簡易R(shí)C延時(shí)電路
RC延時(shí)原理:
如圖,3.3V電源通過R1之后會(huì)給C1充電,A點(diǎn)的電壓會(huì)從0開始升高,對(duì)于后續(xù)電路來講,A點(diǎn)升高到后續(xù)電路所需有效電壓的時(shí)間t就可以認(rèn)為是延時(shí)的時(shí)間。
計(jì)算RC延時(shí)電路的時(shí)間常數(shù)
在電路設(shè)計(jì)時(shí),不需要太精確時(shí),RC延時(shí)電路所產(chǎn)生的時(shí)間延時(shí),直接使用RC來計(jì)算即可,例如圖中R1=10K,C1=0.1uf。R*C=1ms。注意RC中R化為歐姆(Ω),C化為法拉(F)。之后乘積為秒(s)
如上圖所示,如通過實(shí)驗(yàn)的方法繪出電容的充放電曲線,在起點(diǎn)處做一條充放電切線,則切線與橫軸的交點(diǎn)就是時(shí)間常數(shù)RC。
計(jì)算RC延時(shí)電路延時(shí)時(shí)間
RC延時(shí)的過程就是電容C充電的過程,這就用到電容充放電公式:
Vt=V0+(V1-V0)* [1-exp(-t/RC)]
V0 為電容上的初始電壓值,V1 為電容最終可充到或放到的電壓值,Vt為t時(shí)刻電容上的電壓值。
例如電壓為E的電容通過阻值為R的電阻向初值為0的電容C充電,則此時(shí)V0=0,V1=E,經(jīng)過t時(shí)刻電容上的電壓為:Vt=E*[1-exp(-t/RC)]。
如果是放電過程,初始電壓為E的電容通過阻值為R的電阻放電,對(duì)照公式V0=E,V1=0,故放到t時(shí)刻電容上的電壓為:Vt=E*exp(-t/RC)。
對(duì)于上圖來講,V0=0,V1=3.3V,RC=1ms。所以Vt=3.3*[1-exp(-t/1ms)]。如果對(duì)于后續(xù)電路,需要A點(diǎn)升到1.5V。則可計(jì)算出t這個(gè)延時(shí)時(shí)間。
又或者我們想要延時(shí)3ms的時(shí)間,確定延時(shí)時(shí)間后,我們通過配置電源,電阻和電容這三個(gè)可變量中的任意兩個(gè),就可以計(jì)算RC電路中另外一個(gè)的參數(shù)。
優(yōu)缺點(diǎn)
RC延時(shí)電路簡易實(shí)用,成本低。但是只適合不精確場景下的短暫延時(shí)。根據(jù)原理來講,受限于電容的存儲(chǔ)容量,無法實(shí)現(xiàn)長時(shí)間延時(shí)。實(shí)際使用中若需要延時(shí)時(shí)間較長,且需要具有一定準(zhǔn)確的場合,可以選用時(shí)間繼電器。
自動(dòng)控制中,常用RC和繼電器,開關(guān)組合成緩放緩吸或者緩慢釋放,快速吸合等不同功能的電路。總之,根據(jù)實(shí)際使用場景和功能,又或是實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)的需求,選用合適的延時(shí)電路即可。
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