Способ бездребезговой коммутации нагрузки герконовым реле
Использование: коммутационная техника . Сущность изобретения: для исключения влияния вибрации контактов геркона на кривую тока временную задержку между моментом срабатывания геркона и моментом отпирания транзисторного ключа обеспечивают за счет увеличения тока управляющего перехода транзисторного ключа. Зил.
C O1G3 СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
>s Н 01 H 9/30
ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4811336/07
I (22) 09.04,90 (46) 30.10.92. Бюл. N 40 (75) B. В. Кривцов и В. И. Гуревич (56) A.c. СССР N 1225458, кл. Н 01 Н 9/30, 1980. (54) СПОСОБ БЕЗДРЕБЕЗГОВОЙ КОММУТАЦИИ НАГРУЗКИ ГЕРКОНОВЫМ РЕЛЕ
Изобретение относится к области управления электрическими цепями и может быть использовано в герконовых реле для устранения влияния дребезга .их контактов на цепь нагрузки, Известен способ бездребезговой коммутации нагрузки герконовым реле, основанный на оптимальном его управлении, при котором ток в обмотке управления геркона первоначально увеличивают до максимально допустимого значения, а потом скачком сбрасывают до предельного нижнего уровня, выбирая, при этом момент переключения таким образом, чтобы контакт детали геркона соударялся с наперед заданной скоростью, выбранной из условия отсутствия отскока (1).
Недостатки этого способа заключаются в сложности его реализации, предполагающей введение в схему реле генератора импульсов, усилителя — инвертора, стабилизирующих элементов и пр., а также 8 том, что он предопределяет ограниченное (хоть и повышенное по сравнению с обычными реле) быстродействие, обуславливаемое увеличением времени до первого (и последнего в данном случае) соударения контактов и невозможностью применения форсированного возбуждения.
„„ Ы„„1772834 А1 (57) Использование: коммутационная техника. Сущность изобретения: для исключения влияния вибрации контактов геркона на кривую тока временную задержку между моментом срабатывания геркона и моментом отпирания транзисторного ключа обеспечивают эа счет увеличения тока управляющего перехода транзисторного ключа.
3 ил.
От последнего недостатка свободен способ бездребезговой коммутации нагруз. ки путем задержки сигнала с выходной цепи реле на время, превышающее промежуток между соседними соударениями контактов (2).
Задержку осуществляют за счет многократного инвертирования и интегрирования импульсов дребезга с помощью транзисторных ключей. RC-цепи, форсирующих средств, поэтому схемная реализация способа оказывается достаточно сложной, Цель изобретения — упрощение способа.
Поставленная цель достигается тем, что в способе бездребезговой коммутации нагрузки герконовым реле. включающем подачу управляющего сигнала на срабатывание геркона, контакты которого коммутируют цепи управления транзисторного ключа, обеспечение временной задержки между моментом срабатывания геркона и моментом срабатывания транзисторного ключа и последующее срабатывание транзисторно-. го ключа, коммутирующего ток нагрузки, укаэанную временную задержку между моментом срабатывания геркона и моментом срабатывания транзисторного ключа обеспечивают путем увеличения тока управляюг
1772834 щего перехода транзистора до значения, определяемого выражением;
1Б 1Б.
t>2 — значение временной задержки, определяемой продолжительностью дребезга контактов геркона; та — постоянная времени полупроводникового ключа в области насыщения.
Достижение поставленной цели стало возможным благодаря использованию специфической особенности полупроводникового ключа элемента, в частности биполярноготранзистора:прямопропорциональнай зависимости времени рассасывания его неосновных носителей от величины управляющего (базового) тока на начала запирания.
На фиг, 1 представлена схемная реализация заявленного способа; на фиг. 2 и 3— соответственно теоретические и экспериментальные осциллограммы процесса коммутации.
Для реализации способа может быть использована схема, содержащая герконовое реле 1, транзистор 2, резистор его базовой цепи 3.
Принцип работы устройства предельно прост; при замыкании контактов герконовога реле на базе транзистора 2 появляется отпирающий потенциал и в нагрузке начи.нает протекать так; обесточивание обмотки реле 1 возвращает схему в исходное состояние.
