Электронные реле времени.

В конденсаторных (электронных) реле времени замедляющая часть представляет собой релаксационный контур, состоящий из сопротивления R и конденсатора С. Иногда эти реле называют релаксационными реле времени.

В качестве исполнительного органа конденсаторного реле времени обычно используются электромагнитные реле. Ввиду малого сопротивления обмоток этих реле они подключается к релаксационному через промежуточные цепи, собранные либо на газоразрядных приборах (неоновые лампы, накальные тиратроны, тиратроны с холодным катодом), либо на электронных лампах, либо на полупроводниковых триодах.

Так как в промежуточных цепях конденсаторных реле времени обычно имеются электронные приборы, эти реле ещё называют электронными реле времени. Благодаря простоте изготовления, дешевизне, возможности получения большой частоты включения и высокой износоустойчивости электронные реле времени получили очень широкое распространение.

Количество различных схем конденсаторных реле времени очень велико. Однако во всех этих схемах применяются два варианта контуров. В первом случае незаряженный конденсатор С заряжается от источника питания напряжением U через сопротивление R. При этом напряжение на конденсаторе С изменяется по закону:

через время t, после начала заряда конденсатора напряжение на нем становиться равным напряжению регулирования U_pb т.е. напряжению на входе схемы, при котором срабатывает или отпускает имеющиеся в схеме исполнительное реле. При U_c=U_pl выдержка времени заканчивается. Время выдержки в соответствии с (а) определяется выражением:

t,=R*C*ln(U/(U-U_pl)) б

Во втором случае конденсатор С, предварительно заряженный до напряжения и_с, разряжается через сопротивление R. При этом напряжение

на конденсаторе изменяется по закону:

_Uc=U*_e-tmc _B

Выдержка времени с момента начала разряда до момента u_c=U_P2 будет:

t₂=R*C*In (U/Upj) г

Согласно формулам (б и г) выдержка времени зависит от четырех

величин:и_р, U, С, R.

Напряжение регулирования U_p для каждой схемы либо бывает постоянным (для схем с газоразрядными приборами), либо находиться в функциональной зависимости от напряжения источника питания (для схем с электронными лампами).

Регулирование выдержки времени обычно осуществляется изменением постоянной времени контура RC или изменением напряжения питания. Наиболее удобно производить плавное регулирование выдержки времени изменением сопротивления R. Подключения различных емкостей применяется лишь в некоторых конструкциях для изменения диапазонов выдержки времени.

Конденсаторное реле на полупроводниковых диодах.

При практическом осуществлении схем на кристаллических триодах приходится сталкиваться с двумя основными недостатками:

1. значительная зависимость параметров от температуры и режима;

2. значительный разброс параметров от образца к образцу.

На рис. 10 изображена схема конденсаторного реле времени с использованием релейного усилителя на полупроводниковых триодах. Это реле времени работает на принципе заряда конденсатора. Оно состоит из контура RC, включенного в мостовую схему с диодом Д,. в выходной диагонали моста и релейного полупроводникового усилителя РУ с коллекторной обратной связью имеется стабилизированный делитель напряжения (U_o, U_H) на кремневых стабилитронах ДС, и ДС₂. Выходной величиной является ток i,₍ в сопротивлении R_H.

Схема управляется ключом К. При замкнутом ключе К диод До открыт, конденсатор С разряжен, триод Т, заперт, триод Т₂ открыт, ток i_H имеет максимальное значение.

Выдержка времени начинается с момента размыкания ключа К. После размыкания диод До оказывается под обратным напряжением:

где U_c - напряжение на конденсаторе С.

Рис. 10.

В момент переключения U_c=0 и диод До запирается. Конденсатор начинает заряжаться через сопротивление R. Когда напряжение u_t становиться больше U_o, диод Д_о открывается, ток i_p изменяет направление и начинает увеличиваться по абсолютной величине. Когда ток i_p достигает определенной величины, релейный усилитель РУ переключается в новое состояние, триод Ti открыт, триод Т₂ закрыт. При этом ток i_p принимает минимальное значение, выдержка времени заканчивается.

Для возвращения схемы в исходное положение, необходимо замкнуть ключ К.

Выдержку времени реле можно определить по приближенной формуле:

t=R*C*ln (U/(U-U₀))

Получение больших выдержек времени связано с увеличением сопротивления R. Чтобы обеспечить при этом стойкую и устойчивую работу реле, можно последовательно с конденсатором С включить источник импульсного (коммутирующего) напряжения, амплитуда которого 0,5-4 В, что существенно меньше U_o.

Для получения очень больших выдержек времени можно последовательно включить несколько каскадов реле времени, в каждом из которых имеется цепочка RC.

13