100A延时继电器电路

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100A延时继电器电路

    电子爱好者在电子制作和电子电路实验时。有时会用到短时间的大电流电源,按照国家教育行业标准规定。中学物理实验室也应配备能输出最大40A、持续时间20±2秒的直流实验电源。对于大电流持续供电时间的控制。不少学校或实验设备的生产供应商都采用时间继电器加大功率中间继电器来控制20±2秒的时间延时。这两种继电器均须配用专用插座。不但制作成本高。而且体积较大。笔者在参与改进该部分电路时。选用了HG4119小型印制板功率继电器。这款继电器最大接通电流、断开电流和最大持续电流分别为100A、60A和45A。而体积仅有20×25×21mm3。能在印制板上安装。当其线圈额定工作电压为DC12V时。额定电流为136mA。由此可知。其体积和电参数等均具有很大的优势。据此设计的两款定时电路。经安装使用效果良好。成本不到原来的四分之一。现介绍出来供参考。该电路也可用于其它任何需要定时的场合取代价格昂贵的时间继电器。
    图1是由双D触发器CD4013组成的单稳态延时继电器。接通S1后,CD4013的1脚在稳态时为低电平。继电器K不动作。按一下按钮S2。IC 的CP端3脚受正脉冲上升沿触发。数据端5脚D的高电平传送给输出端Q。IC的1脚电位变高。电路进入单稳状态。这时三极管VT1饱和导通,继电器线圈得电动作。其触点闭合。直流大电流有输出。IC的1脚电位变高的同时。电容C经过电阻R2和电位器RP充电,当C两端电压充到CD4013第4脚清0阈值电平时,IC的1脚恢复低电位,单稳态结束。继电器释放。大电流电源与外电路断开。lC处于单稳态的时间约为t=0.7(R2+RP)C。本电路可在约15s-30s的范围内调整定时时间。能满足实验室的定时要求。其它场合的应用可通过选择R2、RP和电容C的参数改变定时时间。单稳态结束后。IC的1脚变为低电平,电容C经二极管D2和电阻R4迅速放电。为下一次触发作好准备。
 
    图2是用时基电路NE555组成的单稳态型时间继电器。合上开关S1。电路进入稳定状态,IC的3脚和7脚均为低电平。这时电容C不能充电;三极管VT1截止。继电器K不动作。按一下启动按钮S2。IC的2脚受由高变低的脉冲触发,IC的3脚变高。7脚呈悬空状态。电路进入单稳态。这时三极管VT1饱和导通。继电器线圈得电动作,其触点闭合。直流大电流有输出。同时,电容C经过电阻R2和电位器RP充电,当电容C两端电压达到2/3Vcc时,单稳态结束,IC的3脚变低。继电器失电释放。直流大电流停止输出。电路恢复稳态后。电容C经IC的7脚放电。等待下一次触发。单稳态持续时间t即直流大电流输出时间的长短由单稳态电路的定时元件电阻R2、电位器RP和电容C的参数决定。可由下式进行估算:t=1.1(R2+RP)C。经过调整RP可满足延时20±2秒的时间要求。
 
    以上两电路中的继电器K选用HG4119超小型电磁继电器。其余元件按图中标注的参数选择即可。若欲移植到需要准确定时的应用场合。则定时元件选择钽电容。金属膜电阻、多圈电位器或数字电位器。就能满足大部分电子制作中的精度要求。

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