Приложение 5 Полупроводниковые и цифровые реле времени

Эти реле широко распространены в настоящее время, благодаря большому диапазону выдержек времени, высокой надежности, а также малым габаритам.

Полупроводниковое реле позволяют получить задержки времени передачи сигналов (выдержки времени) от 0,1 с до 200 с.

Принцип действия полупроводникового реле заключается в следующем (рис.8а).

БП

При замыкании в момент t=t’ контакта S в положении 1 напряжение U_C на конденсаторе С растет по экспоненте (рис.8б) с постоянной времени T=R1^.C. Напряжение U_C подается на пороговый элемент А. При равенстве U_C пороговому напряжению U_П пороговый элемент срабатывает через время τ_ср после замыкания S и выдает сигнал на усилитель мощности, который управляет выходным электромагнитным реле. Реле включается. Для повышения точности замедления заряд конденсатора осуществляют через токостабилизирующее устройство.

Возможно использование разряда конденсатора С, при обратном перемещении контакта из положения 1 в положение 2 (рис.8а). При этом напряжение U_C на конденсаторе С снижается по экспоненте и сравнивается с пороговым напряжением U_П . При U_C=U_П пороговый элемент отключает через ВУ выходное электромагнитное реле К.

На функциональной схеме полупроводникового реле (рис.8в) пороговое напряжение U_П подается от делителя R2-R4 на инверсный вход операционного усилителя А, работающего в режиме компаратора. При подаче напряжения на вход блока питания БП начинается заряд конденсатора С. Напряжение U_C сравнивается компаратором с пороговым напряжением. При U_C=U_П компаратор выдает сигнал на выходной усилитель ВУ, который питает выходное реле К. Настройка выдержки времени производится за счет изменения порогового напряжения с помощью делителя напряжения.

Цифровое реле времени представлено функциональной схемой на рис.9. Оно позволяет получить выдержки времени до 10 ч.

При подаче напряжения (в момент t=0) на блок питания БП запускается задающий генератор ЗГ, с которого импульсы u(t,i)=1(t-iT)-1(t-iT-τ) (i=1, 2,…; Т>τ) с периодичностью Т подаются на счетчик Сч. Под управлением схемы установки исходного состояния СУ импульсы

отсчитываются счетчиком до тех пор, пока их число N+1 не будет соответствовать уставке времени выдержки NT=τ_ср. После этого счетчиком выдается сигнал на выходной усилитель ВУ, в рабочую цепь которого подключено выходное реле К. После срабатывания ВУ и К счетчик останавливается. При снятии входного сигнала с блока БП, реле К возвращается в исходное состояние, счетчик Сч сбрасывается в нуль. На рис.10 приведена иллюстрация работы реле с замыкающим контактом (зк).

Приведенная погрешность описанных реле времени не превышает 5%. Коммутационная износостойкость составляет не менее 4^.10⁶ циклов.