Многофазный генератор регулируемых временных интервалов

 

Союз Советских

Социалистических

Республйк оо790206 (6! ) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 12.06.78(2!) 2625695/18-21 с присоединением заявки Ио

Н 03 К 5/13

Государствеииый комитет

СССР яо делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 231280. Бюллетень М 47 .

Дата опубликования описания 251280

{53) УДК621. 318..5(088.8) (72) Авторы изобретения

В. И. Кабанов и Ш. И. Гагуа

{7!) Заявитель (54) МНОГОФАЗНЫЯ ГЕНЕРАТОР РЕГУЛИРУЕМЫХ

ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ!

Предлагаемый многофа з ный ге не ратор регулируемых временных интервалов относится к импульсной технике инфранизкого диапазона и может быть применен для формирования последова- 5 тельности регулируемых интервалов времени в установках различного назначения и, в частности, предназначен для использования в системах автоматического управления переключени- 39 ем регенеративных теплообменников в качестве базового блока генерирующего последовательность регулируемых интервалов времени.

Известны многофазные генераторы, содержащие времязадающие ячейки на биполярных транзисторах, соединенные между собой времязадающими конденсаторами, а времяэадающие резисторы 2О одновременно выполняют функции установки режима по постоянному току в транзисторах, так как включены в це- пях беэ последних (11 .. недостатками этих схем являются 25 низкие значения отрабатываемых ими интервалов времени, ограниченные невысокими сопротивлениями входных и выходных цепей ячеек и невысокими предельными величинами сопротивле- Зр ний резисторов в цепях без биполярных транзисторов.

Наиболее близкими к изобретению по технической сущности и достигаемому результату являются многофазные генераторы, содержащие времязадающие ячейки, выполненные на основе RC-це пи, подключенной к пороговому каскаду с обмоткой выходного реле в качестве нагрузки, причем связь между ячейками осуществляется с помощью контактов дистанционных электромагнитных реле. В этом устройстве возможна реализация больших величин отрабатываемых интервалов времени эа счет выполнения порогового каскада на полевых-транзисторах (21.

Недостатком этого генератора является невысокая точность отработки временных интервалов, завышенное энергопотребление и снижение надежности устройства при работе его в

)бласти больших временных интервалов, вследствие того, что конденсаторы времязадающих RC-цепей в ячейках не шунтируются низкоомными резисторами на время, предшествующее началу отработки временного интервала данной ячейкой остаточное напряжение на конденсаторе полностью не снимается, 790206 что приводит к временной нестабильности величин отрабатываемых интерва" лов времени данной ячейкой и, как следствие этого, к снижению точности отрабатывания последовательности регулируемых временных интервалов.

Энергопотребление, всем устройством можно снизить, если подключить времязадающие ячейки к источнику питания не все сразу, как это сделано в прототипе, а последовательно в моменты начала отработки временного интервала данной ячейкой.

Цель изобретения — повышение точности отработки регулируемых временных интервалов, снижение энергопотребления и повышение надежности работы всего устройства в целом.t

Укаэанная цель достигается тем, что в многофаэном генераторе регулируемых временных интервалов, содержащем времяэадающие ячейки, выполненные на основе RC-цепи, подключенной к пороговому каскаду с об.моткой выходного реле в качестве нагрузки, размыкающие контакты выходных реле предшествующих ячеек подключены череэ ограничительные резисторы параллельно времязадающим конденсаторам последующик ячеек, замыкающие контакты включены между плюсовой шиной стабилизированного источника питания и входом йС-цепи, размыкающий контакт выходного реле последней ячейки подключен между обмоткой блокировочного реле и плюсовой шиной ис. точника стабилизированного напряжения, которая в свою очередь подключена через параллельно соединенные замыкающие контакты блокировочного реле, реле вчешнего автоматического запуска и кнопку ручного запуска к .общей плюсовой шине питания.

На фиг. 1 изображена схема многофазного генератора регулируемых временных интервалов; на фиг. 2 и 3 представлены экспериментально полученные осциллограммы, поясняющие принцип работы предлагаемого многофаэного генератора регулируемых временных интервалов.

