Импульсное реле Советский патент 1980 года по МПК H03K17/28 

1

Изобретение относится к импульс-ной технике и может быть испольэо вано в устройствах автоматики и релейной защиты, обеспечивая при превышении входным сигналом заранее заданной величины, формирование мседных импульсов с крутым передним фронтом и постоянной амплитудой.

Известно устройство, использующее детектор и преобразующее входной сигнал переменного тока в сигнал постоянного тока, выход которого подается на элемент сравнения с заданной величиной, выход которого соединен со входом релейного элемента ij.

Недостатком данного устройства является сложность и наличие дополнительного источника питания.

Наиболее близким техническим решением к данному является импульсное реле, содержащее цепь из последовательно соединенных стабилитрона, диода и нагрузки, два других диода, один из которых подключен к аноду, а второй к катоду дйнистора и накопительный конденсатор, подключенный параллельно стабилитрону, ключ, подключенный через дополнительный диод параллельно цепочке из

стабилитрона, дйнистора и второго диода 2.

Недостатком известного устройства является большая нестабильность

5 уровня выходных импульсов, определяемая разбросом и нестабильностью напряжения переключения дйнистора.

Целью изобретения является повышение стабильности уровня выход 0 ных импульсов при одновременном расширении функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в импульсное реле, содер15 Жсодее конденсатор, одна обкладка которого соединена.с катодом стабилитрона и через элемент с S-образной характеристикой, например динистор, с точкой соединения двух последовательно включенных диода, и два резистора, введены два транзистора, эмиттер одного из которых соединен с анодом .стабилитрона, база - с другой обкладкой конденсатора, и с эмит25 терем второго транзистора, а коллектор - с базой второго транзистора, коллектор которого соединен с анодом первого диода, катод второго диода через нагрузку соединен с , f-i

30 эмиттером второго транзистора. -х/ ,

t;J

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема импульсного реле.

Импульсное реле содерркит источник I входного импульса тока полученный, например включением резистора последовательно с источником входного напряжения, конденсатор 2, стабилитрон. 3, транзисторы 4 и 5, резисторы 6 и 7, последовательно включенные диоды 8 и 9, элемент с S-образной характеристикой, например ди- нистор 10.

Источник 1 может иметь форму полусинусоиды, прямоугольника, пилы, т. е. любую форму, имеющую в конце периода провал напряжения до величины близкой 15 к нулю. В том случае, если источник 1 двухполярный, то используется диод 11, нагрузка 12 подключена к катоду диода 9 и эмиттеру транзистора 5.

Импульсное реле работает следую- 20 щим образом. Рассмотрим работу от источника переменного синусоидального напряжения 1 со стабильной частотой, например 50 Гц.

В начале той полуволны переменно- с го напряжения источника 1, при кото рой проводит диод 11 происходит заряд конденсатора 2 через диод 11,эмиттер-коллектор насыщенного транзистора 5, резисторы 6 и 7.

При достижении напряжения на конденсаторе 2 напряжения пробоя стабилитрона 3 заряд его прекращается, ток резистора 6 начинает протекать через коллектор транзистора 4, что приводит jк запиранию транзистора 5. Максимальная амплитуда для данного момента времени источника 1 прикладывается к динистору 10, который включается, падение напряжения на нем резко уменьшается, -вследствие чего конденсатор 2 40 разряжается через динистор 10, диод 9 и нагрузку 12. После разряда динистор 10 будет оставаться включенным из-за протекания тока по цепи: диод 11, резистор 7, источник 1, до тех пор45 пока напряжение от источника 1 не уменьшится до величины выключения динистора 10.

Таким образом, при амплитуде переменного напряжения больше некоторой . Q величины, на нагрузке 12 будут импульсы с с1мплитудой, определяемой напряжением пробоя стабилитрона 3 и частотой равной частоте переменного напряжения источника 1. Если уменьшать , амплитуду тока от источника 1 меньше некоторой величины, конденсатор 2 не будет успевать за период входного на.пряжения заряжаться до .напряжения пробоя стабилитрона 3, а приобретает этот заряд за два периода и поэтому 60 на выходе частота входного сигнала скачком становится в два раза меньше. При дальнейшем уменьшении тока ис-точника 1 конденсатор 2 будет заряжаться до напряжения пробоя стабили- 65

трона 3 за три полупериода, а при еще большем уменьшении за четыре периода и так далее-, т. е частота входных импульсов при некоторых граничных величинах входного тока изменяется скачком.

Включая в качестве нагрузки 12 усреднитель как показано на черте имеет несколько значений выходных нпряжений, указывающих в каком интервале находится амплитуда входного тока источника 1.

Применяя в качестве нагрузки 12 преобразователь частоты в постоянны ток, можно использовать импульсное реле в качестве квантователя уровня входного тока .

Точность срабатывания не зависит от параметров элемента 10 с S-образ ной характеристикой, а определяется в основном стабильностью конденсатора 2, резистора б и стабилитрона 3, которые весьма стабильны. При этом данное реле не обладает явлением гистерезиса, т. е. его переход из одного состояния в другое и возврат в исходное состояние происходит при одном и том же значении тока источника 1.

При питании схемы от однополярного источника 1 диод 11 не нужен.

Импульсное реле можно использовать в качестве порогового. В этом случае в качестве источника 1 используют источник напряжения питания с амплитудой большей напряжения включения динистора 10, а входное именяющееся постоянное напряжение, имеющее либо внутреннее,либо внешнее сопротивление подключается параллельно конденсатору 2. При этом, если управляющее напряжение меньше заданного порога, на выходе импульсов нет, если входное напряжение больше порога (порог определяется напряжением пробоя стабилитрона 3)) то реле переходит в режим непрерывной генерации импульсов.

формула изобретения

Импульсное реле, содержащее конденсатор, одна обкладка которого соединена с катодом стабилитрона и через элемент с S-образной характеристикой, например динистор, с точкой соединения двух последовательно включенных диодов, и два резистора, о тли.чаюцееся тем, что, с целью повыиения стабильности уровня выходных импульсов при одновременном расширении функциональных возможностей, в него введены два транзистора, эмиттер одного из которых соединен с анодом стабилитрона, база - с другой обкладкой конденсатора, и с эмиттером второго транзистора, а

коллектор - с базой второго транзистора, коллектор которого соединен с анодом первого диода, катод второго диода через нагрузку соединен с эмиттере второго транзистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Радио, 1964, № 2.

2.Авторское свидетельство СССР 392598, кл. Н 03 К 3/35, 1966.