CN204167206U - 一种继电器延时电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种继电器延时电路，电阻R2的一端接输入信号，另一端与电容C2的正极相连；C2的负极接地；电阻R3一端连接在C2正极，另一端与三极管Q2的基极相连；Q2的发射极连接到输入信号，Q2的集电极与电阻R4相连，R4的另一端接地；电阻R5的一端接Q2的集电极，另一端接场效应管Q3的栅极；Q3的源极接地，漏极接R6，R6另一端接输入信号；Q3的漏极也同时接至R1的一端，R1另一端接场效应管Q1的栅极；Q1的源极接地，漏极接继电器线圈的一端；继电器线圈的另一端接至电源VCC；Q1的栅极和源极之间，接有电容C1。该电路较容易获得长时间延时，且具有参数易于控制，延时时间准确的优点。

Description

一种继电器延时电路

技术领域

本实用新型涉及一种延时电路，尤其涉及一种继电器延时电路。

背景技术

常见的继电器延时电路一股采用电路和电容形成延时。如图1所示，该延时电路结构简单，有效，被广泛使用。

电路包括了一个电阻R1、电容C1和Q1，以及继电器K1。

工作时，当VIN的电平由低变高，电容C1开始通过电阻R1充电，充电时间常数为

τ＝R1*C1    公式1

电容电压时间函数为：

$V_{C1}\left(t\right)=\mathrm{VIN}\left({1-e}^{-\frac{t}{\mathrm{\τ}}}\right)$     公式2

经过5倍的时间常数后，电容C1的电压达到稳态VIN。

Q1为增强型场效应晶体管，当其栅极电压Vgs达到开启阈值Vgc(th)，漏极D和源极S导通，继电器K1发生吸合动作。可以计算延时时间T为

$T=-\mathrm{\τ}*\ln (1-\frac{v_{\mathrm{gc}\left(\mathrm{th}\right)}}{\mathrm{VIN}})$     公式3

从公式3可以看出，该延时时间和阻容时间常数τ，开启阈值Vgc(th)，输入电压VIN都有关系。因此电路有很明显缺点，包括：

1、由于场效应管的栅极导通门槛电压很低，一股为2～4V左右。因此，该电路的延时时间并非5倍时间常数。因此，该电路对延时时间的利用并不充分。若VIN为12v，从T的计算公式中可以看出，Vgc/VIN是一个比较小的值。如果要实现长时间的延时，需要增加时间常数τ值，也就是采用很大的电阻和电容。

2、由于场效应管的栅极导通门槛电压Vgc离散性很大，一股为2～4V的变化范围，可以计算出延时时间变化范围越为2倍。延时时间是不确定的。如果批量应用该电路时，电路的一致性差。

3、对于某个确定的延时电路参数来说，延时时间还受到VIN的幅值影响。

实用新型内容

针对采用模拟电路方法实现长达数十秒钟甚至分钟的延时电路，往往遇到时间精度不高，器件过大等问题；而采用数字方式实现又可能成本较高的问题。本实用新型提供了一种高精度，大延时的继电器延时电路。本实用新型采用低成本的分立器件实现，且电路的一致性好，控制精确，对电路参数不敏感。

为了解决以上问题本实用新型提供了一种继电器延时电路，包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C1、电容C2、增强型场效应管Q1、PNP三极管Q2、增强型场效应管Q3、继电器线圈，

电阻R2的一端接输入信号，另一端与电容C2的正极相连；电容C2的负极接地；电阻R3一端连接在电容C2正极，另一端与PNP三极管Q2的基极相连；PNP三极管Q2的发射极连接到输入信号，PNP三极管Q2的集电极与电阻R4相连，电阻R4的另一端接地；电阻R5的一端接PNP三极管Q2的集电极，另一端接增强型场效应管Q3的栅极；增强型场效应管Q3的源极接地，漏极接电阻R6，电阻R6另一端接输入信号；增强型场效应管Q3的漏极也同时接至电阻R1的一端，电阻R1另一端接增强型场效应管Q1的栅极；增强型场效应管Q1的源极接地，漏极接继电器线圈的一端；继电器线圈的另一端接至电源VCC；增强型场效应管的Q1的栅极和源极之间，接有电容C1。

本实用新型电路的延时时间仅仅由阻容时间常数决定，延时时间精确，受器件的参数离散性影响小。本实用新型电路的延时时间长，可以长达数分钟。本实用新型电路采用分立器件，成本低。

