Многофазное реле времени Советский патент 1981 года по МПК H01H47/18 

1

Изобретение относится к автоматике , в частности к устройствам для выдержек времени, и может быть использовано в устройствах автоматического управления, контроля и сигнализации.

Известно многофазное реле времени содержащее последовательно соединенные элементы выдержки времени, каждый из которых выполнен в виде транзистора с диодом и резистором в коллекторной цепи и времязаданй ей RC-цепочки, конденсатор которой одной из обкладок соединен с базой транзистора собственного элемента выдержки времени, а другой обкладкой - с диодом, анодом подсоединенным к коллектору транзистора предыдущего элемента ,

К недостаткам этого многофазного реле времени следует отнести ограниченные функциональные возможности, выражающиеся в том, что при подключении к его выходам устройств с малым входным сопротивлением резко уменьшаются вьщержки времени в каждом из последуюпщх элементов реле. Это обусловлено тем, что малое входное сопротивление подключаемого устройства и сопротивление в цепи коллектора транзистора предыдущего элемента выдержки времени образуют делитель напряжения, к средней точке которого подключается времязадающий конденсатор последующего элемента выдержки времени. Следовательно, при запертом состоянии транзистора предыдущего элемента указанный конденсатор заряжается до незначительного напряжения, равного падению напряжения на малом входном сопротивлении подкгдачаемого устройства. Поэтому выдержка времени последующего элемента, определяемая не только параметрами времязадающей КС-Цепочки, но и напряжением заряда ее конденсатора, резко уменьшается. Кроме того, стабильность выдержек

времени в указанном многофазном реле зависит от изменений входных сопротивлений устройств, подключаемых к его выходам. Это много$азное реле не обеспечивает также возможности регулирования выдержек времени в каждом из элементов.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение стабильности вьщержек времени.

Для достижения указанной цели в многофазное реле времени, содержащее последовательно соединенные элементы вьщержки времени, каждый из которых выполнен в виде транзистора с диодом и резистором в коллекторной цепи и времязадающей RC-цепи, конденсатор RC-цепи каждого .элемента выдержки времени, кроме первого, одной из обкладок соединен с базой -транзистора собственного элемента выдержки времени, а другой обкладкой - через упомянутый диод к коллектору транзистора предьщущего элемента, конденсаторКС-цепи первого элемента вьщержки времени подключен к делителю напряжения источника питания, введен регулируемый делитель напряжения источника питания, а в каждый элемент выдержки времени введены дополнительный резистор и второй транзистор, переход база-эмиттер которогь через указанный дополнительный резистор включен параллельно выходу первого транзистора, при этом коллектор второго транзистора соединен с выходной шиной соответствующего элемента выдержки времени, а резисторы времязадающих RC-цепей соединены с шиной, питаемой от регулируемого делителя напряжения

Для задания режима работы второго транзистора в каждом из элементов выдержки времени в коллекторную цепь первого транзистора, гальванически связанную с базовой цепью второго транзистора, может быть включен второй резистор.

На чертеже приведена электрическая принципиальная схема предлагаемого многофазного реле времени.

Р.еле представляет собой последовательно соединенные элементы 1-1-1-п выдержки времени, каждый из которых содержит транзисторы 2 и 3, связанные через дополнительный резистор 4. В коллекторную цепь тран зистора 2 включены диод 5 и резисторы 6 и 7. Времязадающие RC-цепочки состоят из резистора 8 и коденсатора 9, который одной из обкладок соединен с базой транзистора 2 собственного элемента вьщержки времени , а другой обкладкой - с диодом 5, анодом подсоединенным к коллектору транзистора предьщущего элемента. Вторая обкладка конденсатора 9, входящего в состав элемента 1-1 выдержки времени, .соединена с делителем напряжения на резисторах 10, 11 и с замыкающим контактом 12 коммутирующего элемента (на схеме

коммутирующий элемент не показан). Резисторы 8 времязадающих RC-цепочек соединены с шиной 13, питаемой от регулируемого делителя напряжения, состоящего из постоянного резистора

14, переменного резистора 15 и блокировочного конденсатора 16. Напряжение питания подается на общую шину 17 и шину 18. Выходные шины 19 элементов 1-1-1-п вьщержки времени сое.динены с коллекторами соответствующих транзисторов 3.

Многофазное реле времени работает следующим образом.

При подаче напряжения питания

на шины 17 и 18 в каждом из элементов вьщержки времени 1-1-1-п насьш;аются транзисторы 2. Базы транзисторов 3 через дополнительные резисторы 4 и участки коллектор-эмиттер насыщенных транзисторов 2 соединяются с общей шиной 17. Вследствие этого транзисторы 3 находятся в запертых состояниях.

