Бесконтактное реле

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Светскня Социавктических республик(22) Заявлено 231179 (21) 2846717/18-21 (51 М лЭ Н 01 Н 47/00 с присоединением заявки М -Государстаеииый комитет СССР по делам изобретеиий и открытий(54) БЕСКОНТАКТНОЕ РЕ ан. та-источкондереле Изобретение относится к областиавтоматики и предназначено в сочета-.нии 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.10Известно бесконтактное реле с пороговым устройством на однопереходном транзисторе с ВС-контуром в цепи эмиттера транзистора 11 . Однако,в известном устройстве отсутствуетдифференциал(зона нечувствительности) между включением и отключениемреле, что снижает надежность егоработы,Известно бесконтактное реле, со - .держащее два однопереходных транзистора, в цепи эмиттера первого изкоторых установлен ВС-контур, подсоединенный к датчику, одна базапервого транзистора подключена к25управляющему электроду тиристора,симистор, включенный последовательно с исполнительным органом междушинами сетевого напряжения,ник постоянного напряжения, нсаторы и резисторы 21 . Это30 сложно: в нем используются два источника постоянного напряжения, два тиристора, разделительный тр сформатор, и оно не обладает дос точной надежностью работы.Наиболее близким к предлагаемому является бесконтактное реле, содержащее нагрузку, симистор, источник переменного напряжения, источник постоянного напряжения, тиристор, резисторы, конденсаторы, два одно- переходных транзистора )31 .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 коденсатора и одним выводом третьего резистора, введены третий конденсатори второй диод, через который и черезпереход управляющий электрод-катод симистора второй вывод первого резистораподключен к плюсовой клемме источника питания, к которой подключен второй вывод третьего резистора, а вто.рая обкладка второго конденсатора через третий конденсатор подсоедиченак аноду тиристора.На чертеже представлена принципиальная электрическая схема бесконтактного реле,Реле содержит датчик 1, например,термореэистор, к которому подключенКС-контур, состоящий из резистора 2,конденсатора 3, пороговые элементы,например, однопереходные транзисторы 4, 5, тиристор б с включенным вего анодную цепь резистором 7 и параллельно подсоединенные ему коммутирующим конденсатором 8, конденсатор9 и резистор 10, образующие параллельный ВС-контур; разделительныедиоды 11 и 12, симистор 13, включенный последовательно с исполнительным органом (клеммы 14-15) междушинами сетевого напряжения (клемм16-17), резисторы 18-27 и источникпитания постоянного напряжения,образованный, например, балластнымконденсатором 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, приподаче напряжения питания отпирается транзистор 5 и через него, резисфтор 18, разделительный диод 32 ипереходкатод-управляющий электродсимистора 13 заряжается конденсатор9 практически до напряжения источника питаниепостоянногонапряжения.В качестве датчика в бесконтактномреле может быть использован датчик 1, образующий с резисторами 24и 25 делитель напряжения. Кода,например, контролируемая температура в зоне установки датчика 1, выполненного в виде терморезистора,ниже заданной и сопротивление еговелико, следовательно, и падениенапряжения на нем выше порога отпирания транзистора 4. Через резистор 2 заряжается конденсатор 3, икогд напряжение на этом конденсаторедостигнет напряжения отпираниятранзистора 4, он отпирается, а конденсатор разряжается на резистор 23.Под действием импульса напряжения,падающего на резисторе 23, отпирается тиристор б, и через переходкатод-управляющий электрод симистора 13, резистор 18, диод 32 и резистор 7 протекает постоянный ток.Под действием этого тока отпирается симистор 13, включая исполнительныйаппарат, например, нагревательныйэлемент, подключаемый к клеммам14-15. Под действием постояйного тока,,протекающего через промежуток катод 5 управляющий электрод симистора 13,резистор 18,диод 32, резистор 7 итиристор б, последний удерживаетсяв открытом состоянии и после запирания транзистора 4, а конденсатор 8заряжается. Через резисторы 7, 10 иоткрытый тиристор б на источник постоянного напряжения (например, резисторы 19, 20) начинается разрядконденсатора 9. При отпирании тиристора 6 эа счет шунтирования реэисто 15 ра 21 через открытый тиристор б иразделительный диод 12 резистором 22снижается напряжение, подаваемоена базы транзистора 4 и, следовательно, уменьшается порог его отпирания.20 Благодаря такому изменению порогаотпирания транзистора 6 после срабатывания исполнительного органасоздается дифференциал между отключением и включением нагрузки.25 До тех пор, пока напряжение сигнала управления, т.