Elektronski vremenski releji

Za njihovu zamjenu razvijeni su elektronički satovi vremenski relej s elektromagnetskom i mehaničkom odgodom… Prvi elektronički vremenski releji proizvedeni su na temelju tranzistorskih sklopova. Nakon toga integrirani sklopovi počinju se koristiti u elektroničkim relejima, a kasnije dolazi do prijelaza na mikrokontrolere.

Općenito, bilo koji elektronički vremenski relej je uređaj kojim se upravlja ulaznim (opskrbnim) naponom i prebacuje svoje izlazne kontakte s određenom vremenskom odgodom.

Sinkronizacijski blok većine elektroničkih vremenskih releja temelji se na RC krugovima (slika 1, a). Promjena napona na kondenzatoru RC kruga spojenog na izvor istosmjernog napona opisuje se eksponencijalnom funkcijom vremena. To omogućuje, praćenjem napona kondenzatora, formiranje zadanih vremenskih intervala, na primjer, od trenutka kada je RC krug spojen na izvor dok napon kondenzatora ne dosegne zadanu razinu. Eksponencijalna funkcija također se koristi za pražnjenje prethodno nabijenog kondenzatora paralelnog RC kruga.Takvi se sklopovi koriste u vremenskim relejima koji moraju prebaciti svoje kontakte nakon gubitka napona napajanja.

Riža. 1. Varijante vremenskih shema koje se koriste u elektroničkim vremenskim relejima

U nekim vremenskim relejima, naboj kondenzatora RC-kruga koristi se stabilnom strujom (slika 1, b i c). U ovom slučaju, napon u kondenzatoru mijenja se linearno s vremenom, što omogućuje postizanje malo veće točnosti u formiranju vremenskih odgoda. Ulogu stabilnog izvora struje u takvim relejima obavlja elektronički krug. Međutim, vremenske releje sa stabilnim strujnim izvorom teže je implementirati i stoga se ne koriste široko.

Vrijeme punjenja (pražnjenja) RC sklopa u stvarnim krugovima ne prelazi nekoliko sekundi. To je zbog nekoliko okolnosti. Prvo, otpor vremenskog otpornika u RC krugu mora biti ograničen (unutar nekoliko megaoma) tako da na naboj kondenzatora ne utječu struje curenja kroz izolacijski materijal tiskane pločice i ulazne struje krug koji kontrolira napon u kondenzatoru.

Drugo, u RC krugu potrebno je koristiti kondenzatore s minimalnom adsorpcijom naboja. Inače, svojstvo kondenzatora da ponovno uspostavi napon na pločama nakon kratkotrajnog pražnjenja dovest će do raspodjele u vremenu u kojem je relej ponovno spreman za rad. Nažalost, proizvedeni kondenzatori s minimalnom adsorpcijom naboja imaju relativno mali kapacitet (reda nekoliko mikrofarada).

Releji s kratkim vremenskim odgodama mogu se implementirati na temelju jednog ciklusa punjenja (pražnjenja) RC kruga.Ako je potrebno osigurati duga vremenska kašnjenja, releji se izrađuju na temelju višestrukih krugova punjenja i pražnjenja RC kruga. U takvim vremenskim relejima s više ciklusa, RC krug je uključen u samooscilirajući krug koji osigurava periodičke punjenje-pražnjenje njegovog kondenzatora... Na primjer, samooscilirajući krug temeljen na RC krugu može se implementirati na logičkim vratima kao što je prikazano na sl. 1 godina

Punjenje i pražnjenje kondenzatora C događa se kroz otpornik R2 zbog različitih razina napona na ulazu i izlazu invertirajućeg logičkog elementa DD2. Stanje logičkog elementa DD2 prebacuje se istim logičkim elementom DD1, ali se on koristi kao tijelo napona praga (ostvaruje se okolnost da logički elementi IC prelaze u stanje logičke nule i obrnuto, pri različitim razine ulaznog napona). Dakle, kada se napaja, na izlazu DD2 formira se niz impulsa s prilično stabilnim periodom.Brojanjem izlaznih impulsa od početka samooscilirajućeg kruga moguće je dobiti elektronički relej s velikim vremenskim rasponom kašnjenja pri relativno malim vrijednostima konstante vremenskog lanca.

