Реле времени

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистические

Республик

<,746764 (63 ) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 13, 10.77 (21) 2534190/24-21 с присоединением заявки ¹ (5! )М. Кд.

Н 01 Н 47/18

Гоеудерстееиимй комитет (23) Приоритет ю

Опубликовано 07.07.80. Бюллетень ¹25 пп декам иэооретеиий и открытий (53) УД К62 1.ъ З19..57(088.8) Дата опубликования описания 10,07,80 (?2) Авторы изобретения

В. К. Никифоров и А. Ф. Сычев (71) Заявитель

1 (54) РЕЛЕ ВРЕМЕНИ

Изобретение относится к импульсной технике и может найти применение в устройствах автоматики, телемеханики и связи.

Известно реле времени, содержащее времязадаюшую РС-цепь, состоящую из

5 резистора и двух конденсаторов, имеющих общую точку и подключенных к раз ноименным полюсам источника питания, пороговый каскад с исполнительньгм

l0 элементом (Ц. Конденсаторы времязадаюшей С-цепи таких реле предварительно (до момента начала выдержки) заряжаются до определенных уровней напряжений и с момента г5 начала выдержки времени перезаряжаются, компенсируя токи утечки. 9тим дости гается уменьшение погрешности выдержки времени от старения и изменения температуры окружающей средьг.

Уменьшение времени готовности к повторному действию таких реле ограничивается необходимостью предварительного, до момента начала выдержки, заряда г времязадаюших конденсаторов до определенных уровней напряжений.

Известно также реле времени, содержашее времязадаюшую ЙС-цепь, подключенную через дифференцируюшую цепь к генератору импульсов, пороговый гсаскад с исполнительным элементом, разделительные диоды f2j .

Конденсатор времязадаюшей ЯС-цепи таких реле заряжается от источника напряжения, на который накладываются продифференцированные импульсы от генератора. Для срабатывания порогового каскада в реле используется энергия не

ВС -цепи,. а энергия генератора импульсов, что позволяет получить большую точность срабатывания и малую величину разброса выдержек.

Применение в пороговом устройстве в качестве сравнивающего элемента кремниевого диода с большим обратным сопротивлением в совокупности с вышеприведенными признаками позволяет применять в RC -цепях при заданных яы10

15 процессе старения и изменения темпера20 туры окружающей среды. Применение нением времязадаюшей цепи, состоящей из резистора и двух конденсаторов, поз30 воляет повысить стабильность выдержки

В известных устройствах время не обходкмого предварительного заряда (разряда) не входит во время выдержки реле времени и определяет довольно большое время готовности реле к повторном у действию. Последнее уже определяется не временем, необходимым для

55 возвращения в исходное состояние времязадаюших конденсаторов, а временем разряда конденсатора дополнительной

RC -цепи, создающей задержкч. Исполь3 746 держках времени высокоомные резисторы и конденсаторы небольшой емкости. Это в целом дает возможность для больших выдержек времени (порядка нескольких минут) без особого ущерба в габаритах использовать неэлектролитические конденсаторы, имеющие по сравнению с электр олитическими лучшую стабилнность и меньший коэффициент абсорбции. Применение конденсаторов небольшой емкости способствует уменьшению временй готовностй к повторному действию реле времени.

Недостатком такого реле является значительное изменение тока утечки времязадающего конденсатора в процессе старения и изменения температуры окружающей среды, что приводит к нестабильности выдержки времени и изменению ее величины относительно первоначального значения. другим недостатком реле является значительное время повторного действия из-за необходимости полного разряда времязадающего конденсатора перед пос- 2 ледующими выдержками (начиная со второй) . Несоблюдение этого требования, т.е. неполный разряд времяэадающего конденсатора, является причиной значительных нестабильностей выдержки времени. Так как время полного разряда конденсатора равно более чем утроенному значению постоянной времени его разрядной цепи, то это приводит к большим значениям времени готовности реле 3 к повторному действию, несмотря на применение низкоомных разрядных цепей.

Целью изобретения является повышение стабильности выдержки времени и

4 уменьшение времени готовности реле к повторному действию. для достижения укаэанной цели в реле времейи, содержащее последовательную времязадающую R< -öåïü, подключенную через дифференцирующую цепь к выходу генератора импульсов, пороговый каскад с исполнительным элементом, подключенный к выходу времязадаюшей RC-цепи, разделительные диоды, введены электронный ключ с задержкой, выполненнйй, например, на транзисторе с дополнительной ЯС -цепью в базовой цепи; дополнительный времязадающий конденсатор и делитель напряжения источника питания, например, на стабилитронах, причем коллектор транзистора подключен к объединенным обкладкам двух конденсаторов времязадающей RC -цепи, подключенных к разноименным шинам источника питания, указанные обкладки конденсаторов подключены через соединенные последовательно разделительный диод и резистор нагрузки транзистора к общей шине, а через другой разделительный диод к первому выходу делителя напряжения источника питании, ко второму выходу которого подключен эмиттер транзистора, параллельно конденсатору дополнительной ЯC -цепи включен исполнительный элемент порогового KBcKGда, например нормально открытый контакт реле.

