Реле времени

 

Применение: электронные устройства автоматики. Сущность: содержит выпрямитель с токоограничивающим резистором на его первом входе и конденсатором на выходе , время задающий блок, стабилизатор напряжения на резистор и стабилитроне,блок управления, содержащий резистор и ключ, электромагнитное реле, транзисторный ключ в цепи катушки реле и общую шину питания С целью повышения надежности катушки реле включена между выходом выпрямителя и резистором стабилизатора напряжения , выводы транзисторного ключа подсоединены параллельно резистору стабилизатора , на втором входе выпрямителя включен дополнительный токоограничивающий резистор Транзисторный ключ выполнен на двух биполярных транзисторах с разным типом проводимости В качестве ключа в блоке управления применен выключатель с контактом без самовозврата 3 з п ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 Н 01 Н 47/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4822179/21 (22) 07,05.90 (46) 30.08.92. Бюл. N 32 (75) B. И. Каспирович (56) Авторское свидетельство СССР

М 1261022, кл. Н 01 Н 47/18, 1986.

Реле времени ВЛ-50, ВЛ-51, ВЛ-52, Паспорт 064.561.074 ПС.- Внешторгиздат, 1988. (54) РЕЛЕ ВРЕМЕНИ (57) Применение: электронные устройства автоматики. Сущность; содержит выпрямитель с токоограничивающим резистором на его первом входе и конденсатором íà Bblxo" де, время задающий блок, стабилизатор напряжения на резистор и с-.абилитроне, блок

Изобретение относится к электронным устройствам автоматики, в частности к электронным реле времени, и может быть использовано для получения заданных интервалов времени включения (или выключения) электро а и па ратуры.

Известно реле времени, содержащее две .входные клеммы, двухполупериодный выпрямитель с токоограничивающим конденсатором на входе и конденсатором фильтра на выходе, параметрический стабилизатор на стабилитронах, исполнительное электромагнитное реле, времязадающий блок и включенный в цепь реле транзисторный ключ, управляющий вход которого подключен к выходу времязадающего блока.

Недостатком известног0 реле времени, предназначенного для эксплуатации в производственных условиях. является невозможность применения.его в бытовых условиях из-за повышенной опасности llo. Ж,, 1758696 А1 управления, содержащий резистор и ключ, электромагнитное реле, транзисторный ключ в цепи катушки реле и общую шину питанйя. С целью повышения надежности катушки реле включена между выходом выпрямителя и резистором стабилизатора напряжения, выводы транзисторного ключа подсоединены параллельно резистору стабилизатора; на втором входе выпрямителя включен дополнительный токоограничивающий резистор, Транзисторный ключ выполнен на двух биполярных транзисторах с разным типом проводимости, В качестве ключа в блоке управления применен выключатель с контактом без самовозврата, 3 з,п. ф-лы, 1 ил. ражения пользователя электрическим током при проведении, например, таких работ, как фотопечать, так как при определенном включении в бытовую сеть (220 В) токоведущие части реле времени могут оказаться соединенными через выпрямитель с фазой питающей сети.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является реле времени, содержащее первую и вторую входные клеммы. двухполупериодный выпрямитель с двумя входными и двумя выходными выводами, включенный между первой входной клеммой и первым входным выводом выпрямителя токоограничивающий резистор, конденсатор фильтра на выходе выпрямителя, времязадающий блок, параметрический стабилизатор напряжения на стабилитроне, резистор которого своим первым выводом соединен с первым выходным выводом выпрямителя, включенный по

1758696 питанию параллельно стабилитрону стабилизатора блок управления, содержащий последовательно соединенные резистор и ключ, электромагнитное реле, транзисторный ключ, управляющий вход которого подключен к выходу времязадающего блока, а коммутирующие выводы включены в цепь катушки электромагнитного ре е, и общую шину питания, Времязадающий блок состоит из регулируемого по частоте генератора счетных импульсов, и счетчика импульсов, выполненных на,одной микросхеме, причем выход счетчика импульсов является Bblxo дом времязадающего блока. Известное реле времени предназначено для эксплуатации в производственных условиях и управляется подачей напряжения питания на его входные клеммы, Недостатком известного реле времени является невозможность его применения в бытовых условиях, например при фотопечати, так как существует повышенная опасность поражения пользователя электрическим током из-за наличия практически непосредственной связи общей шины питания с одной из входных клемм, которая с вероятностью 0,5 может быть подключена к фазе напряжения сети.220 В, Одним из путей повышения электробезопасности реле времени является применение в нем современных маломощных электромагнитных реле, ток удержания в сработанном состоянии которых был бы равен суммарному току потребления стабилитрона и времязадающего блока (около 1,5Д, 2мА), т.е, — сокращение тока потребления примерно в два раза путем включения катушки электромагнитного реле последовательно с параметрическим стабилизатором напряжения, Устройство известного реле времени не позволяет это сделать, что является еще одним его недостатком.

