Реле времени Советский патент 1981 года по МПК H01H47/18 

I

Изобретение относится к электротехнике.

Известно реле времени, содержащее времязадающую RC-цепь, нульорган на однопереходном транзисторе эмиттерам подключенный к выходу времязадающей RC-цепи, выходной тиристор с исполнительным реле в анодной цепи, включенные между шинами источника питания, и резистивный делитель напряжения, средняя точка которого соединена с обкладкой конденсатора времязадающей RC-цепи, а нижнее плечо зашунтировано обратно смещенным диодом l -,

В этом реле времени для получения больших выдержек времени необходимо увеличивать резистор или емкость конденсатора времязадающей RC-цепи. Однако увеличение резистора ограничивается минимально возможным значением тока включения однопереходного транзистора нуль-органа, а увеличение емкости конденсат(}ра ухудшает

массогабаритные характеристики реле времени.

Известно реле времени, содержащее генератор импульсов и электрический мост постоянного тока, в одно плечо которого включен времязадающий конденсатор, в соседнее плечо переход коллектор - эмиттер транзистора и резистор, на входе транзистора установлена дифференцирующая RC-цепь, подключенная к выходу генератора, в два других плеча включены резисторы в измерительную диагональ моста включен нуль-орган, второй транзистор со второй дифференцирующей RC-цепью на входе, -подключенной к выходу генератора, переход коллектор-эмиттер которого через резистор включен параллельно времяаадающему конденсатору 2 .

Недостатком известного реле времени является низкая стабильность выдержки времени при изменении температуры окружающей среды, В этом

реле времени применены ключевые транзисторы разного типа проводимости, причем, когда открыт первый транзистор, второй закрыт, а когда открыт второй, закрыт первый. Коллекторно-эмиттерный переход первого транзистора включен в цепь заряда конденсатора, а коллекторно-эмиттерный переход второго транзистора включен в цепь разряда конденсатора. При получении значительных выдержек времени приходится устанавливать малые зарядный и разрядный токи конденсатора. В связи с этим ключевые транзисторы работают в режиме микротоков сравнимых по величине со значением их неуправляемых тепловых токов. Использование транзисторов в режиме микротоков не рекомендуется из-за нестабильности и разброса их температурных и других характеристик.

Цель изобретения - повышение стабильности выдержки времени реле.

Поставленная цель достигается тем, что в реле времени, содержащем времязадающую RC-цепь, к выходу которой подключен нуль-орган, и вторая обкладка времязадающего конденсатора связана с отрицательным полюсом источника питания, включенные м ду полюсами источника питания первы резистивный делитель напряжения и выходной исполнительный блок, выпол ненный, например, на тиристоре с электромагнитным реле в анодной цепи, генератор импульсов и ключевой транзистор, база которого подключен к выходу генератора импульсов, эмит тер - к отрицательному полюсу источ ника питания, средняя точка первого резистивного делителя напряжения соединена с резистором времязадающе RC-цепи и коллектором ключевого транзистора. При этом вторая обкладка времяза дающего конденсатора соединена с от рицательным полюсом источника питания через обратносмещенный диод, катод которого соединен со средней точкой второго резистивного делителя напряжения, включенного между полюсами источника питания. Резистор времязадающей RC-цепи выполнен в виде двух последовательно соединенных резисторов, один из которых зашунтирован диодом, включенным в прямом направлении для тока заряда конденсатора.

Генератор импульсов выполнен с возможностью регулирования скважное-, ти импульсов.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема реле времени.

