RU2023286C1

RU2023286C1 - Temperature control device

Info

Publication number: RU2023286C1
Authority: RU
Inventors: В.В. Краснов
Original assignee: Ульяновское конструкторское бюро приборостроения
Priority date: 1991-05-12
Filing date: 1991-05-12
Publication date: 1994-11-15

Abstract

FIELD: systems for regulating non-electric quantities in industry and domestic devices (electric irons). SUBSTANCE: device has auxiliary first transistorized switch connected between an output of comparator and corresponding terminal of output diagonal of diode bridge, an input being connected to first output of voltage limiter; second transistorized switch connected in output diagonal of the diode bridge, an input being connected to the comparator input. The comparator, setting and temperature-sensitive voltage dividers are supplied from the second output of voltage divider connected in the diode bridge output diagonal which is connected between the control electrode and anode of power triac. EFFECT: enhanced reliability. 1 dwg

Description

Изобретение относится к системам регулирования неэлектрических величин, а более конкретно к устройствам для регулирования температуры и может быть использовано в промышленности и в бытовой аппаратуре (например, в электроутюгах). The invention relates to systems for regulating non-electrical quantities, and more particularly to devices for controlling temperature and can be used in industry and in household equipment (for example, in electric irons).

Известно устройство для регулирования температуры [1], характеризующееся нагревательным элементом, диодным мостом, силовым тиристором, резистором, двумя стабилитронами, промежуточным тиристором, ограничительным диодом, ограничительным резистором и термочувствительным мостом. Недостатком известного устройства является низкая надежность из-за применения мощных силовых диодов Д2-Д5 и повышенные коммутационные помехи. A device for controlling the temperature [1] is known, characterized by a heating element, a diode bridge, a power thyristor, a resistor, two zener diodes, an intermediate thyristor, a limiting diode, a limiting resistor and a heat-sensitive bridge. A disadvantage of the known device is its low reliability due to the use of powerful D2-D5 power diodes and increased switching noise.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство для регулирования температуры (прототип), содержащее источник пульсирующего напряжения (диодный мост или понижающий трансформатор с диодным мостом), ограничитель напряжения, термочувствительный и задающий делители напряжения, компаратор и силовой оптосимистор [2]. The closest in technical essence to the proposed device is a temperature control device (prototype), containing a ripple voltage source (diode bridge or step-down transformer with a diode bridge), a voltage limiter, heat-sensitive and setting voltage dividers, a comparator and a power opto-simistor [2].

При использовании в качестве источника пульсирующего напряжения понижающего трансформатора с диодным мостом, при котором становится возможным применение отечественных операционных усилителей, резко ухудшаются габаритно-массовые характеристики устройства. При применении же в качестве источника пульсирующего напряжения диодного моста на выход компаратора, когда он закрыт, подается пульсирующее напряжение, величина которого может составлять до 338 В (240 В х 1,41 = 338 В), при этом резко снижается надежность устройства в целом. Отечественной промышленностью такие компараторы или операционные усилители, применяемые в качестве компаратора, не выпускаются. Кроме того, в прототипе используются электрорадиоэлементы (оптосимистор), не освоенные отечественной промышленностью. When using a step-down transformer with a diode bridge as a source of ripple voltage, at which it becomes possible to use domestic operational amplifiers, the overall mass characteristics of the device deteriorate sharply. When using a diode bridge as a pulsating voltage source, the comparator output, when it is closed, is supplied with a pulsating voltage, the value of which can be up to 338 V (240 V x 1.41 = 338 V), while the reliability of the device as a whole is sharply reduced. Domestic industry such comparators or operational amplifiers used as a comparator are not available. In addition, the prototype uses electro-radio elements (opto-simistor), not mastered by domestic industry.

Целью изобретения является повышение надежности устройства. The aim of the invention is to increase the reliability of the device.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для регулирования температуры, содержащее задающий и термочувствительный делители напряжения, выходами связанные со входами компаратора, ограничитель напряжения, диодный мост, силовой симистор, введены первый транзисторный ключ, включенный между выходом компаратора и отрицательным выводом диодного моста, а вход подключен к первому выходу ограничителя напряжения, второй транзисторный ключ, включенный между положительным и отрицательным выводами диодного моста, а вход подсоединен к выходу компаратора, причем компаратор, задающий и термочувствительный делители напряжения запитаны от второго выхода ограничителя напряжения, включенного в диагонали диодного моста, который включен между управляющим электродом и анодом силового симистора. This goal is achieved by the fact that the first transistor switch is inserted between the output of the comparator and the negative terminal of the diode bridge, and the device for temperature control, containing the master and thermosensitive voltage dividers, outputs connected to the inputs of the comparator, voltage limiter, diode bridge, power triac the input is connected to the first output of the voltage limiter, the second transistor switch is connected between the positive and negative terminals of the diode bridge, and the input is connected to the output row comparator, the comparator, and a temperature sensing drive voltage dividers fed from the second output of the voltage limiter included in the diagonal of a diode bridge which is connected between the control electrode and the anode of the power triac.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемое устройство для регулирования температуры отличается от прототипа схемой включения компаратора (в качестве компаратора применен дифференциальный усилитель), задающего делителя напряжения, диодного моста, введением двух транзисторных ключей, применением вместо оптосимистора обыкновенного симистора, схемой ограничителя напряжения. Comparative analysis with the prototype shows that the proposed device for temperature control differs from the prototype in the circuit of the comparator (a differential amplifier is used as a comparator), a voltage divider, a diode bridge, the introduction of two transistor switches, the use of an ordinary triac instead of an optical simistor, and a voltage limiter circuit.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства для регулирования температуры. The drawing shows a circuit diagram of a device for controlling temperature.