Najveću točnost osiguravaju elektronički vremenski releji s samooscilirajućim krugovima koji se temelje na kvarcnim rezonatorima (vidi sliku 1, e).

Upotreba elektroničkih komponenti niskog napona i niske struje u elektroničkim vremenskim relejima zahtijeva upotrebu sučelja s vanjskim ulaznim i izlaznim krugovima u njima.

Strukturni dijagrami jednokratnih i višecikličnih vremenskih releja prikazani su na sl. 2, a odnosno b.Oba sklopa uključuju identične blokove: ulazni pretvarač, jedinicu za postavljanje vremenskog sklopa u početno stanje i izvršno (izlazno) tijelo.

Riža. 2. Blok dijagrami vremenskih releja

Svrha ulaznog pretvarača je formiranje niskog napona s normaliziranom razinom za napajanje sinkronizacijskog kruga, kao i stvaranje referentnih potencijala potrebnih za rad organa praga.

Čvor za postavljanje vremenskog kruga u početno stanje potreban je za dovođenje svih relejnih elemenata uključenih u formiranje vremenske odgode u strogo definiran početni način rada. Inicijalizacija releja može se izvršiti ili na kraju prethodnog ciklusa releja ili u trenutku kada je relej pod naponom.

U relejima s jednim odgodom vrijeme se podešava ili promjenom vremenske konstante sinkronizacijskog kruga ili promjenom praga komparatora (organ praga), koji uspoređuje napon u kondenzatoru sinkronizacijskog kruga s postavkom i djeluje na izlazni (izvršni) organ.

U vremenskim relejima s više ciklusa, kašnjenje se u pravilu osigurava brojanjem impulsa generatora takta u brojaču impulsa i ispravlja se (kako bi se nadoknadila disperzija parametara elemenata) promjenom vremenske konstante RC -lanci generatora takta. Kada se dovede napon napajanja, generator takta se pokreće i impulsi počinju stizati na ulaz brojača.

Prepoznavanje postizanja traženog stanja brojača osigurava sklop za dekodiranje njegovog stanja na temelju mehaničkih prekidača koji postavljaju zadanu vrijednost.U trenutku nakupljanja u brojaču određenog broja impulsa, koji se podudara s postavkom dekodera, generira se upravljački signal za izlaznu izvršnu jedinicu.

Riža. 3. Elektronski vremenski relej VL-54

Posljednjih godina implementirani su elektronički vremenski releji temeljeni na mikrokontrolerima. Mikrokontroler zahtijeva taktne impulse s dovoljno stabilnom frekvencijom za rad. U pravilu, ove impulse formira ugrađeni oscilator koji se temelji na kvarcnim rezonatorima (slika 1, e). Kada se primi startni signal vremenskog releja, mikrokontroler počinje brojati taktne impulse. Za razliku od elektroničkih vremenskih releja temeljenih na RC krugovima, vremenska kašnjenja kvarcnih vremenskih releja praktički su neovisna o temperaturi okoline i naponu napajanja releja.

Značajna prednost vremenskog releja koji koristi mikrokontrolere je mogućnost njihovog programiranja izravno u sastavljenom uređaju. Elektronički vremenski releji koji koriste mikrokontrolere uklonjene softverom ne zahtijevaju podešavanje i počinju raditi čim se uključi napajanje.

Najčešći unutarnji elektronički vremenski releji: RV-01, RV-03, RP-18, VL-54, VL-56, RVK-100, RP21-M-003

Shumriev V. Ya. Poluvodički vremenski releji.