Реле времени содержит вpeмязaдaю щую RC-цепь 1, выполненную в виде двух последовательно соединенных резисторов 2, 3, причем резистор 3 зашунтирован диодом 4, включенным в прямом направлении для тока заряда конденсатора 5, к выходу времязадающей цепи подключен нуль-орган 6, пер.вый резистивный делитель напряжения на резисторах 7, 8, генератора 9 импульсов и ключевой транзистор 10, база которого подключена к выходу генератора 9 импульсов, эмиттер к отрицательному полюсу источника питания, коллектор - к средней точке первого резистивного делителя напряжения и резистору 2 времязадающей цепи, вторая обкладка времязадающего конденсатора 5 соединена с отрицательным полюсом источника питания через обратно смещенный диод 1I, катод которого соединен ее средней точкой второго рези.стивного делителя напряжения на резисторах 12,13 и включенного между полюсами источника питания,выходной исполнительный блок 14.выполненный, например,на тиристоре 15 с электромагнитным реле 16 в анодной цепи. Реле времени работает следующим образом. Вьщержка времени начинается с момента подачи напряжения питания. Генератор 9 при включении напряжения питания возбуждается и формирует непрерывную последовательность импульсов, которая управляет транзисторным ключом 10. Последний периодически закорачивает нижнее плечо первого резистивного делителя напряжения. При этом, когда транзисторный ключ 10 закрыт, происходит заряд взаимодействующего конденсатора 5, а когда открыт - подразряд. Заряд конденсатора 5 начинается под действием разности потенциалов и и и 2 между средними точками соответственно первого и второго делителей напряжения по цепи: положительный полюс источника питания езистор 7 - резистор 2 - диод - конденсатор 5 - резистор 13 трицательный полюс источника питания. Подразряд конденсатора 5 происходит по цепи: плюсовая обкладка конденсатора 5 резистор 3 - резистор 2 - открытый транзисторный ключ 10 - диод II минусовая обкладка конденсатора 5. Под действием импульсов генератора 9 процесс заряда и подразряда конденсатора 5 периодически повторяется. При этом постоянная времен заряда установлена меньше постоянной времени подразряда. Это достиг нуто благодаря тому, что резистор 3 времязадающей RC-цепи зашунтирован диодом 4 и на заряд конденсатора 5 не влияет. После первого пе ода напряжение на конденсаторе 5 увеличивается на некоторую величин и с каждым последующим импульсом генератора 9 нарастает, пока не достигает напряжения переключения одноперехрдного тргшзистора нульоргана 6. В этот момент однопереход ный транзистор включает выходной тиристор 15, который в свою очередь включает реле 16. При этом конденс тор 5 разряжается по цепи: плюсовая обкладка конденсатора - переход эмиттер - база однопереходного транзистора - нуль-орган 6 - управл ющий электрод - катод тиристора 15 диод 11 - минусовая обкладка конденсатора. Окончание выдержки времени завершится моментом включения реле 16. В предложенном реле времени, ког да транзисторный ключ 10 закрыт, идет заряд конденсатора 5 через per зистор 2 и диод 4. При этом влияни неуправляемого теплового тока транзисторного ключа 10 на потенциал средней точки делителя напряжения н резисторах 7 и 8 легко устраняется выбором достаточно малого значения сопротивления резистора 8, шунтирую щего переход коллектор - эмиттер транзистора 10. I Когда транзисторный ключ 10 от.крыт, идет подзаряд конденсатора 5 через резисторы 3, 2. и переход коллектор-эмиттер транзисторного ключа 10, При этом режим микротоков транзисторного ключа 10 устраняется выбором достаточно малого значения сопротивления резистора 7. Наличие делителя напряжения на резисторах 12 и 13 и диода позволяе получить возможность увеличения 76 выдержки времени за счет обеспечения более глубокого подразряда конденсатора 5 времязадающей RC-цепи на начальных циклах перезаряда, когда остаточный заряд на нем отсутствует или еще незначителен. Разница в постоянной времени заряда и разряда конденсатора достигнута за счет того, что резистор времязадающей RC-цепи выполнен из двух последовательно соединенных резисторов, один из которых зашунтирован диодом. Тот же результат достигается выбором скважности импульсов генератора. Кроме того, выполнение генератора с возможностью регулирования скважности импульсов позволяет плавно изменять длительность выдержки времени.Предлагаемое реле времени позволяет ет повысить стабильность выдержки времени устройства. Формула изобретения 1.Реле времени, содержащее времязадающую RC-цепь, к выходу которой подключен нуль-орган, и вторая обкладка времязадающего конденсатора связана с отрицательным полюсом источника питания, включенные между полюсами источника питания первый резистивный делитель напряжения и выходной исполнительный блок, выполненный, например, на тиристоре с электромагнитным реле в анодной цепи, генератор импульсов и ключевой транзистор, база которого. подключена к выходу генератора импульсов, эмиттер - к отрицательному полюсу источника питания, отличающееся тем, что, с целью повышения стабильности выдержки времени, средняя точка первого резистивного делителя напряжения соединена с резистором времязадающей RC-цепи и коллектором транзистора. 2.Реле по п. 1, отличающееся тем, что вторая обкладка времязадающего конденсатора соединена с отрицательным полюсом источника питания через обратно смещенный диод, катод, которого соединен со средней точкой второго резистивного делителя напряжения, включенного между полюсами источника питания.

3.Pcie по п. 1 , о т л и ч а - ю щ е е с я тей, что резистор времязадающей RC-цепи выполнен в виде двух последовательно соединенных резисторов, один из которых зашунтирован диодом, включенным в прямом направлении дпя тока заряда конденсатора.

4,Реле по п. 1, отличающееся тем, что генератор импульсов выполнен с возможностью регулирования скважности импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свиделельство СССР № 421063, кл. Н 01 Н 47/18, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР № 672665, кл. Н 01 Н 47/18, 1979.