Реле времени Советский патент 1981 года по МПК H01H47/18 

Изобретение относится к автоматике в частности к устройствам для выдержки времени, и может быть использовано вустройствах автоматического управле ния и контроля. Известны реле времени, содержащие времязадающую RC-цепь, пороговый тран зистор, коллектор которого соединен с исполнительного транзистора, с диодом в цепи эмиттера и обмоткой электромагнитного реле в цепи коллектора, ключ запуска, включенный последовательно с другим диодом в прямой проводимости и обмоткой электромагнитного реле между шинами источника тштания 1. Однако эти реле времени имеют сложные схемные решения. Известно также устройство, содержащее времязадающую RC-цепь, конденсатор которой заряжается управляющим импульсом и разряжается в цепи управления электромагнитным реле. Одна обкладка конденсатора соединена/ через первый резистор с первой шиной питания, на которую подается управляющий импульс, и через второй резистор - с общей шиной питания, а вторая обкладка - с базой порогового транзистора. Эмиттер порогового транзистора подключен к общей шине питания, а коллектор соединен с базой исполнительного второго транзистора, эмиттер которого соединен с базой третьего транзистора. Колле торы второго и третьего транзисторов подключены к первому выводу обмотки реле, второй вывод которой соединен со второй шиной питания. Замыкающий контакт реле соединен через последовательно включенные резисторы с коллектором порогового транзистора. Параллельно обмотке реле включен диод Г2. Недостатком указанного устройства является пониженная надетсность, обусловленная тем, что до подачи на первую шину питания управляющего им3пульса исполнительный второй транзис тор работает в режиме с оборванной базой, а третий т в режиме, близком к указанному, при котором резко уменьшается величина пробивного напряжения между коллектором и эмиттером транзистора и возрастает неуправляемый обратный ток через его коллекторный переход, в котором выделяются две составляющие - тепловая и ток утечки. Кроме того, устройство имеет малый температурньш диапазон работы, что связано с указанными . режимами работы исполнительного второго и третьего транзисторов. При повьшенной температуре тепловые составляющие обратных токов через их коллекторные переходы могут достигать такого суммарного значения, которое оказывается достаточным для удержания реле в сработанном состоянии, т.е. требуемая выдержка времени не соблюдается. Особенно это наблюдается при коммутировании низкоомной обмотки электромагнитного реле, когда переключается большой коллекто ный ток, дсгполнительно разогревакнций коллекторнь е переходы. Цель изобретения - повьшение надежности и расширение температурного .диапазона работы реле времени. Поставленная цель достигается тем ЧТО в реле времени, содержащее время задающую RC-цепь, одна обкладка конденсатора которой соединена через резистор с первой шиной питания и че рез другой резистор - общей шиной пи тания, а вторая обкладка - с базой порогового транзистора, эмиттер кото рого подсоединен к общей шине питани а коллектор - к базе исполнительного транзистора, в коллекторную цепь которого включена обмотка электромагнитного реле с параллельно включенны диодом, причем один из выводов обмот ки указанного реле соединен со второй шиной питания, а между второй и общей.шинами питания последовательно с обмоткой указанного реле включен ключ запуска, введен гасящий резистор, включенный в коллекторную цепь исполнительного транзистора последов тельно с обмоткой указанного реле че рез его первый замыкающий контакт, а второй замыкающий контакт этого реле включен между общей шиной питания и первой обкладкой указанного конденсатора времязадающей RC-цепи. 3 С целью регулирования выдержки времени резистор, включенный между общей шиной питания и первой обкладкой указанного конденсатора времязадающей RC-цепи, выполнен переме ным. На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства. Реле времени содержит конденсатор 1 времязадающей RC-цепи, которая подключена ко входу порогового транзистора 2. С первой обкладкой конденсатора 1 соединены резисторы 3 и 4, последовательно с которыми включен резистор 5, а со второй - резистор 6 времязадающей RC-цепи. В цепь коллектора порогового транзистора 2 включен резистор 7, а сам коллектор соединен с базой исполнительного транзистора 8, в коллекторную цепь ко.торого включены последовательно гасящий резистор 9 и первьш замыкающий контакт 10 электромагнитного реле 11, параллельно обмотке которого включен диод 12. Второй замыкающий контакт 13 этого реле включен между общей щиной 14 питания и первой обкладкой конденсатора 1. Резисторы 3,6 и 7 соединены с первой шиной 15 питания, а один из выводов обмотки реле 11со второй шиной 16 питания. Между другим выводом обмотки реле и общей шиной 14 включен ключ 17 запуска. Устройство работает следующим образом. При подаче напряжения на шины 14-16 питания открывается и насыщается пороговый транзистор 2, составляющей базового тока которого заряжается конденсатор 1 по цепи: общая шина 14 питания - открытьй эмиттерный переход порогового транзистора 2 - конденсатор 1 - резистор 3 - первая шина 15 питания. Конденсатор 1 заряжается до напряжения, равного по величине падению напряжения на резисторах 4 и 5, которые ровместно с резистором 3 образуют делитель напряжения. Коллекторная цепь исполнительного транзистора 8 пока разомкнута, так как разомкнут замыкающий контакт 10 реле 11, и неуправляемый обратный toK через коллекторный переход этого транзистора не протекает. При замыкании ключа 17 запуска срабатывает электро- . магнитное реле 11. После этого ключ запуска выключается. Реле 11, срабатывая, замыкает свои контакты 10 и 13. Контакт 10 включает в коллекторную цепь исполнительного транзистора 8 обмотку реле 11 последовательно с га.сящим резистором 9, а замыкающим контактом 13 первая обкладка заряженного конденсатора 1 соединяется с общей шиной 14. Таким образом, заряженный конденсатор 1 включается параллелно эмиттерному переходу порогового транзистора 2, при этом транзистор резко запирается и на его коллекторе появляется высокий отрицательный потенциал. Следовательно, открывается исполнительный транзистор 8, коллекторны током которого реле 11 удерживается в сработанном состоянии. Сопротивление гасящего резистора 9 рассчитывается, исходя из силы тока удержания реле вуказанномсостоянии.

