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RC简易延时电路

最近,在学习电路设计的过程中,研究论坛上所有老板的文章也很有帮助。本博客记录了学习过程中电路的一些基本知识点,也便于后续复习。如果有错误,我也希望老板能纠正指导。

在电路设计过程中,经常会遇到一些需要定期的问题or延时电路。对于精确定时目前市场上很多芯片或MCU内部可以实现自己的定时器,但有些定时器不需要太准确。本着节约成本和投入精力的原则,最简单的就是简单RC一个电容器和一个电阻可以实现粗略的延迟功能。

一:RC延迟原理:如图所示,3.3V电源通过R1之后会给C1充电,A对于后续电路,点的电压将从0开始升高,A点上升到后续电路所需有效电压的时间t可视为延迟时间。

二:计算RC延迟电路的时间常数

当电路设计不需要太准确时,RC延迟电路产生的时间延迟直接使用RC可以计算,比如图中R1=10K,C1=0.1uf。R*C=1ms。注意RC中R变成欧姆(Ω),C化为法拉(F)。之后乘积为秒(s)

三:计算RC延迟电路延迟时间

RC延迟过程为电容C充电过程,采用电容充放电公式:

Vt=V0 (V1-V0)* [1-exp(-t/RC)]

V0 对于电容器上的初始电压值,V1 最终可以充放电容的电压值,VtT时刻电容器上的电压值。

例如,电压为E的电容通过电阻值为R的电阻向初始值为0的电容C充电V0=0,V1=E,T时刻电容器上的电压为:Vt=E*[1-exp(-t/RC)]。

如果是放电过程,初始电压为E的电容器通过电阻值为R的电阻放电V0=E,V1=0.因此,t时电容器上的电压为:Vt=E*exp(-t/RC)。

对上图而言,V0=0,V1=3.3V,RC=1ms。所以Vt=3.3*[1-exp(-t/1ms)]。对于后续电路,我需要A点上升到1.5V。T的延迟时间可以计算出来。或者我们想延迟3ms延迟时间确定后,我们可以通过配置三个可变量中的任何两个电源、电阻和电容来计算RC电路中的另一个参数。

四:优缺点

RC延迟电路简单实用,成本低。但只适用于不准确场景下的短暂延迟。根据原理,由于电容器的存储容量有限,无法实现长期延迟。在实际使用中,如果需要长时间延迟,并且需要有一定的准确场合,可以选择时间继电器。常用于自动控制RC与继电器、开关组合成不同功能的电路,如缓慢吸入或缓慢释放、快速吸入等。总之,根据实际使用场景和功能,或实际设计需要,选择合适的延迟电路。

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