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断电延时型时间继电器的研讨与规划

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  引言
  时间继电器是一种延时功能由电

断电延时型时刻继电器的研讨与规划


  导言


  时刻继电器是一种延时功用由电子线路来完结的操控器。依据操控场合可挑选运用如:通电延时型A;断电延时型F;星三角延时型Y;带瞬动输出的通电延时型C;距离延时型G;往复延时型R;断开延时信号型K等规范以满意所需操控场合。在上述延时类型运用中,在许多场合都需求用断电延时型继电器进行操控。例如需求操控一台电机,要求在按下中止按钮需求延时一段时刻后,电机再从头启动作业,则就需用到断电延时继电器来完结以上功用。所谓断电延时继电器,是当时刻继电器线圈通电时,各延时触头瞬时动作,而线圈断电今后触头呈延时置位作业状况,当所设延时抵达后,延时触头又康复为初始状况。断电延时型因其作业状况(在延时进程中不需外接作业电源)以及操控触点在断电延时进程中吸合触点(常开触点变为接通状况应坚持接通状况;常闭触点变为断开状况,应呈坚持断开状况)转化特殊性(与惯例通电延时型时刻继电器触点作业状况正好相反)来满意其操控要求。断电延时型时刻继电器由最早别离器材构成(延时精度低、延时时刻短);现用相应可编程守时集成电路或CMOS计数分频集成来完结延时,与之比较,具有延时精度高,延时时刻长的特色。以此满意断电长延时的操控场合。


  典型电路


  断电延时继电器全体构成包含断电延时继电器电源部分(经降压、整流、滤波)以供给断电延时继电器内置瞬动电磁继电器和2绕组闭锁型R复位线圈作业);二次电源部分(供断电后延时部分与2绕组闭锁型S置位线圈作业);延时作业部分(可编程守时集成或CMOS计数分频集成);驱动部分;履行继电器部分组成(图1)。



图1 操控框图



图2 分立器材原理图


  由V2 P沟道场效应管、V3、V4三极管以及继电器为首要器材构成的断电延时型继电器示于图2。如下:端参加作业电源后,C1~C5都按其回路完结充电进程(充电时刻应参照产品规则的时刻)。一起内部2绕组闭锁继电器R复位线圈得电作业(虚框内转化触点4与6由电源接通转为断开状况,4与8接通),相应外部触点进行转化端接通,呈延时作业状况)。


  端作业电源呈断电时,则相应继电器进入延时作业状况。对V2 P沟道场效应管而言,跟着C4经R6、RP2的放电,致使其源极S电压不断下降(在通电状况时,因UGS较小,ID为零,V2为截止作业状况),依据场效应管相应搬运特性(漏极电流ID与栅源电压VGS间的联系曲线)当VGS电压抵达VGS(Th)(敞开电压)时,V2导通。跟着V2导通,则漏电流ID经R4发作相应电压降,使V3三极管导通作业,终究致使V4也导通。当V4导通后,C5电容器上的储能将使2绕组闭锁继电器置位线圈通电作业,使延时触点又康复原始状况,然后完结了断电延时作业。


  该电路的缺陷是延时参数不易于设定,一般要对RP2调整(操控C4放电回路)、RP1调整(确认V2栅极电压),并对C4、C3电容容量参数进行核算,再加上器材的离散性使延时差错较大,调整也不便利,现在基本上很少运用。


  集成CD4060构成的延时电路示于图3。该电路中心延时由CD4060构成,延时设定由RP1与装备的C3来设定。内部2绕组闭锁继电器选用DC24V(选用较高作业电压的继电器,可下降其驱动电流,使驱动部分较为简略)。端参加作业电源,V1三极管作业,使其R复位线圈吸合作业,内部触点回至原始状况。C2、C4完结充电作业。



图3 CD4060集成原理图


  端作业电源断电时,则进入相应的断电延时作业状况。IC○12引脚因C1放电在R3发作一个电平经R4加至○12引脚清零引脚清零,使其延时开端,延时时刻经Q4~Q14(依据需求延时时刻)来驱动V2作业,待延时抵达后经VD7使其振荡中止。依据延时状况,对C2电容可进行相应的增大或减小(经过并联来完结C2的容量的增大或减小)C4电容来完结S置位线圈的作业。


  该线路特色是延时设定便利,延时精度高,产品调整简洁,现在运用较为广泛。


  集成IC4541构成的延时电路示于图4。



图4 IC4541集成原理图


  该电路中心部分由IC4541构成,延时设定由RP2、C*设定,A-B端依据需求接相应高、低电平(设定端)内部2绕组闭锁继电器选用DC12V(因继电器作业电压与IC4060组成延时电器要低,则为确保其驱动则分别由V6、V7、V1、V3构成)。其间C2为二次储能器材,可依据延时的长短予以调整,C4为完结S置位线圈作业。


  总归选用由相应集成电路来完结延时的断电延时继电器,一般在挑选集成上应考虑功耗低,闭锁继电器挑选作业电压较高的继电器,然后使继电器在断电延时进程中的电能耗最小,以确保延时准确并牢靠的作业。


