RU1772834C - Способ бездребезговой коммутации нагрузки герконовым реле - Google Patents

Abstract

Использование: коммутационна  техника . Сущность изобретени : дл  исключени  вли ни  вибрации контактов геркона на кривую тока временную задержку между моментом срабатывани  геркона и моментом отпирани  транзисторного ключа обеспечивают за счет увеличени  тока управл ющего перехода транзисторного ключа. Зил.

Description

Изобретение относитс  к области управлени  электрическими цеп ми и может быть использовано в герконовых реле дл  устранени  вли ни  дребезга их контактов на цепь нагрузки.

Известен способ бездребезговой коммутации нагрузки герконовым реле, основанный на оптимальном его управлении, при котором ток в обмотке управлени  геркона первоначально увеличивают до максимально допустимого значени , а потом скачком сбрасывают до предельного нижнего уровн , выбира , при этом момент переключени  таким образом, чтобы контакт детали геркона соудар лс  с наперед заданной скоростью, выбранной из услови  отсутстви  отскока (1).

Недостатки этого способа заключаютс  в сложности его реализации, предполагающей введение в схему реле генератора импульсов, усилител  - инвертора, стабилизирующих элементов и пр., а также в том, что он предопредел ет ограниченное (хоть и повышенное по сравнению с обычными реле ) быстродействие, обуславливаемое увеличением времени до первого (и последнего в данном случае) соударени  контактов и невозможностью применени  форсированного возбуждени 

От последнего недостатка свободен способ бездребезговой коммутации нагрузки путем задержки сигнала с выходной цепи реле на врем , превышающее промежуток между соседними соударени ми контактов

(2).

Задержку осуществл ют за счет многократного инвертировани  и интегрировани  импульсов дребезга с помощью транзистор- ных ключей. RC-цепи, форсирующих средств, поэтому схемна  реализаци  способа оказываетс  достаточно сложной.

Цель изобретени  - упрощение способа .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе бездребезговой коммутации нагрузки герконовым реле, включающем подачу управл ющего сигнала на срабатывание геркона, контакты которого коммутируют цепи управлени  транзисторного ключа, обеспечение временной задержки между моментом срабатывани  геркона и моментом срабатывани  транзисторного ключа и последующее срабатывание транзисторного ключа, коммутирующего ток нагрузки, указанную временную задержку между моментом срабатывани  геркона и моментом срабатывани  транзисторного ключа обеспечивают путем увеличени  тока управл ю sJ 4J Ч) 00

w

-

Е

щего перехода транзистора до значени , определ емого выражением:

Б 1Б.фехр(112/ rs),

где 1в.гр - граничный ток управл ющего перехода транзисторного ключа;

tia - значение временной задержки, определ емой продолжительностью дребезга контактов геркона;

т$ - посто нна  времени полупроводникового ключа в области насыщени .

Достижение поставленной цели стало возможным благодар  использованию специфической особенности полупроводникового ключа элемента, в частности бипол рного транзистора: пр мопропорци- ональной зависимости времени рассасывани  его неосновных носителей от величины управл ющего (базового) тока на начала запирани .

На фиг. 1 представлена схемна  реализаци  за вленного способа,4 на фиг. 2 и 3 - соответственно теоретические и экспериментальные осциллограммы процесса коммутации .

Дл  реализации способа может быть использована схема, содержаща  герконовое реле 1, транзистор 2, резистор его базовой цепи 3.

Принцип работы устройства предельно прост: при замыкании контактов герконово- го реле на базе транзистора 2 по вл етс  отпирающий потенциал и в нагрузке начи- .нает протекать ток; обесточивание обмоткм реле 1 возвращает схему в исходное состо ние .

Предлагаемый способ основан на следующих соображени х.

Бипол рный транзистор представл ет собой в определенном смысле инерционный прибор и, пренебрега  временами нарастани  tH и спада tc. можно считать, что длительность его выходного сигнала превышает длительность входного на врем  рассасывани  tp (см. верхний и средний фрагменты фиг. 2).

Нетрудно видеть, что значение tp зависит от величины базового тока IB; чем больше IB, тем шире толщина образуемого базового сло  и тем больше врем  необходимо дл  его рассасывани ; формально эта зависимость выражаетс  следующим образом:

tp zs In

Б -IB IK/B-IB

(t)

где TS - посто нна  времени транзистора в области насыщени , выражаема  через его параметры в пр мом и инверсном режимах; IB - запирающий ток-базы;

IK - ток коллектора;

В - коэффициент передачи тока в режиме насыщени .

Пренебрега  дл  рассматриваемой схемы IB по сравнению с (Б и, ввод  обозначение

(.ГР Кнас.

где 1в,гр минимально необходимый (граничный ) ток базы дл  введени  транзистора в режим насыщени ;

Кнм - коэффициент насыщени  транзистора (отношение действительного тока базы к минимально необходимому дл  обеспечени  режима насыщени ); выражение (1) можно переписать в виде

tp Tsln Кнас;(2)

За вител ми установлено, что врем  рассасывани  у низкочастотных транзисторов оказываетс  соизмеримым с временами между соударени ми и отскоками некоторых типов герконов в период их дребезга .

Кроме того, известно, что промежуток времени между первым и вторым соударени ми контактов геркона ti2  вл етс  самым продолжительным по сравнению с остальными (см. верхний фрагмент фиг. 2). Поэтому , если, увеличива  Кнас (например, путем уменьшени  сопротивлени  резистора 3) обеспечить

tp t12,(3)

то за счет инерции рассасывани  ток в нагрузке будет протекать и в промежутки времени между соударени ми контактов геркона вплоть до полного их замыкани  (см. нижний фрагмент фиг. 2).

Очевидно, что дл  выполнени  (3) коэффициент насыщени  должен выбиратьс  из услови 

t19

Кнас , а значение базового тока иметь величину:

tl2

SB - te.rp exp .

Следует заметить, что увеличение тока базы сверх граничного значени  уменьшает врем  нарастани , практически не вли ет на ток коллектора (нагрузки) и улучшает стабилизацию режима насыщени .

На фиг. 3 приведены осциллограммы срабатывани  герконового реле, выполненного на магнитоуправл емом контакте типа КЭМ - 2, без использовани  за вленного метода (а) и при его использовании (6): 5 введении в схему реле транзистора КГ 816Г и обеспечении .

Анализ осциллограммы показывает, что реализаци  предлагаемого способа позвол ет исключить проникновение колебаний

0

5

0

5

0

5

0

5

0

тока, вызванных дребезгом контактов гер- кона, в нагрузочную цепь реле.

Таким образом, за вленный способ оказываетс  гораздо проще известных.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ бездребезговой коммутации нагрузки герконовым реле, включающий подачу сигнала на срабатывание геркона, коммутирующего цепь управлени  транзисторного ключа, обеспечение временной задержки между моментом срабатывани  геркона и моментом срабатывани  транзисторного ключа и последующее срабатывание транзисторного ключа, коммутирующего ток нагрузки, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  реализации

   0

   способа коммутации нагрузки, указанную временную задержку между моментом срабатывани  геркона и моментом срабатывани  транзисторного ключа обеспечивают путем увеличени  тока управл ющего перехода транзисторного ключа до значени , определ емого выражением

   .rpexp(ti2/ TS),

   где 1в.гр - граничный ток управл ющего перехода транзисторного ключа;

   ti2 - значение временной задержки, определ емой продолжительностью дребезга контактов геркона;

   Ts - посто нна  времени транзисторного ключа в области насыщени .

   + (lr)l

   Фиг. 2

   фцг.1

   20

   МКС

   фиг.З