RU2121190C1 - For control of electromagnetic relay - Google Patents
For control of electromagnetic relay Download PDFInfo
- Publication number
- RU2121190C1 RU2121190C1 RU96104737A RU96104737A RU2121190C1 RU 2121190 C1 RU2121190 C1 RU 2121190C1 RU 96104737 A RU96104737 A RU 96104737A RU 96104737 A RU96104737 A RU 96104737A RU 2121190 C1 RU2121190 C1 RU 2121190C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transistor
- resistor
- electromagnetic relay
- output
- winding
- Prior art date
Links
Landscapes
- Relay Circuits (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах вычислительной техники и систем управления. The invention relates to a pulse technique and can be used in computing devices and control systems.
Известно устройство для управления электромагнитным реле (авт. св. СССР N 1056461, кл. H 03 K 17/60, 1983, Устройство для управления поляризованным электромагнитным реле, В. И. Плотников и др.), содержащее первый и второй ключи, выполненные на транзисторах одной проводимости, третий и четвертый ключи, выполненные на транзисторах другой проводимости, первый, второй и третий транзисторы, конденсатор, стабилитрон, семь резисторов, три диода, две шины управления, две выходных шины. Первая шина управления через первый ключ подсоединена к одному из выходов третьего ключа и к первой выходной шине. Вторая шина управления через второй ключ подсоединена к одному из выходов четвертого ключа и к второй выходной шине. Коллекторы первого и второго транзисторов соединены с входами третьего и четвертого ключей соответственно, эмиттеры подключены к общей шине и через первый и второй резисторы - к базам соответствующих транзисторов. Второй выход четвертого ключа соединен с базой второго транзистора. Первая шина управления через третий резистор соединена с коллекторами первого и третьего транзисторов и входами первого и третьего ключей, а через четвертый резистор - с базой второго транзистора и с одним из выводов конденсатора, второй вывод которого соединен с общей шиной. Вторая шина управления через пятый резистор соединена с коллектором второго транзистора и входами второго и четвертого ключей, а через шестой резистор и стабилитрон, соединенные последовательно, - с базой первого транзистора. Первая выходная шина через седьмой резистор и первый диод, включенные параллельно, соединены с вторым выходом третьего ключа, общей шиной и базой третьего транзистора, причем анод первого диода соединен с общей шиной. Вторая выходная шина соединена с катодами второго и третьего диодов, аноды которых подключены соответственно к эмиттеру третьего транзистора и к точке соединения стабилитрона и шестого резистора. A device for controlling an electromagnetic relay (ed. St. USSR N 1056461, class H 03 K 17/60, 1983, a device for controlling a polarized electromagnetic relay, V. I. Plotnikov and others), containing the first and second keys, made on transistors of one conductivity, the third and fourth switches made on transistors of another conductivity, the first, second and third transistors, a capacitor, a zener diode, seven resistors, three diodes, two control buses, two output buses. The first control bus through the first key is connected to one of the outputs of the third key and to the first output bus. The second control bus through the second key is connected to one of the outputs of the fourth key and to the second output bus. The collectors of the first and second transistors are connected to the inputs of the third and fourth keys, respectively, the emitters are connected to a common bus and through the first and second resistors to the bases of the corresponding transistors. The second output of the fourth key is connected to the base of the second transistor. The first control bus through the third resistor is connected to the collectors of the first and third transistors and the inputs of the first and third keys, and through the fourth resistor to the base of the second transistor and to one of the terminals of the capacitor, the second terminal of which is connected to a common bus. The second control bus through the fifth resistor is connected to the collector of the second transistor and the inputs of the second and fourth keys, and through the sixth resistor and the zener diode connected in series with the base of the first transistor. The first output bus through the seventh resistor and the first diode, connected in parallel, are connected to the second output of the third key, a common bus and the base of the third transistor, the anode of the first diode connected to a common bus. The second output bus is connected to the cathodes of the second and third diodes, the anodes of which are connected respectively to the emitter of the third transistor and to the junction point of the zener diode and the sixth resistor.
Недостатком указанного устройства является сложность схемной реализации и недопустимость подачи на шины управления напряжения, превышающего рабочее напряжение реле. The disadvantage of this device is the complexity of the circuit implementation and the inadmissibility of supplying control buses with a voltage exceeding the operating voltage of the relay.
