SU877708A2 - Электронное реле (его варианты) - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к системам релейного регулировани , преимущественно к регулированию электрических -. .величин, и может быть использовано в качестве преобразовател  входного сигнала, представленного посто нным напр жением, в двухпоэиционный выходной сигнал, представленный импульсной последовательностью, причем проходна  характеристика электронного реле имеет опережающий гистерезис (срабатывание электронного реле происходит при входном сигнале меньшем, чем его выключение), а также в системах авто матического зар да аккумул торных батарей . По основному авт.св. № 750459 известно электронное реле, содержащее входной RC-фильтр и генератор импульсов , выполненный на однопереходном транзисторе с врем эадакнцей КС-цепоч кой, конденсатор которой зашунтирова стабилитроном 1J. Недостатком известного  вл етс  то, что его максимальный гистерезис в основном определ етс  параметрами однопереходного транзистора, имеет ограниченную ширину и практически не поддаетс  регулировке. Это сужает область использовани  электроийого реле. Так, например, при использовании его в системах автоматической подзар дки аккумул торных батарей происходитлибо неполный зар д аккумул торной батареи при включении зар дного устройства после полного разр да , либо при полном разр де аккумул торной батареи происходит включение зар дного устройства раньше, чем аккумул торные батареи отдадут в нагрузку свою энергию. Указанный недостаток полностью определ етс  узким гистерезисом устройства. Цель изобретени  - расширение зоны гистерезиса. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее входной RC-фильтр, конденсатор.которого подключен параллельно, а резистор последовательно релаксационному генератору импульсов, состо щему из однопереходного транзистора с включенной между его базами врем задающей RC-цепью, параллельно конденсатору которой включен стабилитрон (вариант 1), введены бипол рный транзистор, стабилитрон и два резистора, через первый из которых база бипол рного транзистора соеданеиа с общей шиной, входна  ижиа через второй резистор соединена с

миттером, а через стабилитрон с базой бипол рного транзистора, коллектор которого соединен с точкой соединени  резистора и конденсатора входного ЛС-фильтра

По варианту 2 в реле введены бипо рный транзистор и резистор, через оторый точка соединени  резистора и конденсатора входного RC-фильтра соеинена с коллектором бипол рного транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной, а база подключена к одной из баз однопереходного транзистора.

На фиг, 1 приведена принципиальна  электрическа  схема электронного реле, вариант 1} на фиг, 2 - то же, вариант 2,

Электронное реле (вариант I) содержит однопереходный транзистор 1 и врем задак цую RC-цепочку на резисторе 2 и конденсаторе 3, образующие генератор импульсов релаксационного типа, стабилитрон 4, подключенный парсшлельно конденсатору 3 врем задающей RC-иепочки, входной КС-фильтр на резисторе 5 и конденсаторе 6, резистор 5 которого включен последовательно с релаксационным генератором импульсов, а конденсатор 6 - параллельно этому генератору,Транзистор 7, стабилитрон 8 и резисторы 9 и 10 образуют генератор тока, подключенный параллельно резистору 5 входного RC-фильтра, режим которого и формируемый ток определ ютс  напр жением на стабилитроне 8 и сопротивлением резистора 10, включенного в цепь эмиттера транзистора 7, В качестве генератора тока могут использоватьс  некоторые типы полевых транзисторов . При этом вместо четырех элементов может быть использован один полевой транзистор. Однако предпочтение следует отдать генератору 1 тока на фиг. 1, так как в нем очень просто осуществл етс  регулировка тока, протекающего по цепи резистор 10 - транзистор 7, параллельной резистору 5, в то врем , использ.овании в качестве генератора тока полевого транзистора, подключенного паргшлельно резистору 5, возможность регулировани  тока ограничена или требует введени  дополнительных элементов, обычно резисторов.

Электронное реле (вариант 1). работает следующим образом.

При включении входного напр жени  UB« через резистор 5 и генератор тока течет ток, зар жающий конденсатор 6 до напр жени  и. При этом через резистор 2 начинает течь ток, зар жающий конденсатор 3. При достижении напр жени  конденсаторе 6 значени  lUc,, где V - коэффициент использовани  напр жени  однопереходного транзистора, транзистор 1 включаетс  и начинаетс  цикл разр да конденсатора 3. Одновременно через однопереходный транзистор увеличиваетс  ток потреблени .

