Бесконтактное реле

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Севетскня

Соцналнстнческнх

Республнн (б1) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 233,179 (21) 2846717/18-21 (51)м

Н 01 Н 47/00 с присоединением заявки М—

Государстаеииый комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 0 70881.Бюллетень No 2 9

Дата опубликования описания 070881 (53j УДК 621.374..5(088.8) (72) Автор изобретения с с

Л.П. Дмитренко (73) заявитель (54) SECKOHTAKTHOE РЕЛЕ

Изобретение относится к области автоматики и предназначено в сочетании с различными датчиками сопротив-:-. ления (терморезисторами, фотореэисторами, гигристорами и др.), тока, напряжения и т.п. для контроля и двухпозиционного регулирования температуры, освещенности, давления, напряжения и других величин. 10

Известно бесконтактное реле с пороговым устройством на однопереходном транзисторе с RC-контуром в цепи эмиттера транзистора 1) . Однако, в известном устройстве отсутствует дифференциал(эона нечувствительности) между включением и отключением реле, что снижает надежность его работы.

Известно бесконтактное реле, содержащее два однопереходных транзистора, в цепи эмиттера первого иэ которых установлен RC-контур, подсоединенный к датчику, одна база первого транзистора подключена к

25 управляющему электроду тиристора, симистор, включенный последовательно с исполнительным органом между шинами сетевого напряжения, источник постоянного напряжения, конденсаторы и резисторы (2) . Это реле сложно: в нем используются два источника постоянного напряжения, два тиристорараэдалительный тран» . сформатор, и оно не обладает достаточной надежностью работы.

Наиболее близким к предлагаемому является бесконтактное реле, содержащее наг7>узку, симистор, источник переменного напряжения, источник постоянного напряжения, тиристор, резисторы, конденсаторы, два однопереходных транзистора PJ .

Для достижения указанной цели в бесконтактное- реле, содержащее нагрузку, через симистор подключенную к источнику переменного напряжения, источник постоянного напряжения, к минусовой клемме которого подсоединен катод тиристора,. анод которого подключен к одному выводу первого резистора, управляющий электрод тиристора соединен с базой первого однопереходного транзистора, эмиттер которого подключен через первый конденсатор к катоду тиристора, через второй резистор к датчику, включенному в плечо делителя напряжения, а через первый диод к эмиттеру второго однопереходного транзистора, соединенного с одной обкладкой второго кон853694 денсатора и одним выводом третьего резистора, введены третий конденсатор и второй диод, через который и через переход управляющий электрод-катод симистора второй вывод первого резистора подключен .к плюсовой клемме источника питания, к которой подключен второй вывод третьего резистора, а вто.рая обкладка второго конденсатора через третий конденсатор подсоедичена к аноду тиристора.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема бесконтактного реле.

Реле содержит датчик 1, например, термореэистор, к которому подключен

RC-контур, состоящий из резистора 2, конденсатора 3, пороговые элементы, например, однопереходные транзисторы 4, 5, тиристор б с включенным в его анодную цепь резистором 7 и параллельно подсоединенные ему коммутирующим конденсатором 8, конденсатор

9 и резистор 10, образующие параллельный RC-контур; разделительные диоды 11 и 12, симистор 13, включенный последовательно с исполнительным органом (клеммы 14-15) между шинами сетевого напряжения (клемми

16-17), резисторы 18-27 и источник питания постоянного напряжения, образованный, например, балластным конденсатором 28, стабилитроном 29, диодом 30 и конденсатором фильтра 31.

Работает бесконтактное реле следующим образом.

Поскольку порог отпирания транзистора 5 устанавливается ниже порога срабатывания транзистора 4, при подаче напряжения питания отпирается транзистор 5 и через него, резис тор 18, разделительный диод 32 и переход катод-управляющий электрод симистора 13 заряжается конденсатор

9 практически до напряжения источника питаниепостоянного напряжения.

В качестве датчика в бесконтактном реле может быть использован датчик 1, образующий с резисторами 24 и 25 делитель напряжения. Когда, например, контролируемая температура в зоне установки датчика 1, выполненного в виде терморезистора, ниже заданной и сопротивление его велико,. следовательно, и падение напряжения на нем выше порога отпирания транзистора 4. Через резистор 2 заряжается конденсатор 3, и когд напряжение на этом конденсаторе достигнет напряжения отпирания транзистора 4, он отпирается, а конденсатор разряжается на резистор 23.

Под действием импульса напряжения, падающего на резисторе 23, отпирается тиристор б, и через переход катод-управляющий электрод симистора 13, резистор 18, диод 32 и резистор 7 протекает постоянный ток.

Под действием этого тока отпирается симистор 13, включая исполнительный аппарат, например, нагревательный элемент, подключаемый к клеммам

14-15. Под действием постояйного тока,,протекающего через промежуток катод5 управляющий электрод симистора 13, резистор 18,диод 32, резистор 7 и тиристор б, последний удерживается в открытом состоянии и после запирания транзистора 4, а конденсатор 8 заряжается. Через резисторы 7, 10 и открытый тиристор б на источник постоянного напряжения (например, резисторы 19, 20) начинается разряд конденсатора 9. При отпирании тиристора 6 эа счет шунтирования реэисто15 ра 21 через открытый тиристор б и разделительный диод 12 резистором 22 снижается напряжение, подаваемое на базы транзистора 4 и, следовательно, уменьшается порог его отпирания.

