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斷電延時繼電器原理及研究設計

時間:2011-10-27 09:31 來源:未知

 時間繼電器是一種延時功能由電子線路來實現的控制器。根據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;往復延時型R;斷開延時信號型K等規格以滿足所需控制場合。在上述延時類型應用中,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以上功能。所謂斷電延時繼電器,是當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,當所設延時到達后,延時觸頭又恢復為初始狀態。斷電延時型因其工作狀態(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(常開觸點變為接通狀態應保持接通狀態;常閉觸點變為斷開狀態,應呈保持斷開狀態)轉換特殊性(與常規通電延時型時間繼電器觸點工作狀態正好相反)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成(延時精度低、延時時間短);現用相應可編程定時集成電路或CMOS計數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成包括斷電延時繼電器電源部分(經降壓、整流、濾波)以提供斷電延時繼電器內置瞬動電磁繼電器和2繞組閉鎖型R復位線圈工作);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計數分頻集成);驅動部分;執行繼電器部分組成(圖1)。
斷電延時繼電器原理及研究設計
圖1 控制框圖
斷電延時繼電器原理及研究設計
圖2 分立器件原理圖
  由V2 P溝道場效應管、V3、V4三極管以及繼電器為主要器件構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(充電時間應參照產品規定的時間)。同時內部2繞組閉鎖繼電器R復位線圈得電工作(虛框內轉換觸點4與6由電源接通轉為斷開狀態,4與8接通),相應外部觸點進行轉換端接通,呈延時工作狀態)。
  端工作電源呈斷電時,則相應繼電器進入延時工作狀態。對V2 P溝道場效應管而言,隨著C4經R6、RP2的放電,致使其源極S電壓不斷降低(在通電狀態時,因UGS較小,ID為零,V2為截止工作狀態),根據場效應管相應轉移特性(漏極電流ID與柵源電壓VGS間的關系曲線)當VGS電壓達到VGS(Th)(開啟電壓)時,V2導通。隨著V2導通,則漏電流ID經R4產生相應電壓降,使V3三極管導通工作,最終致使V4也導通。當V4導通后,C5電容上的儲能將使2繞組閉鎖繼電器置位線圈通電工作,使延時觸點又恢復原始狀態,從而完成了斷電延時工作。
  該電路的缺點是延時參數不易于設定,通常要對RP2調整(控制C4放電回路)、RP1調整(確定V2柵極電壓),并對C4、C3電容容量參數進行計算,再加上器件的離散性使延時誤差較大,調整也不方便,現在基本上很少使用。
  集成CD4060構成的延時電路示于圖3。該電路核心延時由CD4060構成,延時設定由RP1與配置的C3來設定。內部2繞組閉鎖繼電器采用DC24V(采用較高工作電壓的繼電器,可降低其驅動電流,使驅動部分較為簡單)。端加入工作電源,V1三極管工作,使其R復位線圈吸合工作,內部觸點回至原始狀態。C2、C4完成充電工作。
斷電延時繼電器原理及研究設計
圖3 CD4060集成原理圖
  端工作電源斷電時,則進入相應的斷電延時工作狀態。IC○12引腳因C1放電在R3產生一個電平經R4加至○12引腳清零引腳清零,使其延時開始,延時時間經Q4~Q14(根據需求延時時間)來驅動V2工作,待延時到達后經VD7使其振蕩停止。根據延時情況,對C2電容可進行相應的增大或減小(通過并聯來完成C2的容量的增大或減小)C4電容來完成S置位線圈的工作。
  該線路特點是延時設定方便,延時精度高,產品調整簡便,目前使用較為廣泛。
  集成IC4541構成的延時電路示于圖4。
斷電延時繼電器原理及研究設計
圖4 IC4541集成原理圖
  該電路核心部分由IC4541構成,延時設定由RP2、C*設定,A-B端根據需求接相應高、低電平(設定端)內部2繞組閉鎖繼電器采用DC12V(因繼電器工作電壓與IC4060組成延時電器要低,則為保證其驅動則分別由V6、V7、V1、V3構成)。其中C2為二次儲能器件,可根據延時的長短予以調整,C4為完成S置位線圈工作。
  總之采用由相應集成電路來完成延時的斷電延時繼電器,通常在選擇集成上應考慮功耗低,閉鎖繼電器選擇工作電壓較高的繼電器,從而使繼電器在斷電延時過程中的電能耗最小,以保證延時精確并可靠的工作。

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