Реле времени

 

Сеюз Советснни

Сецналнстнчесинв

Уеспубпнн

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (63) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заивлено 01.1075 (2i) 2175155/24-21 с присоединением заявки И(23) Приорнтет(Silj AL Кл.

H 0l Н 47/18

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК б21, 318.

° 5б2(088 ° 8) Опубликовано 150479- Бюллетень ¹ 14

Дата опубликования описания 150479 (72) Авторы изобретения

М.Н.Глазов и Э.С,Никулин (7l) Заявитель (5 4 ) РЕЛЕ ВРЕЬБНИ

Изобретение относится к области автоматики и предназначено для формирования выдержек времени в системах автоматического управления и контроля различного назначения.

Известны реле времени, содержащие операционный усилитель с включенными последовательно резистором и конденсатором в цепи отрицательной обратной связи, первый ключевой элемент, резистор и второй ключевой элемент в цепи положительной обратной связи, резисторы (1).

Известные реле времени имеют недостаточную выдержку времени, так как и в них используется. лищь половина динамического диапазона выходного напряжения интегратора.

Цель изобретения - увеличение выдержки времени.

Это достигается благодаря обеспечению изменения выходного напряжения интегратора между. отрицательным и положительным уровнями насыщения.

Для этого в устройство, содержащее 5 операционный усилитель с включенными последовательно резистором и конденсатором в цепи отрицательной обратной связи, первый ключевой ьлемент, резистор и второй ключевой элемент в 9 цепи положительной обратной связи, резисторы, введены два диода и источник запирающего напряжения, при этом между инвертирующим.входом операционного усилителя и входом устройства включена цепь из соединенных последовательно первого диода и резистора, параллельно указанной цепи включен другой резистор, первый ключевой элемент включен между точкой соединения резистора и конденсатора в цепи отрицательной обратной связи и общей шиной источника питания, второй ключевой элемент выполнен на транзисторе, причем в цепь положительной обратной связи включен базоэмиттерный переход транзистора, эмиттер через симметрирующий резистор, параллельно которому включен второй диод, соединен с общей щиной источника питания, база через резистор соединена с источником запирающего напряжения.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит операционный усилитель 1 с резистором 2 и конденсатором 3 в цепи отрицательной обратной связи, первый ключевой элемент 4, 657476

Т - — — Т вид и и

Т = Еп

ВаЗВ u iu а

3 выполненный, например, на последовательна и встречно соединенных диоде

5, стабилитроне 6, точке соединения которых между собой через резистор 7 соединена с клеммой 8 источника смещения,. второй ключевой элемент на транзисторе 9, резисторы 10-.13, симметрирующий резистор 14, диоды 15 и

16, клемму 17 источника запирающего напряжения и исполйительное реле 18.

Устройство работает следующим образом. 10

В исходном состоянии при входном сигнале 0з = 0 ) О.диод 15 открыт,напряжения на инвертирующем и неинвентирующем входах усилителя 1 соответственно равны U =-U„ и 0„„ — О,,в реэу- 15 льтате чего усилитель 1 находится в состоянии отрицательного насыщения и его выходное напряжение U„ = U, при этом конденсатор 3 заряжен до напряжения U = О О + U, напряо жение на входе перв ого ключевого элемента 4 -UI„= U, а диод 5 и переход база - ьмиттер транзистора 9 смещены в непроводящем направлении.

В результате цепь положительной об.ратной связи усилителя 1 разомкнута, выходной транзистор 9 закрыт и реле

18 обесточена (ЭВ „=-О) .

При изменении знака входного сигнала (U z = О (0) происходит закры,вание диода 15, напряжения Ц и (1 и н.м становится близ ким к нулю, и операционный усилитель 1 переходит в режим интегрировани я входного напряжения (момент времени ty ) . Скорость нарастания напряжения U на выходе 35 усилителя 1 определяется величиной напряжения U и постоянной интегрирования Тк =В„ С з, где R сопротивление резистора 13; С З вЂ” емкость конденсатора 3 (резистор 2 выбирается 40 так, что его сопротивление R> << Ri .) . .В момент времени 1„, когда напряжение на входе первого ключевого элемента 4 достигает уровня 0„=U + дО где U z — опорное напряженйе стабили45 трона () — пороговое напряжение открытого диода 5, происходит выключение отрицательной обратной связи усилителя 1, так как его выходной ток, гротекающий через резистор 2, замыкается через открытые диод 5 и стабилитрон.6 первого ключевого элемента 4, поэтому напряжение Ц„ на выходе усилителя 1 начинает резко возрастать, достигая через относительно небольшой интервал времени aQ = tg — ti уровня срабатывания Цс = - (-, где Ri

М 3

Rii -сопротивлейия резисторов ln и 11.

