A A A

Urządzeń cza­sowych z relaksacyjnymi przełącznikami

Zajmijmy się teraz dwoma dalszymi wariantami układów urządzeń cza­sowych z relaksacyjnymi przełącznikami i lampami jarzeniowymi, w któ­rych słaby prąd normalny przy małych jarzeniówkach sygnalizacyjnych jest wzmacniany w jednostopniowym wzmacniaczu tranzystorowym tak, że mogą one uruchamiać odpowiednio silny przekaźnik. Główne cechy tych układów wzmacniających pokazano na -Zakładamy, że tranzystor Tr jest zablokowany, a przekaźnik wzbudzony. Zwarcie równoległe do cewki wzbudzającej przekaźnika Rei zostanie wtedy zdjęte ze względu na otwarty zestyk spoczynkowy r przekaźnika. Przekaźnik jest dołączony do napięcia U poprzez opornik R0. Jeżeli ten stan włączenia ma być utrzy­many, wtedy przekaźnik powinien otrzymać swój prąd nominalny Ir«i. Z tego wynika warunek:eraz tranzystor zostaje wysterowany za pomocą ujemnego, o dostatecznej wielkości prądu bazy tak, że napięcie na przekaźniku spada do napięcia nasycenia tranzystora (ok. 0,1-7-0,5 V) i przekaźnik puszcza. Prąd kolektora może dochodzić do Ic = U/R0. Zestyk r zwiera przekaźnik, więc w tym stanie włączenia pozostaje on również wtedy, gdy tranzystor ponownie zostanie zablokowany. Na opor­ności Ro występuje teraz pełne napięcie U i dlatego R0 musi być dobrane do mocy Pr9 > U1R,. Jeżeli chcemy powtórzyć wzbudzony stan przekaźnika (przy zablokowanym tranzystorze), wystarczy krótka przerwa w zwarciu przekaźnika, spowodo­wana uruchomieniem przycisku spoczynkowego (łącznik pomocniczy roz-wierny) w miejscu oznaczonym przez X. W momencie przerwania obwodu wystąpi niepożądany dla tranzystora podskok napięcia. Prąd przekaźnika wzrasta wykładniczo z opóźnieniem na indukcyjności od wartości począt­kowej zero do wartości końcowej Jrei; przy I — 0 nie powstaje jednak na R0 spadek napięcia. Dlatego również przy rozwieraniu tranzystor musi zostać odłączony od cewki przekaźnika. Krótkie naciśnięcie na przycisk spoczynkowy Tr powoduje, że przekaźnik znajdzie się w stanie wzbudzonym, ujemny impuls prądowy na bazę pozwa­la jednak na ponowne odpadnięcie kotwiczki. Do tego celu można wyko­rzystać prąd jarzeniówki, przez którą kondensator członu RC impulsowo rozładowuje się po osiągnięciu napięcia zapłonu. W celu pełnego przesterowania tranzystora na wartość Ie = U/R0, trzeba uzyskać prąd bazy o wartości co najmniej Ib = Ic/B (B — wzmocnienie prą­dowe tranzystora). Jarzeniówka wytwarza impuls napięciowy o wielkości ok. Ux — U) (100 V); powstający przy tym impuls prądowy ustalany jest przez wejściową oporność bazy Rv na wymaganą wartość Przy dotychczasowych rozważaniach nie uwzględnialiśmy prądu zerowego kolektora Ico- Bez głębszych rozważań dopuszczalne jest to przy tranzysto­rach krzemowych. Przy tranzystorach germanowych prąd ten jednak przyjmuje istotne wartości i w dyskutowanym tu przypadku, jeżeli prze­kaźnik nie puści, to przynajmniej siła nacisku zestyków przekaźnika zo­stanie znacznie zmniejszona. Dlatego już przy doborze tranzystorów zwraca się uwagę na te wielkości. Istnieją jednak możliwości techniczne zmniej­szenia prądu zerowego. Bardzo skuteczne jest np. tzw. odwrotne włączenie tranzystorów, przy którym kolektor i emiter zamienia się miejscami. Rów- nież pewne niewielkie polepszenie spowoduje włączenie opornika między bazę i emiter (poniżej 5 kil). Obydwa te przedsięwzięcia zmniejszają jednak skutecznie wzmocnienie prądu. Jeżeli jednak wspomnianą oporność nie włączy się bezpośrednio, ale przez dodatnie napięcie wstępne na emiterze, wtedy uzyskuje się ten sam efekt w odniesieniu do zmniejszenia prądu resztkowego przy znacznie większych opornościach (powyżej 10 kQ), które mają również mniejszy wpływ na wzmocnienie prądu w układzie. Oporność tę -można również zastąpić diodą , która daje wymagany efekt dzięki swemu oporowi wewnętrznemu, przy ujemnym impulsie wejściowym (na R«), ale zarazem wyższy opór blokady ma tylko niewielki wpływ na wzmocnienie prądu. Jeżeli stosuje się bardzo niskoomowe diody ze złoconym ostrzem OA 721, wtedy można zrezygnować nawet z tego dodatniego napięcia wstępnego. Z drugiej strony jego wytworzenie (wystarczą nawet wartości 0,3-r-l V) na oporze, przez który płynie prąd przekaźnika, wynoszącym nie nastręcza specjalnych trudności. W powyższym przykładzie przy Ir«t «* 48 mA opór ten musiałby mieć wartość 6-T-20 Q. Jeżeli wzmocnienie prądowe pojedynczego tranzystora nie wystarcza, wte­dy można zastosować dwa tranzystory w tzW. układzie Darlingtona którego wzmocnienie prądowe równa się prawie iloczynowi po­szczególnych wzmocnień prądowych. W pierwszym stopniu wystarczy tran­zystor małej mocy, ewentualnie odwrotnie włączony; drugi tranzystor musi mieć wymaganą moc strat (ok. Pr«i).Po tych wyczerpujących rozważaniach pozostaje nam tylko przejść do spo­sobu działania obwodów, pokazanych na Pierwszy polega na wykorzystaniu procesu ładowania, drugi natomiast na zastosowaniu procesu rozładowywania w członie czasowym. Poniższe zestawienie war­tości elementów służy obydwu obwodom, jak również wszystkie wartości w opisanych obwodach należy traktować jako wartości przykładowe; po zostałe elementy konstrukcyjne (przekaźnik, tranzystor) wymagają odpo­wiedniego przeliczenia zgodnie z powyższymi wskazówkami. Kończąc rozważania nad- urządzeniami czasowymi z wyłącznikami relak­sacyjnymi i jarzeniówkami, podajemy przykładowe wartości elementów do schematów