Реле времени Советский патент 1981 года по МПК H03K17/28 

(54) РЕЛЕ ВРЕМЕНИ

1

Изобретение относится к импульсной: технике и может быть использовано в устройствах, обеспечивающих форлда- ; рование управляющего сигнала в течение заданной выдержки времени, после поступления На устройство командного сигнёша.

Известны реле времени, содержавшие интегратор, выход которого соединен со входом порогового устройства, и элемент запуска 1.

Недостатком данного устройства является малая надежность из-за использования электромеханического реле с двумя парами контактов на переключения, малый коэффициент полезного действия из-за необходимости поддержания в исходном состоянии одного иа транзисторов в режиме насыщения. Известны также реле времени, содержащее элемент запуска, последовательно включенные интегратор и пороговый элемент 2.

Недостаток известного реле времени - большое полотно энергии в состоянии покоя и большое время для подготовки к повторной работе.

Цель изобретения - повышение КПД и уменьшение времени для подготовки реле времени к повторной работе с

одновременным повышением отношения выдержки времени на единицу емкости интегратора.

Указанная цель достигается тем, что в реле времени,содержащее элемент запуска и последовательно включенные интегратор и пороговый элемент, дополнительно введены резистор, конденсатор и .триггер с разделен10ными входами первый вход которого соединен с выходом порогового элемента через последовательно соединенные резистор и конденсатор, второй вход - с выходом элемента запуска

15 а выход триггера - с входом интегратора.

Триггер выполнен в виде последовательно включенных стабилитрона, базо-эмнттерного перехода входного

20 транзистора и эмиттерно-коллекторного перехода выходного транзистора другого типа проводимости, причем база выходного транзистора соединена с первым входом триггера и через диод

25 с коллектором входного транзистора и втоЕём входом триггера, подключенного через резистор к шине источника питания.

При этом пороговый элемент выполнен

30 на импульсном трансформаторе с двумя

Обмотками, первая из которых..вкл;1юче на между входной шиной порогового элемента и эмиттером транзистора, а вторая обмотка - медду шиной потенциала и коллектором транзистора, база которого через опорный элемент например стабилитрон, соединена с шиной нулевого потенциала.

На чертеже представлена принципи.альная электрическая схема реле времени,

В реле времени первый вход 1 триггера 2 соединен с выходом 3 порогового элемента 4, второй вход 5 соединен с элементом 6 запуска, а выход 7 соединен со входом интегратора 8, выход которого соединен с шиной 9-10, являкнцейся входом порогового элемента 4.

Триггер 2 состоит из стабилитрона 11, подсоединенного первым выводом к источнику 12 питания, а вторым выводом - к базе входного транзистора 13, эмиттер которогосоединен с эмкттером выходного транзисторй 14, база которого через дйОд 15 соединена с коллектором транзистора 13 и резистором 16 и непосредственно соединена с резистором 17,

Интегратор 8 выполнен на.резисторе 18, диоде 19 и конденсаторе 20.

Пороговый элемент 4 состоит из импульсного трайсформатора 21 е двум обмотками 22 и 23, подключенными одними выводами соотйетственно к шине нулевого потенциала и входной шине, а другими выводами - к коллектору и эмиттеру транзистора 24, база которого подключена к шине нулевого потенциала через стабилитрон 25.

Элемент б запуска выполнен на последовательно соединенных рбэистивного делителя на резисторах 26 и 27, конденсатора 28 и кнопки 29.

Первый вход 1 триггера 2 подключе к выходу порогового элемента 4 через последовательно соединенные резистор 30 и конденсатор 31.

Реле времени работает следующим образом.