Средний за пе)иод ток потреблени  генератора импульсов может быть определен известными методами интегрировани  составл ющих тока и последующего их суммировани .

При увеличении входного напр жени увеличиваетс  средний ток потреблени генератора импульсов.

При некотором напр жении UpJ, равном и , наступает момент, когда стабилитрон 4 начинает проводить ток При этом Ц U(.. UQ, где Uo -напр жение стабилитрона. 4. Генератор импульсов перестает формировать импульсы , поскольку его напр жение срабатывани  К) 1 становитс  больше напр жени  на конденсаторе 3. В среднем токе потреблени  исчезают составл кицие тока через однопереходный транзистор во врем  формировани  импульса и ток через резистор 2 в этот.же период, поддерживающие его на высоком уровне С этого момента средний ток потреблени  уменьшаетс , пгщение напр жени  на параллельно включенных резисторе 5 и .генераторе тока также уменьшаетс , напр жение U питани  генератора импульсов возрастает и становитс  заведомо больше значени , при которо произошел срыв релаксационных колебаний .

При уменьшении входного напр жени  1)0 уменьшаетс  и напр жение U.. При уменьшении входного напр жени  до значени  )i при котором ) U S U, происходит первое срабатывание однопереходного транзистора Г и увеличение тока потреблени , что приводит к частичной разр дке конденсатора 6 и дальнейшему уменьшению напр жени  и, которое с этого момента становитс  заведомо меньше критического зна-. чени , при котором произошло возникновение колебаний.

Таким образом, характеристика вход-выход приобретает значительный гистерезис.

При настройке предлагаемого уст-ройства на заданные пороговые напр жени  целесообразно резистрры 5 и 10 затенить потенциомётрс1ми. Йастройка напр жений и и U производитс  в следующей последовательности. Измен ют входное напр жение от момента включени  генератора импульсов до ег выключени  и с помощью потенциометра 5 добиваютс  необходимой ширины петли гистерезиса. Затем, измен   входное напр жение, с помощью потенциометра (резистора 10) добиваютс  точного значени  одного из нгтр жений переключени  электронного реле. При неоОходимости устанавливают резисторы 5 и 1Q, сопротивлени  которых равны соответствующим участкам потенциометров.

Предлагаемое реле обладает высокой помехозащищенностью по цепи входного сигнала как за счет гистерезиса , так и за счет того, что генератор импульсов и чувствительный к напр жению эмиттерный переход Транзистора 1 зашунтированы конденсаторами 3 и 6.

Высока  помехозащищенность устройства обеспечиваетс  еще тем, что дл  него не требуютс  источники питани , i по цеп м которых зачастую в аппаратуру проникают помехи.

Электронное реле формирует мощные короткие импульсы при среднем токе потреблени  доли единицы милиампера , что свидетельствует о его экономичности и возможности микроминиатюризации .

Характерным дл  предлагаемого устройства  вл етс  также и то, что при к.з. в цепи сигнала, например, зар жаемого аккумул тора устройство перестает формировать выходные импульсы , что предотвращает зар дное устройство от выхода из стро .

Электронное реле по варианту 2 (фиг. 2) содержит однопереходный транзистор 11 и врем задающую RC-цепочку на резисторе 12и конденсаторе 13, образующие генератор импульсов релаксационного типа, стабилитрон 14, подключенный параллельно конденсатоfy 13 врем задающей RC-цепочки,входной RC-фильтр на конденсаторе 15 и резисторе 16, ,резистор 6 которого включен последовательно с генератором импульсов, а конденсатор 15 подключен параллельно генератору импульсов , транзистор 17, переход эмиттер- база которого подключен к одкому из выходов генератора импульсов, в частности , к резистору 18, включенному в цепь первой базы транзистора 1,коллектор транзистора 17 через резистрр 19 подключен к конденсатору 15 RCфильтра . Резистор 16 при необходимости может быть включен в цепь минуса входного сигнала Ugj .