е. напряжение надатчике 1 будет превышать порог отпирания транзистора 4, конденсатор3 будет периодически через резистор2 заряжаться и разряжаться черезтранзистор 4 на резистор 23, вызываяпериодическое отпирание транзистора4. Этот транзистор через диод 11вызывает периодический заряд конденсатора 9, не давая ему разрядитьсядо напряжения отпирания транзистора5, Для того, чтобы при напряжениина датчике выше порога отпираниятранзистора 4 происходил периодический подзаряд конденсатора 9, пос 40 тоянная времени ВС-контура на резисторе 2 и конденсаторе 3 выбираетсяне менее, чем на порядок меньшейвеличины постоянной времени ВС-контура из конденсатора 9 Й резистора10.Когда напряжение на датчике. станет меньше порога .отпирания транзистора 4, транзистор 4 не отпирается и конденсатор 9 разрядится на вео личину напряжения отпирания транзистора 5.При этом отпирается транзистор5. Через резистор 18, диод 32,конденсатор 9 и транзистор 5 проходитимпульс тока, заряжающий конденсатор9. Поскольку конденсатор 8 при этомзаряжен, за счет падения напряженияна резисторе 18 при заряде конденсатора 9 тиристор б запирается, отклю-чая симистор 13 и исполнительныйорган. Порог отпирания транзистора 560 при помощи резисторов 20 и 19 устанавливается меньше порога срабатывания транзистора 4, поэтому диод11 будет (до тех пор, пока входноенапряжение ниже порога отпирания45 транзистора 4) заперт, и черезнего 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 катод- управляющий 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 потен" циометра 33. Потенциометром 34 устанавливается требуемый порог срабатывания транзистора 4. Резистором 24 компенсируется разброс величины сопротивления датчика 1, а резистором26 корректируется разброс его коэф" фициента температурного сопротивления. Это позволяет использовать в схеме реле терморезисторы или другие датчики со значительным разбро" сом параметров. Зона нечувствительности, или дифференциал срабатывания реле устанавливается при помощи резистора обратной связи, выполненного переменным. Для термостабилизации напряжения срабатывания одно- переходного транзистора 4 и, следовательно, термостабилизации порога срабатывания реле в базу транзистора 4 введен резистор 27. Конденсатор 35 обеспечивает помехозащищенность реле.Поскольку однопереходный транзистор, используемый в реле в качествепорогового элемента, характеризуется высокой стабильностью порога срабатывания при колебаниях в широких пределах напряжения питания и температуры окружающей среды, предлагае, мое реле обладает высокой точностью работы. Ре 9 е характеризуется просто" той 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 сотенкилоом, 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 случаепредложенное устройство обеспечитрегулирование освещенности, давления, влажности, тока и других величин. 5 О формула изобретения тий конденсатор подсоединена к анодутиристора.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Недолужко И.Г. и др. Однопереходные транзисторы. М., "Энергия",1974, с. 93, рис. 5-29. 2. Авторское свидетельство СССР у) .9 606174, кл. Н 01 Н 47/ОО,Н 03 К 17/56, 06.01.75. 3. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2487972/21,кл. Н 01 Н 47/00., 23.05.77(прототип). Бесконтактное 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 выводупервого резистора, управляющий электрод тиристора соединен с базойпервого 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 эмиттерувторого одноперехвдного транзистора,соединенного с одной обкладкой второго конденсатора и одним выводомтретьего резистора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введенытретий конденсатор и второй диод,через который и переход управляющийэлектродкатод симистора второй вывод первого резистора подключен кплюсовой клемме источника питания,к которой подключен второй вывод, 40 третьего резистора, а вторая обкладка второго конденсатора через тре853 б 94 дакт ол Эаказ но ногоний д. 4/5 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная СоставитТехред С 84/28 Тираж 7ВНИИПИ Государственпо делам иэобрете113035, Москва, ЖИ. Радькоигунова Корректор М Демчик П омитета С открытий ская наб.