SU860310A1 - Полупроводниковое реле времени - Google Patents

Description

(54) ПОЛУПРОВОДНИКОВОЕ РЕЛЕ ВРЕМЕНИ

Изобретение относитс  к электрон ной технике и может быть использова но в аппаратуре и приборах различно назначени  дл  коммутации электриче ких цепей через определенные промеж ки времени, регулируемые в-широком Диапазоне. Известно реле времени, содержаще стабилизированный источник посто нно го тока, врем задающую RC-цепочку, подключенную через дозирующий конде сатор к сетке разделительного тиратрона тлеющего разр да, накопительный конденсатор, включенный в анодную цепь порогового тиратрона тлеюще го разр да, исполнительное электромагнитное реле и тиристор, анод которого через резистор подключен к источнику посто нного тока и через диод к врем задающему конденсатору, при этом управл ющий электрод тиристора соединен с накопительным конденсатором Til. Недостатком зтого реле времени  в л етс  то, что дл  стабилизации характеристик и параметров во времени Новые тиратроны и тиратроны после длительного хранени  необходимо тре нировать, т.е. выдерживать под номинальным током в течение 40-60 ч, после чего их параметры и характеристика стабилизируютс . Недостаточна  тренировка вли ет на уход параметров и характеристик с течением времени, а это приводит к нестабильности времени вьадержки реле времени и усложн ет услови  эксплуатации реле времени . Наиболее близким техническим решением  вл етс  полупроводниковое реле времени, содержащее усилитель на двух совмещенных транзисторах типа п-р-п и р-п-р,охваченных положительной последовательной обратной св зью по току, врем Зсвдающую RC-цепь, два диода,тиристор и исполнительное реле, соединенные последовательно и подключенные к клеммам дл  подключени  источника питани , причем один из диодов подключен анодом к коллектору р-п-р транзистора, а катодом соединен с базой п-р-п транзистора, резистор врем задающей RC-цепи включен между клеммой дл  подключени  плюОа источника питани  и базой п-р-п транзистора , конденсатор врем задающей RC-цепи одним выводом соединен с анодом указанного одного диода, один из резисторов включен в цепь коллектора п-р-п транзистора другой,третий и четвертый резисторы образуют напр жение в цепи эмиттера р-п-р транзистора, включенный между клемMaivM дл  подключени  источника питани , к одной из точек соединени  резисторов указанного делител  напр жени  подключен эмиттер п-р-п транзистора , п тый и шестой резисторы образуют делитель напр жени  в цепи управл ющего электрода Тиристора и подключены между клеммой дл  подключени  минуса источника питани  и анодом указанного одного диода 21 .

Однако в известном полупроводниковом реле времени невозможно регулировать врем  выдержки в широком диапазоне за счет увеличени  сопротивлени  резистора или емкости электролитического конденсатора врем задающей RC-цепочки при обеспечении высокой надежности и стабильности работы во всем диапазоне. Это ограничение вызвано тем, что при изменении сопротивлени  врем задающего резистора мен етс  также и величина напр жени  на переходе коллектор база входного транзистора усилител , в то врем  как напр жение между коллектором и базой другого транзистора усилител  остаетс  посто нным. Алгебраическа  сумма напр лсений на этих переходах транзисторов, межд которыми включен электролитический врем задающий конденсатор, при переходе их в режим насыщени  (в момен срабатывани  полупроводникового реле времени) мен ет свой знак, а по свое величине остаетс  зависимой от величины напр жени  на переходе коллектобаза входного транзистора усилител  или тоже самое - от величины сопротивлени  врем задающего резистора RC-цепочки. И в случае длительной ком 1утации внешних электрических цепей (при нахождении полупроводникового реле времени во включенном состо нии ) электролитический конденсатор , разр жа сь через внутреннее сопротивление схемы, перезар жаетс  под воздействием этого образовавшегос  обратного напр жени . В результате при повторном включении из-за  влени  расформовки вентильного металла (анода) и увеличени  токов утечки конденсатора снижаетс  надежность работы и стабильность выдержки времени.

Расширение диапазона регулировани  выдержки времени за счет увеличени  емкости конденсатора врем задающей RC-цепочки не целесообразно по причине возрастани  токов утечки его и снижени  стабильности работы.