20 Благодаря такому изменению порога отпирания транзистора 6 после срабатывания исполнительного органа создается дифференциал между отключением и включением нагрузки.

25 До тех пор пока напряжение сигнала управления, т.е. напряжение на датчике 1 будет превышать порог отпирания транзистора 4, конденсатор

3 будет периодически через резистор

2 заряжаться и разряжаться через транзистор 4 на резистор 23, вызывая периодическое отпирание транзистора

4. Этот транзистор через диод 11 вызывает периодический заряд конден— сатора 9, не давая ему разрядиться до напряжения отпирания транзистора

5. Для того, чтобы при напряжении на датчике выше порога отпирания транзистора 4 .происходил периодический подзаряд конденсатора 9, пос40 тоянная времени RC-контура на резисторе 2 и конденсаторе 3 выбирается не менее, чем на порядок меньшей величины постоянной времени RC-контура из конденсатора 9 Й резистора

4> 10.

Когда напряжение на датчике . станет меньше порога -отпирания транзистора 4, транзистор 4 не отпирается и конденсатор 9 разрядится на ве о личину напряжения отпирания транзистора 5.При этом отпирается транзистор

5. Через резистор 18, диод 32, конденсатор 9 и транзистор 5 проходит импульс тока, заряжающий конденсатор

9. Поскольку конденсатор 8 при этом заряжен, за счет падения напряжения на резисторе 18 при заряде конденсатора 9 тиристор б запирается, отключая симистор 13 и исполнительный орган. Порог отпирания транзистора 5

60 при помощи резисторов 20 и 19 устанавливается меньше порога срабатывания транзистора 4, поэтому диод

11 будет (до тех пор, пока входное напряжение ниже порога отпирания

Я транзистора 4) заперт, и через

853694 него транзистор 4 отпираться не будет. В дальнейшем работа бесконтактного реле повторяется.

Для того, чтобы исключить разряд конденсатора 9, когда тиристор 6 заперт, по цепи, образованной резисторами 10, 18 и переходом катодуправляющий электрод симистора 13, служит диод 32. При его отсутствии конденсатор 9 периодически разряжался бы и заряжался. При заряде конденсатора 9 через цепь управления симистора протекал бы ток, периодически кратковременно открывающий симистор 13, что приводило бы к ложным импульсным включениям исполнительного аппарата. Значение параметра срабатывания задается при помощи потенциометра 33. Потенциометром 34 устанавливается требуемый порог срабатывания транзистора 4. Резистором 24 компенсируется разброс величины сопротивления датчика 1, а резистором

26 корректируется разброс его коэф- фициента температурного сопротивления. Это позволяет использовать в схеме реле терморезисторы или другие датчики со значительным разбросом параметров. Зона нечувствительности, или дифференциал срабатывания реле устанавливается при помощи резистора обратной связи, выполненного переменным. Для термостабилизации напряжения срабатывания однопереходного транзистора 4 и, следовательно, термостабилизации порога срабатывания реле s базу транзистора 4 введен резистор 27. Конденсатор 35 обеспечивает помехозащищенность реле.

Поскольку однопереходный транзистор, используемый в реле в качестве порогового элемента, характеризуется высокой стабильностью порога срабатывания при колебаниях в широких пределах напряжения питания и температуры окружающей среды, предлагае, мое реле обладает высокой точностью работы. PWe характеризуется простотой и бесконтактностью, в нем отсутствуют какие-либо трансформаторы и используется лишь один источник постоянного напряжения, что делает реле высоконадежным в работе. Устройство характеризуется высокой чувствительностью, его входное сопротивление может достигать сотен

I килоом, а выходная мощность — нескольких киловатт. Весконтактное реле может найти применение в сочетании с различными датчиками сопротив-. ления, например, фоторезисторами, гигристорами, датчиками давления, напряжения и т.п., в этом случае предложенное устройство обеспечит регулирование освещенности, давления, влажности, тока и других величин.

Формула изобретения

Бесконт акт ное реле, содержащее

15 нагрузку, через симистор подключенную к источнику переменного напряжения, источник постоянного напряжения, к минусовой клемме которого подсоединен катод тиристора, анод ко?О торого подключен к одному выводу первого резистора, управляющий электрод тиристора соединен с базой первого однопереходного транзистора, эмиттер которого подключен через

?5 первый конденсатор к катоду тиристора, через второй резистор к датчику, включенному в плечо делителя напряжения, а через первый диод к эмиттеру второго однопереходного транзистора, соединенного с одной обкладкой второго конденсатора и одним выводом третьего резистора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введены третий конденсатор и второй диод, через который и переход управляющий электродкатод симистора второй вывод первого резистора подключен к плюсовой клемме источника питания, к которой подключен второй вывод, 40 третьего резистора, а вторая обкладка второго конденсатора через третий конденсатор подсоединена к аноду тиристора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Недолужко И.Г. и др. Однопереходные транзисторы. М., "Энергия", 1974, с. 93, рис. 5 29.

2. Авторское свидетельство СССР

9 606174, кл. Н 01 Н 47/ОО, Н 03 К 17/56, 06.01.75.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2487972/21, кл. Н 01 H 47/00-, 23.05.77(прототип) .

853694

Составитель И. Радько

Редактор Н. Коляда Техред С. Мигунова Корректор N.. Демчик

Эаказ 5684/28 Тираж 784 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4