Цель изобретения — расширение области применения реле времени путем повышения его электробезопасности.

Указанная цель достигается тем, что катушка электромагнитного реле включена в разрыв цепи между первым выходным выводом выпрямителя и первым выводом резистора параметрического стабилизатора напряжения, коммутирующие выводы транзисторного ключа соединены с соответствующими выводами резистора параметрического стабилизатора напряжения, между второй входной клеммой и вторым входным выводом выпрямителя включен дополнительный токоограничивающий резистор.

Транзисторный ключ состоит из двух биполярных транзисторов с разным типом

25

40 управляющий транзистором 24, Для нор.мальной работы реле времени необходимо, чтобы соблюдались следующие соотноше50 ния: (2) 55 (3) ! R (,.

Rp+ Rc (4) 10

15 проводимости и двух резисторов, при этом база первого транзистора соединена с управляющим входом транзисторного ключа, его эмиттер соединен через первый резистор с общей шиной питания, а коллектор— с базой и через второй резистор — с эмиттером второго транзистора. Причем эмиттер последнего соединен с первым коммутирующим выводом транзисторного ключа, а коллектор — с его вторым коммутирующим выводом. В блоке управления в качестве ключа применен выключатель с замыкаюшим контактом без самовозврата.

На чертеже представлена электрическая принципиальная схема реле времени.

Реле времени содержит первую 1 и вторую 2 входные клеммы, двухполупериодный выпрямитель 3, подключенный своими входными выводами через токоограничивающие резисторы 4, 5 к клеммам 1, 2, конденсатор 6 фильтра, общую шину питания 7, исполнительное электромагнитное реле 8. параметрический стабилизатор напряжения, состоящий из резистора 9 и стабилитрона 10, конденсатор 11, времязадающий блок 12, блок управления 13, состоящий из резистора 14 и выключателя 15 с замыкающим контактом без самовозврата и соединенный своим входом 16 с выводом 17 резистора 9, а выходом 18 — с входом 19 времязадающего блока 12, транзисторный ключ 20, управляющий вход которого подключен к выходу 21 времязадающего блока, а его коммутирующие выводы 22 и 23 соединены с соответствующими выводами резистора 9. Конденсатор 11 предназначен для фильтрации высокочастотных помех и имеет сравнительно небольшую емкость. Разомкнутый контакт выключателя 15 соответствует команде "Исходное", замыкание контакта — команде "Пуск". Транзисторный ключ состоит из транзисторов 24 и 25 и резисторов 26 и 27, причем транзистор 25 и резистор 27 составляют эмиттерный повторитель, преобразующий выходное напряжение время задающего блока в ток, р > Jpy ) !ро, рс 3.5 !ру, Ucg К !.! рн + Уст

1758696

Рс - Зйр, (5) Ucc = Ipy Rp+ Ост.

0n nUccww

2В, (6) 35 где Ip> — ток Ip в катушке реле 8 в исходном состоянии, Ipc, Ipy, Ipp — соответственно ток сраба- 5 тывания, ток удерживания в сработанном состоянии и ток отпускания реле;

Ос — напряжение на конденсаторе 6 в исходном состоянии;

Оря — номинальное напряжение реле; 10

Uc — напряжение стабилизации стабилитрона, К 1,3 — коэффициент запаса;

Rp, Rc — соответственно сопротивление катушки реле 8 и резистора 9. 15

При этом подразумевается, что суммарное сопротивление токоограничивающих резисторов 4, 5 во много раз больше сопротивления Rc резистора 9, Предлагаемое реле времени работает 20 следующим образом, После подачи на клеммы 1, 2 напряжения питания (220В для бытовой сети) на конденсаторе 6 устанавливается напряжение Uc = Uc, на управляющем входе 19 времязадающего блока — 25 напряжение Ост (логическая "1"), а на его выходе-напряжение Ов, примерно равное нулю (логический "0"), При этом коммутирующие выводы транзисторного ключа разомкнуты, и в катушке реле 8 протекает ток 30

Ip = Ip<, который в первом приближении равен; где Up — напряжение на клеммах 1, 2 (220В);

Ròp — сопротивление одного токоограничивающего резистора. при условии, что сопротивление обоих резисторов равны 40 (зкспликация Ipp, Оси приведена выше).

Для пуска реле времени в работу выключатель 15 устанавливается в положение

"ПУСК", его контакт замыкается и на входе

19 времязадающего блока устанавливается логический "0", Под действием формируемого времязадающим блоком импульса напряжения Ов длительностью 1в срабатывает транзисторный ключ, шунтирующий резистор 9, резко увеличивается ток Ip, KQ" 50 торый в начальный момент равен (Осп- Ост)/ Rp. В результате срабатывает реле

8, которое своими контактами коммутирует нагрузку реле времени на время, равное ta, Емкость конденсатора 6 выбирается доста- 55 точной величины, чтобы средний за время срабатывания реле ток р был больше тока

1рс. После срабатывания реле в его катушке установится ток. примерно равный!рт, а на конденсаторе 6 установится напряжение, равное напряжению Ucc.