Применение времязадаюшей -цепи, состоящей из резистора и двух конденсаторов, позволяет компенсировать токи утечки времязадаюших конденс аторов в электронного ключа с задержкой, подключенного. определенным способом к двум времяэадаюшим конденсаторам, позволяет, с одной стороны, осуществлять заряд времязадаюших конденсаторов до определенных (фиксированных) уровней напряжений, что в совокупности с примевремени. С другой стороны, наличие в электронном ключе дополнительной ЙС-цепи позволяет получить временную задержку, необходимую для заряда времязадаюших конденсаторов до определенных уровней напряжений и последующего (после окончания временной задержки) их перезаряда через резистор времязадающей цепи в процессе отработки заданной выдержки времени. Время заряда времязадаюших конденсаторов до определенных уровней напряжений и время их перезаряда через резистор времязадающей цепи до срабатывания исполнительного элемента составляют заданную выдержку: времени.

5 746764 6 зование усилительных свойств электрон- на крутых участках зарядных экспонент, ного ключа (предварительный заряд двух что резко уменьшает время их заряда. времязадаюших конденсаторов осуществ- На фиг. 1 представлена принципиальляется через низкоомную коллекторную наа схема реле времени. нагрузку транзистора, а заряд конденса5

Реле времени содержит времязадаютора дополнительной ЯС -цепи — через щую РС -цепь, состоящую из резистора высокоомный базовый резистор) позво- и двух конденсаторов 2 и 3, дифференляет на порядок и более уменьшить ве- цируюшую цепь на резисторе 4 и конличину емкости конденсатора дополни- денсаторе 5, генератор 6 импульсов, тельной РС -цепи по сравнению с ем- щй пороговый каскад, состоящий из диода 7, костью конденсаторов,времязадающей резистора 8, триггера 9, исполнитель9 -цепи, что способствует сугцествен- ный элемент 10, например реле, раздеДС— ному снижению времени готовности реле лительные диоды 11 и 12, электронный к повторному действию по сравнению с ключ с задержкой, выполненный на транзисторе 13 с дополнительной RC -цепью

Для ускорения разряда конденсатора состоящей из резистора 14 и конденсадополнительной RC -цепи, а следователь- тора 15 в базовой, в азово цепи, делитель нано, и уменьшения времени готовности пряжения источника питания на стабилиреле к повторному действию после окон- тронах 16-18, резисто 19, зистор, нагрузки чания выдержки времени он шунтируется рц транзистора, низкоомный резйстор 20

l исполнительным элементом порогового через который объединены обкладки врекаскада, например нормально открытым мязадаюших конденсаторов 2 и 3, норконтактом реле. В известных реле вре- мально открытый контакт 21 реле. мени для уменьшения времени готовно- На фиг. 2 прив аф приведены графики, поясняюсти реле к повторному действию после 2S шие принцип перезаряда времязадающих окончания выдержки времени исполни- конденсаторов в пр о ов в процессе выдержки вретельным элементом порогового каска- мени реле. шей РС . да шунтируется конденсатор времязадаю- Здесь И вЂ” напряжение на таб

-цепи.. Учитывая, что емкость тронах 16-18; И вЂ” напряжение н конденсатора дополнительной RC -цепи 30 билитронах 17 и 18.

Э и; пор. — напрявыбирается на порядок меньше, чем ем- жение, при котором срабатывает порокость времязадаюшей <С -цепи, а также говый каскад (открывается диод 7); аотсутствие необходимости обязательного кривая заряда конденсатора 2; в — кри ,полного разряда конденсатора допол- вая заряда конденсатора 3; с — кривая нительной РС вЂ” еп

-ц и вследствие того, что З5 одновременного заряда конденсатора 2 и нестабильность времени задержки не разряда конденсатор 3 тора через резистор 1 оказывает значительного влияния на ста- после окончания вре ния времени задержки; с. бильность выдержки времени реле, так время окончания задержки — время держки 1 как время задержки составляет 0,010001 а часть выдержки времегги реле, щ кривые заряда конденсаторов 2 и 3 в в емени,,е— время готовности предлагаемого реле случае если бы они б

