SU1758696A1

SU1758696A1 - Реле времени

Info

Publication number: SU1758696A1
Application number: SU904822179A
Authority: SU
Inventors: Владислав Иванович Каспирович
Original assignee: В. И, Каспирович
Priority date: 1990-05-07
Filing date: 1990-05-07
Publication date: 1992-08-30

Abstract

Применение: электронные устройства автоматики. Сущность: содержит выпр митель с токоограничивающим резистором на его первом входе и конденсатором на выходе , врем задающий блок, стабилизатор напр жени на резистор и стабилитроне,блок управлени , содержащий резистор и ключ, электромагнитное реле, транзисторный ключ в цепи катушки реле и общую шину питани С целью повышени надежности катушки реле включена между выходом выпр мител и резистором стабилизатора напр жени , выводы транзисторного ключа подсоединены параллельно резистору стабилизатора , на втором входе выпр мител включен дополнительный токоограничива- ющий резистор Транзисторный ключ выполнен на двух бипол рных транзисторах с разным типом проводимости В качестве ключа в блоке управлени применен выключатель с контактом без самовозврата 3 з п ф-лы, 1 ил.

Description

сл

с

Изобретение относитс к электронным устройствам автоматики, в частности к электронным реле времени, и может быть использовано дл получени заданных интервалов времени включени (или выключени ) электроаппаратуры

Известно реле времени, содержащее две входные клеммы, двухтюлупериодный выпр митель с токоограничивающим конденсатором на входе и конденсатором фильтра на выходе, параметрический стабилизатор на стабилитронах, исполнительное электромагнитное реле врем задающий блок и включенный в цепь реле транзисторный ключ, управл ющий вход которого подключен к выходу врем задающего блока.

Недостатком известного реле времени, предназначенного дл эксплуатации в производственных услови х вл етс невозможность применени .его в бытовых услови х из з повышенной опасности поражени пользовател электрическим током при проведении, например, таких работ, как фотопечать, так как при определенном включении в бытовую сеть ( 220 В) токоведущие части реле времени могут оказатьс соединенными через выпр митель с фазой питающей сети.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс реле времени , содержащее первую и вторую входные клеммы, двухполупериодный выпр митель с двум входными и двум выходными выводами, включенный между первой входной клеммой и первым входным выводом выпр мител токоограничивающий резистор , конденсатор фильтра на выходе выпр мител , врем задающий блок, параметрический стабилизатор напр жени на стабилитроне, резистор которого своим первым выводом соединен с первым выходным выводом выпр мител , включенный по

Я

00

о ю о

питанию параллельно стабилитрону стабилизатора блок управлени , содержащий последовательно соединенные резистор и ключ, электромагнитное реле, транзисторный ключ, управл ющий вход которого подключен к выходу врем задающего блока, а коммутирующие выводы включены в цепь катушки электромагнитного , и общую шину питани . Врем задающий блок состоит из регулируемого по частоте генератора счетных импульсов, и счетчика импульсов, выполненных наездной микросхеме, причем выход счетчика импульсов вл етс выходом врем задающего блока. Известное реле времени предназначено дл эксплуатации в производственных услови х и управл етс подачей напр жени питани на его входные клеммы.

Недостатком известного реле времени вл етс невозможность его применени в бытовых услови х, например при фотопечати , так как существует повышенна опасность поражени пользовател электрическим током из-за наличи практически непосредственной св зи общей шины питани с одной из входных клемм, котора с веро тностью 0,5 может быть подключена к фазе напр жени сети 220 В. Одним из путей повышени электробезопасности реле времени вл етс применение в нем современных маломощных электромагнитных реле , ток удержани в сработанном состо нии которых был бы равен суммарному току потреблени стабилитрона и врем задающего блока (около 1,5... 2мА), т.е. - сокращение тока потреблени примерно в два раза путем включени катушки электромагнитного реле последовательно с параметрическим стабилизатором напр жени . Устройство известного реле времени не позвол ет это сделать, что вл етс еще одним его недостатком .

Цель изобретени - расширение области применени реле времени путем повышени его электробезопасности.

Указанна цель достигаетс тем, что катушка электромагнитного реле включена в разрыв цепи между первым выходным выводом выпр мител и первым выводом резистора параметрического стабилизатора напр жени , коммутирующие выводы транзисторного ключа соединены с соответствующими выводами резистора параметрического стабилизатора напр жени , между второй входной клеммой и вторым входным выводом выпр мител включен дополнительный токоогрэничивающий рез - стор.

