Устройство для температурной стабилизации электронных блоков

Устройство для температурной стабилизации электронных блоков

Реферат

Предложенное изобретение относится к системам теплового контроля и автоматики и может быть использовано для поддержания рабочего режима в радиоэлектронных изделиях и приборах.

Сущность изобретения в том, что в малогабаритном, не превышающем десятки кубических дециметров корпусе с функциональными электронными блоками, находящемся в условиях внешней среды, помещают терморегулятор и термостат, два датчика контроля низких и высоких температур соответственно, программатор задания рабочих точек терморегулятора и термостата и включения электронных блоков, причем датчики присоединены к программатору, а управляющие выходы программатора присоединены ко входам терморегулятора, термостата и включения электронных блоков по достижении в корпусе заданной температуры в начале нижнего диапазона работы полупроводниковых компонентов.

Известно устройство [1], выбранное в качестве прототипа, в котором включено термозащитное реле, срабатывающее только при достижении верхней температуры +60°С, что приводит к повышению энергозатрат. В предложенном устройстве решена задача - разнесение диапазонов регулирования по высокой и по низкой температурам, снижения энергопотребления, повышения уровня сигнала в широкополосном приемном тракте радиосистемы, помещенной в корпус.

Указанная задача решена тем, что в корпусе с электронными блоками размещены терморегулятор и термостат, первый и второй датчики температуры, программатор со схемой блокировки, исключающей одновременное срабатывание терморегулятора и термостата, причем выходы первого и второго датчиков присоединены к первому и второму входам программатора, у которого первый выход присоединен к терморегулятору, второй выход - к термостату, а третий выход программатора присоединен ко входам включения указанных электронных блоков.

Устройство показано на чертеже, где приняты следующие обозначения: 1 - корпус радиотехнического изделия, 2 - электронные блоки радиотехнического изделия с обозначенными на них входами включения, 3 - терморегулятор, 4 - термостат, 5 - первый датчик (низких температур), 6 - второй датчик (высоких температур), 7 - программатор со схемой блокировки одновременного срабатывания терморегулятора и термостата, не показанной отдельно на чертеже.

В корпусе 1 размещены электронные радиотехнические блоки 2 с обозначенными на них входами включения, терморегулятор 3 и термостат 4. Первый 5 и второй 6 датчики температуры присоединены к первому и второму входам программатора 7 с дополнительно встроенной в него схемой блокировки, защищающей от одновременного срабатывания терморегулятора и термостата. Выходы программатора 7 соединены с терморегулятором 3, термостатом 4 и со входами включения электронных блоков 2.

Устройство работает в следующей последовательности. Программатором 7, выполненным на основе описания [2], вначале устанавливается диапазон работы при низких температурах, который контролируется по показаниям первого датчика 5, присоединенного к первому входу указанного программатора 7. Для верхнего значения диапазона низких температур устанавливается температура настройки терморегулятора 3, присоединенного к первому выходу программатор 7, например +5°С, которая обеспечивается в корпусе 1 с электронными блоками 2 при низких, включая минусовые, температурах. Терморегулятор 3 может быть изготовлен по литературным данным [3].

При этой же (+5°С) или при другой, соответствующей рабочему диапазону электронных компонентов, температуре, подачей команды управления с третьего выхода программатора 7 на входы включения электронных блоков 2 осуществляется запуск радиотехнического изделия, выполненного на базе блоков 2 и помещенного в корпус 1.

В том случае, когда возрастающая температура внешней среды становится больше температуры настройки терморегулятора 3, например +5°С, от первого датчика 5, через программатор 7 на вход терморегулятора 3 подается команда на его выключение.

В установленном на программаторе диапазоне положительных температур, например по способу [1] в диапазоне от +5°С до +35°С, по сигналам управления программатора 7 терморегулятор 3 и термостат 4 находятся в выключенном состоянии. Работа включенных электронных блоков 2 в корпусе 1 осуществляется при температуре внешней среды до тех пор, пока она не превышает верхнего заданного от программатора 7 значения, например +35°С.

При росте температуры внешней среды и превышении установленного в программаторе верхнего граничного значения от второго датчика 6 (высоких температур) на второй вход программатора 7 поступает сигнал, преобразуется в нем и со второго выхода программатора 7 в качестве сигнала управления поступает на вход термостата 4, вызывая его срабатывание. Термостат 4 удерживает в корпусе 1 заданное верхнее значение температуры, например +35°С, несмотря на ее превышение во внешней среде. В связи с малым объемом корпуса 1 с интегральными электронными блоками 2 термостат 4 реализуется в техническом исполнении на основе эффекта Пельтье, как рекомендуется в [4].

В программаторе 7 установлена схема, не показанная на чертеже, подачи с первого и второго его выходов сигналов блокировки одновременного срабатывания на терморегулятор 3 и термостат 4. Такая схема создана на основе описания аналогичных [5] технических решений.

В том случае, когда изменение температуры внешней среды происходит от высокой положительной к низкой отрицательной, все этапы работы устройства проводятся в обратном порядке. Всегда формируется интервал температур в корпусе 1, адекватный интервалу рабочих температур электронных компонентов, так, что отключаются терморегулятор и термостат, а температура в корпусе 1 с электронными блоками 2 равна температуре внешней среды.

Предложенное устройство позволяет:

1. Поместить корпус с электронными блоками во внешнюю среду.

2. Снизить энергопотребление и уменьшить стоимость устройства за счет исключения термобокса.

3. Упростить конструкцию и повысить надежность работы.

4. Уменьшить протяженность антенно-фидерного тракта.

5. Повысить уровень входного сигнала.

Литература

1. Патент РФ №2246168, "Защитный термочехол". МПК ⁷ Н05К 7/20.

2. Микропроцессоры. Под ред. Ю.А.Овечкина. Л. 1988.

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

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

5. Глушков В.М. Синтез цифровых автоматов. М. 1962.

Устройство для температурной стабилизации электронных блоков, помещенных в корпус с терморегулятором и средствами автоматического контроля температуры, отличающееся тем, что электронные блоки в корпусе снабжены входами включения и одновременно в указанном корпусе размещены терморегулятор и термостат с термоэлектрическим охлаждением на основе эффекта Пельтье, датчик низкой и датчик высокой температур, программатор со схемой, исключающей одновременное срабатывание терморегулятора и термостата, причем выход датчика низкой температуры присоединен к первому входу, а выход датчика высокой температуры присоединен ко второму входу указанного программатора, у которого первый выход присоединен к терморегулятору, второй выход присоединен к указанному термостату, а третий выход данного программатора присоединен ко входам включения электронных блоков, находящихся в корпусе.