SU853694A1

SU853694A1 - Contact-free relay

Info

Publication number: SU853694A1
Application number: SU792846717A
Authority: SU
Inventors: Леонид Петрович Дмитренко
Original assignee: за витель i;f----i f r.-., .:LK.u-;., t fi ЙЯТ ;л:Ю- -. I Tfxiij:- jKuAs БИБЛИОТБг Л
Priority date: 1979-11-23
Filing date: 1979-11-23
Publication date: 1981-08-07

Description

(54) БЕСКОНТАКТНОЕ РЕЛЕ Изобретение относитс к области автоматики и предназначено в сочета НИИ с различными датчиками сопротив лени (терморезисторами, фоторезисторами , гигристорами и др.), тока, напр жени и т.п. дл контрол и дв позиционного регулировани температуры , освещенности, давлени , напр жени и других величин. Известно бесконтактное реле с по роговым устройством на однопереходном транзисторе с RC-контуром в цепи эмиттера транзистора Однако в известном устройстве отсутствует дифференциал(зона нечувствительности ) между включением и отключением реле, что снижает надежность его работы. Известно бесконтактное реле, со держащее два однопереходных транзис тора, в цепи эмиттера первого из которых установлен RС-контур, подсоединенный к датчику, одна база первого транзистора подключена к управл ющему электроду тиристора, симистор, включенный последовательно с исполнительным органом между шиаами сетевого напр жени , источник посто нного напр жени , конденсаторы и резисторы .2 . Это реле сложно: в нем используютс два источника посто нного напр жени , два тиристора разделительный . сформатор, и оно не обладает достаточной надежностью рйботы. Наиболее близким к предлагаемому вл етс бесконтактное реле, содержащее наг&узку, симистор, источник переменного напр жени , источник посто нного напр жени , тиристор, резисторы, конденсаторы, два однопереходных транзистора IIДл достижени указанно цели в бесконтактное-реле, содержащее нагрузку , через симистор подключенную к источнику переменного напр жени , источник посто нного напр жени , к минусовой клемме которого подсоединен катод тиристора,, анод которого подключен к одному выводу первого резистора, управл н ций электрод тиристора соединен с базой первого однопереходного -транзистора, эмиттер которого подключен через первый конденсатор к катоду тиристора, через второй резистор к датчику, включенному в плечо делител напр жени , а через первый диод к эмиттеру второго однопереходного транзистора, соединенного с одной обкладкой второго конденсатора и одним выводом третьего р зистора, введены третий конденсатор и второй диод, через КОТОРЫЙ и через переход-управл ющий электрод-катод с мистора второй вывод первого резисто подключен.к плюсовой клемме источника питани , к которой подключен второй вывод третьего резистора, а втора обкладка второго конденсатора че рез третий конденсатор подсоединена к аноду тиристора. На чертеже представлена принципиальна электрическа схема бесконтактного реле. Реле содержит датчик 1, например терморезистор, к которому подключен RC-контур, состо щий из резистора 2 конденсатора 3, пороговые элементы, например, однопереходные транзисторы 4 , 5, тиристор б с включенным в его анодную цепь резистором 7 и параллельно подсоединенные ему коммут рующим конденсатором 8, конденсатор 9 и резистор 10, рбразу{ощие паргшлельный RC-контур; разделительные диоды 11 и 12, симистор 13, включен ный последовательно с исполнительным органом (клеммы 14-15) между шинами сетевого напр жени (клемкы 16-17), резистоЕ л 18-27 и источник питани посто нного нарр жени , образованный, например, балластным конденсатором 28, стабилитроном 29, диодом 30 и конденсатором фильтра 3 Работает бесконтактное реле следующим образом. Поскольку порог отпирани транзистора 5 устанавливаетс ниже поро га срабатывани транзистора 4, при подаче напр жени питани отпираетс транзистор 5 и через него, резис тор 18, разделительный диод 32 и переход катод-управл ющий электрод симистора 13 зар жаетс конденсатор 9 практически др напр жени источника питани посто нног6 напр жени . В качестве датчика в бесконтактном реле может быть использован датчик 1, образующий с резисторами 24 и 25 делитель напр жени . , например, контролируема температура в зоне установки датчика 1, выполненного в виде терморезистора, ниже заданной и сопротивление его велико, следовательно, и падение напр жени на нем выше порога отпир чи транзистора 4. Через резнетор 2 зар жаетс конденсатор 3, и когд напр жение на этом конденса торе достигнет напр жени отпирани транзистора 4, он отпираетс , а кон денсатор разр жаетс на резистор 23 Под действием импульса напр жени , падающего на резисторе 23, отпираетс тиристор 6, и через переход катод-управл ющий электрод симистора 13, резистор 18, диод 32 и резистор 7 протекает посто нный ток. Под действием этого тока отпираетс