用负载24V直流电机,24V开关电源供电。开关送电后,一个负载立即通电,要求延时1秒后给再另一个负载通电。
下面进行我的电路设计与电路设计思路。
看精简图:
利用RC延时电路:当电源上电时,通过电阻R给电容C充电。电容的充电时间取决于R和C的值。
BJT作为开关:当电容C的电压达到BJT的导通电压时,BJT将导通,从而闭合,为负载电机供电。
图二:
电路元件
电阻R1(用于分压和限流)
电阻R2(限流电阻,用于保护BJT的基极)
电容C(用于延时)
NPN型BJT(如2N3904)
直流电源24V
两个负载(假设为直流电机M1和M2)
电路连接
电源与分压电路:
24V直流电源正极接R1的一端。
R1的另一端接R2的一端和电容C的一端,同时接BJT的基极。
R2的另一端和电容C的另一端都接地。
BJT电路:
BJT的发射极接地。
延时实现
通过调整R1、R2和C的值来控制延时时间。由于BJT的导通电压有一定的阈值,直接利用RC延时可能无法精确控制到1秒。
为了更精确地控制延时时间,可以考虑使用555定时器或其他可编程延时电路来替代RC延时电路。但在这里,为了简化设计,我们仍然使用RC延时,并通过实验调整R1、R2和C的值来接近1秒的延时。
电路完成一次延时启动后,如果断开SW,C1上有残存电压,从上图可看出它没有放电通路。如果再次闭合SW,由于C1残存电压的影响,可控硅会立即触发,这就没有起到延时启动的作用。因此要在SW断开后及时给C1放电,最简单的办法是给C1并联一个阻值较大的泄放电阻(通常用1M的,既不会影响充电速度及“锁死”触发电压,又能较快速地放电)。
图三:
由设计要求可知,上面的电路既要满足R1C1=1s,又要满足可控硅的触发条件(Ugs≈2V),这有时不可兼得。为了调整触发电压,可在可控硅的门极灌入方向串联若干二极管,使用1N4007,每串入一个二极管,电容提供的触发电压会抬升约0.7V,反之降低0.7V。
电路的构思完毕,接下来确定元件的参数。【计算】为方便计算,我选R1=1k,上电时R1C1支路的瞬态电流为:24V/1k=24mA,对电容的冲击不大。电容的耐压按电源电压的1.5~2倍计算,所以耐压值为24*2=48V(用50V)。设计要求延时R1C1=1秒,C1=[1/(1*10^3)]*10^6=1000uF。R1功率核算:(24/1000)^2*1000=0.576W,选降额系数0.6,可选用0.576/0.6≈1W的直插金属膜电阻(碳膜也行)。最终参数,R1:1k 1W,C1:1000uF 50V(铝电解电容)。
电路汇总:
总结:
电路设计通过RC延时电路实现24V直流电源供电下,两个负载电机的顺序启动,延时约为1秒。设计中采用了NPN型BJT作为开关元件,通过调整电阻R1、R2和电容C的值来控制延时时间。尽管RC延时电路的精度有限,但通过实验调整元件参数,可以接近所需的延时时间。
为确保电容C在电源断开后能及时放电,设计中加入了泄放电阻。为调整BJT的触发电压,可在其门极串联二极管。
经过计算,元件参数:R1选用1kΩ、1W的直插金属膜电阻,C1选用1000μF、50V的铝电解电容。这些参数的选择既满足了延时要求,又保证了电路的稳定性和安全性。