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时间继电器工作原理分析
星星电子网  2008/11/24       阅读:10729次
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  晶体管时间继电器是目前时间继电器中发展快、品种数量较多、应用较广的一种。它和其他的时间继电器一样,由三个基本环节组成,如图1所示。根据延时环节构成原理的不同,通常分为电阻(R)、电容(C)充放电式(简称阻容式或RC式)与脉冲电路分频计数式(简称计数式)两大类。本节将简要介绍这两种时间继电器的工作原理与特性

图1时间继电器的基本环节

  晶体管时间继电器。图2所示是一种最简单的RC晶体管时间继电器电路图。它用RC作延时环节;稳压管VW与晶体三极管V作比较放大环节(VW的击穿电压与V的开启电压之和U1为比较电压,也就是该电器的动作电压);电磁继电器KA为执行环节。RC晶体管时间继电器的基本工作原理是利用电容电压不能突变而只能缓慢升高的特性来获得延时的。

  当合上开关S时(t=0),电源电压E就通过电阻R开始向电容C充电,此时电容上的电能被立即击穿,V不能导通,KA处于释放状态;当t=t1时,Uc增加到U1,于是VW被击穿,V导通,电源经R与VW供给VW供给V以基极电流Ib,经过放大后推动继电器KA吸合,达到延时动作的目的。在延时时间t1内,Uc随时间的变化规律如图2b中曲线段obc所示。当断开S时,C就通过VW与V很快放电(此时它们的电阻很小),Uc很快下降,但当Uc稍许减小后VW就恢复阻断状态;V截止,KA释放,可见释放过程是非常快的,延时很小,所示该继电器为吸合延时,释放后电容上电压(电荷)将自然地放掉,到等于零时就可以接受下一次动作了。

                                     图2: RC晶体管时间继电器的构成及RC充放电特性

  从这里可以看到,当E和U1一定时,延时的大小主要决定于充电过程的快慢,即决定于R和C的大小。R大,由它所限制的充电电流就小;C大,它对电荷的容量就大;两者都将使Uc增加的变慢,延时时间加长。电工学中用乘积RC来描述衡量充电过程的快慢,称之为时间常数τ。由电工学中知道充电时Uc的变化规律为:

  Uc=E+(Uco-E)e-t/τ

  当Uc=U1时,延时时间t1则由下式决定:

  ·lnE-Uco/E-U1

  显然,对于时间继电器来说,我们不仅希望它具有一定大小的延时,而且还应具有一定的延时精度。由上式可见晶体管时间延时继电器的大小与精度是由电阻R、电容C、比较电压U1、电源电压E及电容初始值Uco等多方面因素所决定的。


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