Реле времени Советский патент 1981 года по МПК H01H47/18 

(54) РЕЛЕ ВРЕМЕНИ

1

Изобретение относится к конденсаторным реле времени на полупроводниковых приборах, которые используются в устройствах автоматики, телемеханики, связи и других областях техники, а конкретно в устройствах автоматики подвижных объектов.

Известны конденсаторные реле, которые содержат времязадающую RC-цепь, нуль-орган, выходной каскад и узел, обеспечивающий повышение стабильности выдержки при повторном включении за счет разряда времязадающего конденсатора 1.

Повышение стабильности выдержки времени осуществляется за счет контактов дополнительного электромагнитного реле.

Недостатком такого решения является усложнение реле за счет введения дополнительного электромагнитного реле, повышение его размеров и энергоемкости. Кроме того, разряд конденсаторов не всегда обеспечивает повышение стабильности выдержки времени, поскольку за счет абсорбции на обкладках конденсатора появляется остаточное напряжение, как только цепь разряда размыкается. Это напряжение и является причиной снижения стабильности.

Известно устройство, содержащее времязадающую RC-цепь, нуль-орган, выполненный, например, на однопереходном транзисторе, подключенный входом к выходу RC-цепи, выходное переключающее устройство, например на тиристоре, цепь стабилизации напряжения, делитель напряжения 2.

Недостаток этого реле заключается в том что за счет введения в цепь заряда конденсатора нижнего плеча делителя напряжения, имеет место сокрашение выдержки времени примерно на 10-15%, что естественно снижает функциональные возможности реле.

Для устранения этого недостатка извест 5 ное техническое решение усовершенствовано путем введения в делитель напряжения транзистора р-п-р проводимости, который в момент включения реле шунтирует своим переходом коллектор-эмиттер верхнее плечо делителя напряжения и создает на конденсаторе некоторое напряжение обратной полярности. Это напряжение дает возможность увеличения выдержки времени примерно на 8-10% 3.

1ел()стат(ж эток.) устройства проявляет) м :,ан11гимости выдержки времени от ве:... напряжения источника ннтания, иоI.O п.к вместе с изменением нанряжения пигания изменяется также и иадение напряжения на нижнем плече делителя напряжения. Кроме того, на делителе нанря/к-о 1ия . процессе отработки выдержки вре:; ,деляется значительная мощность. Лосгаточно сказать, что в реле РВЭ и РВЭ2, вынуекае.мых в настояндее время п()(;мь1Н1ленностью, электрическая мощность, рассеиваемая делителем, составляет 25-35 /о от общей нотребляемой .мощн();:ти, что вызывает дополнительный нагрев Hiiv |-реинего объема реле примерно на 5- (.. Очевидно, что этот дополнительный :-pi:r icB снижает температурную стабильность реле, что enie больще усугубляет неi,oi;iaTOK известного устройства.

Цель изобретения - повышение стабильности выдержки времени реле.

Для достижения указанной цели в устpoiicTBe, содержаьцем времязадающую RCцень и соединенный с ней нуль-орган, выходной каскад на транзисторе, параметрический стабилизатор напряжения для питания КС-цепи и нуль-орган, соединенный через днод с анодом тиристора, резистивный делитель напряжения источника питания, нодключенный средней точкой к конденсатору вре.мязадающей RC-цепи, а резистором нижнего плеча к минусовой щине источника питания и транзистор р-п-р проводимости, эмиттер которого соединен с плюс()1«)й И1ИНОЙ, коллектор транзистора соедиiieii с резистором верхнего плеча делителя напряжения, а его база - с выходом стабилизатора напряжения.

Благодаря соединению транзистора р-п-р проводимости и делителя напряжения предложенным образом, делитель напряжения оказывается отключенным от источника питания в течение обработки выдержки времени, т. е. именно тогда, когда его работа снижает технические характеристики реле. И наоборот, делитель напряжения подключается к источнику питания после отработки выдержки времени именно тогда, когда возникает необходимость образовать контур разряда конденсатора. В результате этого выдержка времени становигся независимой от изменений напряжения питания, повышается стабильность выдержки времени за счет снижения перегрева, и снижается энергое.мкость реле. Последнее достоинство предложенного технического реП1ения распространяет область его применения и на реле, выполненные по технологии гибридных микросхем.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема реле.

