Реле времени с фиксированной задержкой
Реле времени с фиксированной задержкой. Показано у Н.А.Дробницы, Электронные устройства для радиолюбителей, 1985
Реле времени предназначены для коммутации электрических цепей устройств с заданной временной выдержкой. Описываемые реле времени не содержат сетевого трансформатора, поэтому позволяют значительно снизить их массу и габаритные размеры. При налаживании и эксплуатации реле необходимо соблюдать меры предосторожности, так как цепи и элементы этих устройств находятся под сетевым напряжением. Если же необходимо обеспечить отсутствие гальванической связи с сетью, то проще всего питать реле времени через разделительный трансформатор соответствующей мощности.
На рисунке а изображена принципиальная схема реле времени с нагрузкой в виде осветительных ламп накаливания. Подобные реле могут быть установлены в коридорах, лестничных площадках, прихожих с целью экономии электрической энергии и увеличения срока службы ламп. Реле времени содержит тиристор (триодный тиристор) V1 и времязадающий узел на транзисторе V3, управляющий работой тиристора. В исходном состоянии конденсатор С1 заряжен до напряжения сети, транзистор и тиристор закрыты. При нажатии на кнопку S1 конденсатор С1 разряжается через резистор R5 и диод V5. В каждый положительный полупериод сетевого напряжения конденсатор заряжается через эмиттерный переход транзистора V3, в результате тиристор V1 открывается и включает лампу H1. В отрицательный полупериод напряжения ток через устройство не протекает. После отпускания кнопки в каждый положительный полупериод напряжения ток через диоды V2, V4, резистор R4 и эмиттерный переход транзистора V3 подзаряжает конденсатор С1 и накал лампы плавно убывает. Время каждого зарядного импульса примерно равно времени открывания тиристора. Благодаря этому при сравнительно небольших емкости конденсатора С1 и сопротивлении резистора R4 удалось получить значительную постоянную времени зарядки. После полной зарядки конденсатора ток через транзистор прекращается и тиристор закрывается. Нужную выдержку времени на выключение лампы устанавливают подстроенным резистором R3. Максимальная временная выдержка реле на отключении лампы около 10 мин. В конце выдержки накал лампы начинает убывать. В ждущем режиме устройство не потребляет тока от сети. В реле времени можно использовать любые диоды из серии КД105 или диоды Д226Б. Транзистор необходим с максимально допустимым напряжением коллектор - эмиттер 300 В. Конденсатор С1 желательно выбрать в герметичном исполнении. Тиристор V1 должен быть рассчитан на обратное напряжение не менее 400 В.
Второй вариант схемы реле времени с выдержкой на отключение нагрузки показан на рисунке б. Лампы здесь, как и в предыдущем реле, питаются однополупериодным напряжением. Максимальная выдержка времени около 20 мин, а ток, потребляемый в ждущем режиме, 2 мА. Устройство позволяет обойтись без высоковольтного конденсатора, поэтому имеет меньшие габаритные размеры по сравнению с первым вариантом.
В исходном состоянии конденсатор С1 разряжен, полевой транзистор V4 открыт, транзистор V3 и тиристор V1 закрыты. При нажатии на кнопку S1 отрицательные полупериоды сети заряжают конденсатор С1 до напряжения стабилизации стабилитрона V5. Когда закрывается транзистор V4, a V3 и тиристор V1 открываются - включается лампа H1. После отпускания кнопки конденсатор разряжается через подстроенный резистор R5, которым устанавливают нужную выдержку времени. При уменьшении напряжения на конденсаторе до напряжения отсечки транзистора V4 транзистор V4 открывается, a V3 и тиристор V1 закрываются, лампа гаснет. Для устройства пригодны любые диоды на обратное напряжение не менее 400 В, транзистор на максимально допустимое напряжение коллектор - эмиттер 300 В. Вместо КП302А можно использовать транзисторы КП302Б, КПЗ05Д, КП305Е.
Схема ещё одного варианта реле времени для, автоматического выключения осветительных ламп представлена на рисунке в. Максимальная временная выдержка реле около 20 мин, потребляемый ток в ждущем режиме 2 мА. Устройство мгновенно выключает лампу в конце выдержки, исключая образование радиопомех. Реле времени можно применить для освещения подъездов, установив на каждом этаже и у входной двери кнопки, включенные параллельно.
Устройство содержит тиристор V2, управляющий транзистор V4, времязадающий узел на микросхеме D1 и источник питания микросхемы. В исходном состоянии конденсатор С2 разряжен, на выходе элемента D1.4 напряжение низкого уровня (сигнал логического 0), транзистор V4 и тиристор V2 закрыты, и лампа H1 не горит. При нажатии на кнопку S1 через резистор R1 и диод V7 протекает ток, заряжающий конденсатор С2 до напряжения стабилизации стабилитрона V5. На выходе элемента D1.1 устанавливается напряжение низкого уровня, на выходе D1.2 - высокого (сигнал логической 1). Транзистор V4 и тиристор V2 открываются, и включается лампа H1. После отпускания кнопки конденсатор С2 разряжается через подстроенный резистор R6, служащий для установки нужной выдержки. После разрядки конденсатора С2 до напряжения примерно 4 В транзистор V4 и тиристор V2 закрываются и лампа гаснет. Требования к диодам и транзистору устройства такие же, как и в предыдущих реле. Вместо микросхемы К176ЛА7 можно использовать К176ЛЕ5. Тиристор должен быть рассчитан на обратное напряжение не менее 400 В. Если суммарная мощность подключаемых к реле времени ламп превышает 600 Вт, то тиристор устанавливают на радиатор.
При правильном монтаже и исправных элементах описанные реле времени начинают работать сразу, без налаживания. Поскольку к включенной лампе приложено напряжение около 155 В, обычные лампы на 220 В в реле времени будут гореть неполным накалом. (Если необходимо работать с полным накалом, надо питать реле времени через разделительный трансформатор с коэффициентом трансформации 220/155=1,4.)
Евгений Бортник, Красноярск, Россия, февраль 2012