симистор 13, включа исполнительный аппарат, например, нагревательный элемент, подключаемый к клеммам 14-15. Под действием посто нного тока, протекающего через промежуток катодуправл квдий электрод симистора 13, , резистор 18,диод 32, резистор 7 и тиристор 6, последний удерживаетс в открытом состо нии и после запирани транзистора 4, а конденсатор 8 зар жаетс . Через резисторы 7, 10 и открытый тиристор 6 на источник посто нного напр жени (например, резисторы 19, 20) начинаетс разр д конденсатора 9. При отпирании тиристора 6 за счет шунтировани резистора 21 через открытый тиристор 6 и разделительный диод 12 резистором 22 снижаетс напр жение, подаваемое на базы транзистора 4 и, следовательно , уменьшаетс порог его отпирани . Благодар такому изменению порога отпирани транзистора после срабатывани исполнительного органа создаетс дифференциал между отключением и включением нагрузки. До тех пор, пока напр жение сигнала управлени , т.е. напр жение на датчике 1 будет превышать порог отпирани транзистора 4, конденсатор 3 будет периодически через резистор 2 зар жатьс и разр жатьс через транзистор 4 на резистор 23, вызыва периодическое отпирание транзистора 4.Этот транзистор через диод 11 вызывает периодический зар д конденсатора 9, не дава ему разр дитьс до напр жени отпирани транзистора 5.Дл того, чтобы при напр жении на датчике выше порога отпирани транзистора 4 происходил периодический подзар д конденсатора 9, посто нна времени RC-контура на резисторе 2 и конденсаторе 3 выбираетс не менее, чем на пор док меньшей величины посто нной времени RC-контура из конденсатора 9 и резистора 10.. Когда напр жение на датчике станет меньше порога -отпирани транзистора 4, транзистор 4 не отпираетс и конденсатор 9 разр дитс на величину напр жени отпирани транзистора 5.При этом отпираетс транзистор 5. Через резистор 18, диод 32, конденсатор 9 и транзистор 5 проходит импульс тока, зар жаквдий конденсатор 9. Поскольку конденсатор 8 при этом зар жен, за счет падени напр жени на резисторе 18 при зар де конденсатора 9 тиристор 6 запираетс , отключа симистор 13 и исполнительный орган. Порог отпирани транзистора 5 при помощи резисторов 20 и 19 устанавливаетс меньше порога срабатывани транзистора 4, поэтому диод 11 будет (до тех пор, пока входное напр жение ниже порога отпирани транзистора 4) заперт, и через(54) NON-CONTACT RELAY The invention relates to the field of automation and is designed to combine research institutes with various resistance sensors (thermistors, photoresistors, hygristors, etc.), current, voltage, etc. for control and two-point control of temperature, light, pressure, voltage and other quantities. Known contactless relay with a horn device on a single junction transistor with an RC circuit in the emitter circuit of the transistor However, in the known device there is no differential (dead zone) between switching the relay on and off, which reduces its reliability. A contactless relay is known that contains two unijunction transistors, in the emitter circuit of the first of which there is an RC circuit connected to the sensor, one base of the first transistor is connected to the control electrode of the thyristor, a triac connected in series with the actuator between the voltage lines, constant voltage source, capacitors and resistors .2. This relay is difficult: it uses two sources of constant voltage, two separating thyristors. the formatter, and it does not have sufficient reliability of operation. The closest to the present invention is a contactless relay containing a nag & a triac, a source of alternating voltage, a source of constant voltage, a thyristor, resistors, capacitors, two single-junction transistors II. To achieve the indicated purpose in a contactless relay containing the load, through a triac connected to an alternating voltage source, a constant voltage source, to the minus terminal of which is connected the cathode of the thyristor, the anode of which is connected to one terminal of the first resistor, the controls of the electrodes the thyristor is connected to the base of the first single junction transistor, the emitter of which is connected through the first capacitor to the cathode of the thyristor, through the second resistor to the sensor connected to the voltage divider, and through the first diode to the emitter of the second single junction transistor connected to one plate of the second capacitor and one by the output of the third resistor, the third capacitor and the second diode are inserted, through which and the second control terminal through the resistor-cathode from the mystor, the second output of the first resistor is connected to the positive terminal of the