Введення
Електронні реле часу були розроблені для застосування взамін реле часу з електромагнітним і механічним уповільненням. Перші електронні реле часу випускалися на базі транзисторних схем. Потім в електронних реле стали використовуватися інтегральні мікросхеми, а в подальшому відбувся перехід до мікроконтролерів.
Електронні реле часу використовуються в системах контакторного управління, де потрібні малий час повернення, хороша точність відтворення, велике число комутацій і високий термін служби обладнання. Час може вибиратися в межах від 0,05 с до декількох місяців і років і легко коригуватися.
1.Загальні відомості про електронні реле часу
У загальному випадку будь-який електронний реле часу являє собою пристрій, керований вхідним (годує) напругою і перемикаюче свої вихідні контакти з тією чи іншою тимчасовою затримкою. Времязадающій вузол більшості електронних реле часу виконується на базі RC-ланцюгів (рис. 1, a). Зміна напруги на конденсаторі RC-ланцюга, підключеної до джерела постійної напруги, описується експоненційної функцією часу. Це дозволяє, контролюючи напруга на конденсаторі, формувати задані інтервали часу, наприклад від моменту підключення RC-ланцюга до джерела до моменту досягнення напруги на конденсаторі заданого рівня. За експоненційної функції відбувається і розряд попередньо зарядженого конденсатора паралельної RC-ланцюга. Такі ланцюги використовуються в реле часу, які повинні перемикати свої контакти після зникнення напруги живлення.
Рис. 1. Варіанти времязадающіх ланцюгів, що використовуються в електронних реле часу
У деяких реле часу використовується заряд конденсатора RC-ланцюга стабільним струмом (рис. 1, б і в). У цьому випадку напруга на конденсаторі змінюється лінійно в часі, що дозволяє отримати трохи більшу точність у формуванні витягів часу. Роль джерела стабільного струму в таких реле виконує електронна схема. Однак реле часу з джерелом стабільного струму складніше в реалізації і тому не набули широкого поширення.
Час заряду (розряду) RC-ланцюга в реальних схемах не перевищує декількох секунд. Обумовлено це декількома обставинами. По-перше, опір времязадающего резистора в RC-ланцюга доводиться обмежувати (в межах декількох мегаом), щоб на заряді конденсатора не позначалися струми витоку по ізоляційному матеріалу друкованої плати та вхідні струми схеми, контролюючої напруга на конденсаторі.
По-друге, в RC-ланцюга необхідно використовувати конденсатори з мінімальною адсорбцією заряду. В іншому випадку властивість конденсатора відновлювати напруга на обкладинках після його короткочасного розряду буде приводити до розкиду часу готовності реле до повторного спрацьовування. На жаль, що випускаються конденсатори з мінімальною адсорбцією заряду мають відносно невелику ємність (порядку декількох микрофарад).
Реле з невеликими витримками часу вдається виконати на основі одного такту заряду (розряду) RC-ланцюга. При необхідності забезпечити великі витримки часу реле виконуються на основі схем з багаторазовим зарядом-розрядом RC-ланцюга. У таких багатотактних реле часу RC-коло включається в автоколивальними схему, що забезпечує періодичний заряд-розряд її конденсатора. Наприклад, автоколивальна схема на основі RC-ланцюга може бути виконана на логічних елементах, як це показано на рис. 1, м
Заряд і розряд конденсатора С здійснюються через резистор R2 за рахунок різних рівнів напруги на вході і виході инвертирующего логічного елемента DD2. Перемикає стану логічного елемента DD2 такий же логічний елемент DD1, але використовуваний як пороговий орган напруги (реалізується обставина, що логічні елементи ІМС перемикаються в стан логічного нуля і, навпаки, при різних рівнях вхідної напруги).
Таким чином, при поданій харчуванні на виході DD2 формується послідовність імпульсів з досить стабільним періодом. Виконуючи підрахунок вихідних імпульсів з моменту запуску автоколебательной схеми, можна отримувати електронне реле з великим діапазоном витримок часу при відносно малих значеннях постійної часу времязадающей ланцюга. Найбільш високу точність забезпечують електронні реле часу з автоколивальними схемами на основі кварцових резонаторів (див. Рис. 1, д).
Використання в електронних реле часу низьковольтних і слабкострумових електронних компонентів тягне за собою необхідність застосування в них вузлів сполучення з зовнішніми вхідними і вихідними ланцюгами. Структурні схеми однотактного і багатотактного реле часу показані на рис. 2, а і б відповідно. Обидві схеми включають однакові блоки: вхідний перетворювач, вузол встановлення времязадающей схеми в початковий стан і ви...
