. Когда температура внешней среды и в корпусе 1 становится больше +35°С, включается термостат 8, фиг.1, на вход которого поступает разность напряжений датчика 5 и задатчика температуры 9. Термостат 8 управляет элементом Пельтье 10 так, что в корпусе 1 поддерживается температура +35°С при изменении температуры внешней среды от +35°С до + 60°С. Схемы термостатов данного класса приведен в [3].

При обратном изменении температуры внешней среды от положительной к отрицательной выполняется включение термостата, достижение температуры +35°С, включение блоков 2 по цепи 3, работа блоков 2 в диапазоне температур от +35°С до +5°С с отключением термостата 8 при температуре внешней среды менее +35°С и включении терморегулятора 4 при температуре внешней среды ниже +5°С с последующей работой в диапазоне от +5°С до -60°С.

В полезной модели, согласно описанию, создан температурный диапазон от +5°С до +35°С, в котором температура в корпусе 1 допускается равной температуре внешней среды и регулируется

в естественных условиях при отключенных терморегуляторе и термостате. Расширен общий диапазон рабочих температур данной модели. Полезная модель позволяет:

1. Достигнуть высокую стабильность работы средств поддержания оптимального температурного интервала в корпусе с электронными блоками;

2. Расширить диапазон регулирования температурного воздействия внешней среды на герметичный корпус с радиотехническими электронными блоками;

3. Поместить корпус с радиоблоками рядом с антенной без использования стационарного термобокса.

Литература.

1. Патент США №6717457 от 18.03.2002., опубликован 06.04.2004., Кл. Н 01 L 35/00. Класс США 327-513.

2. Ричард К. Дорф, Роберт X. Бишоп Современные системы управления. М., 2004.

3. Пасынков В.В. Полупроводниковые приборы. С. - Пб., 2002.

Температурный стабилизатор для электронных блоков, выполненный с использованием полупроводникового датчика температуры и схемой преобразования сигналов управления нагревателем, отличающийся тем, что в герметичном корпусе помещены электронные блоки со входами включения, датчик температуры на диодной матрице, терморегулятор с контрольным выходом и термостат; при этом, выходы датчика на диодной матрице присоединены ко входам терморегулятора и термостата, а контрольный выход терморегулятора соединен со входами включения электронных блоков.