|
СХЕМЫ---->
Полезная схемотехника. статьи № 1-50
Реле времени.
Н. Дробница
При эксплуатации различных электрических устройств, питающихся от сети переменного тока, весьма полезно предусмотреть их автоматическое выключение с помощью реле времени. Это исключает лишний расход электроэнергии и уменьшает вероятность возникновения пожара, если включенное устройство осталось без присмотра.
Описываемое реле времени отличается от известных наличием в нем положительной обратной связи во времязадающем узле, способствующей быстрому выключению устройства даже при больших выдержках времени, что особенно необходимо для трансформаторных блоков питания аппаратуры. Рассчитано на подключение к нему потребителей электроэнергии мощностью не более 1000 Вт. В исходном состоянии потребляет мощность около 1 Вт и позволяет устанавливать выдержку времени на выключение в пределах 0... 30 мин. Бесконтактное выключение повышает надежность и долговечность конструкции, а отсутствие блока питания снижает ее массу и размеры.
Схема реле времени показана на рис. 1.
Рис. 1. Схема реле времени
Оно содержит выпрямительный мост на диодах VD1—VD4, тринистор VS1, электронный ключ VT1 и времязадающий узел на транзисторах VT2—VT4. В исходном состоянии, пока кнопка SB1 не нажата, конденсатор С1 разряжен, транзисторы VT2—VT4 открыты, транзистор VT1 и тринистор VS1 закрыты. В это время через нагрузочное устройство Rн, подключенное к разъему ХР1, ток не протекает. При нажатии на кнопку SB1 через резистор R5 и р-п переходы транзисторов VT2, VT3 заряжается конденсатор С1 до напряжения стабилизации стабилитрона VD6. При этом транзисторы VTI—VT4 и тринистор VS1 находятся в исходном состоянии. После отпускания кнопки вывод положительной обкладки конденсатора вновь соединяется с общим проводом реле времени и на затворе полевого транзистора VT2 возникает отрицательное напряжение. Транзистор VT2 при этом закрывается и закрывает транзисторы VT3 и VT4. Одновременно током, протекающим через резистор R3, открывается транзистор VT1, который коллекторным током открывает тринистор VS1. При открытом транзисторе VT1 тринистор открывается в начале каждого полупериода сетевого напряжения, пропуская номинальный ток через подключенное устройство. После разрядки конденсатора С1 (через резистор R8) до напряжения 5 В, соответствующего напряжению отсечки транзистора VT2, этот транзистор приоткрывается, что приводит к открыванию транзисторов VT3 и VT4, образующих для транзистора VT2 положительную обратную связь. Теперь конденсатор С1 быстро разряжается через малое сопротивление открытого транзистора VT4 и резистор R7, в результате транзистор VT2 полностью открывается. При этом транзистор VT1 и тринистор закрываются, а нагрузочное устройство Rн обесточивается — реле времени устанавливается в исходное состояние.
Диод VD5 улучшает режим закрывания транзистора VT1 и, кроме того, позволяет использовать полевой транзистор VT2 с меньшим током стока, например КП307.
С конденсатором С1 емкостью 1000 мкФ выдержку времени на выключение можно увеличить до 60 мин.
Рис. 2. Монтаж реле времени
Реле времени можно совместить с регулятором мощности. В этом случае подключать аппаратуру к реле времени следует только при установке регулятора в положение максимальной мощности,
Рис. 3. Схема реле времени, совмещенного с регулятором мощности
с регулятором мощности показана на рис. 3. Регулятор мощности собран на транзисторах VTI, VT2 и тринисторе VS1, а само реле выдержки времени выполнено на транзисторах VT3—VT5. Транзисторы VTI, VT2 служат аналогом тринистора и открываются при каждом полупериоде сетевого напряжения при зарядке конденсатора С2 до напряжения, равного поступающему с делителя R4R7 на базу транзистора VT2. После открывания транзисторов VTI, VT2 конденсатор С2 быстро разряжается через управляющий переход тринистора VS1. Тринистор при этом открывается и пропускает ток через нагрузочное устройство Rн. Фаза открывания тринистора, а соответственно, и мощность на подключенном устройстве регулируют переменным резистором R5. Дроссель L1 и конденсатор С1 служат для подавления радиопомех, образующихся при открывании тринистора.
Времязадающий узел этого варианта автомата аналогичен предыдущему устройству. Транзисторы VT3, VT4 при открывании шунтируют стабилитрон VD5. При этом напряжение на транзисторы VTI, VT2 не поступает и тринистор не открывается.
Для описанных устройств пригодны тринисторы, рассчитанные на прямое максимальное напряжение не менее 400 В и прямой ток не менее 5 А. Если реле времени рассчитывают на подключение нагрузки более 200 Вт, то для тринистора и диодов выпрямительного моста следует предусмотреть радиаторы, позволяющие рассеивать выделяемую мощность этими полупроводниковыми приборами без их перегрева. Статический коэффициент передачи тока биполярных транзисторов должен быть не менее 50. Транзистор VT1 первого варианта реле времени может быть КТ940А, а полевой транзистор VT2— КП302Б. Конденсатор времязадающего узла желательно применить с малым током утечки, например К52-2, К52-1, ЭТО-2. Дроссель L1 второго варианта реле времени намотан на стержне диаметром 8 и длиной 50 мм из феррита 600НН; его обмотка содержит 150 витков провода ПЭВ-2 1,0.
При правильном монтаже (рис. 2) и использовании заведомо исправных деталей реле времени налаживания не требует.
|
