斷電延時型時間繼電器的研究與設計(08-100)

　　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。

　　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。

　　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。

　　工作時序圖(圖5)中延時t為在工作電源斷開后，延時分斷觸點延時時間;如在延時過程中加入復位信號，則延時結束。

　　使用器件

　　因斷電延時繼電器控制觸電觸點轉換要求，通常采用雙穩態極化電磁繼電器(又稱為2繞組閉鎖型繼電器)來完成和滿足其觸點轉換要求。其內部線圈以及觸點見圖 所示。該繼電器內部擁有置位線圈S和復位線圈R，是一種可以保持置位狀態或復位狀態的閉鎖結構繼電器。當置位線圈S中有電流流過時，由內部鐵芯、磁體、銜鐵組成線圈和工作氣隙組成磁路內產生磁通，并在工作氣隙內建立起磁場，產生電磁吸力，吸引銜鐵。在線圈中的電流達到一定值(即動作值)時，產生的電磁吸力足以克服磁體吸力和接觸簧片產生的阻力時，驅動銜鐵組動作，銜鐵組兩端推動卡推動接觸簧片，使動合觸點組閉合和動斷觸點組斷開，從而完成觸點轉換，并保持置位狀態。當斷電延時結束后，此時復位線圈R有電流流過(置位線圈已無電流)，工作狀態于置位線圈工作相同，在最終使閉合的動合觸點斷開、斷開的動斷觸點又重新閉合。在此使用時應注意置位線圈S與復位線圈R的極性。