ы они заряжались до необвремени к повторному действию значи- ходимых уровней на яжения по г-яжения по экспоненте. тельно меньше, чем у известных. Постоянная времени заряда дополнительной с-цепи выбирается значительно

С целью уменьшения времени заряда,ц меньше постоянн и янно времени времязадаюдвух .конденсаторов времязадаюшей шей С -цепи. ггпу -цепи до определенных уровней на- Постоянная времени в остоянная времени времязадающей пряжени, а следовательно, уменьшения RC-цепи при уско енн м

-цепи при ускоренном заряде выбивлияния нестабильности времени задерж- рается м и ается меньше постоянной времени заки, в течение которого осуществляется go ряда дополнительной РС -цепи. заряд этих конденсаторов, на стабильность выдержки времени реле, их объе- электронныи ключ с памятью диненные обкладки подключены через П роцесс выдержки времени начинаетодин разделительный диод и резистор ся с момента подачи напряжения питанагрузки электронного ключа к обшей у ния на реле времени. При этом конденшине, а через второй разделительный - сат 15 сатор электронного ключа разряжен, диод к делителю напряжения, выполнен- и ключ закрыт (на базе транзистора ному, например, на стабилитронах. При- :,относительно эмиттер эмиттера находится положичем заряд конденсаторов прекращается тельный потенциал). Начинается заряд

7 7467 времязадаюших конденсаторов. Конден camp 3 заряжается по цепи + U<, конденсатор 3, диод 11, резистор 19по цепи — U<. Конденсатор 2 заряжается по цепи + Urp, конденсатор 3, ре5 зистор 20, конденсатор 2 и резистор 4по цепи — Ц .

Ярк этом диод 12 закрыт, так к ак к его катоду приложен положительный потенциал. Когда напряжение на койденсаторе 3 достигнет напряжения на стабилитронах 17 и 18, открывается диод 12, и процесс заряда конденсаторов прекращается. При этом найряжейие на койденсаторе 2 приблизительно равно напряжению на стабилитронв 16.

Когда напряжение на конденсаторе 15 дополнительной -цепи достигнет порога cpaGaTblBGEHR электронного ключа 13, последний открывается и запирает" 15азделительный диод 11, включенный в цепь ускоренного заряда конденсаторов 3 и 2. .С этого момента конденсатор 2 разряжается, а конденсатор 2 заряжается через резистор 1 времяэадаюшей RC-цепи.

Когда напряжение на общей точке конденсаторов 2 и 3 достигнет величины напряжения отпирания диода 7, снимаемого с резистора 8""йорбговот о кайсада, диод отпирается, и продифференцирован- Зр ные импульсы с генератора импульсов 6 поступают на вход тратера 9, триггер опрокидывается, включает реле 10; которое контактом 21 шунтирует кокденcamp 15 дополнительной Я С -цепи.

После разряда конденсатора 15 устройство готово к повторному действию.

Таким образом, предлагаемое построение реле времени повышает стабильность выдержки времени и уменьшает погреш- 40 ность выдержки от старения времязадаюших конденсаторов и изменения температуры окружающей среды, уменьшает время готовности реле к повторному действию, что значительно увеличивает сферу ..применения .реле и устраняет необходи64 8 мость в периодической настройке его перед применением в процессе длительной эксплуатации.

Формула изобретения

Реле времени, содержащее последовательную времязадаюшую подключенную через дифференцнруюшую цепь к выходу генератора импульсов, пороговый каскад с исполнительным элементом, подключенный к выходу времязадающей RC -цепи, разделительные диоды, отличающееся тем,что,с целью повышения стабильности и умень-, шения времени готовности реле к повторному действию, в него введены электронный ключ с задержкой, выполненный, например, на транзисторе с дополнительной RC -цепью в базовой цепи, дополнительный времязадаюший конденсатор и делитель напряжения источника питания, например, на стабилитронах, причем коллектор транзистора подключен к объединенным обкладкам двух конденсаторов времязадающей < -цепи, подключенных к разноименным шинам источника питания, указанные обкладки конденсаторов подключены через соединенные последовательно разделительный диод и резистор нагрузки транэистсра к обшей

Шине, а через другой разделительный диац к первому выходу делителя напряжения источника питания, ко второму выходу которого подключен эмиттер транзистора, параллельно конденсатору дополнительной РС -цепи включен исполнительный элемент порогового каскада, например нормально открытый контакт реле.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. АвтОрское свидетельство СССР № 189488, кл. Н 01 Н 47/18, 14. 10.64.

2. Реле времени ВЛ-27

ТУ 16.S23.453-74 (прототип) .