Электронное реле для временного включения низковольтной нагрузки


Данное устройство представляет собой реле времени, включающее низковольтную нагрузку при нажатии кнопки, и выключающее её через 1-10 минут (время устанавливается при помощи переменного резистора) после отпускания кнопки.

Принципиальная схема

Схема показана на рисунке. Продолжительность включенного состояния нагрузки зависит от быстроты разрядки конденсатора С1 через резисторы R2 и R3 и его собственное сопротивление (ток утечки). Когда конденсатор разряжен напряжение на нем равно нулю.

Принципиальная схема электронного реле для временного включения низковольтной нагрузки

Рис. 1. Принципиальная схема электронного реле для временного включения низковольтной нагрузки.

Это напряжение подается на вход инвертора D1.1. За ним включена последовательность из трех инверторов, причем последний инвертор увеличенной мощности путем параллельного включения трех инверторов D1.4-D1.5. Увеличение мощности необходимо для управления выходным ключом на мощном полевом коммутаторном транзисторе VT1.

Данный транзистор хотя и является транзистором с изолированным затвором (входное сопротивление бесконечно), но обладает значительной емкостью затвора.

Поэтому в процессе изменения логического уровня на затворе возникает существенный импульс тока зарядки - разрядки емкости затвора, который способен перегрузить выход логического элемента КМОП.

Так вот, когда С1 разряжен, на выходах D1.4-D1.6 - ноль. Транзистор VT1 закрыт и питание на нагрузку не поступает. При нажатии на кнопку S1 происходит зарядка конденсатора С1 через кнопку и токоограничительный резистор R1. При этом напряжение на С1 увеличивается до уровня логической единицы.

На выходах элементов D1.4-D1.6 тоже единица, ключ на транзисторе VT1 открывается и подается питание на нагрузку.

После отпускания кнопки начинается медленная разрядка конденсатора С1 через резисторы R2-R3 и его собственный ток утечки. Время, необходимое для разрядки С1 до порога логического нуля сильно зависит не только от емкости конденсатора и сопротивления R2, но и от внутреннего сопротивления С1, то есть от его тока утечки.

Поэтому даже при одинаковых значениях емкости С1 и сопротивления R2 с разными экземплярами конденсаторов время может существенно отличаться.

В процессе налаживания диапазон установки времени время можно регулировать изменяя емкость С1 и сопротивление добавочного резистора R3. В любом случае необходимо использовать конденсатор С1 с минимальным током утечки.

И так, спустя некоторое время (от 1 до 10 минут, в зависимости от выше указанных обстоятельств, и положения ротора переменного резистора R2) напряжение на С1 опускается до логического нуля.

При этом на выходах D1.4-D1.6 устанавливается тоже ноль, и транзистор VT1 закрывается, выключая нагрузку. Если до выключения нагрузки, пока еще идет разрядка С1, нажать кнопку, то заряд С1 будет пополнен и отсчет времени начнется заново.

Диоды VD2 и VD3 служат для разрядки емкости затвора полевого транзистора и гашения выбросов напряжения на нем при изменениях логического уровня.

Конструкция

Устройство может управлять нагрузкой, питающейся постоянным током напряжением от 10 до 40V и током до 50А. При токе до 5 А радиатор транзистору VT1 не нужен.

Галерин М А. РК-02-2019.


1 178 Таймеры и реле времени
реле времени таймер управление нагрузкой выключатель нагрузки
Оставить комментарий:

cashback