Електронски временски релеји

Да би их заменили, развијени су електронски сатови временски релеј са електромагнетним и механичким кашњењем… Први електронски временски релеји произведени су на основу транзисторских кола. Након тога су интегрисана кола почела да се користе у електронским релејима, а касније је дошло до преласка на микроконтролере.

Уопштено говорећи, сваки електронски временски релеј је уређај који контролише улазни (напојни) напон и пребацује своје излазне контакте са одређеним временским кашњењем.

Блок за синхронизацију већине електронских временских релеја заснива се на РЦ колима (слика 1, а). Промена напона на кондензатору РЦ кола повезаног са извором једносмерног напона описује се експоненцијалном функцијом времена. Ово омогућава, праћењем напона кондензатора, да се формирају постављени временски интервали, на пример, од тренутка када је РЦ коло спојено на извор док напон кондензатора не достигне наведени ниво. Експоненцијална функција се такође користи за пражњење претходно напуњеног кондензатора паралелног РЦ кола.Таква кола се користе у временским релејима који морају да пребацују своје контакте након губитка напона напајања.

Пиринач. 1. Варијанте временских шема које се користе у електронским временским релејима

У неким временским релејима, пуњење кондензатора РЦ-кола се користи са стабилном струјом (сл. 1, б и ц). У овом случају, напон у кондензатору се линеарно мења са временом, што омогућава да се добије мало више тачности у формирању временских кашњења. Улогу стабилног извора струје у таквим релејима врши електронско коло. Међутим, временске релеје са стабилним извором струје је теже имплементирати и стога се не користе широко.

Време пуњења (пражњења) РЦ кола у стварним колима не прелази неколико секунди. То је због неколико околности. Прво, отпор временског отпорника у РЦ колу мора бити ограничен (унутар неколико мегома) тако да на пуњење кондензатора не утичу струје цурења кроз изолациони материјал штампане плоче и улазне струје коло које контролише напон у кондензатору.

Друго, у РЦ колу потребно је користити кондензаторе са минималном адсорпцијом наелектрисања. У супротном, својство кондензатора да поврати напон на плочама након његовог краткотрајног пражњења ће довести до дистрибуције у времену у којем је релеј поново спреман за рад. Нажалост, произведени кондензатори са минималном адсорпцијом наелектрисања имају релативно ниску капацитивност (реда неколико микрофарада).

Релеји са кратким кашњењем могу се имплементирати на основу једног циклуса пуњења (пражњења) РЦ кола.Уколико је потребно обезбедити дуга временска кашњења, релеји се израђују на основу вишеструких кола пуњења-пражњења РЦ кола. У таквим временским релејима са више циклуса, РЦ коло је укључено у самоосцилирајуће коло које обезбеђује периодично пуњење-пражњење његовог кондензатора... На пример, самоосцилирајуће коло засновано на РЦ колу може се имплементирати на логичке капије као што је приказано на сл. 1 година

Пуњење и пражњење кондензатора Ц се дешава преко отпорника Р2 због различитих нивоа напона на улазу и излазу инвертујућег логичког елемента ДД2. Стање логичког елемента ДД2 пребацује исти логички елемент ДД1, али се користи као тело прага напона (схвата се околност да логички елементи ИЦ прелазе у стање логичке нуле и обрнуто, при различитим нивои улазног напона). Тако се при напајању на излазу ДД2 формира низ импулса са прилично стабилним периодом.Пребројавањем излазних импулса са почетка аутоосцилационог кола могуће је добити електронски релеј са великим опсегом времена. кашњења при релативно малим вредностима константе временског временског ланца.

Највећу тачност обезбеђују електронски временски релеји са самоосцилујућим колима на бази кварцних резонатора (види слику 1, е).

Употреба нисконапонских и нискострујних електронских компоненти у електронским временским релејима захтева употребу интерфејса са екстерним улазним и излазним колима у њима.

Структурни дијаграми једнократних и вишециклусних временских релеја приказани су на сл. 2, а и б респективно.Оба кола садрже идентичне блокове: улазни претварач, јединицу за постављање временског кола у почетно стање и извршно (излазно) тело.

Пиринач. 2. Блок шеме временских релеја

Сврха улазног претварача је формирање ниског напона са нормализованим нивоом за напајање синхронизационог кола, као и стварање референтних потенцијала неопходних за рад органа прага.

Чвор за постављање временског кола у његово почетно стање је неопходан да све релејне елементе који учествују у формирању временског кашњења доведе у строго дефинисан почетни режим. Иницијализација релеја се може извршити или на крају претходног циклуса релеја или у тренутку када је релеј под напоном.

Код релеја са једним кашњењем време се подешава или променом временске константе кола за синхронизацију или променом прага компаратора (прага органа), који упоређује напон у кондензатору кола за синхронизацију са подешавањем и делује на излазни (извршни) орган.

Код временских релеја са више циклуса кашњење се, по правилу, обезбеђује бројањем импулса генератора такта у бројачу импулса и коригује се (да би се надокнадила дисперзија параметара елемената) променом временске константе РЦ. -ланци генератора такта. Када се примени напон напајања, генератор такта се покреће и импулси почињу да пристижу на улаз бројача.

Препознавање достизања потребног стања бројача обезбеђује коло за декодирање његовог стања на основу механичких прекидача који постављају задату вредност.У тренутку акумулације у бројачу одређеног броја импулса, који се поклапа са подешавањем декодера, генерише се управљачки сигнал за излазну извршну јединицу.

Пиринач. 3. Електронски временски релеј ВЛ-54

Последњих година имплементирани су електронски временски релеји засновани на микроконтролерима. Микроконтролеру су потребни тактни импулси са довољно стабилном фреквенцијом за рад. По правилу, ове импулсе формира уграђени осцилатор на бази кварцних резонатора (сл. 1, д). Када се прими сигнал покретања временског релеја, микроконтролер почиње да броји импулсе сата. За разлику од електронских временских релеја заснованих на РЦ кола, временска кашњења кварцних временских релеја су практично независна од температуре околине и напона напајања релеја.

Значајна предност временског релеја који користи микроконтролере је могућност њиховог програмирања директно у монтираном уређају. Електронски временски релеји који користе софтверски уклоњене микроконтролере не захтевају подешавање и почињу да раде чим се укључи напајање.

Најчешћи унутрашњи електронски временски релеји: РВ-01, РВ-03, РП-18, ВЛ-54, ВЛ-56, РВК-100, РП21-М-003

Шумриев В. А. Полупроводнички временски релеји.