Электронное бытовое реле времени с автоматическим отключением нагрузки

September 30, 2011 by admin Комментировать »

На рис. 4.12 приведена принципиальная электрическая схема реле времени на двух транзисторах, предназначенного для управления различными исполнительными механизмами и приборами, которые работают от сети переменного тока напряжением 220 В частотой 50 Гц. Рассматриваемое электронное реле времени характеризуется простотой схемно-технического решения, повышенной надежностью при эксплуатации, широким диапазоном выдержки времени и высокой точностью срабатывания.

Устройство включает в свой состав входные цепи, выпрямитель, собранный на четырех диодах, защитное устройство и собственно реле времени. Схема не имеет сетевого понижающего трансформатора, и все ее элементы могут находиться под напряжением. Поэтому запрещается касаться схемы руками или проводить регулировку инструментами с неизолированной ручкой.

Подключается устройство к сети электропитания с помощью электрического соединителя XI типа «вилка». Предохранитель F1 защищает реле времени от коротких замыканий и перегрузок, которые могут возникнуть при ошибках в монтаже и неправильных соединениях. На входе устройства собран емкостный фильтр, защищающий от проникновения в сеть радиопомех, которые возникают при работе тиристора KS/. Индикаторная лампочка HI тлеющего разряда сигнализирует о том, что на элементы схемы подано высокое напряжение питающей сети переменного тока.

Рис. 4.12. Схема бытового электронного реле времени с автоматическим отключением нагрузки.

Выпрямитель собран на диодах VD1—VD4 средней мощности, прямой средний ток которых не менее 5 А, прямой импульсный ток — 9 А и обратное напряжение — не менее 400 В. Выпрямитель относится к однофазным двухполупериодным мостовым схемам, которые характеризуются высоким уровнем пульсаций выпрямленного напряжения постоянного тока, пониженным обратным напряжением на комплекте выпрямительных диодов и возможностью не применять сетевой понижающий трансформатор питания.

Выпрямленный постоянный ток после включения электропитания начинает заряжать конденсатор С6 через резисторы R6 и R7. Нагрузка /?н включена в анодную цепь тиристора KS/, который управляется транзистором VT1. Подсоединенный параллельно конденсатору С6 стабилитрон VD6 предохраняет транзисторы VTI, VT2 и конденсатор С6 от пробоя, если устройство будет включено в сеть без нагрузки, а также в случае выхода его из строя в процессе эксплуатации.

После замыкания контактов переключателя S1 напряжение питания поступает также через резистор R2 на транзистор VT1 и открывает его раньше, чем открывается тиристор KS/. Это обусловлено временем заряда конденсатора СЗ через резистор R4. Как только транзистор VT1 откроется, он зашунтирует управляющий переход тиристора KS/. Затем открывается транзистор VT2 напряжением, поступающим через резистор /?5, замыкая накоротко конденсатор Сб.

Включение таймера в работу осуществляется нажатием на кнопку переключателя S3. При замыкании контактов переключателя S3 между базой и эмиттером транзистора VT1 включается конденсатор С4 и транзистор закрывается. Напряжение с конденсатора С5 подается на управляющий электрод тиристора KS/, и он открывается. Напряжение питания подается на нагрузку /?«. В это же время напряжения на базы транзисторов VT1 и VT2 через резисторы R2 и R5 практически перестают подаваться, и транзисторы остаются в закрытом состоянии, а конденсатор С6 начинает заряжаться. При достижении на этом конденсаторе напряжения, равного порогу срабатывания стабилитрона VD7, напряжение подается на транзистор VT1, и он открывается. Это приводит к разрядке конденсатора СЗ и шунтированию управляющего перехода тиристора VS1. Тиристор закрывается в момент перехода сетевого напряжения нулевого потенциала. Напряжение на аноде тиристора возрастает до величины напряжения питающей сети, а через резисторы R2 и R5 транзисторы VT1 и VT2 поддерживаются в открытом состоянии, т. е. устройство находится в исходном состоянии.

