Реле времени Советский патент 1979 года по МПК H03K17/28 

i

Изобретение -относптся к: области автоматики.

Поскольку предлагаемое реле является теплостойким, то преимущссгвегпая область его применения борговоя аппаратура и аппаратура под.ижных объс1стов, которая эксплуатируется в широком диапазоне температур.

Б настоящее время известны реле времени, в которых кроме времязадающей RC-цепи, нуль-органа и выходного каскада, имеется специальный узел для термо компенсации температурных воздействий на To iocTb выдержки времени, выполненный, например, в виде моста на стабилитронах, в диагональ которого включен светоиачучающий диод, оптически связанный с нуль.органом flj.

Такой узел довольно эффеет-ивно осуществляет термокомпенсацию изменений емкости конденсатора. Однако этот у:«л имеет и недостаток, который состоит в том, что э-тементы моста рассеивают весьма значительную мощность и, следовательно,, вызывают дополнительный нагрев реле,

В результате нагрева тошость выдержки времени снтгасается.

-.. J

Таким образом, узел термокомпенса-

ции, с одной стороны, повышает точность выдержки времени за счет изменения коэффициента передачи однопереходного

транзистора, с другой стороны сшгжвет точность за счет дополнительного перегрева, достигающего при максимальных значениях напряжения питания 15 и даже 20°С.

Известны реле времени с менее энергоемкими узлами термокомпенсации, в которых для термокомпенсации внешних тем- пературньрс воздействий используется ге нератор тока утечки нуль-оргайа 2|. Но

