介绍一种延时电路

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常用RC延时开关电路的延时时间,主要取决于RC的阻容值。在同样的RC条件下,怎样才能增加延时时间呢?下面我们作个实验。

图1
图1 🔍原图 (704×305)

实验线路见图1(a)。当开关K接通时,电源E通过电阻R向电容C充电,电容两端的电压按指数规律逐渐增加,最后趋近于电源电压E,见图1(b)的曲线1。

如果将开关K按一定的频率进行通、断,比如,在t\(_{0}\)~t1这一段时间内K闭合,这时E给电容C充电,电容上电压增加。而在t\(_{1}\)~t2这段时间内将开关K断开,这时电容将通过本身的漏电电阻r放电,电容上的电压减小,因漏电电阻较大,所以放电速度较慢。在t\(_{2}\)~t3时间内再把K闭合,E又给C充电,如此往复,电容上的电压将按图1(b)的曲线2变化,使得U\(_{c}\)的上升速率大为降低(图1(b)中的虚线3)。如果适当地控制电容在一个周期内的充、放电时间,比如放电时间比充电时间长,那么,就相当于增加了延时时间。若用电子开关线路代替图1(a)中的开关K,那就达到在同样的阻容条件下增加延时时间的目的。

这里介绍的延时电路见图2。图2中BG\(_{2}\)、BG3等组成开关电路,C\(_{1}\)为充电电容,R4相当于充电电阻。图中电容C\(_{4}\)、R8、二极管D\(_{2}\)~D5、C\(_{3}\)、DW2等组成电源电路。

图2
图2 🔍原图 (898×678)

闭合开关K\(_{4}\)时,若电源220V的进线A端为负,电源电流自B端、电容C4、D\(_{4}\)、继电器绕组J构成整流电路回到A端,继电器J动作,常开触点J1-2闭合,于是从C、D端有220伏交流电压输出,供用电器使用。同时桥式整流电源部分开始工作,输出约18伏的直流电压作BG\(_{1}\)、BG2、BG\(_{3}\)电源。继电器并通过电阻R1、R\(_{3}\)自锁。

这时把开关K\(_{1}\)置于M位置,电源经电阻R10及K\(_{2}\)、K3上各档电阻向电容C\(_{2}\)充电,延时开始。在C2上充电电压低于BG\(_{3}\)导通的峰点电压之前,BG3处于截止状态,DW\(_{1}\)也截止,BG2因无输入信号截止。电源不能给C\(_{1}\)充电。当C2上的充电电压达到BG\(_{3}\)的峰点电压时,BG3导通,第二基极电位下降,DW\(_{1}\)导通,随之BG2导通,电源通过R\(_{4}\)给C1充电(这时常闭触点J\(_{1}\)-1断开),这个充电时间一直延续到BG3再次截止为止。在BG\(_{3}\)导通时,C2上的电压通过BG\(_{3}\)的发射结、电阻R7放电,随着放电,C\(_{2}\)上电压减小,当减小到BG3的谷点电压时,BG\(_{3}\)截止,随之BG2截止,C\(_{1}\)充电结束。这时C1通过本身的漏电阻放电(因BG\(_{1}\)处于截止状态)。BG3截止后,电源又向C\(_{2}\)充电,当C2上电压达到BG\(_{3}\)的峰点电压时,BG3又导通,BG\(_{2}\)也导通,电源又通过R4再次给C\(_{1}\)充电。在这里BG3、BG\(_{2}\)等组成的电路相当于一个开关,这个开关以一定的频率通、断,控制C1上的充、放电速度,让C\(_{1}\)上的电压慢慢升高,经过一段所需的延时时间后,C1上的电压才能达到BG\(_{1}\) 的峰点电压。当BG1导通时,继电器释放,常开触点J\(_{1}\)-2由接通变为断开,于是C、D端没有220伏电源电压输出,切断了用电器的电源,延时时间结束。我们适当地选择R11~R\(_{28}\)的阻值(相当于选择开关的通、断频率),可以获得1~50分钟、1.5、2、2.5、3小时的不同延时时间。这种长延时开关电路可用在开断收音机、电风扇、上光机、电炉等用电器上。

当开关K\(_{1}\)置于S位置时,开关电路部分BG2、BG\(_{3}\)等不工作。电源通过R10、K\(_{2}\)、K3各档电阻向C\(_{1}\)充电,当C1上的电压达到BG\(_{1}\)的峰点电压时,BG1导通,继电器释放,J\(_{1-2}\)又变为常开状态,C、D端无交流220伏电压输出。适当地选择电阻R11~R\(_{24}\),延时时间在1~50秒范围内,供洗照片时爆光、放大用。

本电路采用了电容降压式稳压电源,所以制作与调试中要特别注意人身安全。每次调换元件之前一定要切断电源后再进行焊接。为了使用安全,整个机壳要用胶合板或其它绝缘材料制成。在要求使用精度不高的情况下,本电路对元器件无特殊要求。BG\(_{1}\)、BG3用BT\(_{33}\)型单结晶体管,一般取η为0.5。BG2用3CG型晶体管,取BV\(_{ceo}\)>20V,β在20左右,反向穿透电流越小越好,且应随温度变化要小,否则不易提高延时时间并产生较大的误差。继电器J用JQX—4或JQX—4F型的灵敏继电器。开关K2、K\(_{3}\)可用分线器或其它型号的波段开关代替。

调试时,先把BG\(_{1}\)、BG3的温度补偿电阻R\(_{2}\)、R6大约固定在200~500欧,分别测出BG\(_{1}\)、BG3的振荡周期。测试时,先让电路正常工作,用万用表直流10伏档跨接在R\(_{3}\)两端,BG1导通一次表针便摆动一次。以任一次摆动为开始,用钟表(秒表更好)计时,调整电阻R\(_{11}\)的阻值,使表针在10秒钟内连续摆动10次,那么就能确定出1秒钟档位的R11的阻值。其它各档电阻也用这个方法确定。然后用电烙铁靠近BG\(_{1}\)、BG3,加热一定时间(约5分钟)后,再测其振荡周期,如果发现周期变短,说明其补偿不足,应继续增大阻值。反之,则应减小R\(_{2}\)、R6阻值。这样反复进行几次就能大致调准。把R\(_{2}\)、R6固定后,测出电路处于稳态时(截止状态)R\(_{6}\)上的直流压降,将这个数值加上0.5伏就为取DW1的稳压值,根据该值再决定DW\(_{1}\)的型号。调试中若发现由于R4的阻值取得较大,在长延时下BG\(_{1}\)的发射极电压调不到峰点电压时,可加大C2的容量。C\(_{2}\)可在1~100微微法范围内取值。K3、K\(_{2}\)两档上的电阻R11~R\(_{24}\)的阻值应在开关K1置于S位置时调整,以保证60秒内的延时时间准确性。当开关K\(_{1}\)置于M位置时,刻度单位变为分钟,由于长延时的非线性,只能在一档上调整,本电路是选在延时时间为10分钟的档位上来调整电阻R4的,10分钟档位调准后,小于10分钟的延时时间将对刻度有负误差;大于10分钟则出现正误差,这些误差不大。若想准确可分档校准电阻值。对于1.5、2、2.5、3小时几档,分别调整电阻R\(_{25}\)~R28。电阻R\(_{1}\)的阻值应调节到使继电器J的工作电流接近其释放电流,以提高灵敏度。(李文谦)