Используя предлагаемый принцип конструирования конденсаторных реле времени, нетрудно построить автомат с выдержкой времени до… нескольких месяцев, причем времязадающий, конденсатор потребуется емкостью всего в несколько микрофарад. Принцип работы подобного реле поясняет рис. 1.
Рис. 1. Функциональная схема конденсаторного реле
Времязадающий конденсатор С1 после заряда его через выключатель S1 до напряжения источника питания подключается к разрядному резистору R1 и электронному ключу через выключатель S2, контакты которого замыкаются на непродолжительное время через определенные интервалы вспомогательным автоматом. Иначе говоря, конденсатор разряжается короткими порциями, что равносильно увеличению емкости конденсатора, а значит, выдержки реле времени во столько раз, во сколько продолжительность между замыканиями контактов выключателя S2 больше продолжительности их замкнутого состояния (можно сказать, что это значение соответствует скважности импульсов, управляющих контактами выключателя). Когда конденсатор разрядится до определенного напряжения, сработает пороговое устройство — электронный ключ — и реле К1 включит (или выключит) нагрузку.
А теперь познакомимся со схемой реле времени (рис. 2), построенного на основе рассмотренного принципа. Времязадающий конденсатор здесь — С1. Он подключен через контакты К2.2 герконового реле К2 к пороговому устройству на однопереходном транзисторе V1. Контакты замыкаются периодически через определенные интервалы времени, задаваемые генератором, который управляет работой реле К2.
Рис. 2. Принципиальная схема конденсаторного реле.
Предположим, что конденсатор С1 уже заряжен до напряжения источника питания и отсчет выдержки времени начался. В те моменты, когда контакты замкнуты, конденсатор С1 разряжается через резистор R2 (параллельно ему можно подключить выключателем S1 резистор R3 и ускорить разряд конденсатора в 20 раз, уменьшив тем самым во столько же установленную выдержку времени). Реле подключено к генератору импульсов большой скважности, поэтому контакты замкнуты в течение сравнительно короткого времени, а в течение более длительного периода разомкнуты и конденсатор не разряжается.
Управляющие работой реле импульсы дифференцируются цепочкой C3R7R4, в результате чего в момент окончания управляющего импульса (то есть во время заднего фронта его) в цепь базы 2 однопереходного транзистора поступает короткий отрицательный импульс амплитудой около 0,8 В, «разрешающий» открывание транзистора. Но напряжение на эмиттере транзистора пока велико, и он остается закрытым. Когда конденсатор разрядится до определенного напряжения и в этот момент на базу 2 поступит очередной отрицательный импульс, транзистор включится.
Конденсатор С1 на короткое время (0,1…0,5 мс) окажется подключенным через открытый переход эмиттер-база 1 транзистора VI к резистору R5 и начнет заряжаться через него. В результате на резисторе появится положительный импульс, который через конденсатор С2 и диод V2 поступит на управляющий электрод тринистора V4 и откроет его. Сработает реле К.1 и контактами К.1.2 (на схеме не показаны) замкнет (или разомкнет) цепь нагрузки. Поскольку при этом откроется диод У5, реле К2 окажется подключенным параллельно реле KL. Через замкнувшиеся контакты К1.1, резистор R1 и контакты К2.1 конденсатор С1 зарядится до напряжения источника питания. Автомат готов к последующему отсчету выдержки.
Диод V2 защищает управляющий р-n-переход тринистора от опасного для него обратного напряжения. Диоды V3 и V9 нужны для подавления экстратоков, возникающих при отпускании реле.
Чтобы начать новый цикл отсчета времени, реле нужно установить в исходное состояние, когда закрыт тринистор, а реле К1 обесточено. Для этого достаточно замкнуть контакты выключателя S2. Конденсатор С4 быстро зарядится через резистор R9 до уровня напряжения на катоде тринистора, а конденсатор С5 будет более медленно заряжаться через резисторы R10, R11 до напряжения включения однопереходного транзистора V6. Через некоторое время этот транзистор включится и создаст положительный импульс напряжения на резисторе R9. Он окажется соединенным последовательно с напряжением на конденсаторе С4 и создаст на катоде тринистора более положительное напряжение по отношению к аноду. Тринистор закроется, реле К1 отпустит и контактами К1.2 переключит нагрузку. Контакты K1Л разомкнутся. Диод V5 закроется, и реле К2 вновь начнет периодически включаться и выключаться.