Реле времени Советский патент 1982 года по МПК H01H47/18 

(54) РЕЛЕ ВРЕМЕНИ Изобретение относится к полупроводниковым реле времени с накопительным конденсатором и может найти применение в устройствах автоматики для осуществления выдержек времени повышенной стабильности и помехоустойчивости. Известно реле времени, содержащее одноперёходный транзистор, тиристор, катод которого соединен с общей шиной источника питания, которая через резистор соединена с управляющим электродом тиристора и непосредственно - с первой базой однопереходного транзистора, эмиттер которого соединен с одной обкладкой времязадающего конденсатора, а через времязадающий резистор - с нагрузочным резистором, соединенным с анодом тиристора, и через ограничивающий резистор - с второй базой однопереходного транзистора, два конденсатора, дополнительный транзистор, первый вывод которого соединен с шиной источника питания, а второй.- с нагрузочным резистором и через первый конденсатор - с анодом тиристора, которьш через второй конденсатор соединен с второй базой однопереходного транзистора, вторая обкладка времязадающего конденсатора соединена с вторым выводом дополнительного резистора 1, Однако данное реле имеет недостаточную выдержку времени. Известно реле времени, содержащее гене-, ратор импульсов, выполненный на однопереходном транзисторе, электронный ключ, вход которого подключен к второй базе однопереходного транзистора генератора импульсов, а выход - к эмиттеру однопереходного транизстора накопителя импульсов и к одной обкладке накопительного конденсатора, другая обкладка которого соединена с первой базой однопереходного транзистора генератора испульсов, выход накопителя импульсов соединен с исполнительным тиристорным элементом 2. Однако это реле имеет недостаточную удельную выдержку времени и стабильность при повторных включениях реле. Целью изобретения является увеличение удельной выдержки времени и повышение ее стабильности при повторных включениях. Для достижения указанной цели в реле времени, содержащем генератор импульсов на однопереходном транзисторе, накопитель импульсов, выполненный на однопереходном транзисторе, эмиттер которого соединен с одной обкладкой конденсатора, выход накопителя подключен к входу исполнительного тиристорного элемента, ключ запуска, подвижный контакт которого соединен с положительной шиной источника питания, а нелодвижный - с резистором в цепи второй базы однопереходиого транзистора накопителя импульсов и цепью анода тиристорного элемента, электронный ключ, соединенный входом с второй базой однонереходноготранзистора генератора импульсов и с положительной шиной источника питания, выход электронного ключа соединен через диод с эмиттером однопереходного тарнзистора накопителя импульсов, резистор, в цепи коллектора транзистора электронного ключа, эмиттер которого подключен к положительной шине источника питания, через дополнительный диод в прямой проводимости для тока электронного ключа вдлючен введенный резистивный делитель, к средней точке которого через резистор подключена вторая обкладка конденсатора накопителя импульсов, соединенная с вторым неподвижным контактом ключа запуска. Электронный ключ выполнен в виде стабилизатора тока. Вход электронного ключа соединен с второй базой генератора импульсов через стабилитрон, что позволит получить на выходе электронного ключа стабильные прямоугольные импульсы. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема реле времени. Реле времени содержит задаюший генератор импульсов 1, состоящий из. времязадаюшей RC-цепочки (резистор 2, конденсатор 3) и однопереходного транзистора 4 с резисторами 5 и 6 в цепях второй и первой баз. Вторая база транзистора 4 соединена через стабилитрон 7 и резистор 8 с базой транзистора 9 электронного ключа 10, выполненного в виде стабилизатора тока со стабилитроном 11 и токозадающим резистором 12 в цепи эмиттера. Коллектор транзистора 9 соединен с подгрузочной цепочкой, состоящей из диода 13 и делителя на резисторах 14 и 15-, и соединен через диод 16 с одной обкладкой накопительного конденсатора 17, которая соединена с эмиттером одиопереходного транзистора 18 накопителя импульсов 19. В цепях второй и первой баз транзистора 18 включены резисторы 20 и 21. Другая обкладка накопительного конденсатора 17 соединена через резистор 22 со средней точкой резистивного делителя и с ключом запуска 23. Ключ запуска 23 в положении «Включено соединяет с положительным полюсом источника питания цепь второй базы транзистора 18 и цепь анода исполнительного тиристорного элемента 24, а в положении «Выключено подключает плюсовую шину источника питания к обкладке накопительного конденсатора 17. Управляющий электрод исполнительного тиристорного элемента 24 соединен с первой базой транзистора 18, а катод - с отрицательной шиной источника питания. Реле времени работает следующим образом. В исходном состоянии реле времени ключ 23 находится в положении «Выключено и одна обкладка накопительного конденсатора 17 подключена к положительной шине источника питания, а поскольку вторая база транзистора 18 в это время отключена от источника питания, то другая обкладка накопительного конденсатора 17 через эмиттерный переход транзистора 18 и резистор 21 соединена с отрицательной щиной источника питания, т. е. накопительный конденсатор заряжен до полного напряжения источника питания в направлении, противоположном его заряду в рабочем положении при накоплении импульсов. При запуске устройства ключ 23 отсоединяет от положительной шины источника питания накопительный конденсатор 17, подсоединяя к этой шине цепь второй базы транзистора 18 и цепь анода- выходного тиристорного элемента 24. Эмиттерный переход транзистора закрывается, и накопительный конденсатор 17 остается заряженным в обратном направлении. Задающий генератор импульсов 1 вырабатывает импульсы большой скважности, которые передаются яа электронный ключ 10. Во время существования импульсов электронный ключ, 10 подает на накопительный конденсатор 17 прямоугольные импульсы стабильного тока, которые по линейному закону перезаряжают конденсатор 17 до уровня порога открывания транзистора 18. Так как накопительный конденсатор 17 соединен с отрицательной шиной источника питания через резистор 15, на котором выделяется часть импульса от электронного ключа, то в момент появления импульса к напряжению, накопленному на конденсаторе 17, добавляется импульс с резистора 15, обеспечивая четкое срабатывание реле времени при приближении напряжения на конденсаторе 17 к порогу открывания однопереходного транзистора 18. Добавочный импульс на резисторе 15 четкий, прямоугольный и поступает точно в те моменты, когда поступает импульс заряда конденсатора 17, а поскольку он по мощности и амплитуде напряжения значительно превышает все возможные сигналы помех, то на срабатывание реле помехи не могут оказывать воздействие. Перезаряд конденсатора 17 ключом 23 позволяет исключить разницу в выдерже времени при первом и повторном включении реле. Одновременно значительно увеличивается удельная выдержка времени. Существенно, что при разряде накопительного конденсатора, а затем при заряде его до порогового значения происходят процессы, которые