Генератор содержит времязадающие ячейки 1-(1-n) с выходными реле

2-(2- И), диоды 3-3{n+1), шунтирующие все выходные реле переключающие контакты 4-4(n-1), блокировочное реле 5, замыкающий контакт 6 .блокировочного реле, размыкающий контакт 7 выходного реле последнего каскада, замыкающий контакт 8 реле внешнего запуска, кнопку 9 ручного запуска, источник стабилизированного источника напряжения питания на стабилитроне 10 и резисторе 11, плюсовую шину 12 источника питания, минусовую шину 13 источника стабилизированного напряжения, общую заземленную шину 14 источника питания всего устройства.

RC-цепь каждой ячейки содержит конденсатор 15, резистор 16, транзисторы 17-20, резисторы 21-23, . замыкающий контакт 24 блокировочно:го реле, резисторы 25-(25-n).

Устройство работает следующим об,разом.

При нажатии кнопки 9 или включения контакта 8 внешнего автоматического запуска общая плюсовая шина с напря- .

1р жением Е подключается к шине 12, при этом срабатывает блокировочное реле 5 и своим замыкающим контактом

6 блокирует цепь питания, делая ее в дальнейшем независимой от состояния контакта 8 и кнопки 9. Одновременно переключающий контакт 24 меняет свое состояние-, что приводитк разрыву цепи шунтирования времязадающего конденсатора первой времяэадающей ячейки 1-1 и подключения последней к плю26 совой шине 12 стабилизированного напряжения после чего первая времязадающая ячейка 1-1 начинает отрабатывать интервал времени дtq, а все остальные времязадающие ячейки 1-1, Я пока еще к шине питания 12 не подключены и, следовательно не потребляют электроэнергии, но времяэадающие конденсаторы у них эашунтированы, что приводит к снятию с них возможно нащ копленных остаточных напряжений, так как происходит полная разрядка их и подготовка к работе. Далее в момент отработки ячейкой 1-1 интервала времени М срабатывает ее выходное реле 2-1, что приводит к аналогичному процессу: снимается шунт с времяэадающего конденсатора последующей ячейки 1-2, после чего подключается к ячейке 1-2, шина 12 и времязадающая ячейка.1-2 оказывается подклю40 ченной к источнику стабилизированно- . го напряжения, при этом все остальные ячейки по-прежнему к источнику питания не подключены и их времязадающие конденсаторы эашунтированы.

После отработки интервала времени аty, процесс подключения последующих времязадакицих ячеек и отработки ими интервалов времени At ... асн продолжается до тех пор, пока не сработает выходное реле 2-и последней ячейки,1-п, так как при этом размыкающим контактом 7 рвется цепь обмотки блокировочного реле 5, при этом рвется цепь и шина 12 отключается от источника. питания с напряжением +E, что вызывает снятие питания сразу со всего многофазного генератора и выключения всех выходных реле (2-1)-(2-n), поэтому все переключающие контакты (4-1)-4-(п-1) и 24 меняют

dQ свое состояние, т.е. сначала отключают шину 12, а затем шунтируют времяэадакщие конденсаторы всех ячеек и этим самым разряжая конденсаторы,, снимая с них остаточные напряжения.

Я На этом цикл отработки последова79020С

40 тельности временных интервалов заканчивается до поступления сигнала включения цепей с помощью контакта 8 или кнопки 9. Многофазный генератор регулируемых .временных интервалов мо вет работать и в автоматическом режи-. ме, генерируя непрерывно последовательность регулируемых временных интервалов. Для этого в цепь выходного реле 2-и последней ячейки вводятся RC-цепи задержки на отпадание реле и его контакты используются в цепях блокировки питания, которые будут выполнять функции реле 5, при этом последнее исключается из устройства.

Рассмотрим работу времязадающей ячейки 1-3 (фиг. 1}. После окончания процесса отработки интервала времени дt4- „предшествующей ячейкой