В момент времени t переход базаэмиттер транзистора 9 открывается, увеличивается напряжение Он, а слен.н ° довательно, включается положительная обратная связь, под действием которой усилитель 1 релейно переходит в состояние положительного насыщения

Оэ= О, при этом отрицательная обрат- 65 ная связь остается выключенной, поскольку при малых динамических сопротивлениях аткрытога диода 5 и стабилитрона f 6 (по сравнению с сопротивлением резистора 2) приращение напряжения U> на инвертирующем входе усилителя 1, передаваемое са входа первого

Ключевого элемента 4 через конденсатор 3, пренебрежимо мало по сравнению с приращением напряжения U„,„

Ва время включения положительной . обратной связи происходит также скачкообразное открывание транзистора 9, в результате чего через диод 16, фиксирующий потенциал на эмиттере транзистора 9, и через обмотку исполнительного реле 18 начинает протекать

ToI< 3 э„,, ° . Выдержка, времени (Т bI< ) ат момента t изменения знака входного сигнала 0 до появления тока в обмотке з, 1 выходного реле (4 ) при практически выполняющемся условии at «t< — t z определяется выражением

И может регулироваться как эа счет параметров схемы (величин R<> и Сз), так и путем изменения входного сигнала.

Возврат реле времени в исходное состояние осуществляется путем изменения знака входного напряжения с от рицательнага на положительный, лричем1 (момент времени t ) открывается диод

15, конденсатор 3 начинает перезаряжаться,и напряжение Ug возрастает па экспоненциальному закону с постовремени К (В э + В, „ ) ° С З, где R42 - сопротивление резистора 12, Rp - сопротивление открытого диода

15. Когда в момент времени t4 выполняется условие U UI, „— — ()А„„, где

Од„4 — напряжение на открытом диоде

16, усилитель 1 выходит иэ состояния положительного насыщения, ток через переход база-эмиттер транзистора 9 уменьшается, в результате усилитель переходит в состояние отрицательного насыщения, при котором U = U, U О.

Возврат реле в состояние 3> „— — 0 после подачи сигнала U =- 04 происходит эа время, После выключения положительной обратной связи происходит перезаряд конденсатора 3 через диод 15 и резисторы 12 и 2, в результате чего на конденсаторе устанавливается напряжение U = Оо, реле времени приходит в исходное состояние. Продолжительность этого процесса определяет время полного восстановаления.

657476

Формуда изобретения

Ôèà1

Риг.2

Составитель И.Радько

Редактор Т.Янова Техред И.Асталош Корректор О.Ковинская

Заказ 1813/50 Тираж 922 Подписное

ПНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб.,д.4/5

Филиал ППЛ Патент, r.Óæãoðîä, ул.Проектная,4

Реле времени, содержащее операционный усилитель с включенными последовательно резистором и конденсатором в цепи отрицательной обратной 5 связи, первый ключевой элемент, резистор и второй ключевой элемент в цепи положительной обратной связи, резисторы, о т л и ч а ю щ е е с я reM, что, с целью увеличения выдержки 0 времени, в него введены два диода и источник запирающего напряжения, при этом между инвертирующим входом-операционного усилителя и входом устройства включена цепь из соединенных пос-,ледовательно первого диода и резистора, параллельно укаэанной цепи включен другой резистор, первый ключевой элемент включен между точкой соединения резистора и конденсатора в цепи отрицательной обратной связи и общей шиной источника питания, второй ключевой элемент выполнен на транзисторе, причем в цепь положительной об" ратной связи включен баэоэмиттерный переход транзистора, эмиттер через симметризующий резистор, параллельно которому включен второй диод, соединен с общей шиной источника питания, база через резистор соединена с источником запирающего напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лвторское свидетельство

Р 539343, кл. Н 01 Я 47/18, 18.02.75. °