采用CD4541BE制作的延時(shí)斷電開(kāi)關(guān)電路,CD4541 Delay switch

關(guān)鍵字：CD4541,延時(shí)開(kāi)關(guān)電路圖

作者：董文杰

定時(shí)器電路并不少見(jiàn)，但能保證在任意時(shí)間用電器結(jié)束時(shí)用電，再按預(yù)定的時(shí)間延時(shí)切斷電源的定時(shí)器幾乎沒(méi)有。隨著各類電器設(shè)備的應(yīng)用日趨廣泛，此類定時(shí)器的需求也越來(lái)越多。比如：投影機(jī)在關(guān)機(jī)時(shí)需要延時(shí)切斷電源；計(jì)算機(jī)在關(guān)機(jī)時(shí)需要等待機(jī)器結(jié)束關(guān)機(jī)程序后延時(shí)切斷電源：家用電磁爐切斷電源前也要等待機(jī)器冷卻后才能切斷電本延時(shí)切斷電源開(kāi)關(guān)就就滿足了上述要求，它能在用電結(jié)束時(shí)，直接按一下電源開(kāi)關(guān)，總電源會(huì)在您預(yù)定的時(shí)間結(jié)束時(shí)自動(dòng)斷開(kāi)，不需人工控制。
　　CD4541BE的功能結(jié)構(gòu)
　　本延時(shí)斷電開(kāi)關(guān)的核心元件CD4541BE是一種CMOS可編程振蕩分頻器，定時(shí)時(shí)間可調(diào)。引腳排列及功能如右圖所示（略）。通過(guò)改變12與13腳所接編程控制電平組合，可以分檔調(diào)整內(nèi)置振蕩、計(jì)數(shù)器的后續(xù)延時(shí)級(jí)數(shù)，選擇需要的輸出定時(shí)范圍。改變5、6、9、10腳的電平可以對(duì)它進(jìn)行功能控制。這里0代表接低電平、1代表接高電平。由它構(gòu)成的時(shí)間繼電器電路外圍元件少，定時(shí)精度高，定時(shí)范圍寬，使用靈活可靠。

　　電路原理
　　電路原理如下圖所示。該電路利用1腳輸出高、低電平的變化和電子開(kāi)關(guān)T2、T3，使時(shí)鐘開(kāi)/關(guān)電路有各自的定時(shí)電阻。Rp為100KΩ的線性電位器。
　　這里將它的12、13腳接到高電平，以選擇長(zhǎng)定時(shí)方式，這樣1、2腳外接的定時(shí)電阻、電容可選得小些。
　　220V交流電經(jīng)延時(shí)斷電開(kāi)關(guān)電路電容經(jīng)C1降壓、二極管D1~D4整流、電容C2濾波，獲得約15V的直流電壓，一路供繼電工作，另一路由R2、DW組成的穩(wěn)壓，作為IC電路的工作電源。
　　CD4541BE與周圍元件構(gòu)成了延時(shí)定時(shí)器，這里T1、T2作為電子開(kāi)關(guān)，通過(guò)它們的輪流導(dǎo)通來(lái)切換接入IC1、2腳的RC定時(shí)元件，本電路不需要延時(shí)開(kāi)機(jī)，只需延時(shí)關(guān)機(jī)，所以延時(shí)開(kāi)機(jī)的定時(shí)電阻為零(設(shè)置為開(kāi)關(guān)的常開(kāi)觸點(diǎn)，通電后閉合)。也就是白開(kāi)關(guān)S合上時(shí)開(kāi)始電路輸出始終處于閉合狀態(tài)，輸出220V市電。
　　因5、6腳都接低電平，電路通電后，首先會(huì)自動(dòng)執(zhí)行復(fù)位操作，由于9腳也接低電平，復(fù)位后8腳輸出低電平，驅(qū)動(dòng)三極管T3截止，繼電器不工作，常開(kāi)J-K斷開(kāi)，輸出插座上的市電被切斷，但由于延時(shí)開(kāi)機(jī)的定時(shí)電阻為零，所以電路立即轉(zhuǎn)入開(kāi)機(jī)狀態(tài)。電源開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)和開(kāi)關(guān)并接一起，同時(shí)向外輸出220V市電。斷開(kāi)電源開(kāi)關(guān)S時(shí)，電路保持在定時(shí)狀態(tài)，此時(shí)8腳輸出高電平，T3導(dǎo)通，繼電器得電工作，常開(kāi)觸點(diǎn)J-K閉合，開(kāi)關(guān)輸出插座對(duì)外輸出市電。
　　這時(shí)T2導(dǎo)道而T1截止，時(shí)鐘電路的定時(shí)電阻由T2的ce結(jié)電阻、Rp與R6串聯(lián)組成，由于12、13腳都接到了高電平，此時(shí)輸出的延時(shí)級(jí)數(shù)最大，定時(shí)調(diào)節(jié)范圍也最寬，按圖中所給元件，通過(guò)改變Rp的阻值，關(guān)機(jī)時(shí)間可在5~12分鐘內(nèi)調(diào)整。
　　圖中R1為掉電后C1的電流泄放電阻，R4與發(fā)光二極管構(gòu)成電源工作指示電路，D5為反壓保護(hù)二極管。

 
　　電路調(diào)試
　　根據(jù)要求改變定時(shí)器調(diào)整范圍，因?yàn)椴捎昧嗣}沖分頻方式延時(shí)，定時(shí)時(shí)間t=2.3×Rtc×Ctc×延時(shí)級(jí)數(shù)×1/2，計(jì)算時(shí)忽略掉三極管飽和導(dǎo)通時(shí)的ce結(jié)電阻，由圖元件參數(shù)可計(jì)算出，最短關(guān)機(jī)時(shí)間tmin=2.3×3.9×10的3次方×1×10的負(fù)6次方×2的16次方×1/2=293.92896秒，約為4.9分鐘，最長(zhǎng)關(guān)機(jī)時(shí)間。tmax=23×(3.9+100)×1O的3次方×1×10的負(fù)6次方×2的16次方×1/2=7380.56896秒，約為130.5分鐘。如想改變定時(shí)調(diào)整范圍，一是更換R6、Rp或C3取值，二是參照表1改變12、13腳所接電平，比如12腳接線不變，13腳接地，那么延時(shí)級(jí)數(shù)就縮小為原來(lái)的1/256，定時(shí)范圍相應(yīng)也就變成了1.14816---30.58816秒。
　　如果選擇自動(dòng)復(fù)功能，5、6腳都接低電平時(shí)，自動(dòng)復(fù)位功能生效，若5腳接高電平，就可啟用手動(dòng)復(fù)位功能，在6腳上接入脈沖控制信號(hào)，每當(dāng)控制脈沖呈現(xiàn)高電平時(shí)，就會(huì)執(zhí)行復(fù)位操作，實(shí)現(xiàn)某種特定功能。
　　控制復(fù)位后輸出信號(hào)電平高低，9腳接低電平，復(fù)位后8腳將輸出低電平，計(jì)時(shí)結(jié)束后定時(shí)輸出高電平，若9腳改接到高電平，則復(fù)位后輸出高電平，定時(shí)輸出就成了低電平，能滿足其它的不同場(chǎng)合需要。

　　本電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定，適用電壓范圍寬，體積小、重量輕，壽命長(zhǎng)，安裝使用十分簡(jiǎn)便。并且保證了在狀態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程中供電的連續(xù)性，在關(guān)機(jī)過(guò)程中沒(méi)有瞬間斷電的現(xiàn)象。而且斷電后徹底切斷了總電源。