附图说明

图1常用继电器延时电路；

图2本实用新型的继电器延时电路。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。

如图2所示，本实用新型提供了一种继电器延时电路，包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C1、电容C2、增强型场效应管Q1、PNP三极管Q2、增强型场效应管Q3、继电器线圈，

电阻R2的一端接输入信号，另一端与电容C2的正极相连；电容C2的负极接地；电阻R3一端连接在电容C2正极，另一端与PNP三极管Q2的基极相连；PNP三极管Q2的发射极连接到输入信号，PNP三极管Q2的集电极与电阻R4相连，电阻R4的另一端接地；电阻R5的一端接PNP三极管Q2的集电极，另一端接增强型场效应管Q3的栅极；增强型场效应管Q3的源极接地，漏极接电阻R6，电阻R6另一端接输入信号；增强型场效应管Q3的漏极也同时接至电阻R1的一端，电阻R1另一端接增强型场效应管Q1的栅极；增强型场效应管Q1的源极接地，漏极接继电器线圈的一端；继电器线圈的另一端接至电源VCC；增强型场效应管的Q1的栅极和源极之间，接有电容C1。

电路工作原理是，当VIN由低变高瞬间，电容C2的电压维持初值0v不便，三极管Q2导通，电阻R4上电压使得增强型场效应晶体管Q3保持导通状态，增强型场效应晶体管Q1的栅极源极电压为零。随着电容C1通过电阻R2和电阻R3充电，并当电容C2电压等于VIN时，三极管Q2立刻截止，电阻R4上的电压立刻变为0，增强型场效应晶体管Q3截止。电容C1通过电阻R6、电阻R1充电，该电阻电容电路的时间常数很小，瞬间就可以达到增强型场效应晶体管Q1栅极阈值时，增强型场效应晶体管Q1导通，如图2。

决定延时时间的主要因素的电阻R2、电容C2和电阻R3。

$I_{C2}=\frac{{\mathrm{VIN}-V}_{C2}}{R2}+I_{B\left(Q2\right)}$

其中

V_C2是电容C2两端电压；

I_C2是流入电容C2的电流；

I_B(Q2)是三极管Q2的基极电流；

$I_{\mathrm{BQ}2}=\frac{\mathrm{VIN}-V_{\mathrm{EBS}\left(Q2\right)}-V_{C2}}{R3}$

其中

V_BES(Q2)是三极管Q2的发射机基极饱和导通电压，一股约为0.7V。VIN一股为10V以上。由于

VIN＞＞V_EBS(Q2)

因此，可以改写为

$I_{\mathrm{BQ}2}\≈\frac{\mathrm{VIN}-V_{C2}}{R3}$

带入XX，可得

$I_{C2}=\frac{\mathrm{VIN}-V_{C2}}{R2}+\frac{\mathrm{VIN}-V_{C2}}{R3}$

可以看作是VIN通过电阻R2和电阻R3同时给电容C1充电，因此，该延时电路的延时时间常数为

τ2＝(R2//R3)*C2

延时时间一直到满足以下公式停止：

V_C2＝VIN-V_EBS(Q2)

由于XX，上式可近似为：

V_C2≈VIN

因此，延时时间可以近似为

T≈5*τ2＝5*(R2//R3)*C2

由分析可见，延时时间是整个电容C2的充电时间，因此该电路较容易获得长时间延时。又由于延时的时间仅受电阻R2、电阻R3和电容C2的影响，和电阻其他参数无关，因此该电路具有参数易于控制，延时时间准确的优点。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不限制于本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (1)

1.一种继电器延时电路，其特征是，包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C1、电容C2、增强型场效应管Q1、PNP三极管Q2、增强型场效应管Q3、继电器线圈，电阻R2的一端接输入信号，另一端与电容C2的正极相连；电容C2的负极接地；电阻R3一端连接在电容C2正极，另一端与PNP三极管Q2的基极相连；PNP三极管Q2的发射极连接到输入信号，PNP三极管Q2的集电极与电阻R4相连，电阻R4的另一端接地；电阻R5的一端接PNP三极管Q2的集电极，另一端接增强型场效应管Q3的栅极；增强型场效应管Q3的源极接地，漏极接电阻R6，电阻R6另一端接输入信号；增强型场效应管Q3的漏极也同时接至电阻R1的一端，电阻R1另一端接增强型场效应管Q1的栅极；增强型场效应管Q1的源极接地，漏极接继电器线圈的一端；继电器线圈的另一端接至电源VCC；增强型场效应管的Q1的栅极和源极之间，接有电容C1。