Устройство для регулирования температуры содержит нагреватель 1, который через симистор 2 включен в сеть переменного тока 220 В, диодный мост 3, включенный между управляющим электродом и анодом симистора, ограничитель напряжения 4, включенный в диагональ диодного моста и служащий для питания задающего делителя напряжения 5, компаратора 6 и термозависимого делителя напряжения 7, первый транзисторный ключ 8, включенный между выходом компаратора и отрицательным выводом диодного моста, второй транзисторный ключ 9, включенный в диагональ диодного моста. The temperature control device comprises a heater 1, which is connected through a triac 2 to a 220 V AC network, a diode bridge 3 connected between the control electrode and the triac anode, a voltage limiter 4 included in the diagonal of the diode bridge and used to power the voltage setting divider 5, a comparator 6 and a temperature-dependent voltage divider 7, a first transistor switch 8 connected between the output of the comparator and the negative terminal of the diode bridge, a second transistor switch 9, included in the diagonal of the diode bridge.

Устройство для регулирования температуры работает следующим образом. При включении питания 200 В в начальный момент симистор 2 закрыт и его управляющий ток, протекающий через управляющий электрод, выпрямляется на диодном мосте 3 и через ограничитель напряжения 4 запитывает задающий 5 и термочувствительный 7 делитель напряжения, компаратор 6. В начальный момент сопротивление терморезистора большое, поэтому напряжение на неинвертирующем входе компаратора 6 больше, чем на инвертирующем входе, что вызывает срабатывание компаратора 6, который в свою очередь вызывает включение второго транзисторного ключа 9. Когда управляющий ток симистора 2 достигает тока включения, симистор включается, а его выключение происходит когда напряжение в сети уменьшается до нуля. В дальнейшем процесс повторяется. Для того, чтобы исключить включение симистора при мгновенных напряжениях в сети более 30 В (угол включения составляет не более 6^о) в устройство для регулирования температуры введен первый транзисторный ключ 8, который срабатывает при напряжении 25-30 В. При срабатывании транзисторного ключа 8 блокируется срабатывание транзисторного ключа 9, а следовательно и включение симистора 2, что исключает возникновение коммутационных радиопомех. С увеличением температуры сопротивление терморезистора уменьшается и когда напряжение на неинвертирующем входе становится меньше, чем на инвертирующем входе, транзисторный ключ запирается и включение симистора становится невозможным. При этом нагреватель 1, а следовательно и терморезистор начинают остывать, его сопротивление начинает увеличиваться, а следовательно увеличивается и напряжение на неинвертирующем входе. Когда напряжение на неинвертирующем входе станет больше, чем на инвертирующем входе срабатывает компаратор 6, транзисторный ключ 9, и включается симистор 2. В дальнейшем процессе повторяется.A device for controlling the temperature is as follows. When the 200 V power supply is turned on at the initial moment, the triac 2 is closed and its control current flowing through the control electrode is rectified on the diode bridge 3 and, through the voltage limiter 4, feeds the voltage divider 5 and the temperature-sensitive 7 voltage divider, comparator 6. At the initial moment, the resistance of the thermistor is large, therefore, the voltage at the non-inverting input of the comparator 6 is greater than at the inverting input, which causes the comparator 6 to trigger, which in turn causes the second transistor switch 9. the control current of the triac 2 reaches the turn-on current, the triac turns on, and it turns off when the mains voltage decreases to zero. In the future, the process is repeated. In order to avoid the inclusion of the triac during instantaneous voltages in the network for more than 30 V (inclusion angle is not more than ^about 6) to the first transistor switch for the temperature regulation device 8 is entered, which operates at a voltage of 25-30 V. When actuation of the transistor switch 8 is blocked the operation of the transistor switch 9, and therefore the inclusion of the triac 2, which eliminates the occurrence of switching radio interference. With increasing temperature, the resistance of the thermistor decreases and when the voltage at the non-inverting input becomes lower than at the inverting input, the transistor switch is locked and the triac is not possible. In this case, the heater 1, and therefore the thermistor, begin to cool, its resistance begins to increase, and therefore the voltage at the non-inverting input also increases. When the voltage at the non-inverting input becomes greater than at the inverting input, the comparator 6, the transistor switch 9 are triggered, and the triac 2 is turned on. In the further process, it is repeated.

Внедрение данного изобретения позволяет значительно повысить надежность устройства для регулирования температуры и дает возможность его реализации на элементной базе отечественного производства без ухудшения технических характеристик. The implementation of this invention can significantly improve the reliability of the device for temperature control and makes it possible to implement it on the elemental base of domestic production without compromising technical characteristics.

Claims

A TEMPERATURE CONTROL DEVICE, comprising a driver and a thermosensitive voltage divider, outputs connected to the comparator inputs, a voltage limiter, a diode bridge, and a power triac connected in series with the heater, characterized in that, in order to increase reliability, it introduced the first transistor switch connected between the output of the comparator and the corresponding output of the output diagonal of the diode bridge, the second transistor switch included in the output diagonal of the diode about the bridge, and the control input of the second transistor switch is connected to the output of the comparator, the control input of the first transistor switch is connected to the first output of the voltage limiter, and the comparator, the driver and the thermosensitive voltage dividers, are connected to the second output of the voltage limiter included in the output diagonal of the diode bridge, the input diagonal of which is connected between the control electrode and the anode of the power triac.