Необходимо заметить, что на анод тиристора VS1 подается несглаженное напряжение с выпрямителя VD1— VD4. Во время перехода сетевого напряжения через нулевой потенциал тиристор открывается напряжением заряженного конденсатора СЗ. При замыкании контактов переключателя S2 шунтируется переход база—эмиттер транзистора VT1, и напряжение питания нагрузки действует продолжительное время. Длительное замыкание контактов переключателя S3 не приводит к такому же длительному включению электропитания нагрузки, так как конденсатор С4 после полной зарядки перестает поддерживать транзистор VT1 в закрытом состоянии. После этого процесс переходит в автоматический режим управления транзистором VT1 напряжением времязадающего конденсатора Сб.

При изготовлении электронного бытового реле времени использованы следующие комплектующие ЭРЭ промышленного производства: транзисторы VT1 типа МП37Б, VT2 — МП 11 ЗА; выпрямительные диоды VD1— VD4 типа КД202К; стабилитроны К£>5типа Д814В, VD6 — Д814Д, VD7 — Д814В; конденсаторы С/ типа МБМ-П-500В-0,1 мкФ, С2 — МБМ-П-500В- 0,1 мкФ, СЗ — К50-3-15В-30 мкФ, С4 — К50-3-15В-50 мкФ, С5 — К50-3- 15В-20 мкФ, С6 — К50-3-15В-500 мкФ; резисторы RJ типа ВСа-2-200 кОм, R2 — ВСа-1-560 кОм, R3 — С5-35В-7,5Вт-20 кОм, R4 — ВСа-1-100 Ом, R5 — ВСа-0,5-1 Ом, R6 — ВСа-2-20 кОм, R7 — СП4-2Ма-1Вт-А-1,5 МОм; плавкий предохранитель ft типа ПМ-1-2 А; электрические соединители XI типа «вилка», Х2, ХЗ типа КМЗ-1 приборные; индикаторная лампочка HI типа ТН-0,2-1; переключатели SI типа П1Т-1-1, S2 — КП-1-1, S3 — КП-3-1; тиристор VS1 типа КУ208Г.

Вместо указанных покупных элементов в таймере можно применить другие соответствующие им аналогичные ЭРЭ. Например, резисторы типа ВСа можно заменить на резисторы типов МЛТ, ВС, МТ, УЛИ; резистор типа СП4-2Ма — на СПЗ-38 или СПЗ-29; конденсаторы типа К50-3 — на К50-6, К50-12, К50-16; выпрямительные диоды типа КД202К — на КД202Р, Д242А, КД226Г, Д232А; можно применить стабилитроны типа Д814Г, КС533А; транзистор типа МП37Б заменить на МП41А, КТ315Б; МП113А — на КТ315А; тиристор типа КУ208Г — на КУ201К, КУ202К.

Монтаж ЭРЭ производится на печатной плате, изготовляемой из фольгированного стеклотекстолита. Собирается таймер в прямоугольном пластмассовом корпусе, который имеет лицевую панель с ручкой управления для установки выдержки времени. Градуировку шкалы производят по показаниям секундомера при многократном повторении опыта и включении контактов переключателя S3.

Техническая характеристика электронного бытового реле времени с автоматическим отключением нагрузки

Номинальное напряжение питающей сети

переменного тока, В …………………………………….. 220

Пределы изменения напряжения питающей сети

переменного тока, В …………………………………….. 180—240

Номинальная частота питающей сети

переменного тока, Гц ……………………………………… 50

Пределы изменения частоты питающей сети

переменного тока, Гц …………………………………… 40,5—50,5

Пределы изменения выдержки времени, с……………… 1—40

Корректировка выдержки времени от номинальных значений при колебаниях напряжения питающей сети переменного тока

в пределах ±15%, % ……………………………………… +40…—30

Стабильность выдержки времени при изменении напряжения питающей сети в пределах ±15%,

с точностью, %, не хуже …………………………………… 4

Сопротивление изоляции токоведущих проводников

устройства, МОм, не менее ……………………………… 20

Помехозащищенность реле времени при воздействии внешнего электромагнитного поля, дБ, не менее . . .80

Срок службы, ч, не менее……………………………… 5000

Вероятность безотказной работы, не менее………… 0,89

Кпд, %, не менее …………………………………………… 95

Литература:

  Сидоров И. Н. С34 Самодельные электронные устройства для дома: Справочник домашнего мастера.— СПб.: Лениздат, 1996.- 352 е.. ил.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты