CN200947590Y - 电子式延时模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电子延时模块,它由内部直流电源电路、延时电路、比较电路、开关电路,内部电源控制电路等五部分组成。其内部电源电路为一直流电压源电路;延时电路主要用于完成延时功能;比较电路主要为开关电路发出开关信号;开关电路采用场效应管作为主回路的开关;内部直流电源控制电路用于控制内部直流电源电路的通断。这五部分电路封装在一个封闭的盒体内,安装、使用均十分方便。
Description
一、技术领域
本实用新型涉及一种电子延时模块,属于工业控制技术领域。
二、背景技术
在工业控制中,许多场合要用到延时的作用,而常用的解决办法有通过PLC(可编程控制器),气囊式延时器等。以上方案常能为工业控制带来方便,然而在有些场合,以上方案并不是很方便或经济。在一些简单的应用场合,是不会用到PLC的,气囊式延时器的精度受环境的影响太大,特别是重复误差。要求高精度或环境较差的场合以上方案就不够理想了,于是急需一种经济有效的解决方案。
三、发明内容
为解决上述存在问题,本实用新型的目的是提供一种电子延时模块。该模块可用于交流和直流场合,并具有精度高、抗干扰能力强、环境适应性强、开关无触点等特点。主要用途是作为接触器附件控制接触器的线圈,可经济有效地解决上述的问题。
本实用新型所述的电子延时模块,由内部直流电源电路、延时电路、比较电路、开关电路,内部电源控制电路等五部分组成。其内部电源电路为一直流电压源电路;延时电路主要用于完成延时功能;比较电路主要为开关电路发出开关信号;开关电路采用场效应管作为主回路的开关;内部直流电源控制电路用于控制内部直流电源电路的通断。这五部分电路封装在一个封闭的盒体内,安装、使用均十分方便。
四、附图说明
图1是本实用新型的电路框图
图2为电子延时模块的电气原理图
其中:1-内部直流电源电路 2-延时电路 3-比较电路4-开关电路 5-内部直流电源控制电路
五、具体实施方式
本实用新型所述的电子延时模块,由内部直流电源电路1、延时电路2、比较电路3、开关电路4,内部电源控制电路5所组成。内部直流电源电路1由整流二极管V5、稳压二极管V6、限流电阻R5、滤波电容C3组成;延时电路2由可调电阻Rw1、充电延时电容C1、限流电阻R8和继电器K1所组成;限流电阻R8与继电器K1的常闭触点K1B组成C1的放电回路;比较电路3由比较器U2、上拉电阻R3、正反馈电阻R4、电阻R6、电位器Rw2及电容C5、C2所组成;开关电路4由整流桥U1、大功率场效应管V1、稳压二极管V3、电阻R7、R3及电解电容C4所组成;内部电源控制电路5由整流二极管V4、稳压二极管V2、电阻R1、R2,电解电容C6、继电器线圈K1A和常开触点K1C组成。
所述内部直流电源电路1通过V5的阳极经S1与外部电源相连,并以V6两端作为输出结点,阴极为正,阳极负;延时电路2通过Rw1与内部电源正极相连,通过C1的负极与内部电源即V6的阳极相连,并以C1的正极作为延时电路的输出结点,为比较电路3提供比较信号;比较电路3通过比较器U2的电源端,R6、R3一起与内部电源正极相连,U2的接地端和Rw2一起与内部电源的负极相连,同相端或反相端作为比较信号接收端,与延时电路2输出端,即C1正极相连,另一端作为参考电压连结点,比较器U2的输出引脚作为比较电路的输出结点;开关电路4与比较电路通过V1的门极与比较U2的输出引脚相连;对于内部直流电源控制电路与开关电路的连接关系分两种情况,延时接通中开关电路中U1的与S4相连的交流端与V4的阳极相连,分断延时中V4直接与S2接线端相连;内部电源控制电路5与内部电源电路通过K1C将内部直流电源的地与公共地U1的负极相连。
在内部直流电源电路1中,V5的阳极与接线端S1相连,阴极接向R5的一端,R5的另一端与稳压二极管V6的阴极相连,V6的阳极通过K1的常开触点K1C与公共地即U1的负端相连,C3并接在V6两端。内部直流电源的输出分别为:正极为V6的阴极,地端由内部电源控制电路控制与公共地相连。
在延时电路2中,Rw1的一端与内部电源的正端相连,另一端接向R9的一端,R9的另一端接向C1的正端,R8与常闭触点K1B串连后并接在C1两端。
