簡易R(shí)C延時(shí)電路設(shè)計(jì)及原理分享

圖一是最簡單的RC延時(shí)電路，目的是延時(shí)點(diǎn)亮LED。R1給C1充電，等電容電壓到達(dá)三極管基極導(dǎo)通電壓大概0.7V時(shí)，三極管開通，LED點(diǎn)亮，二極管D1是讓C1可以快速放電的作用。

延時(shí)時(shí)間 ，其中V1為電源電壓，V0為電容初始時(shí)刻電壓，Vt為t時(shí)刻電容電壓。在這個(gè)電路里，V1=5V，V0=0V，Vt=0.7V。延時(shí)大概1.5S。 電路雖然結(jié)構(gòu)簡單，但是要實(shí)現(xiàn)較大的延時(shí)就要選用大容量的電容，而且充電電阻R1不能太大，否則三極管不能處于開關(guān)狀態(tài)。

圖一

圖二 再看圖二，主要是多加了一個(gè)2.7V的穩(wěn)壓二極管D2，這時(shí)候情況就有所改觀?？梢钥吹?，令三極管開通的電容電壓提高了2.7V，也就是說Vt=0.7+2.7=3.4V。代入公式算得延時(shí)t=5.7S。 圖二中R3電阻是為了把穩(wěn)壓二極管的反向漏電流導(dǎo)走，防止充電過程中三極管微導(dǎo)通。

圖三 最后看圖三，為了提高延時(shí)精度，使用了電壓比較器。電容電壓作為反相端輸入，R3和R2對電源的分壓作為同相端輸入。初始狀態(tài)時(shí)，V+ > V- ，比較器輸出高電平，LED不亮；當(dāng)電容電壓升高到Vt時(shí)，V- > V+ ，比較器輸出低電平，LED被點(diǎn)亮。 R5是正反饋電阻，可以有效消除輸出抖動(dòng)。要算出延時(shí)時(shí)間就要先算出Vt，初始狀態(tài)下，比較器輸出高電平，R5相當(dāng)于與R3并聯(lián)，于是算出。

這里分壓電阻R3和R2采用了特殊的比值，使得取ln剛好為1，這樣延時(shí)時(shí)間僅僅由R1和C1來決定，給計(jì)算帶來了簡便，同時(shí)與電源電壓V1也沒有任何關(guān)系。這個(gè)電路可以用在延時(shí)精度較高的場合。RC延時(shí)電路計(jì)算詳解

簡易R(shí)C延時(shí)電路

RC延時(shí)原理：

如圖，3.3V電源通過R1之后會(huì)給C1充電，A點(diǎn)的電壓會(huì)從0開始升高，對于后續(xù)電路來講，A點(diǎn)升高到后續(xù)電路所需有效電壓的時(shí)間t就可以認(rèn)為是延時(shí)的時(shí)間。

計(jì)算RC延時(shí)電路的時(shí)間常數(shù)

在電路設(shè)計(jì)時(shí)，不需要太精確時(shí)，RC延時(shí)電路所產(chǎn)生的時(shí)間延時(shí)，直接使用RC來計(jì)算即可，例如圖中R1=10K，C1=0.1uf。R*C=1ms。注意RC中R化為歐姆（Ω），C化為法拉（F）。之后乘積為秒（s）

如上圖所示，如通過實(shí)驗(yàn)的方法繪出電容的充放電曲線，在起點(diǎn)處做一條充放電切線，則切線與橫軸的交點(diǎn)就是時(shí)間常數(shù)RC。

計(jì)算RC延時(shí)電路延時(shí)時(shí)間

RC延時(shí)的過程就是電容C充電的過程，這就用到電容充放電公式：

Vt=V0+（V1-V0）* [1-exp(-t/RC)]

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(shí)刻電容上的電壓值。

例如電壓為E的電容通過阻值為R的電阻向初值為0的電容C充電，則此時(shí)V0=0，V1=E，經(jīng)過t時(shí)刻電容上的電壓為：Vt=E*[1-exp(-t/RC)]。

如果是放電過程，初始電壓為E的電容通過阻值為R的電阻放電，對照公式V0=E，V1=0，故放到t時(shí)刻電容上的電壓為：Vt=E*exp(-t/RC)。

對于上圖來講，V0=0，V1=3.3V，RC=1ms。所以Vt=3.3*[1-exp(-t/1ms)]。如果對于后續(xù)電路，需要A點(diǎn)升到1.5V。則可計(jì)算出t這個(gè)延時(shí)時(shí)間。

又或者我們想要延時(shí)3ms的時(shí)間，確定延時(shí)時(shí)間后，我們通過配置電源，電阻和電容這三個(gè)可變量中的任意兩個(gè)，就可以計(jì)算RC電路中另外一個(gè)的參數(shù)。

優(yōu)缺點(diǎn)

RC延時(shí)電路簡易實(shí)用，成本低。但是只適合不精確場景下的短暫延時(shí)。根據(jù)原理來講，受限于電容的存儲(chǔ)容量，無法實(shí)現(xiàn)長時(shí)間延時(shí)。實(shí)際使用中若需要延時(shí)時(shí)間較長，且需要具有一定準(zhǔn)確的場合，可以選用時(shí)間繼電器。

自動(dòng)控制中，常用RC和繼電器，開關(guān)組合成緩放緩吸或者緩慢釋放，快速吸合等不同功能的電路?？傊?，根據(jù)實(shí)際使用場景和功能，又或是實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)的需求，選用合適的延時(shí)電路即可。

審核編輯：黃飛