Вазовым током транзистора 2,

входящего в состав элемента 1-1 конденсатор 9 заряжается до напряжения, равного падению напряжения на резисторе 10. Конденсаторы 9 остальных элементов 1-2-1-п практически не заряжены.

При срабатывании коммутирующего элемента (на схеме не показан) замыкающим контактом 12 конденсатор 9 элемента 1-1 подключается параллельно эмиттерному переходу транзистора 2, который запирается. При этом отпирается транзистор 3, т.е. на выходной шине 19 элемента 1-1 формируется передний фронт импульса, длительность которого определяется временем запертого состояния транзистора 2. Транзистор 2 находится в заперто состоянии в течение времени перезаряда конденсатора 9 от исходного на пряжения, равного падению напряжени на резисторе 10, до напряжения отпирания транзистора 2. В течение этого времени потенциал коллектора транзистора 2 относительно общей шины 17 определяется суммой напряже ний на отк{)ытом эмиттерном переходе транзистора 3 и падением напряжения на резисторе 4,. которое обусловлено протеканием базового тока открытого транзистора 3 по цепи общая щина 17 переход эмиттер-база транзистора 3 резистор 4 - резистор 7 - щина 18 источника питания. Следовательно, конденсатор 9 второго элемента 1-2 заряжается составлякщей базового то ка открытого транзистора 2 этого эл мента до указанной суммы напряжений В практических случаях напряжение на открытом змиттерном переходе транзистора 3 значительно меньше по абсолютному значению падения напряжения на резисторе 4,т.е.с достаточной степенью точности можно считать, что конденсатор 9 второго элемента 1-2 заряжается до напряжения, равного падению напряжения на резисторе 4 предыдущего элемента 1-1. Когда транзистор 2 элемента 1-1 открывается, запирается транзистор 3 этого же элемента, одновременно заряженный конденсатор 9 второго элемента 1-2 через насыщенный транзистор 2 предыдущего элемента 1-1 подключается параллельно эмиттерном переходу транзистора 2 элемента 1-2 который, в свою очередь, также запирается, отпирая транзистор 3. Таким образом, формируется передний фронт импульса на выходе элемента 1-2. Задний фронт этого импульса фо мируется при открывании транзистора 2 (запирании транзистора 3) элемента 1-2. В те чение запертого состояния транзистора 2 элемента 1-2 заряжается конденсатор 9 следующего элемента 1-3 выдержки времени и т.д. Длительности импульсов на щинах 19 элементов выдержки времени задают ся не только параметрами конденсатор и резистора времязадающих цепочек, но и напряжением, под которым находится шина 13, пи- таемая от регулируемого делителя напряжения. Длительность импульса на выходе некоторого i-го элемента выдержки времени определяется следующим выражением: tU Cg Rg. т Ц длительность импульса на выходе i-го элемента выдержки времени; емкость конденсатора 9 i-ro элемента выдержки времени; сопротивление резистора 8 i-ro элемента; падение напряжения на резисторе 4 предыдущего i-1-го элемента вьщержки времени; напряжение на шине 13, питаемой от регулируемого делителя напряжения. Изменением переменным резистором 15 величины напряжения на шине 13 достигается регулирование выдержек времени в каждом из элементов в достаточно широких пределах. При подаче шины 17, 18 стабилизированного напряжения обеспечивается стабильность выдержек времени. Введение в каждый элемент вьщерж:ки времени дополнительного резистора и второго транзистора позволяет подключать к выходным шинам многофазного реле устройства, входные сопротивления которых могут иметь незначительные величины. Необходимый режим работы второго транзистора устанавливается выбором сопротивлений резисторов 4, 7. Формула изобретения Многофазное реле времени, содержащее последовательно соединенные элементы выдержки времени, каждый из которых выполнен а виде транзистора с даюдом и резистором в коллекторной цепи и врелязадающей RC-цепи, конденсатор RC-цепн каждого элемента выдержки времени, кроме первого, одной из обкладок соединен с базой транзистора собственного элемента выдержки времени, а другой обкладкой - через упомянутый диод к коллектору транзистора предыдущего элемента конденсатор RC-цепи первого элемента выдержки времени подключен

к делителю напряжения источника питания, отличающееся тем, что, с целью рас1пирения функциональных возможностей и повышения стабильности вьщержек времени, в него введен регулируемый делитель напряжения источника питания, а в каждый элемент вьщержки времени введены дополнительный резистор и второй транзистор, переход база-эмиттер которого через указанный дополнительный резистор включен парал-

лельно выходу первого транзистора, при этом коллектор второго транзистора соединен с выходной шиной соответствующего элемента выдержки времени, а резисторы времязадающих RC-цепей соединены с шиной, питаемой от регулируемого делителя напряжения,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР. № 225327, кл. Н 01 Н 47/18, Н 01 Н 47/32, 28.11.66 (прототип).