РЕЛЕ ВРЕМЕНИ

Полезная модель относится к электротехнике, в частности, к реле времени, которое имеет дискретную регулировку установки срабатывания в диапазоне от 0,1 до 5 сек., и может быть использовано для ограничения времени работы исполнительного органа, например, электропривода переменного тока.
Известно высокочастотное реле времени с дискретной регулировкой установки срабатывания, работа которого основана на принципе счета заданного числа импульсов определенной длительности (а. св-во СССР №566351, оп. 25.12.75).
Недостатком этого устройства является сложность набора установки времени срабатывания и ограниченная надежность, что обусловлено большим числом коммутаций в системе набора установки времени и сложной структурой схемы кодирования.
Наиболее близким предлагаемому устройству является реле времени, содержащее микросхему таймера (Справочное пособие по цифровой электронике: Пер. с англ. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - стр. 36)
Недостатком известного реле является его невысокая надежность из-за незащищенного входа микросхемы таймера по напряжению, что приводит к частым выходам его из строя. Кроме того, ограничена область использования известного реле, так как на его выходе формируется слабый управляющий сигнал, что не позволяет осуществлять управление различными устройствами.
Задачей полезной модели является повышение надежности устройства и расширение области его использования.
Поставленная задача решается тем, что реле времени содержит блок управления, включающий времязадающее устройство с микросхемой таймера, одним конденсатором, переключателем, резисторами с первого по четвертый, и транзисторный усилитель с транзисторами с первого по четвертый, подключенными по схеме с общим эмиттером; блок питания со стабилизатором напряжения, двумя конденсаторами, двумя оптронами, резисторами с первого по пятый и двумя диодами; блок индикации; при этом клемма питания от стабилизатора подключена к первому, второму и третьему резисторам времязадающего устройства и к входной клемме микросхемы таймера, а входная клемма микросхемы таймера подключена ко второй клемме первого резистора и клемме управления микросхемы таймера, общая клемма подключена к общей клемме микросхемы таймера и второй клемме конденсатора времязадающего устройства, клеммы блока управления подключены к входным клеммам оптронов через первый и второй резисторы блока питания, выходные клеммы оптронов подключены к общей клемме, стабилизатору и параллельным первому и второму конденсаторам блока питания, которые подключены, соответственно, к стабилизатору, а выходные клеммы оптронов через третий и четвертый резисторы, диоды блока питания и RC-фильтр подключены к входной клемме микросхемы таймера, при этом выход микросхемы таймера подключен к входу транзисторного усилителя, выход которого подключен к управляемому устройству.
Кроме того, блок индикации может быть выполнен в виде четырех светодиодов, входы которых подключены через резисторы, соответственно, к выходным клеммам блока питания, транзисторному усилителю, к выходу микросхемы таймера.
Подключение на вход микросхемы таймера конденсатора и резистора позволяет обеспечить регулирование временного интервала в заданных пределах, что позволяет осуществить более точную настройку времени срабатывания и тем самым расширить область использования реле времени.
Подключение выхода микросхемы таймера к четырехкаскадному транзисторному усилителю позволяет инвертировать сигнал и получить на выходе реле времени усиленный управляющий сигнал, что позволяет обеспечить надежность реле времени.
Выполнение блока питания в виде стабилизатора с подключенными к нему выходами оптронов позволяет повысить надежность реле времени за счет обеспечения гальванической оптронной развязки. Подключение к выходам оптронов диодов и RC-фильтра позволяет обеспечить получение стабильных прямоугольных помехозащищенных запускающих импульсов и тем самым повысить надежность реле времени.
На фиг. 1 представлена функциональная блок-схема предлагаемого реле; на фиг. 2 - схема времязадающего устройства; на фиг. 3 - схема транзисторного усилителя; на фиг. 4 - схема блока питания; на фиг. 5 - схема блока индикации.
Реле времени содержит блок управления 1, включающий времязадающее устройство 2 и транзисторный усилитель 3, блок питания 4 и блок индикации 5.
Времязадающее устройство 2 (фиг. 2) содержит микросхему таймера 6, один конденсатор 7, переключатель 8, резисторы 9-12 с первого по четвертый. Транзисторный усилитель 3 (фиг. 3) содержит транзисторы 13-16 с первого по четвертый, резисторы 17-28 с первого по двенадцатый, подключенные по схеме с общим эмиттером, и одним диод 29. Блок питания 4 (фиг. 4) включает стабилизатор напряжения 30, два конденсатора 31, 32, два оптрона 33, 34, резисторы 35-39 с первого по пятый и два диода 40, 41. Блок индикации 5 (фиг. 5) содержит светодиоды 42-45 и резисторы 46-49 с первого по четвертый.