Известно устройство для управления электромагнитным реле (Шполянский В. А. , Курицкий А.М., программновременные задатчики. М.: Машиностроение, 1984, с. 250, рис. 4.40), которое является прототипом и содержит электромагнитное реле и усилитель мощности, выход которого соединен с одним выводом обмотки электромагнитного реле, другой вывод которой подключен к шине питания. Вход усилителя мощности является входом устройства. A device for controlling an electromagnetic relay (Shpolyansky V.A., Kuritsky A.M., program-time switches. M: Mashinostroenie, 1984, p. 250, Fig. 4.40), which is a prototype and contains an electromagnetic relay and power amplifier, output which is connected to one terminal of the coil of the electromagnetic relay, the other terminal of which is connected to the power bus. The input of the power amplifier is the input of the device.
Основным недостатком указанного устройства является недопустимость использования напряжения питания, превышающего рабочее напряжение реле. The main disadvantage of this device is the inadmissibility of using a supply voltage exceeding the operating voltage of the relay.
Задачей, решаемой предлагаемым техническим решением, является создание устройства управления электромагнитным реле с расширенным допустимым диапазоном напряжения питания. The problem solved by the proposed technical solution is to create a control device for an electromagnetic relay with an extended allowable range of supply voltage.
Технический результат, заключающийся в расширении допустимого диапазона напряжения питания устройства достигается тем, что в устройство для управления электромагнитным реле, содержащее усилитель мощности, выход которого соединен с одним выводом обмотки электромагнитного реле, введены датчик тока, резистор и диод, анод и катод которого соединены соответственно с общей шиной и выходом усилителя мощности, вход которого подключен через резистор к входу устройства и непосредственно к выходу датчика тока, вход которого подключен к другому выводу обмотки электромагнитного реле. The technical result, which consists in expanding the allowable voltage range of the device’s power supply, is achieved by the fact that a current sensor, a resistor and a diode, the anode and cathode of which are connected respectively, are introduced into the device for controlling an electromagnetic relay containing a power amplifier, the output of which is connected to one terminal of the winding of the electromagnetic relay with a common bus and the output of a power amplifier, the input of which is connected through a resistor to the input of the device and directly to the output of the current sensor, the input of which is connected to another the output of the coil of the electromagnetic relay.
Указанная совокупность признаков позволяет расширить диапазон напряжения питания за счет повышения верхней его границы путем импульсной запитки обмотки реле. При этом максимальное значение тока обмотки в импульсе ограничивается на уровне, допустимом техническими условиями, а минимальное значение тока обмотки в паузе не опускается ниже порога отпускания реле. The specified set of features allows you to expand the range of the supply voltage by increasing its upper boundary by pulse powering the relay coil. In this case, the maximum value of the winding current in the pulse is limited to a level acceptable by the technical conditions, and the minimum value of the winding current in the pause does not fall below the threshold for releasing the relay.
На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства управления электромагнитным реле. The drawing shows a circuit diagram of an electromagnetic relay control device.
Устройство управления электромагнитным реле содержит усилитель 1 мощности, электромагнитное реле с обмоткой 2.1, датчик 3 тока, резистор 4, диод 5. Вход 6 устройства через резистор 4 подключен ко входу усилителя 1 мощности и к выходу датчика 3 тока. Выход усилителя 1 мощности соединен с одним выводом обмотки 2.1 реле и с катодом диода 5, анод которого соединен с общей шиной устройства. Другой вывод обмотки 2.1 соединен с входом датчика 3 тока. Усилитель 1 мощности содержит транзистор 7 n-p-n проводимости, транзистор 8 p-n-p проводимости, три резистора 9-11. База транзистора 7 соединена непосредственно с входом усилителя 1 мощности и через резистор 9 с эмиттером транзистора 7 и с общей шиной устройства. Коллектор транзистора 7 через резистор 10 соединен с базой транзистора 8 и с одним выводом резистора 11. Другой вывод резистора 11 соединен с эмиттером транзистора 8 и с плюсовой шиной 12 источника питания устройства. Коллектор транзистора 8 является выходом усилителя 1 мощности. Датчик 3 тока содержит транзистор 13 p-n-p проводимости, транзистор 14 n-p-n проводимости, два резистора 15, 16. База транзистора 13 соединены с коллектором транзистора 14 и является выходом датчика 3 тока. Коллектор транзистора 13 соединен с базой транзистора 14 и с одним выводом резистора 15, другой вывод которого соединен с эмиттером транзистора 14 и с общей шиной устройства. Эмиттер транзистора 13 является входом датчика 3 тока и через резистор 16 соединен с общей шиной устройства. Выводы контактной группы 2.2 реле