SU957432A1 - Реле времени - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано в устройствах, электронной коммутации, в устройствах автоматики , дл  получени  заданной выдержки времени.

Известно реле времени, содержащее врем задающую RC-цепь, выход которой соединен со входом сравнившощего устройства на полевом и бипол рном транзисторах, выход сравнивающего устройства соединен со входом выходного устройства , дополнительный полевой транзистор, канал которого включен последовательно с врем задающим резистором, а затвор через дополнительный резистор соединён с другим выводом врем задающего резистора СЦ.

Недостатком реле времени  вл етс  невозможность получени  больших выдержек времени. В реле времени дл  зар да йрем задающего конденсатора используетс  только половина напр жени  источника питани . Ток зар да врем задающего конденсатора не может быть меньше определенной величины, котора  зависит от обратных токов транзисторов, от температуры окружающей среды, в которой придетс  работать реле времени , ОД токов утечки конденсатора.

Известно реле времени, которое содержит врем задающую RC-цепь, два транзистора и п ть резисторов, причем врем задающий конденсатор одним выводом подключен к коллектору первого транзистора, а вторым выводом подключён к базе второго ,

10 транзистора, к которой подключен один вывод врем задающего резистора, а другой его выход подключен к шине источника питани  С2.

Недостаток реле времени состоит

15 в том, что оно не обеспечивает больших выдержек времени.

Цедь изобретени  - увеличение выдержки времени.

Указанна  цель достигаетс  т.ем,

20 что в ,реле времени, содержащем ждущий мультивибратор с коллекторнобазовыми св з ми на транзисторах, один из которых  вл етс  составным, введены резистивный оптрон и генера25 тор импульсов, причем одна из коллекторных цепей составного транзистора соединена с катодом светодиода резистивного оптрона , анод которого соединен с шиной питани , а резистор

30 оптрона включен имной питани 

и базой составного транзистора, к кторой подключен выход генератора импульсов .

На фиг.1 приведена принципиальна электрическа  схема реле времени; на фиг.2 - временные диаграммы, по сн ющие работу реле времени.

Реле времени содержит ждущий мультивибратор с коллекторно-базовыми св з ми на транзисторах 1 и 2, причем транзистор,  вл етс  составным , резистивный оптрон 3, одна, из коллекторных цепей составного транзистора 2 соединена с катодом светодиода оптрона, анод которого соединен с шиной питани  резистор оптрона 3 включен между шиной питани  базой составного транзистора 2, к которой через разделительнЕлй конденсатор 4 подключен генератор .5 импульсов, а также врем задающий конденсатор б. Резистор 7 подключен к транзистору 1, Входна  клемма реле 8 времени. Резистор 9 включен между выходом реле времени и базой транзистора 1.

Реле времени работает следующим образом.

При подаче напр жени  питани  врм задающий конденсатор б начинает зар жатьс  по цепи - источник питани  ЕПУТ- резистор 7 - врем задающий конденсатор-б базы составного транзистора 2 и на второй плюс источника питани .

Протекающий ток открывает составной транзистор 2, напр жение на выходе реле времени равно нулю, транзистор 1 закрыт. Так как в коллекторной цепи одного из транзисторов составного транзистора 2 включен последовательно с гас щим резистором светодиод оптрона 3, то под воздействием протекающего через него коллекторного тока составного транзистора 2 светодиод оптрона 3 начинает светитьс  и благодар  этому резистор оптрона 3 засвечиваетс , а его сопротивление (световое) небольшое, пор дка несколько единиц кОм (зависит от типа используемого оптрона). Через резистор оптрона 3 а цепь баз составного транзистора 2 протекает ток,достаточный дл  полного насыщени  составного транзистора 2. Состаной транзистор 2 насыщен, поэтому напр жение на выходе реле времени равно 0.

Кроме того, при подаче напр жени  питани  сразу же начинает работать генератор 5 импульсов. Че .рез разделительный конденсатор 4 небольшой емкости импульсы с выхода генератора 5 положительной пол рности , амплитудой пор дка 0,7-0,5 В подаютс  на базу составного транзистора 2.

Частота работы генератора 5 несколько кГц. Чем выше частота, тем меньше емкость, а стало быть и габариты как разделительного конденсатора 4, так конденсатора в генераторе . Генератор 5 может быть выполнен по любой схеме (фиг.1 показан генератор,собранный на двухбазовом диоде).

Импульсы генератора 5 положитель-o ной пол рности, поступа  на базу

составного транзистора 2, его состо ние не измен ют, так как он уже находитс  в открытом состо нии. Измен етс  несколько степень насыщени 

C составного транзистора 2, но это совершенно не вли ет на величину напр жени  на выходе-реле времени. Оно по-прежнему равно нулю.

В таком состо ь ии реле времени может находитьс  сколько угодно дол- G приходом запускающего импуль-са (фиг.2) транзистор 1-открываетс , а составной транзистор 2 закрываетс  напр жением конденсатора б. Так

как, составной транзистор 2 закрыт, ток в коллекторных цеп х .прекращаетс  и напр жение на выходе реле времейи становитс  равным почти напр жению источника питани  , под

воздействием этого напр жени  через резистор 9 в цепь базы транзистора

1течет ток, под воздействием которого транзистор 1 остаетс  открытым после окончани  входного импульса.