применение такого узла нэ-за довольно высокой сложности целесообразно только в реле, предназначенных для получения длительных выдержек времени и содержа1ЦИХ г-енератор принудительного восзбуждения нуль-органа, который используется для управления преобразователями полярности напряжения питания, Известны реле времени, чзодержащие времязадагощую НСнцепь, нуль-орган, диод, выходной каскад з. В указанных реле термокомпенсация производится за счет введения диодов в цепь эммитера однопереходного транзистора нуль-чэргана и в цепь его второй базы. Введение диодов способствует повышению точности выдержки времени при наименьшем усложнении схемы реле. Одна такое техническое решение нельзя считать совершенным, поскольку для смеьце- ния диода в прямом ввправлении, через него необходимо пропускать довольно большие токи, что связано с дополнитель ным перегревом элементов схемы реле и снижением точности выдержки времени Как показывают проведенные измерения, использование эяергоемких узлов термокомпенсации создает неблагоприятные ус ловия работы реле в целом и не дае возможности эффективно использовать возможнссти этих узлов. Так, например, узел термокомвенсации со смещенным диодом, установленным вместе с цепью смещения внутри реле, повысит точность вьщержки времени до -10% (15% без узла тер лоБОМпевсации). В то же время с вынесением узла за пределы объема реле точность выдержки времени ада не хуже - 7%. Очевидно, что сношение энергоемкостя любого узла, в том числе а узла, не связанного непосведственно с Е С-цепью или нуль- органшл, &удет {фнводить к снижению перегрева репе и способствовать псжыше нию точности выдержки времени, особенно, если реле будет содержать не энергоешсий узел тврмокомпенсацни Целью изобретения является псжыше- нее точности выдержки времени. С указанной целью в уст юйство, содержащее времязадакдаую RC-цепь, подключенную выходом ко входу нуль-органа на однопереходном транзисторе с диодом в цепи второй базы, выходной каскад, например, в виде реле в анодной цепи, введен фототранэистор п-)-с проводимости, оптически связанный с упомя нутым диодом, при этом коллектор транзистора соединен с положительной шиной источника питания, а эмиттер - с анодом тиристора выходного каскада. Благодаря введению фототранзист фа и соединению его предложенным образом. 054 отпадает необходимость в одной из наиболее енергоемких цепей, обеспечивающей включение тиристора выходного каскада при индуктивной нагрузке. Такая- цепь обычно выполняется в виде резистора, включенного в анодную цепь тиристора и иснользуемого в качестве дополнительной aKtviawou нагрузки. Величина этой нагрузки такова, что мощность, рассеиваемая ею, оказывается соизмеримой с мощностью, рассеиваемой на всех элементах реле времени. Поэтому И перегрев реле за счет дополнитель ной нагрузки необоснованно выше, В предлагаемом реле дополнительная нагрузка подключается к тиристору толь-. ко на время разряда конденсатора времязгщающей РС-цепи, благодаря чему и снижается ее энергоемкость. На чертеже представлена принципиальная схема устройства. Устройство содержит времязадающую РС-цепь, состоящую из резистора 1 и конденсатора 2, нуль-юрган на однопереходном транзисторе 3, диод 4, выходной каскад на тиристоре 5, обмотку 6 электромагнитного реле, транзистор 7, диоды 8-11, резистор 12, шины источника питания 13, 14. Реле работает следующим образом. При подаче напряжения питания начинается заряд конденсатора 2 через резистор 1. Тиристор 5 в это время находится в непроводящем состоянии, обмотка 6 от шины 14 отключена и контакты электромагнитного реле не замкнуты. Как только напряжение на конденсаторе 2 достигнет напряжения включения однопереходного транзистора 3, сопротивление его перехода эмиттер-вторая база лавинообразно снижается и конденсатор 2 разряжается по цепи: переход эмиттер-база однопереходного транзистора 3, светоизлучающий диод 4, управЛ5пощий переход тиристора 5, нижняя обкладка конденсатора 2. При этом происходит засвечивание светоизлучающего диода 4 и деформация вольт-амперной характеристики тиристора 5. Поскольку обмотка 6 электромагнитного реле представляет собой индуктивную нагрузку, то нарастание тока в анодной цепи происходит через некоторое время после начала деформации вольт-амперной характеристики. Поэтаму для обеспечения надежного включеНИЯ тиристора в его анодную цепь вклю- 56 чают одновременно с индуктивной и активную нагрузку. Такую нагрузку, причем управляемую током разряда времязадающего конденсатора, образует транзистор 7, который пе реходит в открытое состояние одновременно с засвечиванием диода 4. В резул тате, в анодной цепи тиристора действует импульс тока, равный току удержания или больше него, что обеспечивает включение тиристора независимо от величины тока в обмотке 6. С окончанием разряда конденсатора 2, транзистор 7 закрывается и ток, протекающий через активную нагрузку, прерывается. Последнее обстоя тельство обеспечивает снижение мощности, рассеиваемой на элементах схемы реле времени, и, как следствие, способствует снижению термоемкости реле и повышеншо точнос ти выдержки времени. При повьпиении окружающей температуры, когда увеличивается ток утечки однопереходного транзистора и точность вьщержки времени должна снижаться, действует диод 9, который ограничивает ток эмиттера, поступающий в цепь заряда конденсатора. Смещение вольт-амперной характеристики диода 9 под воздейсгвием окружающей температуры компенсируется диодом 4, также как и в известных устройствах Таким образом, предложенное техническое решение обеспечивает как и известные устройства термокомпенсацию тока утечки однопереходного транзисто- .ра и, кроме того, снижает перегрев реле за счет необычного выполнения выходноГО узла реле. Что также повьплает точ- ность выдержки времени. Правда, из-за отсутствия цепи смещения диода 4 имеет место некоторое снижение эффективности совместной работы диодов 4 и 9. Но это снижение компенсируется облегченными условиями работы элементов схемы реле за счет снижения энергоем кости, главным образом, выходного каскада, Формула изобретения Реле времени, содержащее времяза- дающую RC.ienb, подключенную выходом ко входу нуль-органа на однопереходном транзисторе с диодом в цепи второй базы, выходной каскад, например, в виде тиристора с обмоткой электромагнитного реле в анодной цепи, отличающееся тем, что, с целью повышения точности выдержки времени, в него введен фототранзистор n-pr« прсюодимостй, оптически связанный с упомянутым диодом, при afOM коллектор транзистора соединен с положительной шиной источника питания, а эмиттер - с анодом тиристора выходного каскада. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 421064, кл. Н 01 Н 47/18, 15.12.72. 2.Авторское свидетельство СССР МЬ 530367, кл. Н 01 Н 47/18, 01.03.74. , 3.Патент США № 3593185, кл. 331-46, опублик. 1971.