Транзисторный ключ состоит из двух бипол рных транзисторов с разным типом

проводимости и двух резисторов, при этом база первого транзистора соединена с управл ющим входом транзисторного ключа, его эмиттер соединен через первый резистор с общей шиной питани , а коллектор - с базой и через второй резистор - с эмиттером второго транзистора. Причем эмиттер последнего соединен с первым коммутирующим выводом транзисторного ключа, а

коллектор - с его вторым коммутирующим выводом. В блоке управлени в качестве ключа применен выключатель с замыкающим контактом без самовозврата.

На чертеже представлена электричеека принципиальна схема реле времени. Реле времени содержит первую 1 и вторую 2 входные клеммы, двухполупериодный выпр митель 3, подключенный своими входными выводами через токоограничивающие резисторы 4, 5 к клеммам 1, 2, конденсатор б фильтра, общую шину питани 7, исполнительное электромагнитное реле 8. параметрический стабилизатор напр жени , состо щий из резистора 9 и стабилитрона 10, конденсатор 11, врем задающий блок 12, блок управлени 13, состо щий из резистора 14 и выключател 15 с замыкающим контактом без самовозврата и соединенный своим входом 16 с выводом 17

резистора 9, а выходом 18 - с входом 19 врем задающего блока 12, транзисторный ключ 20, управл ющий вход которого подключен к выходу 21 врем задающего блока, а его коммутирующие выводы 22 и 23 соединены с соответствующими выводами резистора 9. Конденсатор 11 предназначен дл фильтрации высокочастотных помех и имеет сравнительно небольшую емкость. Разомкнутый контакт выключател 15

соответствует команде Исходное, замыкание контакта- команде Пуск. Транзисторный ключ состоит из транзисторов 24 и 25 и резисторов 26 и 27, причем транзистор 25 и резистор 27 составл ют эмиттерный повторитель , преобразующий выходное напр жение врем задающего блока в ток, управл ющий транзистором 24. Дл нормальной работы реле времени необходимо, чтобы соблюдались следующие соотношени :

5

IP Jpy Ipo;

Ipc 2: 3.5 Ipy,1

Uc« K UpH + UcT

РУ

R

RP -f Rc

Ј- IPO;

(1) (2) (3)

(4)

Re 3RP,

где ри - ток Ip в катушке реле 8 в исходном состо нии;

ipc, Ipy, Ipo - соответственно ток срабатывани , ток удерживани в сработанном состо нии и ток отпускани реле;

Кси - напр жение на конденсаторе 6 в исходном состо нии;

Урн - номинальное напр жение реле;

UCT - напр жение стабилизации стабилитрона;

К 1,3 - коэффициент запаса;

Rp, Re - соответственно сопротивление катушки реле 8 и резистора 9.

При этом подразумеваетс , что суммарное сопротивление токоограничивающих резисторов 4, 5 во много раз больше сопротивлени Rc резистора 9.

Предлагаемое реле времени работает следующим образом. После подачи на клеммы 1, 2 напр жени питани ( 220В дл бытовой сети) на конденсаторе 6 устанавливаетс напр жение Uc UCH, на управл ющем входе 19 врем задающего блока - напр жение UCT (логическа 1), а на его выходе-напр жение UB, примерно равное нулю (логический О). При этом коммутирующие выводы транзисторного ключа разомкнуты , и в катушке реле 8 протекает ток IP Ipn, который в первом приближении равен:

IP

Un-U 2Rr

си

где Un - напр жение на клеммах 1, 2 (220В);

RTO-сопротивление одноготокоограни- чивающего резистора, при условии, что со- противление обоих резисторов равны (экспликаци рн, UCM приведена выше).

Дл пуска реле времени в работу выключатель 15 устанавливаетс в положение ПУСК, его контакт замыкаетс и на входе 19 врем задающего блока устанавливаетс логический О. Под действием формируемого врем задающим блоком импульса напр жени UB длительностью te срабатывает транзисторный ключ, шунтирующий резистор 9, резко увеличиваетс ток lp, который в начальный момент равен (UCn - - UCT)/ Rp. В результате срабатывает реле 8, которое своими контактами коммутирует нагрузку реле времени на врем , равное te. Емкость конденсатора 6 выбираетс достаточной величины, чтобы средний за врем срабатывани реле ток р был больше тока Ipc. После срабатывани реле в его катушке установитс ток. примерно равный 1рц, а на

5

конденсаторе 6 установитс напр жение, равное напр жению UCc:

Ucc Ipy Rp + UCT.

По истечении интервала времени т.в и после размыкани коммутирующих выводов ключа 20, ток lp уменьшаетс до величины, определ емой соотношением (4), в резуль10 тате чего реле 8 отпускает. Благодар наличию конденсатора 6 среднее значение тока р в течение времени отпускани реле всегда меньше lpo.

