タイムリレーの動作原理と種類

機器の動作アルゴリズムを実装するための電気回路の切り替え、自動化スキーム、および単に遅延してオンまたはオフにするために、タイムリレーがよく使用されます...タイムリレーは、電子要素の両方に基づいて配置できますそして電気機械の。この記事では、今日の業界で広く普及している電子タイミングリレー回路について説明します。

まず第一に、タイムリレーは電子的および機械的な直接スイッチングデバイスの動作に一定の遅延を引き起こすことを理解する必要があります。しかし、タイミングリレー回路自体はそのような電子タイマーです。

最も単純な形式では、遅延を設定するには RC 回路を使用します。抵抗を介してコンデンサを充電または放電する過程で、コンデンサ内の電圧は時間の経過とともに指数関数的に変化します。また、特定の RC 回路には特定の時定数があります。その中の抵抗とコンデンサの値によって異なります。

回路コンデンサの静電容量が大きくなり、抵抗器の抵抗が大きくなるほど、コンデンサの充電または放電のプロセスが長くなり、コンデンサ電圧の増加または減少も長くなります。

実際には、RC 回路を使用した 1 回の遅延は 30 秒に制限されます。これはプリント基板の最終抵抗によるものですが、この制限は後で説明するマイクロコントローラー リレーには適用されません。

RC 回路の 1 回の遷移時間に制限されないようにするには、遅延を調整する原理をある程度複雑にして、リレーをマルチサイクルにする、つまり RC 回路を次のようにする必要があります。 RC ジェネレーターを起動し、ジェネレーターからのパルスをカウントすると、パルス幅が再びジェネレーター内の RC 回路の一定時間に設定されます。このようにして、タイムリレーの遅延時間を大幅に延長することができます。

水晶振動子は外部温度の変動にあまり依存しない非常に正確で安定した周波数を持っているため、より正確な結果とより高い安定性により、RC回路ではなく水晶振動子の発振器を得ることが可能になります。 、コンデンサや抵抗については言うことができません。

したがって、動作サイクル数に応じて、電子タイムリレーは条件付きでマルチサイクルとシングルサイクルに分けられます。

ワンショットタイミングリレー回路

ワンショット回路では、制御信号 (ボタンを押す、または単に回路に電力を供給するなど) が整合デバイスに変換され、そこで電圧または電流レベルがトリガー デバイスでの処理のために変換されます。

起動デバイスは初期セットアップ デバイスに信号を送信し、初期セットアップ デバイスが実行デバイスを起動するか、RC 回路を充電します。 RC回路を切り替えることができ、遅延時間を選択可能な範囲から選択できます。

回路のコンデンサを充電（放電）する過程で、コンデンサ内の電圧は指数関数的に上昇（下降）し、同時にアナログ コンパレータの基準電圧と継続的に比較されます。

コンデンサの電圧が基準電圧を上回る（下回る）とすぐに、出力コンバータは実行回路を起動します。明らかに、時間間隔は RC 回路の時定数だけでなく、コンパレータの 2 番目の入力に設定される基準電圧の値にも依存します。

マルチサイクルタイミングリレー回路

マルチサイクル同期のリレー方式を使用すると、時間範囲を拡張できます。これは、上で述べたように、マルチサイクル方式では、RC 回路の動作の数サイクルまたはパルス発生器の動作の数サイクルが考慮されるためです。間隔が長くなります。

マルチサイクル回路は、シングルサイクル回路と同様に、トリガーから信号を受け取りますが、この信号はリセット ブロックに送られ、そこでデジタル部分を初期設定状態に戻します。その後、ジェネレータが動作し、一連のパルスをカウンタに送信します。カウンタでカウントされたパルス数がデジタル コンパレータで設定された数と比較され、指定されたパルス数に達すると出力コンバータがトリガされ、電源コンタクタなどの実行回路が起動されます。

パルス発生器の周波数とデジタル コンパレータの値 (または簡易バージョンではカウンタの出力) を変更することによって、タイム リレーの遅延時間が選択されます。このようなブロックは、個別の要素またはデジタル チップを使用してプログラマブル マイクロコントローラーに実装することができます。

したがって、最も単純なマルチサイクル リレーには、次の基本ブロックが含まれます。スイッチング RC 回路を備えたデジタル パルス発生器、パルス カウンタ、コンパレータは省略可能で、選択された放電からのカウンタの出力は直接接続できます。制御回路。デジタル部に「リセット」をかけるとタイムリレーがONします。

マイクロコントローラーのタイミングリレー図

現在、マイクロコントローラーのタイミング回路は非常に一般的であり、多くのブロックがソフトウェアで実装されています。水晶振動子がクロック パルスを担当し、時間設定は対応する出力に接続されたボタンのブロックによって設定され、その機能はプログラム内で入力として設定されます。

制御出力では — トランジスタスイッチ、実行デバイスを制御します。目安として、時間がどのようにカウントダウンするかを個人的に確認できるディスプレイがあります。

マイクロコントローラーのタイムリレーは、マイクロコントローラーの低コスト、小型サイズ、ハードウェアとソフトウェアの可用性により、今日ますます人気が高まっています。さらに、マイクロコントローラーはほとんど電力を消費しないため、そのような設計をディスクリートコンポーネントで開発すると、はるかに面倒でより多くのエネルギーを必要とすることがわかります。

プログラマブル マイクロコントローラーのタイム リレーを変更するには、ファームウェアを更新するだけで十分であり、何もはんだ付けする必要はありません。さらに、マイクロコントローラーのデジタル インターフェイスにより、コンピューターとの対話はもちろん、マイクロコントローラーを外部インジケーターやキーと組み合わせたり、相互に組み合わせたり、さまざまな機器の多くのブロックと組み合わせたりすることも簡単になります。

今日の傾向は、工業生産と日常生活の両方におけるタイミングリレー回路およびオートメーションにおいて、プログラマブルマイクロコントローラーを広く使用することを目的としているのは明白です。