Реле содержит времязадающую RC-цепь, состоя 1ую из резистора 1 и конденсатора 2. ну, ii,-органа в виде однопереходного транзистора 3, соедине)1ного эмиттером с выходом RC-цепи, а базами с минусовой щиной 4 и выходом параметрического стабилизатора напряжения (стабилитрон 5, ограничивающий резистор 6). В реле входит

также выходной каскад на транзисторе 7, делитель напряжения на резисторах 8 и 9, резистор 9 нижнего плеча которого соединен с минусовой шиной 4, а резистор 8 верхнего плеча с коллектором транзистора 10 р-п-р проводимости. Транзистор 10, в свою очередь, подсоединен э.миттером к плюсовой щине 11 источника питания, а базой к катоду стабилитрона 5. Эта же точка стабилизатора напряжения, через диод 12 подключена к аноду тиристора 7.

Средняя точка делителя напряжения на резисторах 8 и 9 подключена к нижней обкладке конденсатора 2.

Реле работает следующим образом. При подаче напряжения питания на шины II и 4 начинается заряд времязадающего конденсатора 2. При этом транзистор 10 закрыт, делитель напряжения от шины 11 отключен, падение напряжения на резисторе 9, нропорциональное току заряда конденсатора, практически равно нулю. Как

5 только напряжение на конденсаторе 2 окажется равным напряжению включения однопереходного транзистора 3, сопротивление его перехода эмиттер- первая база лавинообразно снижается и конденсатор разряжается через резистор 13 и диод 14. В результате этого на резисторе 13 создается перепад напряжения, который вызывает включение тиристора 7. Одновременно срабатывает электромагнитное реле 15, включенное в анодную цепь тиристора. Контакты 16 этого реле, включенные во внешнюю

5 цепь, фиксируют окончание выдержки времени.

С включением тиристора стабилитрон 5 выводится из режима стабилизации, так как резистор 6 через диод 12 и переход

0 анод-катод тиристора соединяется с минусовой щиной 4. В это же время переходит в проводящее состояние и транзистор 10, благодаря чему делитель напряжения на резисторах 8 и 9 подключается к плюсовой щине 11.

5

Теперь, т. е. после окончания отработки выдержки времени, на нижнем плече делителя напряжения (на резисторе 9) создается падение напряжения, равное 1,8- 2,5 В. Такое же напряжение создается и в цепи, образованной диодом 12 и тиристором 7. Образовавшийся после срабатывания реле контур перезаряда конденсатора, состоящий из резистора 9, диода 12 и тиристора 7, обеспечивает условия, когда на обкладках конденсатора устанавливается напряжение близкое к нулю (или равное нулю), что и обеспечивает получение практически одинаковых выдержек времени как при первом, так и при следующих включениях. Из описания работы реле следует, что в момент отработки выдержки времени делитель напряжения к источнику питания не подключен и, следовательно, напряжение на нижнем плече этого делителя не вызывает сокращение выдержки времени. Так как до окончания отработки выдержки времени делитель напряжения к источнику питания не подключен, то очевидно, что колебания напряжения источника питания на выдержку времени здесь не влияют. Таким образом, предложенное техническое решение при сохранении достоинств известного устройства (повыщение стабильности при повторном включении, увеличение длительности выдержки времени) исключает влияние колебаний напряжения питания на выдержку времени и снижает перегрев за счет снижения энергоемкости. Формула изобретения Реле времени, содержащее времязадающую RC-цепь, нуль-орган, подключенный

м входом к выходу RC-цепи, выходной каскад на тиристоре, параметрический стабилизатор напряжения, соединенный через диод с анодом тиристора, резистивный делитель напряжения источника питания, подключенный средней точкой к конденсатору времязадающей RC-цепи, а резистором нижнего плеча к минусовой щине источника питания и транзистор р-п-р проводимости, эмиттер которого соединен с плюсовой шиной, отличающееся тем, что, с целью повышения стабильности выдержки времени, коллектор упомянутого транзистора соединен с резистором плеча делителя напряжения, а его база - с выходом стабилизатора напряжения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 300903, кл. Н 01 Н 47/18, 03.11.69. 2 Авторское свидетельство СССР № 421063, кл. Н 01 Н 47/18, 25.04.72. 3. Авторское свидетельство СССР № 486394, кл. Н 01 Н 47/18, 22.10.73 (прототип) .