斷電延時(shí)型時(shí)間繼電器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

引言　　

時(shí)間繼電器是一種延時(shí)功能由電子線路來(lái)實(shí)現(xiàn)的控制器。根據(jù)控制場(chǎng)合可選擇使用如：通電延時(shí)型A;斷電延時(shí)型F;星三角延時(shí)型Y;帶瞬動(dòng)輸出的通電延時(shí)型C;間隔延時(shí)型G;往復(fù)延時(shí)型R;斷開(kāi)延時(shí)信號(hào)型K等規(guī)格以滿足所需控制場(chǎng)合。

在上述延時(shí)類型應(yīng)用中，在許多場(chǎng)合都需要用斷電延時(shí)型繼電器進(jìn)行控制。例如需要控制一臺(tái)電機(jī)，要求在按下停止按鈕需要延時(shí)一段時(shí)間后，電機(jī)再重新啟動(dòng)工作，則就需用到斷電延時(shí)繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)以上功能。所謂斷電延時(shí)繼電器，是當(dāng)時(shí)間繼電器線圈通電時(shí)，各延時(shí)觸頭瞬時(shí)動(dòng)作，而線圈斷電以后觸頭呈延時(shí)置位工作狀態(tài)，當(dāng)所設(shè)延時(shí)到達(dá)后，延時(shí)觸頭又恢復(fù)為初始狀態(tài)。斷電延時(shí)型因其工作狀態(tài)（在延時(shí)過(guò)程中不需外接工作電源）以及控制觸點(diǎn)在斷電延時(shí)過(guò)程中吸合觸點(diǎn)（常開(kāi)觸點(diǎn)變?yōu)榻油顟B(tài)應(yīng)保持接通狀態(tài);常閉觸點(diǎn)變?yōu)閿嚅_(kāi)狀態(tài)，應(yīng)呈保持?jǐn)嚅_(kāi)狀態(tài)）轉(zhuǎn)換特殊性（與常規(guī)通電延時(shí)型時(shí)間繼電器觸點(diǎn)工作狀態(tài)正好相反）來(lái)滿足其控制要求。

斷電延時(shí)型時(shí)間繼電器由最早分離器件構(gòu)成（延時(shí)精度低、延時(shí)時(shí)間短）;現(xiàn)用相應(yīng)可編程定時(shí)集成電路或CMOS計(jì)數(shù)分頻集成來(lái)完成延時(shí)，與之相比，具有延時(shí)精度高，延時(shí)時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)。以此滿足斷電長(zhǎng)延時(shí)的控制場(chǎng)合?！　?/p>

典型電路

斷電延時(shí)繼電器整體構(gòu)成包括斷電延時(shí)繼電器電源部分（經(jīng)降壓、整流、濾波）以提供斷電延時(shí)繼電器內(nèi)置瞬動(dòng)電磁繼電器和2繞組閉鎖型R復(fù)位線圈工作）;二次電源部分（供斷電后延時(shí)部分與2繞組閉鎖型S置位線圈工作）;延時(shí)工作部分（可編程定時(shí)集成或CMOS計(jì)數(shù)分頻集成）;驅(qū)動(dòng)部分;執(zhí)行繼電器部分組成（圖1）。

圖1 控制框圖

圖2 分立器件原理圖

由V2P溝道場(chǎng)效應(yīng)管、V3、V4三極管以及繼電器為主要器件構(gòu)成的斷電延時(shí)型繼電器示于圖2。如下：端加入工作電源后，C1~C5都按其回路完成充電過(guò)程（充電時(shí)間應(yīng)參照產(chǎn)品規(guī)定的時(shí)間）。同時(shí)內(nèi)部2繞組閉鎖繼電器R復(fù)位線圈得電工作（虛框內(nèi)轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)4與6由電源接通轉(zhuǎn)為斷開(kāi)狀態(tài)，4與8接通），相應(yīng)外部觸點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)換端接通，呈延時(shí)工作狀態(tài)）。　　

端工作電源呈斷電時(shí)，則相應(yīng)繼電器進(jìn)入延時(shí)工作狀態(tài)。對(duì)V2 P溝道場(chǎng)效應(yīng)管而言，隨著C4經(jīng)R6、RP2的放電，致使其源極S電壓不斷降低（在通電狀態(tài)時(shí)，因UGS較小，ID為零，V2為截止工作狀態(tài)），根據(jù)場(chǎng)效應(yīng)管相應(yīng)轉(zhuǎn)移特性（漏極電流ID與柵源電壓VGS間的關(guān)系曲線）當(dāng)VGS電壓達(dá)到VGS（Th）（開(kāi)啟電壓）時(shí)，V2導(dǎo)通。隨著V2導(dǎo)通，則漏電流ID經(jīng)R4產(chǎn)生相應(yīng)電壓降，使V3三極管導(dǎo)通工作，最終致使V4也導(dǎo)通。當(dāng)V4導(dǎo)通后，C5電容器上的儲(chǔ)能將使2繞組閉鎖繼電器置位線圈通電工作，使延時(shí)觸點(diǎn)又恢復(fù)原始狀態(tài)，從而完成了斷電延時(shí)工作。　　

該電路的缺點(diǎn)是延時(shí)參數(shù)不易于設(shè)定，通常要對(duì)RP2調(diào)整（控制C4放電回路）、RP1調(diào)整（確定V2柵極電壓），并對(duì)C4、C3電容容量參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，再加上器件的離散性使延時(shí)誤差較大，調(diào)整也不方便，現(xiàn)在基本上很少使用?！　?/p>

集成CD4060構(gòu)成的延時(shí)電路示于圖3。該電路核心延時(shí)由CD4060構(gòu)成，延時(shí)設(shè)定由RP1與配置的C3來(lái)設(shè)定。內(nèi)部2繞組閉鎖繼電器采用DC24V（采用較高工作電壓的繼電器，可降低其驅(qū)動(dòng)電流，使驅(qū)動(dòng)部分較為簡(jiǎn)單）。端加入工作電源，V1三極管工作，使其R復(fù)位線圈吸合工作，內(nèi)部觸點(diǎn)回至原始狀態(tài)。C2、C4完成充電工作。

圖3 CD4060集成原理圖