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延時開關電路的工作原理

454398 ? 作者:工程師吳畏 ? 2018-09-29 09:49 ? 次閱讀

這里介紹的可變延時開關電路,是人工按動一微動開關時,電源接通對電路供電,待一定的時間(可設定),電源自動被切斷,對電路停止供電。要實現上述功能,可用智能器件完成,也可用全硬件數字電路完成。智能器件雖然簡單,但它的抗干擾能力不及后者的數字電路,所以對一些簡單的、環境惡劣的功能電路,數字電路仍有它應有的地位。這里介紹的可變延時開關電路,是以數字電路完成的,如下圖所示。下圖中IC1CD40106為COMS6反相器,圖中的IC-1A、IC-1B、電阻R1和微動開關等,組成雙穩態電路。IC2CD4060是14位二進制串行計數/分頻器,它由兩部分組成,一是14級分頻器,另一部分是振蕩器,該振蕩器外部的⑨和⑩腳和外接的RC電路配合工作,完成給定的振蕩頻率的設定。CD4060雖有14級計數級,但只有Q4~Q10、Q12~Q14共10個引出端,但Q1、Q22、Q3和Q11等4個端頭均未引出,下圖中僅用了Q14端子,也是最末的分頻端,其計數的時間最長。CD4060(12)腳是RST端,是一個公共的清零端(RST),只要在RST端上加一正脈沖或高電位,即可使計數器的輸出全部為“0”電平,并同時迫使振蕩器停振,所以RST端可稱為復位端。CD4060(11)腳即P1端是計數輸入端,是在(時鐘)脈沖下降沿的作用下進行增量計數的,該CD4060是全靜態操作的。有了上述IC的基本功能,下圖電路的工作原理,就易于理解了。

電路工作過程:人工觸動圖中的微動開關S1則IC-1A的輸入端①腳為高電平,該高電平由IC-1A、IC-1B兩次反相后,從IC-1B④腳仍輸出高平,該高電平經R1又加在IC-1A的輸入端①腳,促使IC-1B④腳保持在高電平(即穩定狀態)。IC-1B④腳的高電平分兩路輸出,一路加在IC2CD4060的電源端VDD使CD4060起動工作,另一路加在MOS管Q1的門極,使Q1管導通,結果電源+6V給A、B端供電。

在微動開關S1觸動瞬間,IC-1B的④腳輸出的高電平,同時經微分電路C3R2微分,其尖峰(高電平)加在CD4060的清O端(RST)使CD4060計數清零,此時CD4060的計數輸出端Q全部為零,以等待重新計數工作。

延時開關電路的工作原理

IC2CD4060一旦在VDD加上高電平,RST加上清零脈沖后,RC振蕩器的脈沖信號從C點直接加在CD4060的(11)腳,即Pl計數輸入端,此時CD4060即正式投入計數工作。計數經14級分頻后,Q14端輸出高電平,該高電平加在反相器IC-1C的輸入端⑤腳,經反相從⑥腳輸出低電平,該低電平迫使IC-1A的輸入端①腳的高電平旁路,結果IC-1A①腳又轉為低電平,促使雙穩改變狀態,IC-1B的④端又回到低電平,Q1被截斷,電源AB端停止供電,CD4060也停止工作。等待二次開關定時。

開關S1被觸動,+6V電源對外AB端供電時間,由R4、C4決定,不同的R4、C4,決定了開關的延時。經實測:

取C4=0.47μF時,當R4=10kΩ時,延時1分27秒;當R4=100kΩ時,延時11分6秒;當R4、1MΩ時,延時為1小時46分。由此可見,只要固定電容C4值不變,把R4用電位器代換,即可制成連續的可變定時器,使用十分方便。

說明:該電路應用時,只需在電路的AB端加上各類應用負載,即可完成需要的定時功能,例如在AB端接上無線供電芯片,即可完成定時發送電源的功能;接上光耦和雙向可控硅開關,即可定時控制各類交流電源的工作。

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