Устройство последовательной коммутации нагрузок Советский патент 1983 года по МПК H03K17/28 

(54) УСТРОЙСТВО ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ КОММУТАЦИИ :

i

Изобретение относится к автома-. тике, -в частности к устройствам ; для автоматической последовательной коммутации различных токовых нагрузок, и может быть использовано в устройствах автоматического управления и контроля..

Известно устройство для поочередного включения механизмов, содержашее реле управления, подключенные к механизмам и реле фиксации состояния. Обмотка каждого реле фиксации состояния соединена с одним из выходов соответствующего механизма, размыкающие пары переключающих контактов всех реле фиксации состояния включены последовательно, вход каждого реле управления соединен с замыкающей парой переключающего контакта соответствующего реле фиксации состояния непосредственно, а с размыкающей парой его переключающего кон-такта через собственный замыкающий контакт 1.

Недостатком устройства является пониженная надежность, обусловленная большим количеством электромеханических, контактов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности .является

НАГРУЗОК

устройство для очистки ветрового стекла автотранспортного средства, содержащее три электромагнитных реле , первые выводы обмоток которых объединены и подключены к первой шине источника питания, а выводы обмоток первого и второго реле подключены соответственно к первому и второму выходам блока вре10менных задержек, электродвигатели стеклоомывателя и стеклоочистителя, включенные соответственно, через замыкающие контакты первого и третьего электромагнитных реле между первой

15 и общей шинами питания, кнопку управления,; при этом блок временных задержек включает в себя первую, вторую и третью времязадающую ячейки, каждая из которых содержит хронирую20щую КС-цепь к транзистор, эмиттер которого соединен с общей шиной питания, коллектор - с соответствующим выходом блока временных задержек, а база - через резистор с вхо25 дом соответствующей ячейки, причем : второй вывод обмотки третьего электромагнитного реле подключен к тре-. тьему выходу блока временных задер. жек, вход первой времязадающей ячейки

30 через кнопку управления соединен с первой шиной источника питания, входы второй и третьей времязадающ ячеек через замыкающие контакты со ветственно первого и второго элект магни тных реле соединены , с первой шиной источника питания. Однако указанное устройство име ет недостаточную надежность, обусловленную тем, что после включения первой токовой нагрузки ( электродв гателя стеклоомывателя ) передача командного сигнала для включения в рой токовой нагрузки (электродвига теля стеклоочистителя } осуш.ествляе ся через промежуточную времязадающую ячейку с электромагнитным реле на выходе, замыкающий контакт кото рого и определяет начало време нног интервала включенного состояния вто рой токовой нагрузки. Вследствие этого при отказе в работе электрома нитного реле промежуточной времязадающей ячейки может возникнуть не желательная ситуация, при которой первая токовая нагрузка включиласв на заданное время, а вторая не полу чает питания. Этот недостаток усугубляется тем, что в устройстве не обеспечивается автоматическая цирку ляция коммутаций токовых нагрузок, т.е. для повторных включений коммутируемых нагрузок требуются псовторт- ые ручные воздействия на кнопку управления. К недостаткам протот па следует отнести и ограниченные функциональные возможности, выражающиеся в том, что процесс коммутаг ции токовых нагрузок начинается сразу же после замыкания кнопки управления, т.е. не обеспечиваются возможности коммутации с предварительной регулируемой задержкой. Цель изобретения - повышение надежности устройства и расширение его функциональных возможностей. Поставленная цель достигается тем что в устройство последователь ной коммутации нагрузок, содержащее три электромагнитных реле, две нагрузки и блок временных задержек, причем первые выводы обмоток электромагнитных реле и нагрузок соеди нены через кнопку с фиксацией с пер вой шиной питания, вторые выводы на грузок соединены с общей шиной чере замыкающий контакт первого и размыкающий контакт второго электромагнитных реле соответственно, блок временных задержек включает в себя первую -и вторую времязадающие ячейки, каждая из которых содержит кон.денсатор, резистор и транзистор; эмиттер транзистора соединен с общей шиной; а коллектор - с вторым выводом обмотки соответствующего электромагнитного реле, в блок временных задержек введена ячейка регулируемой задержки,а в.первую врем задающую ячейку введены дополнительный транзистор, переменный резистор и два резистора, вход ячейки регулируемой задержки соединен нерез замыкающий контакт третьего электромагнитного реле с общей шиной, а выход - с первым выводом конденсатора первой времязадающей ячейки, второй вывод конденсатора соединен через первый резистор с второй шиной питания и с базой дополнительного транзистора непосредственно, эмиттер дополнительного транзистора соединен с общей шиной, а коллектор - с первым выводом конденсатора второй времязадающей ячейки и через второй и третий резисторы с второй шиной питания и базой транзистора первой времязадающей ячейки соответственно, вывод подвижного контакта переменного резистора соединен с общей шиной, а вывод неподвижного контакта соединен с первым выводом конденсатора первой времязадающей ячейки и общей ишной, второй вывод конденсатора второй времязадающей ячейки соединен с базой транзистора второй времязадаюшей ячейки и через резистор с второй шиной питания, при этом параллельно обмотке третьего электромагнитного реле включен конденсатор, а последовательно с обмоткой - резистор. На чертеже приведена электрическая принципиальная схема устройства последовательной коммутации токовых нагрузок. Устройство содержит три электромагнитных реле 1 - 3, блок 4 временных задержек, первую и вторую нагрузки 5 и 6, первую и вторую шины 7 и 8 питания, общую шину 9, кнопку 10 с фиксацией,первую и вторую в pi емя задающие ячейки 11 и 12, ячейку 13 регулируемой задержки, замыкающий контакт 14 первого электромагнитного реле 1,- замыкающ.ий и размыкающий контакты 15 и 16 второго электромагнитного реле 2, первая времязадаюшая ячейка 11 содержит конденсатор 17, первый, второй и третий резисторы 18 - 20, дополнительный транзистор 21, транзистор 22, переменный резистор 23, вторая времязадающая ячейка 12 содержит , конденсатор 24, резистор 25, транзистор 26, ячейка 13 регулируемой задержки содержит конденсатор 27, транзистор 28, резисторы 29 - 31, . переменный резистор 32, кроме того, в устройстве имеются замыкающий контакт 33 третьего э лектромагнитного реле 3, конденсатор 34 и резистор 35, для уменьшения перегрузки транзисторов 22 и 26 включены диоды 36 и 37. Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения на тины 8 и 9 питания открываются и входят в состояние насыщения транзисторы 21 и 28. Составляющей базового тока транзистора 28 заряжается конденсатор 27. При этом конденсатор 27 заряжается до напряжения, равного падению напряжения на переменном резисторе 32, который совместно с резистором 29 образует делитель напряжения. Конденсатор 17 в первой времязадающей ячейке 11 остается практически незаряженным. Эмиттерный переход транзистора 26 во второй времязадаюш.ей ячейке 12 также открыт, но коллекторная цепь транзистора 26 остается пока разомкнутой.

