Патент ссср 269309

 

О П И С А Н И Е 2693О9

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Goes Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 01.1V.1968 (№ 1229677!18-24) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 17.1V.1970. Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 1бХ11.1970

Кл. 21g, 4/05

МГ1К Н 01h 7/00

УДК 621.318.57(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

А. Д. Трушин и А. И, Туманов

Заявитель

РЕЛЕ EPEMEHH

Предлагаемое изобретение относится к ооласти электронной автоматики и, в частности, к электронным реле времени.

Известны различные схемы электрîHHûõ реле времени. Все они содержат, как правило, времязадающую цепь RC н схему на активных элементах, управляющую процессом перезаряда емкости С. В качестве активных элементов применяются электровакуумные и газоразрядные лампы, полупроводниковые приборы. В настоящее время особенно широкое применение получили полупроводниковые приборы (диоды, триоды, тиристоры).

Однако применение полупроводниковых приборов в реле времени приводит к нестабильности выдержки времени при изменении температуры окружающей среды, так как к температурной нестабильности цепи RC добавляется температурная нестабильность параметров полупроводниковых приборов, которая, как известно, имеет большую величину.

Особенно затруднительно создание термостабильных электронных реле на большие выдержки времени (десятки, сотни секунд). Это обусловлено тем, что увеличение выдержки времени электронных реле может быть получено за счет увеличения величины емкости или сопротивления времязадающей цепи. Но увеличение величины сопротивления ограничено из-за утечек тока через обратные проводимости полупроводниковых переходов, диэлектрик конденсатора и изоляцию реле. Причем величина утечек тока сильно меняется с изменением температуры, влажности и состояния поверхпости элементов схемы.

Увеличение емкости с применением конденсаторов, имеющих малую утечку тока через диэлектрик, приводит к черезмерному увеличению габаритов устройства, так как слюдяные, керамические, бумажные конденсаторы имеют сравнительно малые емкости. Большую величину емкости при малых габаритах имеют электр олитические конденсаторы, но они имеют большую величину температурного коэффициента емкости и тока утечки. Поэтому применение их в реле времени без эффективной термокомпенсации становится недопустимь|м.

Целью изобретения является создание реле

2о на большую выдержку времени (десятки, сотни секунд), стабильную в интервале температур от — 60 до +100 С при малых гаоаритах конструкции.

Предлагаемое реле времени на полупровод25 никах отличается от известных тем, что схема его имеет комбинированную термокомпенсацию, осуществляемую за счет включения в цепь положительной обратной связи релейного усилителя на двух разнополярных транзисторах, полупроводникового диода, у которого

269309

50 направление прямой проводимости совпадает с направлением начального тока одного из транзисторов, а в цепь эмиттера другого транзистора включен пороговый полупроводниковый элемент с отрицательной температурной зависимостью напряжения включения. Такая термокомпенсация позволяет получить большую величину .выдержки времени, стабильную в интервале температур от — 60 до

+100 С при применении во времязадающей цепи электролитического конденсатора, что значительно уменьшает габариты устройства.

Применение электролитического конденсатора большой емкости в цепи RC позволяет значительно уменьшить величину R (до

100 кол и менее). Такая величина Я на несколько порядков меньше, чем сопротивление утечки элементов схемы и конструкции реле.

Поэтому в условиях изменяющейся температуры и влажности окружающей среды сопротивления утечки, хотя и будут изменяться в широких пределах, но влияние их на величину выдержки времени будет незначительным, что устраняет необходимость в герметизации конструкции.

На чертеже приведена схема предлагаемого реле времени.

Она состоит из релейного усилителя на двух разнополярных транзисторах 1 и 2 с времязадающей цепью на входе. Для компенсации температурного коэффициента емкости (ТКЕ) электролитического конденсатора времязадающая цепь содержит, кроме резистора

8 и конденсатора 4, переключающий диод 5.

Принцип термокомпенсации. основан на взаимно-обратной температурной зависимости величины напряжения включения диода-динистора 5 и величины емкости электролитического конденсатора 4.

Для компенсации увеличения тока утечки конденсатора 4 при положительных температурах применены транзисторы 1 и 2 разной проводимости типа п-р-и и р-а-р и в цепь положительной обратной связи введен диод 6, Благодаря такому сочетанию начальные коллекторные токи обоих транзисторов во время заряда конденсатора 4 складываются с основным током заряда, протекающим через резистор 8 от источника питания. Диод 6 не позволяет основному току заряда ответвляться в нагрузку реле, в то же время дает возможность в начале заряда конденсатора 4 началь5

40 ному току транзистора 2 компенсировать увеличивающийся ток утечки конденсатора 4 при положительных температурах, при которых начальные токи транзисторов также увеличиваются в 10 — 20 раз. Величина начального тока кремниевых маломощных транзисторов имеет примерно такой же порядок, как и ток утечки электролитического танталового конденсатора. Так, например, у триода П307Л при i = +100 С ток 1,.„=200 яка, а при номинальной температуре 22 С не более 20 .яка.

Схема работает следующим образом. В исходном состоянии ключ 7 замкнут, конденсатор 4 полностью разряжен, транзисторы 1 и 2 находятся в закрытом состоянии. С момента размыкания ключа 7 начинается заряд конденсатора 4 через резистор 8. Как только напряжение на конденсаторе 4 достигнет величины напряжения включения диода 5, во входной цепи транзистора 1 возникает ток.

Транзистор 1 открывается и коллекторным током, протекающим по цепи резисторов 8 и 9, открывает транзистор 2. Потенциал коллектора последнего становится положительным, и через цепь обратной связи — резистор 10, диод 6 — воздействует на базу транзистора 1.

Такая регенеративная обратная связь переводит транзисторы 1 и 2 в состояние насыщения.

Через открытый транзистор 2 напряжение источника питания подключается к нагрузке.

Величина тока нагрузки определяется допустимым коллекторным током транзистора 2.

При применении реле времени для включения больших токов при высоких напряжениях нагрузкой его может служить обмотка электромагнитного реле. В этом случае величина включенного тока и напряжения будет зависеть от типа примененного электромагнитного реле.

Предмет изобретения

Реле времени, содержащее RC-цепочку и релейный усилитель на двух транзисторах различного типа проводимости, отличающееся тем, что, с целью увеличения выдержки времени в интервале температур, между базой входного транзистора и коллектором выходного через резистор включен диод катодом к базе входного транзистора, а в цепь эмиттера входного транзистора включен пороговый элемент, например динистор, анодом к эмиттеру входного транзистора.

269309

1 (!

Ъ)

Составитель В. Г. Гордонова

Редактор Б. С. Нанкииа Техред А. А. Камышникова Корректор О. Б. Тюрина

Заказ 1916/15 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2