利用电压互感器间接测量三相交流电线电压的电路如图2-11所示，如果电压互感器的电压比N1/N2=50，电压表测得的电压值U2为200V，那么电路的实际电压值U1=U2=10000V。......
2025-09-29
充电式延时电路详解与设计
【摘要】：图2-46导通管控制充电式延时电路工作原理：正常时，无信号输入，三极管VT1基极为负偏压，VT1导通，二极管VD1导通，UMN小于稳压管VS的击穿电压，三极管VT2截止，输出Usc为负电位。图2-50导通管控制充电式长延时电路之二例：试设计图2-47电路，要求时限可调到0.5～3.5s。
1.导通管控制充电式延时电路
电路如图2-46所示。它属于延时动作、瞬时复归电路。
图2-46 导通管控制充电式延时电路
工作原理：正常时，无信号输入，三极管VT1基极为负偏压，VT1导通，二极管VD1导通，UMN小于稳压管VS的击穿电压，三极管VT2截止，输出Usc为负电位。
当Usr信号电压使三极管VT1的基极电位高于发射极电位时（如Usr＞0），则VT1截止，二极管VD1反向，不导通，电源－Ec经电阻R对电容C充电，UMN逐渐变负，当达到一定值时，稳压管VS击穿，三极管VT2导通，输出Usc变为零电位。当输入信号Usr消失时，VT1基极又变为负电位，VT1截止，VT1集电极电位上升，二极管VD1恢复导通，电容C通过VD1及VT1放电，M点电位逐渐上升，M点电位稍一回升，就使稳压管VS及VD2截止，三极管VT2立即截止，输出信号立即返回，输出Usc又变为负电位。输出信号的返回可以认为是瞬时的（约1～2ms）。
延时时间t（从Usr变为零电位至Usc变为零电位的时间间隔）可按下式计算
式中 R——电阻（Ω）；
C——电容（F）；
Ec——电源电压（V）；
Uφ——稳压管VS、二极管VD2及三极管VT2发射结串联回路的击穿电压（V）；
k——系数，k＝Uφ/Ec。
当k＝0.63时，t＝RC，时间特性较为稳定，并能获得最长延时。
图2-46中，稳压管VS决定时间电路的温度稳定性。一般选用大于5、6V的稳压管，因为大于5、6V的稳压管的起始击穿特性较好；二极管VD2具有正向特性随温度升高而减小的特性，能对稳压管的击穿电压Vz进行温度补偿；二极管VD3为温度补偿用。
类似的电路如图2-47～图2-50所示。
图2-47 导通管控制充电式短延时电路之一
图2-48 导通管控制充电式短延时电路之二
图2-49 导通管控制充电式长延时电路之一
图2-47和图2-48为短延时电路，一般延时数百毫秒到数秒；图2-49和图2-50为长延时电路，前者一般延时3～4s以内；后者延时可达数＋s。图2-50电路加了两级反相器，使放大倍数大大提高。正常时，三极管VT3处于饱和导通状态，使稳压管VS在稳定电压下工作。
图2-50 导通管控制充电式长延时电路之二
例：试设计图2-47电路，要求时限可调到0.5～3.5s。已知电源电压Ec＝＋18V，Eb＝－2V，三极管VT1、VT2为3DG6D，β1＝β2＝50。
解：（1）选R4＝15kΩ，Ic＝Ec/R4＝18/15＝1.2（mA）＜Icm（Icm为三极管最大工作电流）。
（2）计算负偏电阻R3。(https://www.chuimin.cn)
已知VT2的Icbo在20℃时为0.5μA，可算出在60℃时为16μA（因为硅管每升8℃，Icbo增加1倍）。因此R3≤Eb/Icbo＝2/16×10－6＝125（kΩ），选R3为100kΩ。
（3）选电容C为47μF。
（4）选稳压管VS为2CW3，其稳压值Vz＝10V。
（5）计算R2。
选择R2为一只13kΩ固定电阻与100kΩ电位器串联，当电位器调至最小位置时为最小延时值。
（6）校验VT2能否饱和导通。
所以满足要求。
2.截止管控制充电式延时电路
电路如图2-51和图2-52所示。它们都属于延时动作、瞬时复归电路。这两个电路的工作原理相似。
工作原理（图2-51）：正常情况下，无信号输入时，三极管VT1基极负偏压而截止，二极管VD2导通，电容C两端电压很小，UMN较高，三极管VT2基极由电阻R5、稳压管VS、R6组成的分压器提供正向偏置电压，因而VT2饱和导通，输出Usc为低电位。
图2-51 截止管控制充电式延时电路之一
当Usr信号电压使VT1基极电位高于发射极电位时，VT1导通，二极管VD1导通，由于电容C两端电压不能突变，UMN仍较高，所以二极管VD2截止，电容C经电阻R充电，C上的电压逐渐升高，UMN随之逐渐下降，下降至一定值，M点电位低于K点电位，二极管VD3导通，K点电位也随之下降，此时K点电位由R6、R5、R组成的分压器来决定。这一电压必须满足稳压管VS的端电压低于击穿电压的条件，以便保证VS截止，三极管VT2基极置于负偏压而截止，这时VT6集电极变成接近正电源的高电位，输出Usc为高电位。
当输入信号消失后，三极管VT1的基极又恢复反向偏置而截止，其集电极电位升高，二极管VD2导通，电容C通过R4、VD2迅速放电，M点电位升高，二极管VD3截止，R5、稳压管VS、R6又变成通路，三极管VT2基极又得到正向偏置而饱和导通，输出Usc又回复到低电位，电路完全回到初始状态。
延时时间t（为由Usr信号出现到Usc变为高电位的时间间隔）可按下式计算
图2-52 截止管控制充电式延时电路之二
式中 UMN——稳压管VS由导通变为截止时MN间的电压（V）。
当UMN/Ec＝0.37时，t＝RC，时间特性较为稳定，并能获得最长延时tmax，tmax可由下式计算
式中 β2——三极管VT2的电流放大倍数；
k——可靠系数，一般取2。
该电路输出信号的复归是瞬间的（约1～2ms），整个电路的复归时间tf为
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