【文章內容簡介】 10，這種形式主要 應用于繼電器的額定工作電壓低于電源電壓的電路中。當電路閉合時，繼電器線圈由于自感現象會產生電動勢阻礙線圈中電流的增大，從而延長了吸合時間。原理是電路閉合的瞬間，電容 C 兩端電壓不能突變可視為斷路，這樣就將比繼電器線圈額定工作電壓高的電源電壓加到線圈上，從而加快了線圈中電流增大的速度，使繼電器迅速吸合。電源穩(wěn)定后電容 C 不再起作用，電源 R 起限流作用。 電源 電源 圖 29 圖 210 12 電源 圖 211 RC 電路 電路如圖 29 所示，電路閉合后，當電流穩(wěn)定時， RC 電路不再起作用，斷開電路時，繼電器線圈由于自感而產生感應電動勢，經 RC 電路放電，使線圈中電流衰減放慢，從而延長了繼電器的銜鐵釋放時間，起延時作用。 3．繼電器并聯二極管電路 電路如圖 211 所示，主要是為了保 護晶體管等驅動元器件。當圖中晶體管 VT 由導通變?yōu)榻刂箷r，流經繼電器線圈的電流將迅速減小，這時線圈將產生很高的自感電動勢，與電源電壓疊加后加在 VT 的 C 與 E 之間，會使晶體管擊穿，并聯上二極管后，即可將線圈的自感電動勢嵌為二極管的正向導通電壓，此時硅管約為 ,鍺管約為 ，否則容易損壞晶體管等驅動元件。 13 第三章 主要單元 電路的 組成與設計 總電路設計的原理框圖 多用途定時控制器電路 由電源電路、控制電路、延時電路（ 1）、延時電路（ 2）、延時電路（ 3）、驅動電路等共同組成，其 硬件電路框如圖 31 圖 31 原理框圖 各單元電路的設計及原理 電源電路的設計 電子電路工作時都需要直流電源提供能量，電池因使用費用高，一般只用于低功耗便攜式的儀器設備中。所以這里我選用了半波整流濾波提供直流電源。吧交流電源換為直流穩(wěn)壓電流，一般直流電源由如下部分組成：整流電路是將工頻交流電轉為具有直流電成分的脈動直流電。濾波電路時將脈動直流電中的交流成分濾除，減少交流成分，增加直流成分。 電源電路 延時電路（ 1） 延時電路（ 2） 控制電 路 驅動電路 延時電路（ 3） 14 1. 電路組成與工作原理 半波整流電容濾波電路如圖 32a 所示。設 u2(0)=0,在 0t1期間，二極管 VD 正偏導通，電流分成兩路：① iL② ic 充 。因充電時間常數 t 充 =trc(r//RL)C~rC,很小， uC快速上升，在 t1時刻，uC達到峰值 2 U2,VD 反偏截止。 C 向 RL放電， t 放 =Trc=RLC。 RL ＞＞ r,tRC＞＞ trc,故放電過程緩慢， uc下降緩慢，因二極管陽極電位卻隨 u2迅速下降，使二極管在一段時間內處于截止狀態(tài)。 當 u2自負半周向正半周上升，在 t2時刻， u2＞ uc,VD 開始導通，向電容 C 迅速充電，在 t2~t3 期間， u0 波形按圖 32b 中 B~C 段變化。到 t3 時刻， uc=u2,二極管又截止， C 又對RL放電。 2．波形圖 綜上所述，畫出的輸出電壓 u0亦即電容 C 上電壓 uc波形如圖 3－ 2b 所示。 a) 15 b) 圖 32 半波整流濾波電路及波形 ３．電容濾波作用的物理意義 電容 C 多直流分量相當與開路，而對輸出電路中的基波及更高次諧波，只要 C 足夠大，XC可以很小，相當與短路，使輸出波形趨于平滑。 定時電路的設計 定時電有 555 定時電路 ,脈沖定時電路基于單片機的定時電路等多種形式，本設計從簡單實用角度出發(fā)，選擇了電路結構最為簡單的 555 定時器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，如圖 33 所示，該電路的觸發(fā)信號在 2 腳輸入， R 和 C 是外接定時電路。 a) 電路 16 b) 簡化電路 圖 33 用 555 定時器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 沒有觸發(fā)信號時 Vi 處于高電平（ VI＞ 1/3Vcc） ,如果接通電源后 Q=0,Vo=0,T 導通，電容通過放電三極管 T 放電，使 Vcc=0,Vo 保持低電平不變。如果接通電源后 Q=1,放電三極管 T 就會截止，電源通過電阻 R 向電容 C 充電，當 Vcc 上升到 2/3Vcc 時，由于 R=0,S=1,鎖存器置 0， Vo 為低電平。此時放電三極管 T 導通，電容 C 放電， Vo 保持電平不變。因此，電路通電后在沒有觸發(fā)信號時，電路只有一種穩(wěn)定狀態(tài) Vo=0。 當觸發(fā)輸入端施加信號（ VI＜ 1/Vcc），電路的輸出狀態(tài)由低電平跳變?yōu)楦唠娖?，電路進入暫穩(wěn)態(tài)，放電三極管截止。此時電容 C 充電到 Vc=2/3Vcc 時，電路的輸出電壓 Vo 由高電平翻轉為低電平，同時 T 導通，電路返回的穩(wěn)定狀態(tài)。電路的工作波形如圖 215 所示。 如果忽略 T 的飽和壓降，則 Vc 從零電平上升到 2/3V 的時間，即為輸出電壓 Vo 的脈寬 tW 稱為暫穩(wěn)態(tài)時間。 暫穩(wěn)態(tài)時間的求取可以通過全響應公式，根據圖 34，可以用電容 C 上的電壓曲線確定三要素，初始值為 uC(0)=0V,無窮大值 uC(∞ )=VCC, τ =RC 設暫穩(wěn)態(tài)時間為 tW 當 t=tW 時，uC(tW) = 32 =VCC,帶入全響應公式中，即 ?twCCCCCC eVVV ???? )0(32 解得 tW=RCln3? 通常 R 的取值在幾百歐至幾百兆歐之間，電容取值為幾百皮法到幾百微法。這種電路 17 產生的脈沖寬度可以從幾十微妙到數分鐘，精度可達 %。由圖 34 可知，如果在電路的暫穩(wěn)態(tài)持續(xù)時間內，加入新的觸發(fā)脈沖（如圖 34 中的虛線所示），則該脈對電路不起作用，電路為不可重復觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。 555 定時器 5 腳其實內部用作比較器的運算放大器的正輸入端，通過內部的分壓電阻，該腳的電壓是電源電壓的 2/3，加上一 個 電容后，由于電容充放電特性的影響，使加到該處的瞬間的或高或低的干擾信號引起的電壓的變化就會緩慢下來，也可以說吸收了瞬間的干擾，可以使該腳得到的信號更加平穩(wěn)。 圖 34 工作波形 18 控制電路的設計 圖 35 控制電路圖 在實際電路中往往需要設計一個控制電路對整個電路何時開始工作進行