При подаче напряжения на первую ину 7 питания и замыкания кнопки 10 управления замыкается коллекторная цепь транзистора 26, срабатывает второе электромагнитное р.еле 2, которое разрывает свой контакт 16 и замыкает контакт 15. Через контакт 15 срабатывает третье электромагнитное реле 2, которое разрывает свой контакт 16 и замыкает контакт 15. Через контакт 15 срабатывает третье электромагнитное реле 3, замыкающим контактом 33 вход ячейки 13 регулируемой задержки подключается к общей шине 9. При этом заряженный конденсатор 27 включается . параллельно переходу эмиттер - база транзистора 28, который запирается. На коллекторе запертого транзистора 28 появляется високий отрицательный потенциал. Следовательно, конденсатор 17 в первой ячейке 11 заряжается до напряжения, равного падению напряжения на переменном резисторе 23. Длительность импульса, в течение которого на выходе ячейки 13 поддерживается высокий отрицательный потенциал, определяется временем перезаряда конденсатора 27. Время регулируемой задержки регулируется переменным резистором 32.

Когда в процессе перезаряда хрониующего конденсатора 27 напряжение ; ежду его обкладками достигает поога отпирания транзистора 28, поседний открывается и входит в состояние насыщения - формируется задний ронт импульса задержки на выходе ячейки 13. Через насыщенный транзистор 28 заряженный конденсатор 17 первой ячейке 11 шунтирует переод эмиттер - база транзистора 21, который запирается. Следовательно, на коллекторе транзистора 21 появляется высокий отрицательный потенциал, отпирающий транзистор 22, через который срабатывает первое реле 1. Замыкающим контактом 14 реле 1 вклюается первая нагрузка 5. Время, р

течение которого первая нагрузка 5 остается во включенном состоянии, определяется временеи перезаряда хронирующего конденсатора 17 в первой ячейке 11.

При закрытом состоянии транзистора 21 потенциал его коллектора относительно обшей шины 9 равен сумме напряжений на открытом переходе эмиттер - база транзистора 22 и резисторе 20. Конденсатор 24 второй времязадающей ячейки 12 заряжается составляющей базового тока открытого транзистора 26 до указанной суммы напряжений.В практических случаях

напряжение на открытом эмиттерном переходе транзистора 22 значительно меньше по абсолютному значению падения напряжения на резисторе 20, т.е. с достаточной степенью точности можно считать, что конденсатор 24 заряжается до напряжения, равного па. дению напряжения на резисторе 20.

