斷電延時型時間繼電器的設(shè)計與實現(xiàn)

引言　　

時間繼電器是一種延時功能由電子線路來實現(xiàn)的控制器。根據(jù)控制場合可選擇使用如：通電延時型A;斷電延時型F;星三角延時型Y;帶瞬動輸出的通電延時型C;間隔延時型G;往復(fù)延時型R;斷開延時信號型K等規(guī)格以滿足所需控制場合。

在上述延時類型應(yīng)用中，在許多場合都需要用斷電延時型繼電器進行控制。例如需要控制一臺電機，要求在按下停止按鈕需要延時一段時間后，電機再重新啟動工作，則就需用到斷電延時繼電器來實現(xiàn)以上功能。所謂斷電延時繼電器，是當(dāng)時間繼電器線圈通電時，各延時觸頭瞬時動作，而線圈斷電以后觸頭呈延時置位工作狀態(tài)，當(dāng)所設(shè)延時到達后，延時觸頭又恢復(fù)為初始狀態(tài)。斷電延時型因其工作狀態(tài)（在延時過程中不需外接工作電源）以及控制觸點在斷電延時過程中吸合觸點（常開觸點變?yōu)榻油顟B(tài)應(yīng)保持接通狀態(tài);常閉觸點變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，應(yīng)呈保持斷開狀態(tài)）轉(zhuǎn)換特殊性（與常規(guī)通電延時型時間繼電器觸點工作狀態(tài)正好相反）來滿足其控制要求。

斷電延時型時間繼電器由最早分離器件構(gòu)成（延時精度低、延時時間短）;現(xiàn)用相應(yīng)可編程定時集成電路或CMOS計數(shù)分頻集成來完成延時，與之相比，具有延時精度高，延時時間長的特點。以此滿足斷電長延時的控制場合。　　

典型電路

斷電延時繼電器整體構(gòu)成包括斷電延時繼電器電源部分（經(jīng)降壓、整流、濾波）以提供斷電延時繼電器內(nèi)置瞬動電磁繼電器和2繞組閉鎖型R復(fù)位線圈工作）;二次電源部分（供斷電后延時部分與2繞組閉鎖型S置位線圈工作）;延時工作部分（可編程定時集成或CMOS計數(shù)分頻集成）;驅(qū)動部分;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程（充電時間應(yīng)參照產(chǎn)品規(guī)定的時間）。同時內(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4與6由電源接通轉(zhuǎn)為斷開狀態(tài)，4與8接通），相應(yīng)外部觸點進行轉(zhuǎn)換端接通，呈延時工作狀態(tài)）?！　?/p>

端工作電源呈斷電時，則相應(yīng)繼電器進入延時工作狀態(tài)。對V2 P溝道場效應(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，因UGS較小，ID為零，V2為截止工作狀態(tài)），根據(jù)場效應(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電壓達到VGS（Th）（開啟電壓）時，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電容器上的儲能將使2繞組閉鎖繼電器置位線圈通電工作，使延時觸點又恢復(fù)原始狀態(tài)，從而完成了斷電延時工作?！　?/p>

該電路的缺點是延時參數(shù)不易于設(shè)定，通常要對RP2調(diào)整（控制C4放電回路）、RP1調(diào)整（確定V2柵極電壓），并對C4、C3電容容量參數(shù)進行計算，再加上器件的離散性使延時誤差較大，調(diào)整也不方便，現(xiàn)在基本上很少使用。　　

集成CD4060構(gòu)成的延時電路示于圖3。該電路核心延時由CD4060構(gòu)成，延時設(shè)定由RP1與配置的C3來設(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)動電流，使驅(qū)動部分較為簡單）。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)部觸點回至原始狀態(tài)。C2、C4完成充電工作。

圖3 CD4060集成原理圖