Выходные импульсы могут быть сн ты непосредственно с конденсатора 13, но предпочтительнее - с резисторов (или с трансформаторов), включенных в цепь разр да конденсатора 13. Кроме того, достаточно мощные импульсы могут быть сн ты с коллектора транзистора 17.

Устройство .(вариант 2) работает следующим образом.

При включении входного напр жени  Ugj( через резистор 16 течет ток, зар жающий конденсатор 15 до напр жени  и. При этом через резистор 12 начинает теч ток, зар жающий конденсатор 13. При напр жении на койденсаторе 13, равном ци , где Vj - коэффициент передачи однопереходного транзистора 1 (псшением напр жени  на резисторе 18 пренебрегаем), транзистор

Iвключаетс  и начинаетс  цикл разр дки конденсатора 13. Одновременно через транзистор 1 увеличиваетс  ток потреблени . Ток разр да конденсатора 13 и увеличившийс  ток транзистора 1, проход  через резистор 18, создают на нем падение напр жени , достаточное дл  открыти  транзистора 17, через который, в свою очередь, начинает течь ток разр да конденсатора 15, ограниченный сопротивлением ре0 зистора 19.

Средний ток потреблени  генератора импульсов может быть определен известными методами интегрировани  составл ющих тока за период и последую5 щего их суммировани .

При увеличении входного напр жени  Upv пропорционально увеличиваетс  напр жение U и средний ток потреблени .

0

При некотором напр жении наступает момент, когда стабилитрон 14 начинает пропускать ток. При этом 11U 5 Up, где 11(3 - напр жение стабилизации стабилитрона 14. Генератор импульсов перестает формировать импульсы-,

5 поскольку его напр жение срабатывани  становитс  больше напр жени  на конденсаторе 13. В среднем токе потреблени  исчезают все составл ющие, удерживающие его на высоком уровне.

0 С этого момента средний ток потреблени  реЗко уменьшаетс , пгщение напр жени  на резисторе 16 также уменьшаетс  и напр жение U питани  генератора импульсов возрастает и становит5 с  заведомо больше критического напр жени , при котором произошел срыв колебаний. Входное напр жение, при котором происходит выключение генератора импульсов, имеет, значение И .

0

При уменьшении входного напр жени  уменьшаетс  напр жение U на генераторе импульсов. При- уменьшении напр жени  и до значени , при котором И и . Uo. происходит первое срабатывание транзистора

5

IIи увеличение тока потреблени .Увеличение тока потреблени  приводит

к разр дке конденсатора 15 и уменьшению напр жени  и, которое становитс  заведомо меньше критическогЬ значе0 ни , при котором происходит возникновение колебаний. Входное напр жение, при котором происходит включение гег нератора импульсбв, имеет значе- ние Цд.. .4

5

Таким образом, характеристика вход-ВЕлУод предлагаемого устройства приобретает значительный гистерезис, ширина которого зависит от сопротивлени  резистора 19. При настройке электронного реле целесообразно ре0 зисторы 16 и 19 заменить потенциометрами , Выставив на них минимальное сопротивление .

Предлагаемое реле обладает высокой помехозашишенностью как за счет гиг-;

5

Claims (2)

1. Формула изобретения

   1. Электронное реле, по авт.св. № 750459, отличающееся тем, что, с целью расширения эоны гистерезиса, в него введены биполярный транзистор, стабилитрон и два резистора, через первый из которых база биполярного транзистора соедине с на с общей шиной, входная шина через второй резистор соединена с эмиттером, а через стабилитрон с базой биполярного транзистора, коллектор которого соединен с точкой соединения резистора и конденсатора входного ’ RС-фильтра.
2. 2. Электронное реле, по авт.св. № 750459, отличающееся тем, что, с целью расширения зоны гистерезиса, в него введены биполяр’5 ный транзистор и резистор, через который точка соединения резистора и конденсатора входного RC-фильтра сое динена с коллектором биполярного транзистора, эмиттер которого соеди20 нен с общей шиной, а база подключена к одной из баз однопереходного транзистора.