Полупроводниковое реле времени Советский патент 1962 года по МПК H01H47/18 H01H47/32 

Известны схемы полупроводниковых реле, в которых несколько пусковых ячеек с элементами выдержки времени включаются на общий индикаторный каскад через разделительные диоды, соединенные по схеме «ИЛИ.

Известны схемы реле времени, в которых на однотипных транзисторах обеспечивается отделение цепи заряда конденсатора от индикаторного каскада (изобретение И. И Андрианова, авт. св. № 131395 от 9.1.1960 г.).

Отличительная особенность изобретения заключается в том, что между конденсатором и коллектором пускового транзистора включен разделительный диод.

На чертеже приведена принципиальная схема предложенного полупроводникового реле времени.

Реле времени состоит из схе.мы пуска, образованной триодом Т типа р-п-р, кремниевым диодом Д и сопротивлениями Ri, и измерительной схемы, содержащей зарядную цепь из емкости и регулируе.мого для изменения выдержки времени сопротивления , а также опорные диоды Лз-Д&, индикаторного каскада, образованного кремниевым триодом Т типа п-р-п и кремниевым диодом Да, сопротивлениями RZ и ./Неисполнительный орган реле содержит триод 7з типа п-р-п, поляризованное реле РП типа и сопротивления Rj и Rf,.

На вход / реле времени поступает отрицательный сигнал, благодаря чему триод 7, открыт и е.мкость С практически полностью разрежена. Напряжение на ней при этом определяется падениями напрялсения на открытых разделительном диоде Д и триоде Ti и потенциал точки 3 близок к потенциалу точки 4. Триод /2 в этом случае открыт током базы, протекающим по сопротивлению , и потенциал его базы

№ 144238-- 2 близок к потенциалу точки 5, а разделительный диод Д закрыт, поскольку на него подано напряжение обратной полярности (потенциал точки 3 выше потенциала точки 5). При открытом триоде Ттриод Тз исполнительного органа закрыт, и обмотка реле РП током не обтекается.

По возникновении повреждения в зоне действия защиты от логической схемы защиты на вход реле времени поступает положительный сигнал, триод 7| мгновенно закрывается, после чего потенциал его коллектора определяется соотнощением сопротивлений и Rz- При этом диод Д. также закрывается.

После закрытия триода Т и диода Д начинается заряд конденсатора С. Когда потенциал точки 3 станет равным потенциалу точки 5, диод Да откроется, а триод Т закроется. Закрытие триода Т обусловлено тем, что потенциал его базы, определяемый после открытия диода Д2 соотношением сопротивлений и Re,, станет более отрицательным, чем потенциал его э.миттера. Закрытие триода Т вызывает открытие триода 7з п срабатывание реле Я/7.

Принятая схема реле обеспечивает независимость выдержки времени при изменении напряжения постоянного тока, включая колебания напряжения в процессе заряда емкости С. Последнее обеспечивается за счет использования опорных диодов целью получения малых погрешностей реле в широком диапазоне температур, его схема построена так, что заряд конденсатора С происходит при отделенных от него закрытыми кремниевыми диодами Д и Д2 цепях пуска и индикаторного каскада.

Новым в реле является схема его пуска, в которой благодаря включению между коллектором пускового триода и емкостью С разделительного диода Д1 (с высоким обратным сопротивлением) обеспечено исключение влияния токов покоя пускового триода на точность реле. В процессе заряда емкости С до момента срабатывания реле РП диод Д, закрыт. Для этого соотношение величин сопротивлений R и приняты такими, что потенциал коллектора закрытого триода 7 остается на несколько вольт ниже потенциала точки 5 при максимальных расчетных токах покоя (триода 7i) в условиях повышенных температур.

Обратный ток кремниевого диода Д составляет доли мка и практически не сказывается на точность реле. Если бы диод Д и сопротивления и отсутствовали, то триод Г оказался бы непосредственно включенным параллельно емкости С. Тогда сравнительно большие токи покоя триода Г, при повышегшых окружающих температурах делали бы выдержку времени недопусти.мо нестабильной.

Диод Д2 в процессе заряда емкости до момента срабатывания реле РП также остается закрытым. Возможность применения упомянутой схемы запуска на нормально открытом триоде обеспечена за счет сочетания двух нормально открытых триодов Т и разных типов проводимости (р-п-р и п-р-п, что является новым в реле времени 7 С-типа. Сочетание двух триодов (7i и 2) разных типов проводимости позволяет просто согласовать пусковой и ин яикаторный каскад, а также так выполнить схему, чтобы обеспечить минимальные погрешности реле от изменения температуры. Схема пуска реле, а также схема индикаторного каскада благодаря большому обратному сопротивлению диодов Д и Д2 позволяют использовать большие величины сопротивления зарядной цепи. За счет увеличения постоянной времени это позволяет получить достаточно большие максимальные выдержки реле при емкости мкф.

Схема пуска реле времени обеспечивает быструю готовность реле к повторному действию.

При снятии положительного сигнала со входа пусковой триод Т открывается и происходит разряд емкости С.

Практически полный разряд емкости из состояния, соответствующего срабатыванию реле, происходит за время порядка 10 мсекУказанное свойство реле исключает суммирование времен отдельных циклов в процессе качания или асинхронного хода. Известные схемы реле времени на полупроводниковых приборах с контактным пуском имеют значительно больпше времена возврата при соответствующих уставках, чем рассматриваемое реле.

На базе рассмотренного реле может быть построено комбинированное реле времени для многоступенчатых защит.

Новым в этом реле является то, что оно фактически представляет собой несколько элементов времени, зарядные цепи которых через диодную схему «ИЛИ управляют общими индикаторным каскадом и исполнительным органом. Все зарядные цени (CR и CR . . . ) включены параллельно; в измерительной схеме всех элементов используются общие опорные диоды (Дз-Да). Средние точки (3,3..} зарядных цепей объединены через разделительные диоды (Д2, Дг) на базе триода индикаторного каскада. Пуск каждого элемента времени независимый и осуществляется пусковыми триодами (7i, Т . . . .

Разделительные диоды До обеспечивают отсутствие взаимного влияния зарядных цепей.

Такое комбинированное реле времени может найти применение в многоступенчатых бесконтактных защитах, где его использование позволит упростить, схему защиты и даст экономию определенного количества диодов и триодов по сравнению с вариантом использования двух или трех отдельных реле времени с раздельными индикаторными каскадами и исполнительными органами.

Испытания макета секундного реле времени в диапазоне температур от минус 25 до плюс 50° показали, что оно надежно работает и по точности не уступает соответствующи.м электромеханическим реле Чебоксарского электроаппаратного завода тина ЭВЮО.

Описанное предложение одобрено и Союзглавэиерго, которое даст положительный отзыв о промышленной полезности данного изобретения.

Предмет изобретения

Полунроводниковое 1)еле времени с / С-цепочкой и пусковым транзистором, включенным параллельно конденсатору, о т л и чающееся тем, что, с целью повыщения термостабильности выдержки времени и снижения габаритов конденсатора, между конденсатором и коллектором пускового транзистора включен разделительный диод.

-3-№ 144238

к логической схеме

«; ЛШ

2206