Предлагаемый способ основан на следующих соображениях.
Биполярный транзистор представляет собой в определенном смысле инерционный прибор и, пренебрегая временами нарастания Ь и спада tc. можно считать, что длительность ега выходного сигнала превышает длительность входного на время рассасывания tp (см, верхний и средний фрагменты фиг, 2).
Нетрудно видеть, что значение tp зависит от величины базового тока 1Б: чем больше
1Б, тем шире толщина образуемого базового слоя и тем больше время необходимо для ега рассасывания; формально эта зависимость выражается следующим образам:
1Б Б
tp = r 1а-7 — --,, где та — постоянная времени транзистора в области насыщения, выражаемая через его параметры s прямом и инверсном режимах;
1Б — запирающий так-базы;
1к — ток коллектора;
 — коэффициент передачи тока в режиме насыщения.
Пренебрегая для рассматриваемой схе/ мы 1Б по сравнению с ls и, вводя обозначение
1616.rp Кнас, гДе 1Б,гр — минимально необходимый (гРаничный) ток базы для введения транзистора в режим насыщения;
Кнас — коэффициент насыщения транзистора (отношение действительного тока базы к минимально необходимому для обеспечения режима насыщения); выражение (1) можно переписать в аиде
tp &In кнас (2)
Заявителями установлено, что время рассасывания у низкочастотных транзисторов оказывается соизмеримым с временами между соударениями и отскоками некоторых типов герконав в период их дре- безга.
Кроме того, известно, что промежуток времени между первым и вторым соударениями контактов геркона t<2 является самым продолжительным по сравнению с остальными (см. верхний фрагмент фиг, 2). Поэтому. если, увеличивая Кнас (например, путем уменьшения сопротивления резистора 3) обеспечить
Р 12 (32 та за счет инерции рассасывания ток в нагрузке будет протекать и в промежутки времени между соударениями контактов геркана вплоть до полного их замыкания (см, нижний фрагмент фиг. 2).
Очевидно, что для выполнения (3) коэффициент насыщения должен выбираться из условия 12
Кнас > ехр —. а значение базового тока иметь величину:
012
II; = Ig.гр ехр— Бф
Следует заметить, что увеличение тока базы сверх граничного значения уменьшает время нарастания, практически не влияет на ток коллектора (нагрузки) и улучшает стабилизацию режима насыщения.
На фиг. 3 приведены осциллограммы срабатывания герконового реле, выполненного на магнитоуправляемом контакте типа
K3M — 2. без использования заявленного метода (а) и при его использовании (б);
55 введении в схему реле транзистора КТ 816Г и обеспечении Кнас-8.
Анализ осциллограммы показывает, что реализация предлагаемого способа позволяет исключить проникновение колебаний
1772834
Фиг.2 тока, вызванных дребезгом контактов геркона, в нагрузочную цепь реле, Таким образом, заявленный способ оказывается гораздо проще известных, Формула изобретения
Способ бездребезговой коммутации нагрузки герконовым реле, включающий подачу сигнала на срабатывание геркона, коммутирующего цепь управления транзисторного ключа, обеспечение временной задержки между моментом срабатывания геркона и моментом срабатывания транзисторного ключа и последующее срабатывание транзисторного ключа, коммутирующего ток нагрузки, отличающийся тем, что, с целью упрощения реализации способа коммутации нагрузки, указанную временную задержку между моментом сра.. батывания геркона и моментом срабатыва- . ния транзисторного ключа обеспечивают
5 путем увеличения тока управляющего перехода транзисторного ключа до значения, QAределяемого выражением
1ь=1ь.rpexp(tn/ г,), 10 где 15.rp граничный ток управляющего перехода транзисторного ключа;
t>2 — значение временной задержки, определяемой продолжительностью дребезга контактов геркона;
15 ts — постоянная времени транзисторного ключа в области насыщения.
1772334
Составитель В. Кривцов
Техред М.Моргентал Корректор О, Кравцова
Редактор
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина. 101
Заказ 3848 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5