являются выходами устройства. The electromagnetic relay control device comprises a power amplifier 1, an electromagnetic relay with a 2.1 winding, a current sensor 3, a resistor 4, a diode 5. The device input 6 is connected through a resistor 4 to the input of the power amplifier 1 and to the output of the current sensor 3. The output of the power amplifier 1 is connected to one terminal of the relay winding 2.1 and to the cathode of the diode 5, the anode of which is connected to the device common bus. Another output of the winding 2.1 is connected to the input of the current sensor 3. The power amplifier 1 contains a transistor 7 n-p-n conductivity, a transistor 8 p-n-p conductivity, three resistors 9-11. The base of the transistor 7 is connected directly to the input of the power amplifier 1 and through a resistor 9 with the emitter of the transistor 7 and with the device’s common bus. The collector of transistor 7 is connected through a resistor 10 to the base of transistor 8 and to one terminal of resistor 11. Another terminal of resistor 11 is connected to the emitter of transistor 8 and to the positive bus 12 of the device power supply. The collector of the transistor 8 is the output of the power amplifier 1. The current sensor 3 comprises a pnp conductivity transistor 13, a npn conductivity transistor 14, two resistors 15, 16. The base of the transistor 13 is connected to the collector of the transistor 14 and is the output of the current sensor 3. The collector of the transistor 13 is connected to the base of the transistor 14 and to one terminal of the resistor 15, the other terminal of which is connected to the emitter of the transistor 14 and to the device common bus. The emitter of the transistor 13 is the input of the current sensor 3 and through a resistor 16 is connected to a common bus device. The outputs of contact group 2.2 of the relay are the outputs of the device.
Устройство для управления электромагнитным реле работает следующим образом. A device for controlling an electromagnetic relay operates as follows.
При подаче управляющего напряжения на вход 6 устройства через резисторы 4, 9 и эмиттерный переход транзистора 7 протекает ток, транзистор 7 открывается. Транзисторы 13, 14 датчика 3 тока закрыты, поскольку ток обмотки 2.1 в первый момент времени после подачи управляющего напряжения на устройство отсутствует, следовательно, на резисторе 16 падение напряжения близко к нулю, на эмиттере транзистора 13 потенциал, близкий к нулевому. На базе транзистора 13 потенциал, близкий к величине напряжения на шине 6, эмиттерный переход транзистора 13 смещен в обратном направлении. When a control voltage is applied to input 6 of the device through resistors 4, 9 and the emitter junction of transistor 7, current flows, transistor 7 opens. The transistors 13, 14 of the current sensor 3 are closed, since there is no winding current 2.1 at the first time after the control voltage is applied to the device, therefore, the voltage drop across the resistor 16 is close to zero, and the potential close to zero on the emitter of the transistor 13. Based on the transistor 13, a potential close to the voltage on the bus 6, the emitter junction of the transistor 13 is biased in the opposite direction.
При наличии напряжения питания на шине 12 устройства и при открывшемся транзисторе 7 через резисторы 10, 11 и эмиттерный переход транзистора 8 протекает ток, транзистор 8 открывается. Коллекторный ток транзистора 8 протекает через обмотку 2.1 электромагнитного реле. Вследствие того, что полное сопротивление обмотки 2.1 имеет индуктивную составляющую, указанный ток изменяется со временем, нарастая от нулевого значения и стремясь к величине Uобм/Rобм, где Uобм - напряжение, приложенное к обмотке 2.1 реле; Rобм - омическое сопротивление обмотки 2.1. По мере увеличения тока, протекающего через обмотку 2.1 реле, нарастает напряжение на резисторе 16 датчика тока 3. При достижении напряжением на обмотке 2.1 реле напряжения срабатывания замыкаются контакты контактной группы 2.2 реле. При достижении напряжением на резисторе 16 порога открывания транзистора 13, последний открывается, вызывая открывание транзистора 14. Транзисторы 13, 14 включены по схеме транзисторного эквивалента двухбазового диода (ЭДД) n - типа. Особенностью этой схемы является наличие в ней сильной положительной обратной связи (подоткрывание транзистора 14 вызывает более сильное открывание транзистора 13), в результате ЭДД быстро переходит в открытое состояние, характеризующееся насыщенными транзситорами 13, 14. Насыщенный коллекторный переход транзистора 14 шунтирует вход усилителя 1 мощности, вызывая закрывание транзисторов 7 и 8. В результате обмотка 2.1 реле отключается от источника питания (последний не показан). Поскольку энергия, запасенная в индуктивности обмотки 2.1, не может рассеяться мгновенно, ток обмотки 2.1 продолжает протекать, замыкаясь через резистор 16 и диод 5. Указанный ток убывает со временем, поэтому напряжение на резисторе 16 и на эмиттере транзистора 13 уменьшается. