Relais temporisés électroniques

Des montres électroniques ont été développées pour les remplacer relais temporisé à retard électromagnétique et mécanique… Les premiers relais temporisés électroniques ont été produits sur la base de circuits à transistors. Après cela, les circuits intégrés ont commencé à être utilisés dans les relais électroniques, puis il y a eu une transition vers les microcontrôleurs.

En général, tout relais temporisé électronique est un dispositif contrôlé par une tension d'entrée (alimentation) et commutant ses contacts de sortie avec un délai spécifié.

Le bloc de synchronisation de la plupart des relais temporisés électroniques est basé sur des circuits RC (Fig. 1, a). La variation de tension aux bornes du condensateur d'un circuit RC connecté à une source de tension continue est décrite par une fonction exponentielle du temps. Cela permet, en surveillant la tension du condensateur, de former les intervalles de temps définis, par exemple, à partir du moment où le circuit RC est connecté à la source jusqu'à ce que la tension du condensateur atteigne le niveau spécifié. Une fonction exponentielle est également utilisée pour décharger le condensateur préchargé du circuit RC parallèle.De tels circuits sont utilisés dans les relais temporisés qui doivent commuter leurs contacts après une perte de tension d'alimentation.

Riz. 1. Variantes de schémas de temporisation utilisés dans les relais temporisés électroniques

Dans certains relais temporisés, la charge du condensateur du circuit RC est utilisée avec un courant stable (Fig. 1, b et c). Dans ce cas, la tension dans le condensateur évolue linéairement avec le temps, ce qui permet d'obtenir un peu plus de précision dans la formation des retards. Le rôle de source de courant stable dans de tels relais est assuré par un circuit électronique. Cependant, les relais temporisés avec une source de courant stable sont plus difficiles à mettre en œuvre et ne sont donc pas largement utilisés.

Le temps de charge (décharge) d'un circuit RC dans des circuits réels ne dépasse pas quelques secondes. Cela est dû à plusieurs circonstances. Tout d'abord, la résistance de la résistance de synchronisation dans le circuit RC doit être limitée (à quelques mégohms) afin que la charge du condensateur ne soit pas affectée par les courants de fuite à travers le matériau isolant de la carte de circuit imprimé et les courants d'entrée d'un circuit qui contrôle la tension dans le condensateur.

Deuxièmement, dans le circuit RC, il est nécessaire d'utiliser des condensateurs avec une adsorption de charge minimale. Sinon, la propriété du condensateur de rétablir la tension sur les plaques après sa décharge à court terme entraînera une distribution dans le temps auquel le relais est prêt à fonctionner à nouveau. Malheureusement, les condensateurs fabriqués avec une adsorption de charge minimale ont une capacité relativement faible (de l'ordre de quelques microfarads).

Des relais avec des temporisations courtes peuvent être mis en œuvre sur la base d'un seul cycle de charge (décharge) du circuit RC.S'il est nécessaire de prévoir des temporisations importantes, les relais sont réalisés sur la base de plusieurs circuits de charge-décharge du circuit RC. Dans de tels relais temporisés à cycles multiples, le circuit RC est inclus dans un circuit auto-oscillant qui fournit des charge-décharge de son condensateur... Par exemple, un circuit auto-oscillant basé sur un circuit RC peut être implémenté sur des portes logiques comme illustré à la Fig. 1 an

La charge et la décharge du condensateur C se produisent à travers la résistance R2 en raison de différents niveaux de tension à l'entrée et à la sortie de l'élément logique inverseur DD2. L'état de l'élément logique DD2 est commuté par le même élément logique DD1, mais il est utilisé comme corps de tension de seuil (la circonstance est réalisée que les éléments logiques du CI passent à l'état de zéro logique et vice versa, à différents niveaux de la tension d'entrée). Ainsi, lorsqu'il est alimenté, une séquence d'impulsions avec une période assez stable est formée à la sortie DD2.En comptant les impulsions de sortie depuis le début du circuit auto-oscillant, il est possible d'obtenir un relais électronique avec une large plage de temps retards à des valeurs relativement faibles de la constante de la chaîne de synchronisation temporelle.

La précision la plus élevée est fournie par des relais temporisés électroniques avec des circuits auto-oscillants basés sur des résonateurs à quartz (voir Fig. 1, e).

L'utilisation de composants électroniques à basse tension et à faible courant dans les relais temporisés électroniques nécessite l'utilisation d'interfaces avec des circuits d'entrée et de sortie externes.

Les schémas structurels des relais temporisés à un temps et à plusieurs cycles sont illustrés à la fig. 2, a et b respectivement.Les deux circuits comprennent des blocs identiques : un convertisseur d'entrée, une unité de mise à l'état initial du circuit horaire et un organe exécutif (de sortie).

Riz. 2. Schémas fonctionnels des relais temporisés

Le convertisseur d'entrée a pour but de former une basse tension avec un niveau normalisé pour alimenter le circuit de synchronisation, ainsi que de créer les potentiels de référence nécessaires au fonctionnement des organes à seuil.

Le noeud de mise du circuit temporel dans son état initial est nécessaire pour amener tous les éléments de relais intervenant dans la formation de la temporisation dans un mode initial strictement défini. L'initialisation du relais peut se faire soit à la fin du cycle précédent du relais soit au moment où le relais est alimenté.

Dans les relais à simple retard, le temps est ajusté soit en modifiant la constante de temps du circuit de synchronisation, soit en modifiant le seuil du comparateur (organe à seuil), qui compare la tension dans le condensateur du circuit de synchronisation avec le réglage et agit sur l'organe de sortie (exécutif).

Dans les relais temporisés à plusieurs cycles, le retard est généralement fourni en comptant les impulsions du générateur d'horloge dans le compteur d'impulsions et est corrigé (pour compenser la dispersion des paramètres des éléments) en modifiant la constante de temps RC -chaînes du générateur d'horloge. Lorsque la tension d'alimentation est appliquée, le générateur d'horloge démarre et des impulsions commencent à arriver à l'entrée du compteur.

La reconnaissance de l'atteinte de l'état requis du compteur est assurée par un circuit de décodage de son état basé sur des interrupteurs mécaniques qui fixent la valeur de consigne.Au moment de l'accumulation dans le compteur d'un certain nombre d'impulsions, qui coïncide avec le réglage du décodeur, un signal de commande est généré pour l'unité exécutive de sortie.

Riz. 3. Relais temporisé électronique VL-54

Ces dernières années, des relais temporisés électroniques basés sur des microcontrôleurs ont été mis en œuvre. Un microcontrôleur nécessite des impulsions d'horloge avec une fréquence suffisamment stable pour fonctionner. En règle générale, ces impulsions sont formées par un oscillateur intégré basé sur des résonateurs à quartz (Fig. 1, e). Lorsque le signal de démarrage du relais temporisé est reçu, le microcontrôleur commence à compter les impulsions d'horloge. Contrairement aux relais temporisés électroniques basés sur des circuits RC, les temporisations des relais temporisés à quartz sont pratiquement indépendantes de la température ambiante et de la tension d'alimentation du relais.

Un avantage significatif d'un relais temporisé utilisant des microcontrôleurs est la possibilité de les programmer directement dans l'appareil assemblé. Les relais temporisés électroniques utilisant des microcontrôleurs sans logiciel ne nécessitent aucune configuration et commencent à fonctionner dès la mise sous tension.

Les relais temporisés électroniques intérieurs les plus courants : RV-01, RV-03, RP-18, VL-54, VL-56, RVK-100, RP21-M-003

Shumriev V. Ya. Relais temporisés à semi-conducteurs.