Работоспособность за вл емого реле

15 времени подтверждена экспериментально. В эксперименте было использовано электромагнитное реле, имеющее следующие технические характеристики; UpH 24В, RP 1,8 кОм, Ipy 2,5 мА, lpo 1 мА,

20 1рс 10 мА.

Значени сопротивлений, токов и напр жений в эксперименте: сопротивление одного токоограничивающего резистора - 30 кОм, Rc 7,5 кОм, Ucn 32 В,ри 3,3 мА,

25 UCT 5,6В.

Дл приведенного конкретного примера , в случае возникновени тока утечки по цепи фаза напр жени сети 220 В - токоог- раничивающий резистор - выпр митель 30 схема коммутации и управлени - электро- лит - человек - земл при проведении, например, фотопечатных работ, величина этого тока утечки не превысит 6.5 мА, Последние достижени в создании и производ35 стве миниатюрных электромагнитных реле с мощностью потреблени 35 мВт, коммутируемой мощностью 150 ВА и размерами 0,7 см позвол т увеличить сопротивление токоограничивающих резисторов до 60 и бо40 лее килоом и снизить ток утечки до абсолютно безопасной дл человека величины.

Включение катушки электромагнитного реле в разрыв между выходным выводом выпр мител и свободным выводом рези45 стора параметрического стабилизатора напр жени и соединение коммутирующих выводов транзисторного ключа с выводами указанного резистора, включение дополнительного токоограничивающего резистора

50 между второй входной клеммой и вторым входным выводом выпр мител , выполнение транзисторного ключа на двух бипол рных транзисторах с разным типом проводимости , а блокуправлени - на выключателе без

55 самовозврата, все это позволит значительно повысить электробезопасность за вл емого реле времени и, как следствие. расширить область его применени на сферу бытовой электронной аппаратуры

Кроме того, благодар схемным особенност м , предлагаемое реле времени может быть конструктивно выполнено в виде двух блоков, один из которых содержит врем за- дающий блок, блок управлени , параметри- ческий стабилизатор напр жени и транзисторный ключ, а другой - входные клеммы, токоограничивающие резисторы, выпр митель, конденсатор фильтра и электромагнитное реле, при этом блоки могут быть соединены между собой относительно дешевым и доступным двужильным кабелем . Такое конструктивное выполнение еще больше повысит электробезопасность реле времени, так как пользователь манипулиру- ет с безопасным первым блоком не соприкаса сь во врем работы со вторым (силовым) блоком.

Claims

Формула изобретени 1, Реле времени, содержащее первую и вторую входные клеммы, двухполупериод- ный выпр митель с двум входными и двум выходными выводами, включенный между первой входной клеммой и первым выводом выпр мител токоограничивающий рези- стор, конденсатор фильтра на выходе выпр мител , параметрический стабилизатор напр жени на сиабилитроне, резистор которого бвоим первым выводом соединен с первым выходным выводом выпр мител , врем задающий блок, включенный по питанию параллельно стабилитрону стабилиза- т.ора, блок управлени , содержащий последовательно соединенные резистор и ключ, электромагнитное реле, транзистор- ный ключ, управл ющий вход которого подключен к выходу врем задающего блока, а

j г

коммутирующие выводы включены в цепь катушки электромагнитного реле, и общую шину питани , отличающеес тем, что, с целью расширени области применени путем повышени электробезопасности, катушка электромагнитного реле включена в разрыв цепи между первым выходным выводом выпр мител и первым выводом резистора параметрического стабилизатора напр жени , первый коммутирующий вывод транзисторного ключа соединен с первым выводом резистора параметрического стабилизатора, второй коммутирующий вывод транзисторного ключа - с вторым выводом указанного резистора, а между второй входной клеммой и вторым входным выводом выпр мител включен дополнительный токоограничивающий резистор.
2,Реле по п. 1,отличающеес тем, что транзисторный ключ состоит из двух би- пол ру-шх транзисторов с разным типом проводимости и двух резисторов, при этом база первого транзистора соединена с управл ющим входом ключа, его эмиттер соединен через первый резистор с общей шиной питани , а коллектор - с базой и через второй резистор - с эмиттером второго транзистора, причем эмиттер последнего соединен с первым коммутирующим выводом ключа, а коллектор - с его вторым коммутирующим выводом
3.Реле по пп. 1и2, отличающее- с тем, что блок управлени содержит соединенные последовательно резистор и ключ, причем в качестве ключа использован выключатель с замыкающим контактом без самовозврата.