В исходном состоянии на выходе 7 триггера 2 напряжение равно нулю, нагрузка, интегратор 8 и пороговый элемент 4 обесточены. При формировании элементом 6 импульса на входе 5 триггера 2 последний переходит во второе устойчивое состояние, при котором на вход интегратора 8 подается напряжение с выхода 7 триггера 2. Котденсатор 20 через резистор 18 начинает заряжаться. -В тот момент, когда напряжение на шине 10 интегратора 8 достигает величины, при которой начинает открываться транзистор 24, на выходе 3 порогового элемента 4 формируется импульс, который через резистор 30 и конденсатор 31 воздействует на вход 1 триггера 2, после чего триггер возвращается в исходное состояние и напряжение на нагрузке и на входе интегратора равно нулю, при этом конденсатор через малое сопротивление диода 19 и нагрузки быстро разряжается, вследствие чего реле времени приходит в исходное состояние и готово к повторной работе.

Рассмотрим работу порогового элемента.

При напряжении на шине 10 меньше величины пробоя стабилитрона 25 сопротивление порогового элемента велик и определяется предпробойным участко стабилитрона 25. Потребление тока почти отсутствует. Когда напряжение на шине 10 достигает такой величины, при которой начинает протекать ток через стабилитрон 25,происходит блокинг-процесс и на коллекторе транзистора 24. сформирован импульс положительной полярности. Для возникновени блокинг-процесса в- пороговом элемент 4 достаточно тока доли микроампер, из-за чего возможно иметь в интеграторе 8 резистор 18 большей величины и, тем cat/BsOJi, повысить отношение выдержки времени на единицу емкости.

Рассмотрим работу триггера.

В исходном состоянии транзистор 14 заперт напряжением положительной полярности, полученным с выхода делителя напряжения, образованным последовательно включенными резистором 16 диодОм 15 и резистором 17. Это напряжение по величине разности напряжений источника 12 питания и напряжения пробоя стабилитрона 11. При поступлении на вход 5 импульса отрицательной полярности, напряжение на базе транзистора 14 понижается и транзистор 14 отпирается, через его коллектор протекает ток,ток базы и коллектора насыще.нного транзистора 1J. Так как напряжение между коллектором и эмиттером насыщенного транзистора

13меньше напряжения начала проводимости кремневого диода 15, то связь между коллектором транзистора 15 и базой транзистора 14 разрывается. Максимальный ток базы транзистора

14определяется величиной сопротивления резистора 17. При приходе положитёльного импульса на вход 1 триггера 2 напряжение на его базе становится большим, чем на эмиттере,

и транзистор 14 запирается при этом начинает проводить диод 15 и в дальнейшем транзистор 14 остается в закрытом состоянии за счет напряжени с указанного делителя, т.е. триггер 2 возвращается в исходное состояние.

Формула изобретения

1. Реле времени, содержащее элемент запус.ка, последовательно включенные интегратор и пороговый элемент, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД и уменьшения времени готовности к повторной работе с одновременным повышение отношения выдержки времени на единицу емкости интегратора, в него допол нительно введены резистор, конденсатор и триггер с раздельными входами, первый вход которого соединен с выходом порогового элемента через последовательно соединенные резистор и конденсатор, второй вход - с выходом элемента запуска, а выход триггера с входом интегратора, 2. Реле по п.1, о т л и ч а ю щ ё ё с я тем, что триггер выполнен в виде последовательно включенных стабилитрона, базо-эмиттерного перехода входного транзистора и эмиттерного перехода выходного транзистора другого типа проводимости, причем ба за выходного транзистора соединена с первым входом триггера и через диод с коллектором входного транзистора и вторым входом триггера, подключенного через резистор к шине источника питания. 3. Реле по п.1,о тл и ч а ю ц ёе с я тем, что пороговый элемент выполнен на импульсном трансформаторе с двумя обмотками, первая из которых включена между входной шиной порогового элемента и эмиттером транзистора, а вторая обмотка между шиной нулевого потенциала и коллектором транзистора, база которого через опорный элемент, нагц имер стабилитрон, соединена с шиной нулевого потенциала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент ГДР 82363,кл.21 а 36/18, 13,03.70, 2.Надеждина В.В. Статические реле в релейной защите, Наука, 1968, с. 193 (прототип).