Две выходные клеммы оптрона 33 связаны с клеммами резистора 37 и диода 40, а оптрона 34 - с клеммами резистора 38 и диода 41, при этом третьи выходные клеммы оптронов 33 и 34 подключены к общей клемме 50, конденсаторам 31, 32 и стабилизатору 30. Конденсаторы 31 и 32 подключены к входной и выходной клеммам стабилизатора 30 соответственно, диоды 40 и 41 анодами подключены к первым клеммам RC-фильтра, представляющего собой резистор 39 и конденсатор 51, которые подключены к входной клемме управления 52 микросхемы таймера 6. Клемма 52 подключена также ко второй клемме резистора 9. Общая клемма 50 подключена к общей клемме микросхемы таймера 6, ко второй клемме конденсатора 7, первая клемма которого подключена ко второй клемме резистора 12. Вторая клемма резистора И через клеммы переключателя 8 может быть подключена к клемме внешнего управления 53 реле времени или к первой и третьей клеммам резистора 12. Выход микросхемы таймера 6 клеммой 54 подключен к первой клемме резистора 17, вторая клемма которого подключена ко второй клемме резистора 18 и к базе транзистора 13. Эмиттер транзистора 13 подключен к эмиттерам транзисторов 14, 15, 16 и к клемме питания 55, коллектор транзистора 13 подключен к первым клеммам резисторов 19 и 20, вторая клемма резистора 19 подключена к общей клемме 50 и ко вторым клеммам резисторов 22, 25, 26, 28. Вторая клемма резистора 20 подключена к базе транзистора 14 и ко второй клемме резистора 21. Первая клемма резистора 22 подключена к первой клемме резистора 23 и к коллектору транзистора 14, вторая клемма резистора 23 подключена к базе транзистора 15 и ко второй клемме резистора 24. Первая клемма резистора 25 подключена к первой клемме резистора 26, к коллектору транзистора 15, к катоду диода 29 и к первой клемме резистора 28. Анод диода 29 подключен к базе транзистора 16 и ко второй клемме резистора 27. Клемма питания 56 подключена к первой клемме резистора 18 и к первым клеммам резисторов 21, 24, 27. Коллектор транзистора 16 подключен к выходу реле времени 57. К клемме 54 выхода микросхемы таймера 6 подключена первая клемма резистора 46 блока индикации 5, вторая клемма которого подключена к аноду светодиода 42, а его катод - к клемме питания 58. Клемма питания 56 подключена к первой клемме резистора 47, вторая клемма которого подключена к аноду светодиода 43, а его катод - к клемме 55. Клемма 55 подключена к первой клемме резистора 48, вторая клемма которого подключена к аноду светодиода 44, а его катод - к клемме 49 и к катоду светодиода 45. Анод светодиода 45 подключен ко второй клемме резистора 49, первая клемма резистора 49 подключена к выходу реле времени 57. Клемма внешнего управления 59 подключена к входам микросхемы таймера 6, ко второй клемме резистора 12 и первой клемме конденсатора 7.
Реле времени работает следующим образом.
С внешнего источника питания (не показан) на клеммы 50 и 55 блока питания 4 подают нагрузку - постоянное напряжение, которое питает стабилизатор 30. Конденсаторы 31 и 32, подключенные к стабилизатору 30, стабилизируют напряжение, которое далее поступает на клемму питания 58 микросхемы таймера 6 времязадающего устройства 2 блока управления 1 и далее на резисторы 9 и 10, которые обеспечивают моностабильный режим работы микросхемы таймера 6.
зап
вкл
На клеммы входов (не обозначены) оптронов 33 и 34 поступают управляющие сигналы амплитудой до 30 вольт, при этом резисторы 35 и 36 обеспечивают защиту по току оптронов по входу, а резисторы 37 и 38 - по выходу. За счет диодов 40, 41 и RC-фильтра, выполненного в виде конденсатора 51 и резистора 39, формируется сигнал запуска, который посредством клеммы управления 52 подается на микросхему таймера 6. Регулировкой резистора 12 задают диапазон срабатывания в пределах от 0,1 до 60 сек. Для получения выходного импульса на входную клемму 52 микросхемы таймера 6 подается спадающий фронт. Когда действует этот сигнал, запускающее входное напряжение уменьшается ниже одной трети напряжения питания, на выходной клемме 56 микросхемы таймера 6 появляется напряжение высокого уровня. После этого конденсатор 7 заряжается от стабилизатора 30 через клемму питания 58 через последовательно соединенные резисторы 11 и 12 или через резистор 11 и клеммы внешнего управления 53 и 59, до тех пор, пока напряжение на входной клемме микросхемы таймера 6 не достигнет двух третей напряжения питания. В этот момент на выходной клемме 54 микросхемы таймера 6 формируется напряжение низкого уровня. При этом реле времени приводится в пассивное состояние и ожидает следующего запускающего импульса. Для этого режима справедливы следующие расчеты: временной интервал, в течение которого на выходе действует напряжение высокого уровня, t=1,1×RC; рекомендуемая ширина запускающего импульса t<t/4.
С выходной клеммы 54 микросхемы таймера 6 сигнал поступает на вход резистора 17 транзисторного усилителя 3, который обеспечивает токовую защиту транзистора 13. Транзисторы 13, 14, 15, 16, подключенные к одному эмиттеру, обеспечивают усиление выходного сигнала на выходе 57 до уровня +24 вольт. Резисторы 18-28 ограничивают ток базы транзисторов и ток коллектора транзисторов, при этом диод обеспечивает управление отрицательным фронтом выходного резистора.
Посредством блока индикации 5 осуществляется контроль: работы микросхемы таймера - посредством резистора 46 и диода 42 сигналы на которые поступают с клемм 54 и 58, напряжения питания +6 В -светодиодом 43, и резистором 47, сигналы на которые поступают с клемм 56 и 55, контроль входного напряжения питания +24 В - светодиодом 44 и резистором 48, сигналы на которые поступают с клемм 50 и 55 а также управляющих импульсов амплитудой 24 В с выхода реле времени - резистором 49 и светодиодом 45, на которые сигналы поступают с клемм 50 и 57.