имеют взаимно противоположные знаки дрейфов при изменении температуры окружающей среды, что повышает стабильность работы реле времени.

В предлагаемой схеме к ключу 23 не предъявляется сложных требований, в частности, по допустимому току утечки, в связи с чем ключ 23 легко может выполняться на бесконтактных логических элементах.

Соединение электронного ключа 10 с генератором импульсов 1 с помощью стабилитрона 7, выполнение электронного ключа Ю в виде стабилизатора тока и подключение накопительного конденсатора 17 к средней точке делителя на резисторах 14 и 15 позволяет улучшить стабильность и четкость срабатывания реле и дополнительно увеличить удельную выдержку времени.

Поскольку в предлагаемой схеме может быть достигнута значительная величина удельной выдержки времени на 1 мкФ емкости конденсаторов, то вся схема целиком может быть выполнена в микросхемном исполнении, а в случаях, когда требуются значительные выдержки времени, к микросхеме могут добавляться навесные конденсаторы.

В связи с тем, что предлагаемое реле времени обладает повь1шенной помехоустойчивостью и может быть выполнено в микросхемном исполнении, оно может встраиваться непосредственно в аппаратуру, что позволит значительно уменьшить габариты аппаратуры при повышении стабильности выдержки времени и надежности ее работы.

Формула изобретения

1. Реле времени, содержащее генератор импульсов на однопереходном транзисторе, накопитель импульсов, выполненный на однопереходном транзисторе, эмиттер которого соединен с одной обкладкой конденсатора, выход накопителя подключен к входу исполнительного тиристорного элемента, ключ запуска, подвижный контакт которого соединен с положительной шиной источника питания, а неподвижный - с резистором в цепи второй базы однопереходного транзистора накопителя импульсов и цепью анода тиристорного элемента, электронный ключ, соединенный входом с второй базой одноо переходного транзистора генератора импульсов и с положительной шиной источника питания, выход электронного ключа соединен через диод с эмиттером однопереходного транзистора накопителя импульсов, резистор отличающееся тем, что, с целью увеличения удельной выдержки времени и повышения ее стабильности при повторных включениях, в цепи коллектора транзистора электронного ключа, эмиттер которого подключен к положительной шине источника питания, через дополнительный диод в прямой проводимости для тока электронного ключа включен введенный резистивный делитель, к средней точке которого через резистор подключена вторая обкладка конденсатора накопителя импульсов, соединенная с вторым неПОДВИЖНЫМ контактом ключа запуска.

2.Реле по п. 1, отличающееся тем, что электронный ключ выполнен в виде стабилизатора тока.

3.Реле по п. 1, отличающееся тем, что вход электронного ключа соединен с второй базой генератора импульсов через стабилитрон.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 5 № 630750, кл. Н 03 К 17/292, 18.04.77.

2.Авторское свидетельство СССР № 748560,-кл.Н 01 Н 47/18, 29.06.68.