1-(i 1), срабатывает ее выходное реле 2-(i-1) и его переключающая контактная группа 4-(i-i) разрывает цепь с резистором 25-i, шунтировавшей времязадающий конденсатор 15 ячейки 1-i и затем подключает к ней шину 12 с напряжением питания, при этом весь входной каскад и управляющая часть выходного каскада, т.е. времязадающая RC-цепь каскадно включенные полевые транзисторы (17- в активном режиме и 18 — в пассивном режиме) и включенные по системе Дарлингтона транзисторы 19 и 20 биполярного модулятора оказываются подключенными к источнику стабилизированного напряжения, снимаемого со стабилитрона 10,т.е.. к шинам 12 и 13, а выходное реле 2-3 — к общей шине питания 14. Конденсатор 15 начинает заряжаться через резистор 16, при этом напряжение конденсатора подается через резистор 21 на затвор активного транзистора 17, что приводит к изменению тока каналов обоих транзисторов 17 и 18 с их общей цепи истока и стока напряжение подается через резистор 23 на базу транзистора 20, вследствие чего растет ток обоих баз биполярного модулятора и растет ток в их общей коллекторкой цепи, нагруженной на реле 2-i Когда напряжение на обмотке реле 2-i достигает величины напряжения срабатывания У, последнее срабатывает и. его переключающая контактная группа 4-3 меняет свое состояние и этим самым запускает в работу последующую времязадающую ячейку 1-(i+1), процесс отработки интервала времени ае. заканчивается и начинается процесс отработки по следующего интервала времени ас<+ последующей ячейкой 1„,„. Для повыше ния надежности работы самой времязадающей ячейки введены ограничительные резисторы 25, 21 и 23, а также диод З-i, включенный в обратносмешанном направлении. С помощью резистора 22 можно плавно регулировать от- д рабатываемый ячейкой временной интерал ай.3 в любой момент времени, прк

1 ртом сам процесс регулирования не влияет на качество работы всего устройства в целом, так как при регулировании не нарушается цепь соединения эмиттера транзистора 19 с шиной питания входного каскада, т.е. со стоком транзистора 17 и обкладкой конденсатора 15.

Выходные сигналы управления объектами снимаются с дополнительных контактных групп (на схеме не показаны ) выходных реле (2-1) — (2- h) . Сигналы управления в потенциальной форме можно снимать с обмоток этих же реле и годавать на дискретные микроэлектронные элементы.

Эффект повышения точности отработки регулируемьж интервалов времени и повышения надежности работы в предлагаемом многофазном генераторе удается получить за счет подключения переключающих контактных групп выходных реле предыдущих времязадающих ячеек размыкающей частью к обкладкам времязадающих конденсаторов последующих ячеек, а замыкающей частью к плюсовой шине источника стабилизированного напряжения, при этом, поскольку в моменты срабатывания реле переключающие группы контактов всегда сначала рвут цепи в размыкающих частях его, а затем после небольшого промежутка времени замыкают цепи в замыкающих их частях, в предлагаемом устройстве, по сравнению с прототипом, никогда не возникают ситуации,. при которых одновременно подано напряжение питания на времязадающие ячейки и закорочены времяэадающие конденсаторы в них, т.е. отсутствуют ситуации, когда на затворы полевых транзисторов поданы напряжения питания залирающей полярности с одновременной подачей их на каналы, т.е. на цепи стоков, что исключает возникновения явлений временного дрейфа выходных характеристик голевых транзисторов, к тому же обеспечивается надежное снятие остаточных напряжений на времязадающих конденсаторах к моменту размыкания шунтирующей его цепи после срабатывания выходного реле предыдущей ячейки. - ерергопотребления в этом устройстве определяется тем, что источник питания подключается к времязадающим ячейкам не одновременно, а последовательно, что приводит к зкономии энергопотребления более чем на 50%.

Формула изобретения

Многофазный генератор регулируемых временных интервалов, содержащий времязадающие ячейки, выполненные на

790206 основе RC-цепи, подключенной к пороговому каскаду с обмоткой выходного реле в качестве нагрузки, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности отработки регулируемых временных интервалов, снижения энергопотребления и повышения надежности, размыкающие контакты выходных реле предшествующих ячеек подключены через ограничительные резисторы параллельно времязадающим конденсаторам последующих ячеек, замыкающие контакты включены между плюсовой шиной стабилизированного источника питания и входом RC-цепй, размыкающий контакт выходного реле последней ячейки подключен между обмоткой блокировочного реле и плюсовой шиной источника стабилизированного напряжения, которая в свою очередь, подключена через параллельно соединенные замыкающие контакты блокировочного реле, реле внешнего автомати-ческого запуска и кнопку ручного запуска к общей плюсовой шине питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 225327, кл. Н 01 Н 47/18, 28.11.66.

2. Авторское свидетельство СССР>

9 387514, кл. Н 03 К 5/13, 22.10.71 (прототип).

790206 и.в

ФиаУ

Составитель И. Радько

Редакто A. Шан о Тех д И.Рейвес Ко ктор, И. Иуска

Заказ 9133 77 Тираж 995. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва Ж-35 Раушская наб. . 4 5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4