По истечении интервала. времени в и после размыкания коммутирующих выводов ключа 20, ток 1р уменьшается до величины, определяемой соотношением (4), в результате чего реле 8 отпускает, Благодаря наличию конденсатора 6 среднее значение тока р в течение времени отпускания реле всегда меньше Ipp.

Работоспособность заявляемого реле времени подтверждена экспериментально.

В эксперименте было использовано электромагнитное реле, имеющее следующие технические характеристики; Up< = 24В, Rp = 1,8 KOM, Ipy = 2,5 MA, Ipp = 1 мА, I pc = 10.MA.

Значения сопротивлений, токов и напряжений в эксперименте: сопротивление одного токоограничивающего резистора—

30 кОм, Яс = 7,5 кОм, Осп 32 В,! рм = 3,3 мА, Ост = 5,6В, Для приведенного конкретного примера, в случае возникновения тока утечки по цепи фаза напряжения сети 220  — токоограничивающий резистор — выпрямитель— схема коммутации и управления — электролит — человек — земля при проведении, например, фотопечатных работ, величина этого тока утечки не превысит 6,5 мЛ, Последние достижения в создании и производстве миниатюрных электромагнитных реле с мощностью потребления <35 мВг, коммутируемой мощностью 150 ВА и раз лерами

< 0,7 см позволят увеличить сопротивление з токоограничивающих резисторов до 60 и более килоом и снизить ток утечки до абсолютно безопасной для человека величины.

Включение катушки электромагнитного реле в разрыв между выходным выводом выпрямителя и свободным выводом резистора параметрического стабилизатора напряжения и соединение коммутирующих выводов транзисторного ключа с выводами указанного резистора, включение дополнительного токоограничивающего резистора между второй входной клеммой и вторым вхоДным выводом выпрямителя, выполнение транзисторного ключа на двух биполярных транзисторах с разным типотл проводимости, а блокуправления — на выключателе без самовозврата, все это позволит значительно повысить электробезопасность заявляемого реле времени и, как следствие, расширить обла(, гь его применения нв сферу бытовой электронной аппаратуры.

1758696

Кроме того, благодаря схемным особенностям, предлагаемое реле времени может быть конструктивно выполнено в виде двух блоков, один из которых содержит времязадающий блок, блок управления, параметрический стабилизатор напряжения и транзисторный ключ, а другой — входные клеммы, токоограничивающие резисторы, выпрямитель, конденсатор фильтра и электромагнитное реле, при этом блоки могут быть соединены между собой относительно дешевым и доступным двужильным кабелем. Такое конструктивное выполнение еще больше повысит электробезопасность реле времени, так как пользователь манипулирует с безопасным первым блоком не соприкасаясь во время работы со вторым (силовым) блоком.

Формула изобретения

1, Реле времени, содержащее первую и вторую входные клеммы, двухполупериодный выпрямитель с двумя входными и двумя выходными выводами, включенный между первой входной клеммой и первым выводом выпрямителя токоограничивающий резистор, конденсатор фильтра на выходе выпрямителя, парамегрический стабилизатор напряжения на сиабилитроне, резистор которого своим первым выводом соединен с первым выходным выводом выпрямителя, времязадающий блок. включенный по питанию параллельно стабилитрону стабилизатора, блок управления, содержащий последовательно соединенные резистор и ключ, электромагнитное реле, транзисторный ключ, управляющий вход которого подключен к выходу времязадающего блока, а коммутирующие выводы включены в цепь катушки электромагнитного реле, и общую шинупитания,отличающееся тем,что. с целью расширения области применения

5 путем повышения электробезопасности, катушка электромагнитного реле включена в разрыв цепи между первым выходным выводом выпрямителя и первым выводом резистора параметрического стабилизатора

10 напряжения, первый коммутирующий вывод транзисторного ключа соединен с первым выводом резистора параметрического стабилизатора, второй коммутирующий вывод транзисторного ключа — с вторым выво15 дом указанного резистора, а между второй входной клеммой и вторым входным выводом выпрямителя включен дополнительный токоограничивающий резистор.

2, Релепоп.1,отличающееся тем, 20 что транзисторный ключ состоит иэ двух биполярных транзисторов с разным типом проводимости и двух резисторов, при этом база первого транзистора соединена с управляющим входом ключа, его эмиттер сое25 динен через первый резистор с общей шиной питания, а коллектор — с базой и через. второй резистор — с эмиттером второго транзистора, причем эмиттер последнего соединен с первым коммутирующим выво30 дом ключа, а коллектор — с его вторым коммутирующим выводом, 3, Реле по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок управления содержит соединенные последовательно резистор и

35 ключ, причем в качестве ключа использован выключатель с замыкающим контактом без самовозврата.