  作业时序图(图5)中延时t为在作业电源断开后,延时分断触点延时时刻;如在延时进程中参加复位信号,则延时完毕。


  运用器材


  因断电延时继电器操控触电触点转化要求,一般选用双稳态极化电磁继电器(又称为2绕组闭锁型继电器)来完结和满意其触点转化要求。其内部线圈以及触点见图 所示。该继电器内部具有置位线圈S和复位线圈R,是一种能够坚持置位状况或复位状况的闭锁结构继电器。当置位线圈S中有电流流过期,由内部铁芯、磁体、衔铁组成线圈和作业气隙组成磁路内发作磁通,并在作业气隙内建立起磁场,发作电磁吸力,招引衔铁。在线圈中的电流抵达必定值(即动作值)时,发作的电磁吸力足以战胜磁体吸力和触摸簧片发作的阻力时,驱动衔铁组动作,衔铁组两头推进卡推进触摸簧片,使动合触点组闭合和动断触点组断开,然后完结触点转化,并坚持置位状况。当断电延时完毕后,此刻复位线圈R有电流流过(置位线圈已无电流),作业状况于置位线圈作业相同,在终究使闭合的动合触点断开、断开的动断触点又从头闭合。在此运用时应留意置位线圈S与复位线圈R的极性。


  鉴于断电延时继电器的运用场合,一般在选用内部闭锁型继电器时,应参阅下列条件为挑选规范:功耗低、灵敏度高、大负载、高绝缘耐压、耐振荡与冲击;只要如此才干确保断电延时作业牢靠。尤其在耐轰动和抗冲击方面,因其本身内部结构特殊性,所以与之相配套的断电延时型继电器在设备运用时,应留意其方面,以防止闭锁型继电器触点因振荡或冲击形成触点误转化。


  在继电器作业电压挑选上,好像功耗的继电器,原则上挑选线圈的作业电压较高的电磁继电器,这样能够减小加至置位线圈S和复位线圈R电流动作值,然后确保了电磁继电器在延时后加至复位线圈的动作电流满意其额外所需动作值,也充沛确保了触点作业的牢靠转化。


  在有些断电延时时刻继电器中,内部履行继电器也有选用1绕组闭锁型继电器,该继电器具有一个线圈(S、R)并用),是一种可依据外加电压极性切换并坚持置位或复位状况的闭锁继电器。但因本身作业线圈外加电压极性有必要切换,则使操控线路较为杂乱,现在基本上很少运用。一般选用2绕组闭锁型继电器,使内部操控线路简略,且作业牢靠。


  操控线路剖析


  用于电机制动电路示于图7。



图7 电机操控电路


  正常起动进程:按起动按钮SB2→KM1通电,主触点KM1闭合,电机作业,KM1辅佐常开触点自锁,KM1辅佐常闭触点断开;KT通电,KT常开延时翻开触头闭合,KM2断电。


  制动进程:按下中止按钮SB1→KM1断电,KM1主触点断开,电机脱离电源,KM1辅佐常闭触点康复闭合,KM2通电,接入直流电源,制动开端,一起KM1辅佐常开触点又康复断开,则KT线圈呈断电状况,延时开端,待所设延时时刻抵达后,KT的延时断开常开触点康复断开,KM2失电,堵截直流电源,制动完毕。


  在时刻继电器操控线路中,应对其作业电源以及触及触头在相应操控线路中应规范化,以便于更好的反映其在作业中的运用。


  运用留意事项


  ·继电器电源电压应在答应电压动摇范围内作业,一般为额外值85%~110%;直流电压峰值纹波系数不大于5%。如继电器作业电源有强的理性负载频频作业,则应考虑在继电器作业电源端添加和运用浪涌吸收设备,以接受较高的(1500V)的浪涌电压,防止继电器电源击穿焚毁。


  ·继电器在运用时,电源接通时刻有必要大于1s,以便使继电器内部二次电源有足够的能量储藏而确保在断开电源后按预设时刻接通或分断负载;如需运用继电器外部复位信号功用,则接通持续时刻不小于50ms,以确保其复位功用正常作业,禁止在复位信号端接入电源、有源信号或接地,否则会损坏继电器。


  ·继电器电源回路一般状况下是高阻抗的,因此在详细运用上应确保堵截电源后漏电流要尽或许小,防止发作相应的感应电压而呈假关断引起误动作(断电延时后延时时刻到但继电器呈现不开释的现象)。为防止上述状况发作,对断电延时型电源端残留电压应小于额外电压的7%,而通电延时型所答应的残留电压小于额外电压的20%。


  ·断电延时继电器因内部选用2绕组闭锁继电器,该继电器与一般继电器比较较而言,适应环境才能较差,尤其在强磁场、高冲击振荡场所对其影响更为杰出,所以在运用时应尽或许防止在上述环境中运用。


  ·在操控负载上,不要用其直接操控大容量负载(内部所用2绕组闭锁继电器一般负载才能不强)应在额外答应状况下运用,并考虑负载方式和留有相应的裕量。


  ·继电器在运用环境、设备方式、温度、湿度、污染等级等方面要求应按继电器所规则的要求下作业。


  结语


  跟着时刻继电器在自动操控范畴的广泛运用,不只惯例的通电延时时刻继电器运用越来越多,并且断电延时型继电器也频频在特定的场合得以运用,以此满意操控之需。所以具有延时精细高、断电延时长、可操控较大负载、抗干扰才能强等特色的断电延时型继电器定会在自动操控范畴中起到更为重要的效果。

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