source chnika power, which is connected to the second terminal of the third resistor and the second plate of the second capacitor Th Res third capacitor is connected to the anode of the thyristor. The drawing shows a circuit diagram of a contactless relay. The relay contains a sensor 1, for example, a thermistor to which an RC circuit is connected, consisting of a resistor 2, a capacitor 3, threshold elements, for example, single junction transistors 4, 5, a thyristor b with a resistor 7 connected in its anode circuit and connected in parallel to it the capacitor 8, the capacitor 9 and the resistor 10, rbraze {General parcillary RC-circuit; dividing diodes 11 and 12, a triac 13, connected in series with the executive body (terminals 14-15) between the mains voltage buses (terminals 16-17), resistive 18-27 and a constant-current power source, for example, ballast capacitor 28, zener diode 29, diode 30 and filter capacitor 3 The contactless relay operates as follows. Since the threshold for unlocking the transistor 5 is set below the threshold of the transistor 4, when the supply voltage is applied, the transistor 5 is opened and, through it, the resistor 18, the separation diode 32 and the transition of the cathode control electrode of the triac 13 charge the capacitor 9 to almost other source voltage power constant voltage. As a sensor in a contactless relay, sensor 1 can be used, which forms a voltage divider with resistors 24 and 25. For example, the temperature in the installation zone of sensor 1, made in the form of a thermistor, is lower than the set value and its resistance is high, therefore, the voltage drop across it is higher than the threshold for opening the transistor 4. The capacitor 3 is charged through the chopper 2, and the voltage is On this capacitor, the voltage reaches the unlocking voltage of the transistor 4, it is unlocked, and the capacitor is discharged to the resistor 23 Under the influence of a voltage pulse falling on the resistor 23, the thyristor 6 is unlocked, and through the cathode control electrode junction 13, resistor 18, diode 32 and resistor 7 flows a constant current. Under the action of this current, the triac 13 is unlocked, turning on the actuator, for example, a heating element connected to terminals 14-15. Under the action of direct current flowing through the gap of the cathode of the triac electrode 13, the resistor 18, the diode 32, the resistor 7 and the thyristor 6, the latter is held in the open state and after the locking of the transistor 4, and the capacitor 8 is charged. Through resistors 7, 10 and open thyristor 6 to a constant voltage source (for example, resistors 19, 20), the discharge of capacitor 9 begins. When unlocking thyristor 6 due to shunting resistor 21 through open thyristor 6 and isolation diode 12 by resistor 22 decreases The voltage supplied to the base of the transistor 4 and, therefore, decreases the threshold of its unlocking. Due to such a change in the threshold of unlocking the transistor, after the actuation of the actuator, a differential is created between tripping and switching on the load. Until the control signal voltage, i.e. the voltage on the sensor 1 will exceed the unlock threshold of the transistor 4, the capacitor 3 will periodically charge through the resistor 2 and discharge through the transistor 4 to the resistor 23, causing the transistor 4 to periodically open. This transistor through the diode 11 causes a periodic charge of the capacitor 9, not allowing it to discharge before the voltage of the unlocking of the transistor 5. In order for a voltage above the sensor to unlock the transistor 4, there is a periodic recharge of the capacitor 9, the RC time constant on the resistor 2 and the condenser At the switch 3, at least an order of magnitude of the time constant of the RC circuit from capacitor 9 and resistor 10 is selected. When the voltage on the sensor becomes less than the threshold - push down transistor 4, the transistor 4 does not open and the capacitor 9 is discharged by the voltage of the transistor 5 is triggered. At the same time, the transistor 5 is opened. Through the resistor 18, the diode 32, the capacitor 9 and the transistor 5 passes a current pulse, the charge is charged to the capacitor 9. Since the capacitor 8 is charged, due to the voltage drop across charge for condenser 9 t The transistor 6 is locked by disconnecting the triac 13 and the actuator. The unlocking threshold of transistor 5 using resistors 20 and 19 is set lower than the response threshold of transistor 4, so diode 11 will (until the input voltage is below the threshold unlocking transistor 4) is locked, and