Процесс перезаряда конденсатора 17 в первой ячейке 11 прекраи1ается,

как только напряжение межд.у его обкладками достигает порога отпирания транзистора 21, который-отпирается и вновь насыщается. При насыщенном состоянии этого транзистора запирается транзистор 22, разрывая цепь обмотки реле 1, которое отключает первую нагрузку 5 от шины 7 питания. В это время через насыщенный транзистор 21 заряженный конденсатор 24 во второй ячейке 12 включается параллельно переходу эмиттер - база транзистора 26, который закрывается, разрывая цепь обмотки второго , реле 2. Реле 2 разг икает контакт 15 и замыкает контакт 16. Через

замкнутый контакт 16 подключается к шинам 7 и 9 вторая нагрузка 6. Время, в течение которого вторая токовая нагрузка 6 подключена к шинам 7 и 9 питания, определяется

временем перезаряда конденсатора 24 во второй ячейке 12.

Контакт 15 разрывает цепь обмотки третьего реле 3, которое контак-. том 33 отключает вход ячейки 13 от

общей шины 9. Конденсатор 27 снова заряжается до напряжения, равного падению напряжения на переменном резисторе 32. Благодаря тому, что параллельно обмотке реле 3 включен

конденсатор 34, реле 3 при размыкании контакта 15 отпускает с некоторой задержкой. Указанная задержка необходима для придания.устройству устойчивости в работе, так как оно

по своей структурной схеме представляет собой замкнутую систему, в которой обратная связь осу1чествляется с помощью реле 3.

Кагда в процессе перезаряда хропирующего конденсатора 24 транзистор 26 открывается и насыщается, в рое реле 2 снова срабатывает, т.е. вторая нагрузка 6 отключается от шин 7 и 9 питания, а третье реле 3 через- замыкающий контакт 15 срабат вает. Через замыкающий контакт 33 реле 3 вход ячейки 13 снова подклю чается к общей шине 9,, и начинается следующий цикл в последовательной коммутации токовых нагрузок 5 и б и т.д. Использование непосредственной (бесконтактной) связи между первой и второй времязадающими ячейками, функционирование которых определяе последовательность и интервалы вре мени коммутации нагрузок, и исполь зование третьего электромагнитного реле для задания автоматической циркуляции коммутаций этих нагрузок повышает надежность данного ус ройства. Предварительная (перед каждаям циклом последовательной коммутации токовых нагрузок ) регулируемая задержка, осуществляемая благодаря введению в устройство ячейки регулируемой задержки, позволяет рас ширить функциональные возможности устройства. Формула изобретения Устройство последовательной коммутации нагрузок, содержащее три электромагнитных реле, две нагрузки и блок временных задержек, причем первью выводы обмоток электромагнитных реле и нагрузок соединены через кнопку с фиксацией с первой шиной питания, вторые выводы нагрузок соединены с общей шиной через заг«шкакнций контакт первого и размыкакнций, контакт второго электро магнитных реле соответственно, при этом блок временных задержек включает в себя первую и вторую времязадающие ячейки, каждая из которых содержит конденсатор, резистор и транзистору эмиттер транзистора соединен с общей шиной, а коллектор, с вторым выводом обмотки соответствующего электромагкитного реле, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства и расширения его функциональных возможностей, в блок временных задержек введена ячейка регулируемой задержки, а в первую времязадающую ячейку введены дополнительный транзистор, переменный резистор и два резистора, вход ячейки регулируемой задержки соединен через замыкающий контакт третьего электромагнитного реле с общей шиной, а выход - с первым выводом конденсатора первой времязадающей ячейки, второй вывод конденсатора соединен через первый резистор с второй шиной питания и с базой дополнительного транзистора непосредственно, эмиттер дополнительного транзистора соединен с общей шиной, а коллектор - с первым выводом конденсатора второй времязадающей ячейки и через второй и третий резисторы с второй шиной питания и базой транзистора первой времязадающей ячейки соответственно, вывод подвижного контакта переменного резистора соединен с общей шиной, а вывод неподвижного контакта соединен с первым выводом конденсатора первой времязадающей ячейки и общеК шиной, второй вывод конденсатора второй времязадающей ячейки соединен с базой транзистора второй времязадающей ячейки и через резистор с второй шиной питания, при этом параллельно обмотке третьего электромагнитного реле включен конденсатор, а последовательно с обмоткой резистор. Источники информации, принятые во внимание при эксперт.изе 1.Авторское свидетельство СССР № 402165, кл. Н 04 L 13/12, 1973. . 2.Акцептованная заявка Великобритании № 1374996, кл. Н 03 К 17/28, 1974 (прототип).

o--