Цель изобретени  - расширение диапазона регулировани  вьщержки времени при одинаково высокой надежности и стабильности работы во всем диапазоне.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в полупроводниковое реле времени, содержащее усилитель на двух совмещенных транзисторах типов п-р-п и р-п-р, охваченных положительной последовательной обратной св зи по току, врем задающую НС-цепь два диода, тиристор и исполнительное реле, соединенные последовательно и подключенные к клеммам дл  подключени  источника питани , причем один из диодов подключен анодом к коллектору р-п-р транзистора, а катодом соединен с базой п-р-п транзистора, резистор I врем задающей ftC-цепи включен между клеммой дл  подключени  плюса источника питани  и базой п-ртразистора , конденсатор врем задающей RC-цепи одним выводом соединен с анодом указанного одного диода, один из резисторов включен в цепь коллектора п-р-п транзистора, другой третий и четвертый резисторы образуют делитель напр жени  в цепи эмиттера р-п-р транзистора, включенный между клеммами дл  подключени  источника питани , к средней точке указанного делител  напр жени  подключен эмиттер п-р-п транзистора, п тый и шестой резисторы образуют делитель напр жени  в цепи управл ющего электрода тиристора и подключены между клеммой дл  подключени  минуса источника питани  и анодом указанного однго диода, введены другое реле и дополнительный резистор, другое реле подключено к клеммам дл  подключени  источника питани , дополнительный резистор и размыкающие контакты другго реле образуют последовательную разр жающую цепь, включенную параллельно конденсатору RC-цепи, причем другой диод катодом соединен с другим выводом конденсатора RC-цепи, а анодом соединен с базой п-р-п транзистора .

На чертеже представлена принципиальна  электрическа  схема полупроводникового реле времени.