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не закроется ЭДД (это произойдет, когда напряжение на эмиттере транзистора 13 опустится до значения, равного сумме напряжений насыщенных переходов коллекторного транзистора 13 и эмиттерного транзистора 14). Закрывание ЭДД также происходит быстро, благодаря действию механизма положительной обратной связи. Закрывание транзистора 14 ЭДД вызывает открывание транзисторов 7, 8 усилителя 1 мощности, в результате чего обмотка 2.1 реле снова подключается к источнику напряжения, и начинается новый цикл запасания энергии в индуктивности обмотки, сопровождающийся нарастанием тока обмотки. При достижении током обмотки 2.1 значения, при котором открывается ЭДД, обмотка 2.1 снова отключается от источника питания. В дальнейшем процессы в схеме повторяются.If there is a supply voltage on the bus 12 of the device and when the transistor 7 opens, a current flows through the resistors 10, 11 and the emitter junction of the transistor 8, the transistor 8 opens. The collector current of the transistor 8 flows through the coil 2.1 of the electromagnetic relay. Due to the fact that the impedance of the winding 2.1 has an inductive component, this current changes with time, increasing from zero and tending to the value of U rm / R rm , where U rm is the voltage applied to the relay winding 2.1; R rm - ohmic resistance of the winding 2.1. As the current flowing through the coil 2.1 of the relay increases, the voltage increases across the resistor 16 of the current sensor 3. When the voltage across the coil 2.1 of the relay reaches the operating voltage, the contacts of the contact group 2.2 of the relay are closed. When the voltage across the resistor 16 reaches the opening threshold of the transistor 13, the latter opens, causing the opening of the transistor 14. The transistors 13, 14 are turned on according to the n-type diode (EDD) transistor equivalent circuit. A feature of this circuit is the presence of a strong positive feedback in it (opening the transistor 14 causes a stronger opening of the transistor 13), as a result of the EDD quickly goes into the open state, characterized by saturated transistors 13, 14. A saturated collector junction of the transistor 14 bypasses the input of the power amplifier 1, causing the closing of transistors 7 and 8. As a result, the coil 2.1 of the relay is disconnected from the power source (the latter is not shown). Since the energy stored in the inductance of the winding 2.1 cannot be dissipated instantly, the current of the winding 2.1 continues to flow, closing through the resistor 16 and diode 5. This current decreases with time, so the voltage across the resistor 16 and the emitter of the transistor 13 decreases. This process continues until the EDD is closed (this will happen when the voltage at the emitter of transistor 13 drops to a value equal to the sum of the voltages of the saturated junctions of collector transistor 13 and emitter transistor 14). The closure of EDD also occurs quickly, thanks to the action of the positive feedback mechanism. Closing the transistor 14 EDD causes the opening of the transistors 7, 8 of the power amplifier 1, as a result of which the coil 2.1 of the relay is again connected to a voltage source, and a new energy storage cycle begins in the inductance of the winding, accompanied by an increase in the current of the winding. When the current of the winding 2.1 reaches the value at which the EDF is opened, the winding 2.1 is again disconnected from the power source. Subsequently, the processes in the circuit are repeated.
Сопротивление резистора 16 выбирается таким, чтобы порог открывания ЭДД обеспечивал ограничение тока обмотки на уровне, допустимом техническими условиями. При задании в технической документации максимально допустимого рабочего напряжения отмотки реле (Uмакс), предельный ток обмотки равен значению (Uмакс/Rобм. При этом средняя за период мощность рассеивания на сопротивлении обмотки не превышает предельно допустимую мощность, рассчитанную из условия протекания через обмотку постоянного тока, равного предельно допустимому току обмотки. Чтобы не произошло отпускания реле, минимальное значение тока не должно опускаться ниже значения тока отпускания резе (Iотп):
где
Uкэн1, Uбэ2 - напряжения насыщения соответственно коллекторного перехода транзистора 13 и эмиттерного перехода транзистора 14;
R16 -сопротивление резистора 16.The resistance of the resistor 16 is selected so that the opening threshold of the EDD provides a limitation of the current of the winding at a level acceptable by the technical conditions. When specifying the maximum permissible operating voltage of the winding of the relay (U max ) in the technical documentation, the limiting current of the winding is equal to the value (U max / R rpm . In this case, the average power dissipation over the winding resistance over the period does not exceed the maximum permissible power calculated from the condition of flowing through the winding DC equal to the maximum permissible current of the winding.To prevent relay release, the minimum current value should not fall below the value of the release current cut (I OTP ):
Where
U ken1 , U BE2 - saturation voltage, respectively, of the collector junction of the transistor 13 and the emitter junction of the transistor 14;
R 16 is the resistance of the resistor 16.