在比较电路3中,U2的电源正端接内部电源输出的正端即V6的阴极,地线端接V6的阳极;R6和Rw2为比较电路提供参考电压,即R6的一端接向内部电源输出正端,另一端与Rw2的一端相连并作为参考电压引出端,Rw2的另一端接向内部电源的地端;接通延时中U2的同相端接延时电路的输出端,反相端接由R6和Rw2从内部电源所分的参考电压引出端,分断延时相反;R3作为U2输出的上拉电阻一端接U2的输出,另一端接内部电源正端R4作为正反馈电阻接在U2的输出与同相端之间,C5并接在Rw2两端,C2接在U2的同相端与反相端之间。
在开关电路4中,U1的交流端与接线端S3,S4相连,U1正极接V1的漏极,负极作为整个电路的公共地,V1的源极接U1的负极,C4和R7并接在V1的门极与公共地之间,C4的正极接V1的门极,负极接公共地,同时V1的门极作为开关电路的开关信号接收端与比较电路输出相连。
在内部直流电源控制电路5中,V4的阳极与整流桥U1的与S4相连的交流端相连,或接接线端子S2,阴极接R1的一端,R1的另一端接R2的一端,R2的另一端接向V2的阴极,V2的阳极接公共地即U1的负极,K1的线圈K1A并接在V2的两端,C6的正端接V2的阴极,负极接V2的阳极,K1的常开触点K1C一端接U1的负极,一端接内部电源的地。
电子延时模块分接通延时和分断延时,由于两者的比较电路及对内部电源的控制方式不同,因此以下交流场合为例对其控制过程分开解释,直流时的工作与交流正半波相同。
接通延时模块:
接通延时是指当***接通电源时,受控设备并不是马上正常工作,而是经过延时模块延时一定时间(设定时间)后才开始正常工作。
接线端S1与接触器的线圈的一端一起接交流电源的一端,S2与S4短接并接向交流电源的另一端(直流场合S2与V1漏极相短接,S4接直流电源负极),S3接接触器线圈的另一端,a-c,b-d分别短接。
接通交流电源后电流会从S1流入(假设S1为正半波瞬间),经V5,R5,R3,R7,U1后从S4流出,由于C4的存在,场效应管V1不会立即导通,接触器线圈不会有电流流过,在此过程中R5,R3会对C4充电,充电电流为微安级。在S1为负半波的时候,电流从S2流入,经V4,R1,R2,K1,U1,接触器的线圈,从S1流出,在此过程中R1,R2会对C6充电,此充电电流为数毫安,充电速度远远大于C4,从而使C6两端的电压会在C4两端的电压到达场效应管的开启电压之前达到继电器K1线圈的动作电压,从而可防止V1的上电误导通,继电器K1动作后,其常开触点闭合,常开触点断开。此时内部直流电源接通,延时电路获得充电电流,比较电路也获得工作电压,比较器U2的反向端获得参考电压,延时电路和比较电路开始工作。
在延时电路开始工作后,初始时刻C1两端的电压为0V,故提供给比较电器同相端的比较信号小于反相端的参考电压,比较器的输出为低电平,C4通过U2放电,V1将一直关断。内部电源通过可变电阻器Rw1,R9给电容C1充电,当充到C1两端的电压大于U2的反相端参考电压时,比较器的输出通过正反馈迅速跳为高电平,从而提供给开关电路开通信号,V1漏源极接通,接触器工作。V1导通后,漏源两端的压降只有约0.7V,S4和地之间压降只有1.4V左右,K1将停止工作,常开触点断开,内部电源被关断,比较电路停止工作,延时电路了停止充电,V1由C4储存的电量维持导通。常闭触点K1B会在线圈K1A断电后闭合,并通过R8给C1以极快的速度放电,直到放完为止,保证重复操作的精度。此外在比较电路停止工作后电容C4会由流经V5,R5,R3,R7的电流续充,从而维持V1一直导通。
延时时间的设定,以C1充电到U2的比较电压的时间为依据,设定延时时间实质是设定C1的充电电流。
分断延时模块:
分断延时模块是正常情况下,受控设备正常工作,当接收到分断信号后,分断延时模块开始延时,延时到一定时间后,分断延时模块使主回路停止工作。
分断延时模块除比较电路,内部电源控制电路的工作方式与接通延时略有不同外,其它都相同。将图二中的R4取掉并将a-d,b-c分别短接即可实现分断延时。