Реле времени содержит врем задающую RC-цепь, состо щую из резистора 1 и электролитического конденсатора 2, усилитель, выполненный на совмеценных транзисторах 3 и 4, охваченных положительной обратной св зью через диод 5, исполнительное устройство на тиристоре 6, нагрузкой которого  вл етс  электромагнитное реле 7, другое электромагнитное реле 8 с размыкающим контактом 8 , последовательно соединенным с дополнительным резистором 9 и другой диод 10, Клеммы 11 и 12 служат дл  подключени  источника питани , резистор 13 определ ет режим работы входного транзистора 3 усилител , делитель напр жени , собранный на резисторах 14-16, при напр жении на входе тран- зистора 3 меньшего порога срабатывани  обеспечивает такие напр жени  на эмиттерах, чтобы транзисторы 3 и 4 были закрыты. Резисторы 17 и 18 определ ют режим работы исполнительного устройства, контакты 19 электромагнитного реле 7 обеспечивают ком мутацию внешних электрических цепей Полупроводниковое реле времени работает следующим образом. В исходном состо нии перед началом работы (включени ) .конденсатор разр жен через размыкающие контакты в обесточенного электромагнитного реле 8 и дополнительный резистор 9. При подаче посто нного напр жени  на клеммы 11 и 12 срабатывает элект ромагнитное реле 8, отключа  своими контактами 8 резистор 9 от конденса тора 2, который при этом начинает зар жатьс  по цепи: плюс источника посто нного тока, резистор 1, диод 10, конденсатор 2, резисторы 17 и 1 минус источника посто нного тока. Тиристор б остаетс  в закрытом состо нии из-за отсутстви  достаточного тока, поступающего в управл ющий электрод, В процессе зар да конденса тора 2 потенциал базы транзистора 3 увеличиваетс  и по достижению им порога срабатывани  транзистор 3 откры ваетс . Его коллекторный ток создает на резисторе 13 падение напр жени , превышающее напр жение на резисторе 14, вследствие чего транзистор 4 так же открываетс . Коллекторный ток . транзистора 4, в свою очередь, созда ет положительный перепад напр жени  на резисторах 17 и 18, поступающий через конденсатор 2, диод 10 на базу транзистора 3 и вызывающий еще боль шее открывание его. Происходит лавинообразный процесс отпирани  транзис торов 3 и 4, по окончании которого они насыщаютс , причег, такое состо ние поддерживаетс  автоматически за счет подачи в базу транзистора 3 час ти коллекторного тока транзистора 4 через диод 5. При этом тиристор б включаетс  током, поступающим в управл ющий электрод через резистор 17 Срабатывает электромагнитное реле 7 и своими контактами 19 обеспечивает коммутацию внешних электрических цепей . Резистор 18 защищает тиристор 6 от включени  тепловым током коллектора транзистора 4, с которым склещы ваетс  начальный зар дный ток конденсатора 2. Переход совмещенных транзисторов 3 и 4 усилител  в режмм насыщени , сопровождающийс  изменением пол рности напр жений на их переходах кол лектор - база, между которыми зключены другой диод 10 и электролитический конденсатор 2, приводит к по влению обратного напр жени , прикладываемого к этим элементам-. Величина его определ етс  Ешгебраической суммой двух напр жений: напр жением перехода коллектор - база транзистора 3,измен ющегос  при регулировании выдержки времени резистгром 1, и посто нным напр жением перехода коллектор - база транзистора 4, При U,j ,- UR (1) Uci - к5тг- UK,fT4 U(,7 - UA-IO UR-( -UnffTl- (2) где величина напр жени  на конденсаторе 2) величина напр жени  на диоде 10; напр жение на переходе коллектор-база транзистора 3 в режиме насыщени ; посто нное падение напр жени  на резисторе 13; Up - падение напр жени  на резисторе 1; Ug. - посто нное напр жение на переходе коллектор-база транзистора 4 в режиме насыщени . Действительно анализ выражений (1) и (2) показывает, что с уменьшением величины напр жени  на переходе коллектор-база транзистора 3 или тоже самое с увеличением величины сопротивлени  резистора 1 величина обратного напр жени  на переходах коллекторбаза транзисторов 3 и 4 в режиме их насыщени , между которыми включены диод 10 и электролитический конденсатор 2, увеличиваетс . Так как дополнительный диод 10 включен в обратном направлении дл  токов разр да и перезар да электролитического конденсатора 2 через внутреннее сопротивление схемы, то разр да и перезар да его, когда полупроводниковое реле времени после срабатывани  находитс  во включенном состо нии, не происходит. В результате этого  вление расформовки вентильного металла (анода) и увеличение тока утечки конденсатора 2 исключаетс , что в итоге обуславливает регулировку выдержки времени в широком диапазоне и обеспечивает одинаковую высокую надежность и стабильность работы при повторных включени х. Выбор резистора 1 с больим сопротивлением дл  обеспечени  ирокого диапазона регулировани  треует использовани  входного транзисора 3 с достаточно высоким коэффииентом усилени  по току, так как ок базы с увеличением сопротивлени  езистора 1 уменьшаетс . Возврат хемы в исходное состо ние произвоитс  сн тием напр жени  е клемм 11 12 и после разр да накопительного лектролитического конденсатора 2 ерез контакты реле 8, разр дый резистор 9 она готова к новому иклу включени .

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Полупроводниковое реле времени, содержащее усилитель на двух совмещенных транзисторах типов п-р-п и р-п-р, охваченных положительной обратной связью, времязадающую RC-цепь, два диода, тиристор и исполнительное реле, соединенные последовательно и подключенные к клеммам для подключения источника питания,’причем один из диодов подключен анодом к коллектору р-п-р транзистора, а катодом соеди- 40 нен с базой п-р-п транзистора, резис1тор времязадающей RC-цепи включен 'между клеммой для подключения плюса источника питания и базой п-р-п транзистора, конденсатор времязадающей RC-цепи одним выводом соединен , с анодом указанного одного диода, один из резисторов включен в цепь коллектора п-р-п транзистора, другой, третий и четвертый резисторы образуют делитель напряжения в цепи эмиттера ,_п р-п-р транзистора, включенный между клеммами для подключения источника питания, к одной из точек соединения резисторов указанного делителя напряжения подключен эмиттер п-р-п транзистора, пятый и шестой резисторы 15 образуют делитель напряжения в цепи управляющего электрода тиристора и подключены между клеммой для подключения минуса источника питания и анодом указанного одного диода, 20 отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования выдержки времени, в него введены другое реле и дополнительный резистор, другое реле подключено к 25 клеммам для подключения источника питания, дополнительный резистор и размыкающие контакты другого реле образуют последовательно разряжающую цепь, включенную параллельно конденсатору RC-цепи, причем другой диод катодом соединен с другим выводом конденсатора времязадающей RCцепи, а анодом соединен с базой п-р-п транзистора.