него транзистор 4 отпиратьс не будет . В дальнейшем работа бесконтактного реле повтор етс .transistor 4 will not open it. Further, the operation of the contactless relay is repeated.

Дл того, чтобы исключить разр д конденсатора 9, когда тиристор 6 заперт, по цепи, образованной резисторами 10, 18 и переходом катодуправл ющий электрод симистора 13, служит диод 32. При его отсутствии конденсатор 9 периодически разр жалс бы и зар жалс . При зар де конденсатора 9 через цепь управлени симистора протекал бы ток, периодически кратковременно открыванвдий симистор 13, что приводило бы к ложным импульсным включени м исполнительного аппарата. Значение параметра срабатывани задаетс при помс ци потенциометра 33. Потенциометром 34 устанавливаетс требуемый порог срабатывани транзистора 4. Резистором 24 компенсируетс разброс величины сопротивлени датчика 1, а резистором 26 корректируетс разброс его коэффициента температурного сопротивлени . Это позвол ет использовать в схеме реле терморезисторы или другие датчики со значительным разбросом параметров. Зона ,нечувствительности , или дифференциал срабатывани реле устанавливаетс при помощи резистора обратной св зи, выполненного переменным. Дл термостабилизации напр жени срабатывани однопереходного транзистора 4 и, следовательно , термостабилизацин порога срабатывани реле в базу транзистора 4 введен резистор 27. Конденсатор 35 обеспечивает помехозащшденность реле.In order to eliminate the discharge of the capacitor 9, when the thyristor 6 is locked, a diode 32 serves as a circuit formed by resistors 10, 18 and the transition to the cathode-control electrode of the triac 13. If it is not present, the capacitor 9 will be discharged periodically and charged. When charging the capacitor 9, a current would flow through the control circuit of the triac, periodically briefly opening the triac 13, which would lead to false pulse switching of the actuator. The value of the pickup parameter is set by the potentiometer 33. Potentiometer 34 sets the required threshold of transistor 4. Resistor 24 compensates for the spread of the resistance value of sensor 1, and by the resistor 26 corrects the spread of its temperature resistance coefficient. This allows the use of thermistors or other sensors in the relay circuit with a wide variation in parameters. The zone, insensitivity, or relay operation differential is set using a feedback resistor made of variables. In order to thermally stabilize the operation voltage of the unijunction transistor 4 and, consequently, thermostabilize the relay operation threshold, a resistor 27 is inserted into the base of transistor 4. Capacitor 35 provides the interference protection of the relay.

Поскольку однопереходный транзистор , используемый в реле в качестве порогового элемента, характеризуетс высокой стабильностью порога срабатывани при колебани х в широких пределах напр жени питани и температуры ркружак дей среды, предлагаемое реле обладает высокой точностью работы. РйЯе характеризуетс простотой и бесконтактностью, в нем отсутствуют какие-либо трансформаторы и используетс лишь один источник посто нного напр жени , что делает реле высоконадежным в работе. Устройство характеризуетс высокой чувствительностью, его входное сопротивление может достигать сотенSince the single junction transistor used in the relay as a threshold element is characterized by a high stability of the response threshold when the voltage fluctuates over a wide range of power supply and temperature of the environment, the proposed relay has a high accuracy of operation. RYaE is characterized by simplicity and contactlessness, it lacks any transformers and uses only one source of constant voltage, which makes the relay highly reliable in operation. The device is characterized by high sensitivity, its input resistance can reach hundreds

килоом, а выходна мощность - нескольких киловатт. Бесконтактное реле может найти применение в сочетании с различными датчиками сопротив-. ;Лени , например, фоторезисторами, - гигристорами, датчиками давлени , напр жени и т.п., в этом случае предложенное устройство обеспечит регулирование освещенности, давлени , влажности, тока и других величин .kilo and power output is several kilowatts. A contactless relay can be used in combination with various resistance sensors. Lens, e.g., photoresistors, are hygristors, pressure sensors, voltages, etc., in which case the proposed device will provide for the regulation of illumination, pressure, humidity, current and other quantities.

00

Claims

1.Nedoluzhko I.G. and others. Single junction transistors. M., Energie, 1974, p. 93, fig. 5-29.

2. The author's certificate of the USSR I 606174, cl. H 01 H 47/00,

H 03 K 17/56, 06.01.75.

3. USSR author's certificate for application number 2487972/21,

cl. H 01 H 47 / Oa, 05.23.77 (prototype)