Пропорциональный регулятор температуры

 

Использование: изобретение относится к автоматике и может применяться при регулировании температуры термостата. Сущность: регулятор содержит 1 блок управления (1), п делителей напряжения (2, 3, 4),п транзисторных усилителей мощности (5, 6, 7), (п-1) сумматоров (8, 9) 1-2-8-5, 1-3-9-6, 1-4-7, 6-8, 7-9. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (! 9) (1() (s()s G 05 D 23/19

ГОСУДАРСТВЕННЫ и КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (а (21) 4775853/24 (22) 29.12,89 (46) 15.06.92. 6юл, ¹ 22 (71) Воронежский научно-исследовательский институт связи (72) B.À.ßxoíòîB (53) 621.555 (088,8) (56) Альтшуллер Г,6. и др. Кварцевые генераторы. M., 1984, с.144, рис.87.

Гусев В.М. Новая схема управления мощностью подогрева термостата, Вопросы радиоэлектроники. Сер. РТ, вып.2, 1971, с.85 — 89, (54) ПРОПОРЦИОНАЛЬНЫЙ РЕГУЛЯТОР

ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Использование: изобретение относится к автоматике и может применяться при регулировании температуры термостата.

Сущность; регулятор содержит 1 блок управления (1), и делителей напряжения (2, 3, 4),п транзисторных усилителей мощности (5, б, 7), (n-1) сумматоров (8, 9) 1-2-8-5, 1-3-9-6,.

1-4-7, 6-8, 7-9, 1 ил.

1741111

Изобретение относится к автоматике и может применяться при регулировании тем. пературы термостата.

Известны устройства пропорционального регулирования температуры.

Недостатками этих устройств являются низкий КПД при расположении мощных транзисторов не на камере термостата из-за больших в них потерь и пониженная стабильность температуры на объекте при расположении транзисторов регулятора на камере из-за резкого увеличения градиента температур по камере. Кроме того, из-за увеличенной неуправляемой мощности потерь приходится повышать рабочую температуру термостата, что увеличивает потребляемую мощность, снижает надежность.

Известно устройство, принятое в качестве прототипа.

Недостатками прототипа являются его низкая надежность и ограниченные возможности применения, так как обратное напряжение база-эмиттер в усилителях мощности может достигать напряжения источника питания, т.е. быть значительно больше допустимого (3-4 В) для подавляющего большинства транзисторов, кроме того выходные токи последующих усилителей протекают через транзисторы предыдущих усилителей мощности.

Чтобы избежать этого, можно отключить все последующие усилители от выходов предыдущих и подключить к второй (общей) шине источника питания. Но при этом резко снизится эффективность этой схемы в повышении КПД из-за невозможности подбора делителей так, чтобы в активном режиме работал только один усилитель мощности ввиду зависимости усиления от напряжения питания, температуры среды и т,д.

Цель изобретения — повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок управления, к входам которого подключены датчик и задатчик, а выход соединен с входами п делителей напряжения, и транзисторных усилителей мощности с нагревателями на выходах, подсоединенных к шинам источника питания, вход n-ro транзисторного усилителя мощности соединен с выходом соответствующего делителя напряжения, введены п-1 сумматоров, первые входы которых соединены с выходами соответствующих делителей напряжения, выходы сумматоров — с входами соответствующих транзисторных усилителей мощности, выход каждого из транзисторных усилителей

20 от температуры окружающей среды. Весь

50 мощности, кроме первого, соединен с вторым входом предыдущего сумматора.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит блок 1 управления с датчиком и задатчиком (не показан), первый 2, второй 3 и и-й 4 делители напряжения, первый 5, второй 6 и п-й транзисторные усилители мощности с нагревателями на выходах (не показан), первый 8 и п-1 сумматоров 9.

Устройство работает следующим образом.

Когда термостат холодный, то напряжения на выходе делителей 2 — 4 напряжения большие, такие как и на входах усилителей мощности 5 — 7, и на нагревателях выделяется максимальная мощность.

В стационарном режиме работа зависит интервал рабочих температур окружающей среды можно условно разбить на п подинтервалсв, где первый интервал соответствует высоким температурам, а последующие— более низким.

Тогда в первом интервале температур окружающей среды в активном режиме работает только первый канал, содержащий первый делитель 2 напряжения, первый сумматор 8 и первый усилитель 5 мощности.

Остальные каналы закрыты, Во втором интервале температур работает второй канал делитель 3 напряжения, сумматор 9, усилитель 6, при этом первый (предыдущий) канал насыщен (за счет насыщения усилителя 5) и в нем термостату отдается максимальная мощность, а последующий канал закрыт и т,д, В данном случае на фиг,2 изображен регулятор температуры с n = 3 каналами.

Максимальные потери, ухудшающие

КПД, наблюдаются при работе в активном режиме, когда часть полезной мощности выделяется на нагревателе, а остальная мощность (потери — на регулирующем элементе) (транзисторе) усилителя мощности.

Вследствие того, что в активном режиме работает только один канал, а остальные заперты или насыщены, то КПД устройства увеличивается в и раз, где n — число каналов.

Чтобы обеспечить такую работу, т.е. нахождение в активном режиме только одного канала из и, использованы сумматоры, количество которых равно п-1.

При работе в первом интервале температур в активном режиме работает первый усилитель 5 мощности. Из-за невозможности точной установки нужного напряжения во всех режимах на выходе делителя 3 напряжения может частично включиться вто1741111

35

45

Составитель Л. Птенцова

Редактор Т. Лазоренко Техред М.Моргентал Корректор О. Кравцова

Заказ 2085 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 рой канал, т.е. усилитель 6 мощности. При этом с его выхода поступает напряжение на сумматор 8 первого канала, увеличивая напряжение на входе первого усилителя 5 мощности и мощность, отдаваемую термостату, т.е. очень малые приращения напряжения во втором канале стимулируют более сильные приращения в первом канале. Это обеспечивает выход в активный режим второго усилителя 6 мощности, когда первый усилитель 5 насыщен.

Благодаря следующему сумматору 9 третий усилитель войдет в активный режим тогда, когда будут насыщены первые два.

В предлагаемом устройстве надежность повышается приблизительно в и раз, так как через оконечный транзистор первого усилителя при равных мощностях нагревателей протекает ток в п раз меньше, через второй усилитель — в и-1 раз меньше и т.д.

Предлагаемое устройство работает без обратных напряжений нэ переходах базазмиттер и не имеет ограничений по этому параметру, Формула изобретения

Пропорциональный регулятор темпера5 туры, содержащий блок управления, к входам которого подключены датчик и задатчик, а выход соединен с входами и делителей напряжения, и транзисторных усилителей мощности с нагревателями на

10 выходах, подсоединенных к шинам источника питания, вход и-го транзисторного усилителя мощности соединен с выходом соответствующего делителя напряжения, отличающийся тем, что, с целью

15 повышения надежности, -введены и-1 сумматоров, первые входы которых подсоединены к выходам соответствующих делителей напряжения, выходы сумматоров — к входам соответствующих транзи20 сторных усилителей мощности, выход каждого из транзисторных усилителей мощности, кроме первого, соединен с вторым входом предыдущего сумматора.