图二中S1与接触器线圈的一端一起接向交流电源的一端,S2作为分断延时模块的分断信号接收端,通过外接常开开关接到S1上,S3接接触器的另一端,S4接交流电源的另一端。工作原理如下:
接通电源后,在S1端的电压为正弦正半波时,因V1不通,故电流从S1流入,经V5,R5,R3,R7,U1从S4流出,从而在R7上很快会产生10V左右的电压,使V1一直导通,此后电流主要从S1流入,经接触器线圈,U1,V1从S4流出。
在收到分断信号前,继电器K1不工作,分断延时模块内部直流电源,延时电路,比较电路都不工作。场效应管由R7的分压及C4维持其导通。当收到分断信号,即S2外部常开触点闭合后,继电器K1线圈的电源接通,并开始工作,此时,常开触点闭合,常闭触点断开,模块内部直流电源接通并开始给延时电路和比较电路供电,电容C1开始充电。电容C1初始时刻电压为0V,提供给比较器反相端的比较信号为低电平,小于同相端的比较参考电压,故而比较器U2的输出为高电平,因而不会影响V1的导通,当充电一定时间后,C1两端的电压会大于U2的同相端的参考电压,即比较器反相端电压大于同相端的电压,从而会使比较器输出跳为低电平,场效应管V1被关断,实现分断延时。
Claims (6)
1、一种电子延时模块,由内部直流电源电路(1)、延时电路(2)、比较电路(3)、开关电路(4),内部电源控制电路(5)所组成,其特征是该电子延时模块的内部直流电源电路(1)由整流二极管V5、稳压二极管V6、限流电阻R5、滤波电容C3组成;延时电路(2)由可调电阻Rw1、充电延时电容C1、限流电阻R8和继电器常闭触点K1B所组成;比较电路(3)由比较器U2、上拉电阻R3、正反馈电阻R4、电阻R6、电位器Rw2及电容C5、C2所组成;开关电路(4)由整流桥U1、大功率场效应管V1、稳压二极管V3、电阻R7、R3及铝电解电容C4所组成;内部电源控制电路(5)由整流二极管V4、稳压二极管V2、电阻R1、R2,电解电容C6、继电器线圈K1A和常开触点K1C组成;内部直流电源电路(1)通过V5的阳极通过S1与外部电源相连,并以V6两端作为输出结点;延时电路(2)通过Rw1与内部电源正极相连,通过C1的负极与内部电源即V6的阳极相连,并以C1的正极作为延时电路的输出结点,为比较电路(3)提供比较信号;比较电路(3)通过比较器U2的电源端,R6、R3一起与内部电源正极相连,U2的接地端和Rw2一起与内部电源的负极相连,同相端或反相端作为比较信号接收端,与延时电路(2)输出端,即C1正极相连,另一端作为参考电压连结点,比较器U2的输出引脚作为比较电路的输出结点;开关电路(4)与比较电路通过V1的门极与比较器U2的输出引脚相连;内部电源控制电路(5)与内部电源电路通过K1C将内部直流电源的地与公共地,即U1的负极相连。
2、根据权利要求1所述的一种电子延时模块,其特征是所述的内部直流电源电路(1)中V5的阳极与接线端S1相连,阴极接向R5的一端,R5的另一端与稳压二极管V6的阴极相连,V6的阳极通过K1的常开触点K1C与公共地即U1的负端相连。
3、根据权利要求1所述的一种电子延时模块,其特征是所述的延时电路(2)中,Rw1的一端与内部电源的正端相连,另一端接向R9的一端,R9的另一端接向C1的正端,R8与常闭触点K1B串连后并接在C1两端。
4、根据权利要求1所述的一种电子延时模块,其特征是所述的比较电路(3)中,U2的电源正端接内部电源输出的正端即V6的阴极,地线端接V6的阳极;R6和Rw2为比较电路提供参考电压。
5、根据权利要求1所述的一种电子延时模块,其特征是所述的在开关电路(4)中,U1的交流端与接线端S3,S4相连,U1正极接V1的漏极,负极作为整个电路的公共地,V1的源极接U1的负极,C4和R7并接在V1的门极与公共地之间,C4的正极接V1的门极,负极接公共地。
6、根据权利要求1所述的一种电子延时模块,其特征是所述的内部直流电源控制电路(5)中,V4的阳极与整流桥U1的与S4相连的交流端相连,或接接线端子S2,阴极接R1的一端,R1的另一端接R2的一端,R2的另一端接向V2的阴极,V2的阳极接公共地即U1的负极。
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