Так как ток через составной транзистор . 2 прекращаетс , светодиод оптрона 3 гаснет и резистор оптрона 3 имеет большую величину сопротивлени  (темневое сопротивление, оно

зависит от конкретного типа оптрона, но обычно бывает пор. дка 10 -10Ом) . Конденсатор б начинает разр жатьс  через большое темневое сопротивление резистора оптрона 3.

Врем  выдержки реле времени определ етс  временем разр да конденсатора б через резистор оптрона 3 и определ етс  формулой

. Т 0,7 Р,р,.С,

Так как тепловое сопротивление резистора оптрона 3 стало большим, то и врем  выдержки реле времени станет большим, при относительно небольшой емкости конденсатора б. Когда конденсатор б разр жаетс , напр жение на его обкладках становитс  равным нулю, но составной транзистор

2при этом не открываетс . Дело в том, что входна  характеристика транзистора , зависимость тока базы от напр жени  на базе начинаетс  не с нул . Дл  того, чтобы открыть составной транзистор 2, на его базу нужно подать небольшое напр жение соответствующей пол рности, тогда составной транзистор 2 открываетс , С этой | целью с выхода генератора 5 на базу составного транзистора 2 поступают положительные импульсы, амплитудой 0,7-0,5 В на частоте пор дка несколько кГц. Когда составной транзистор 2 закрыт и к его базе приложено напр жение обратной пол рности конденсатора 6 (оно почти равно напр жению источника питани ) и поэтому небольшие по амплитуде импульсы генератора 5 (фиг.2) не вли ют на состо ние составного транзистора 2. Но как только конденсатор 6 разр жаетс  и напр жение на нем становитс  равным нулю, первые импульсы генератора 5 открывают составной транзистор 2.

В коллекторных цеп х текут токи и напр жение на выходе реле времени становитс  равным нулю, транзистор 1 закрываетс  и таким образом заканчиваетс  временна  выдержка реле времени . Одновременно коллекторный ток составного транзистора 2 засвечивает рёетодиод оптрона 3,он светитс , сопротивление резистора оптрона 3 вновь

принимает малое значение (световое сопротивление), в цепь базы составного транзистора 2 течет ток. Оп тьначинаетс  зар д врем задающего конденсатора б через резистор 7 и базысоставного транзистора 2, схема возвращаетс  в исхоДное состо ние.

Использование резистивного оптрона 3 в схеме реле времени позволило значительно увеличить врем  выдержки при небЬльшой емкости врем задающего конденсатора 6.

Увеличивать врем  выдержки простым увеличением ёмкости врем задающего конденсатора с сохранением стабильности работы можно только до определенной величины. Увеличение емкости конденсатора ограничиваетс  его размерами, стоимостью и токами утечки, которые пропорциональны ве ,личине емкости конденсатора. Чем больше токи утечки, тем не стабильнее выдержки времени и тем больше на стабильность вли ет изменение питающего напр жени  и температуры окружающей-среды. Увеличение зар дного (разр дного) резистора, через который протекает базовый ток, св .зано с р дом ограничений. Максимальна  величина зар дного сопротивлени  (резистора) ограничена необходимой величиной базового тока, обеспечивающего насыщение транзистора, а также тем, что величина базового тока должна на несколько пор дков быть выше обратных (неуправл екых токов) транзистора, с целью обеспечени  стабильной и надежной работы реле времени при изменени х температуры

окружающей среды.

Таким образом возникает противоречивое требование - чтоб« увеличить врем  выдержки величину зар дного резистора надо иметь большую, но

чтобы обеспечить насыщение транзистора в исходном состо нии и сохра- нить стабильность и надежность работы при изменени х питающего напр жени  и температуры окружающей среДы это сопротивление должно быть не большеопределенной величины.

Это противоречие удалось разрешить в предлагаемом реле времени благодар  применению резистивного оптрона и генератора импульсов и со (ответствующего их подключени .

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Реле времени, содержащее ждущий мультивибратор с коллекторно-базовыми св з ми на транзисторах, один из которых  вл етс  составным, отличающеес  тем, что, с целью

   увеличени  выдержки времени, в него введены резистивный оптрон и генератор импульсов, причем одна из коллекторных цепей составного транзистора соединена с катодом светодиода

   резистивного оптрона, анод которого соединен с шиной питани , а резистор оптрона включен между шиной питани  и базой составного транзистора, к которой подключен выход генератора импульсов .

   Источники информации, прин тые во вниманием при экспертизе 1. Авторское сридетельство СССР . 4 566349, кл. Н 03 К 17/28, 16.09.74.
2. 2. ВажеНина З.П. и др. Методы и схемы временной задержки импульсных сигналов. М., Советское радио, 1971, с. 15, рис.11 (прототип).

   Фаг. /

   Л. ;

   III11

   Ч- /fffm.

   t/

   Ш.1

   5л.