关于RC延时电路的 时间常数 和 到达某电压的延时时间 计算
關(guān)于RC延時電路的延時時間計算?
關(guān)于RC延時電路的延時時間計算
一、如何計算RC延時電路的時間常數(shù)?
簡單的計算出RC延時電路所產(chǎn)生的時間延時,例如R=470K,C=0.1uF 時間常數(shù)直接用R*C就行了。
二、如何計算RC延時電路的延時時間?
設(shè),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時刻電容上的電壓值。
則:Vt=V0+(V1-V0)* [1-exp(-t/RC)];或:t=RC * ln[(V1-V0)/(V1-Vt)]。
例如,電壓為E的電池通過R向初值為0的電容C充電,V0=0,V1=E,故充到t時刻電容上的電壓為:Vt=E*[1-exp(-t/RC)]
再如,初始電壓為E的電容C通過R放電,V0=E,V1=0,故放到t時刻電容上的電壓為:Vt=E*exp(-t/RC)
又如,初值為1/3Vcc的電容C通過R充電,充電終值為Vcc,問充到2/3Vcc需要的時間是多少?
V0=Vcc/3,V1=Vcc,Vt=2*Vcc/3,故t=RC*ln[(1-1/3)/(1-2/3)]=RC*ln2=0.693RC
三、RC延時電路的延時時間的簡化公式
針對電容上初始電壓為0的時候,公式可以簡化為:延時時間t= - R*C*ln((E-V)/E) ;其中: 電阻R和電容C是串聯(lián),R的單位為歐姆,C的單位為F;E為串聯(lián)電阻和電容之間的電壓,V為電容間要達(dá)到的電壓。ln是自然對數(shù),在EXCEL系統(tǒng)中有函數(shù),計算非常方便。
例:R(150K)和C(1000uF)之間的電壓為12V,當(dāng)電容C兩極的電壓達(dá)到3V時的時間:
t=-(150*1000*1000/1000000)*ln((12-3)/12)=43(秒)。經(jīng)過實際對比計算結(jié)果是吻合的。
另外,可根據(jù)RC電路的充電公式:Vc=E(1-exp(-t/RC))推算。
例:R=2.2K C=100pF,電源電壓為20V,電容兩端電壓從0V上升到13V所用的時間T怎么算? 這個比較實際,初態(tài)和終態(tài)都有了。
13=20 (1-exp(-Td/RC) )=> 13/20 = 1-exp (-Td/RC)=> 7/20 = exp(-Td/RC)=> ln (7/20) = -Td/RC=> Td = 1.0498 RC。
注:以上exp()表示以e為底的指數(shù)函數(shù);ln()是e為底的對數(shù)函數(shù)。
四、采用時間繼電器實現(xiàn)延時
RC延時電路如圖所示電路的延時時長可通過R或C的大小來調(diào)整,但由于延時電路簡單,存在著延時時間短和精度不高的缺點。對于需要延時時間較長并且要求準(zhǔn)確的場合,應(yīng)選用時間繼電器為好。在自動控制中,有時為了便被控對象在規(guī)定的某段時間里工作或者使下一個操作指令在適當(dāng)?shù)臅r刻發(fā)出,往往采用繼電器延時電路。下圖給出了幾種繼電器延時電路。
圖(a)所示電路為緩放緩吸電路,在電路接通和斷開時,利用RC的充放電作用實現(xiàn)吸合及釋放的延時,這種電路主要用在需要短暫延時吸合的場合。
有時根據(jù)控制的需要,只要求繼電器緩慢釋放,而不允許緩慢吸合,這時可采用圖(b)所示的電路。當(dāng)剛接通電源時,由于觸點Kk-1為常開狀態(tài),因而RC延時電路不會對吸合的時間產(chǎn)生延時的影響,而當(dāng)繼電器K。吸合后,其觸點Kk-1閉合,使得繼電器kk的釋放可緩慢進(jìn)行。
總結(jié)
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