Из описания работы устройства следует, что импульсная запитка обмотки реле позволяет повысить верхнюю границу напряжения питания, подводимого к обмотке, и тем самым расширить допустимый диапазон напряжения питания устройства. From the description of the operation of the device it follows that pulse powering the relay coil allows you to increase the upper limit of the supply voltage supplied to the winding, and thereby expand the allowable range of supply voltage of the device.
В институте изготовлен лабораторный макет устройства управления электромагнитным реле, испытания которого подтвердили осуществимость и практическую ценность заявляемого объекта. A laboratory prototype of an electromagnetic relay control device was manufactured at the institute, tests of which confirmed the feasibility and practical value of the claimed facility.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96104737A RU2121190C1 (en) | 1996-06-11 | 1996-06-11 | For control of electromagnetic relay |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96104737A RU2121190C1 (en) | 1996-06-11 | 1996-06-11 | For control of electromagnetic relay |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU96104737A RU96104737A (en) | 1998-06-20 |
| RU2121190C1 true RU2121190C1 (en) | 1998-10-27 |
Family
ID=20177916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96104737A RU2121190C1 (en) | 1996-06-11 | 1996-06-11 | For control of electromagnetic relay |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2121190C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2638823C1 (en) * | 2016-12-12 | 2017-12-18 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Load control device |
| RU2797565C1 (en) * | 2022-12-28 | 2023-06-07 | Общество с ограниченной ответственностью "ФОРМ" | Relay control with energy recovery |
-
1996
- 1996-06-11 RU RU96104737A patent/RU2121190C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Шполянский В.А., Курицкий А.М. Программно-временные задатчики.- М.: Машиностроение, 1984, с. 250 рис. 4.40. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2638823C1 (en) * | 2016-12-12 | 2017-12-18 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Load control device |
| RU2797565C1 (en) * | 2022-12-28 | 2023-06-07 | Общество с ограниченной ответственностью "ФОРМ" | Relay control with energy recovery |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0055816B1 (en) | Electric switch operation monitoring circuitry | |
| CN1917344B (en) | Method of forming a start-up device and structure therefor | |
| US3549955A (en) | Drive circuit for minimizing power consumption in inductive load | |
| US4667265A (en) | Adaptive thermal shutdown circuit | |
| JPH04504942A (en) | Dual current sensing driver circuit | |
| JP2684601B2 (en) | Switching control circuit and controller for low pressure fluorescent lamp | |
| US4420786A (en) | Polarity guard circuit | |
| US6255890B1 (en) | Circuit for controlling the switching of a load by means of an emitter-switching device | |
| EP0070873A1 (en) | Driver circuit for use with inductive loads or the like. | |
| DE59602580D1 (en) | Circuit arrangement for limiting switching overvoltages on power semiconductor switches | |
| RU2121190C1 (en) | For control of electromagnetic relay | |
| US10879652B2 (en) | Auxiliary power outlet with load inductance measurement system | |
| US4087703A (en) | Semiconductor switch device | |
| US4096429A (en) | Voltage and current regulator for generating systems | |
| US3215858A (en) | High speed transistor switching circuit | |
| US5440440A (en) | High current solid state AC relay with low EMI emission | |
| US3047742A (en) | Transistor amplifier system for an inductive load with transistor protection means | |
| RU2628129C2 (en) | Controlled key electronic switch | |
| CN219960390U (en) | Driving circuit of switching tube and vehicle | |
| US4754389A (en) | Voltage regulating circuitry for a DC to DC converter | |
| KR100354726B1 (en) | Method and device for controlling an integrated power amplifier stage | |
| RU2216765C2 (en) | Pulse voltage stabilizer | |
| US4160921A (en) | Thyristor control | |
| SU748630A1 (en) | Device for protecting electric equipment | |
| SU1201822A1 (en) | D.c.voltage stabilizer |