С момента срабатывания реле 11 начинается процесс перезаряда конденса тора 1 по цепи: общая шина 14 питания - замыкающий контакт 13 конденсатор 1 - резистор 6 - первая шина 15 питания. Дпительность процесса перез.аряда пропорциональна постоянной времени, определяемой выражением

где постоянная времени:

С - емкость конденсатора- 1: Rg - сопротивление резистора 6.

При снижении напряжения на конденсторе- 1 до порога отпирания транзистор 2 последний открывается и входит в сотояние насьщения, а исполнительный транзистор 8 при этом запирается, так как база его через насыщенный транзистор 2 соединяется с общей шиной 14 питания. Сле/ховательно, реле 11 отпускает, разрывая свои контакты 10 и 13. Конденсатор 1 снова заряжается ДО исходного напряжения и устройство готово для отработки следующей выдерж ки времени..

Изменяя переменным резистором 4 величину исходного напряжения, до которого заряжается конденсатор 1, регулируют выдержку времени реле в достатрч но широких пределах. Достоинством такой регулировки по .сравнению с регулировкой вьщержки времени изменением, сопро-йивления времязадающей RC-цепи является то, что при ней не меняется режим работы порогового транзистора 2

При подаче на шину 15 питания стабилизированного напряжения обеспечивается стабильность выдержки времени (при стабильности параметров времязадающей RC-цепи).

Разрыв в исходном перед выдержкой времени состоянии коллекторной цепи исполнительного транзистора собственными контактами электромагнитного реле и введение в эту цепь гасящего резистора -значительно уменьшают влияние на функционирование реле времени неуправляемого обратного тока через коллекторный переход исполнительного транзистора, чем повьшгается надежность реле времени и расширяется его температурный диацазон работы.

Формула изобретения

Реле времени, содержащее времязадающую RC-цепБ, одна обкладка конденсатора которой соединена через рё зистор с первой шиной питания и через другой резистор - с общей шиной питания, а вторая обкладка - с базой порогового транзистора, эмиттер которого подсоединен к общей шине питания, а коллектор - к базе исполнительного транзистора, в цепь коллектора которого включена обмотка электромагнитного реле с параллельно включенным диодом, причем один из выводов обмотки указанного реле соединен со второй шиной питания, а между второй и общей шинами питания последовательно с обмоткой указанного реле включен ключ запуска, отличающееся тем, что, с целью повьш1ени надежности и расширения температурног диапазона работы, в него введен гасящий резистор, включенный в цепь коллектора исполнительного транзистора последовательно с обмоткой указанного реле через его первый замыкающий контакт, а второй замыкающий контакт этого реле включен между общей шиной питания и первой обкладкой указанного конденсатора времязадающей RC-цепи.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3732467, кл.. 317-141, опублик. 1973.

2. Выложенная заявка Франции № 7615877, 1{л. Н 01 Н 47/18, В 60 R 18/04, В 60 S 1/58, опублик. 1977 (прототип). 4 гТ