Выключатель питания с задержкой


Некоторым устройствам требуется более длительный срок подачи напряжения, чем остальной части схемы. Это может быть, например, внешнее освещение, которое работает в течение некоторого времени после выключения зажигания в автомобиле, или вентилятор, который охлаждает внутреннее пространство горячей машины ещё несколько минут после ее выключения. В этом случае питание должно отключиться автоматически по прошествии заданного времени.

Некоторым устройствам необходимо работать немного дольше, чем остальной части сети. В этом случае питание должно быть отключено автоматически, так как никто не будет возвращаться на рабочее место только для того, чтобы щелкнуть выключателем.

Это задача, с которой справляется представленная схема — она включит нагрузку, как только будет подан сигнал напряжения, и выключит ее через определенное время после отключения общего питания.

Схема задержки отключения питания

Выключатель питания с задержкой

Принципиальная схема показана на рисунке. Активными элементами являются три логических элемента И-НЕ и два транзистора.

Основные параметры модуля

  • установленное время с момента исчезновения управляющего сигнала,
  • плавная регулировка времени резервного питания от 10 с до 15 минут,
  • управляющий сигнал: положительное напряжение 10 … 45 В,
  • напряжение питания модуля 18 … 43 В,
  • адаптирован для питания от 24 В, например, в грузовых автомобилях.

Вход управляющего сигнала (линия TRIG) заземлен резистором R1. Диоды D1 и D2 ограничивают его значение до такого уровня, чтобы не повредить последующие цепи. Резистор R2 ограничивает ток этих диодов и в сочетании с конденсатором C2 представляет собой простой фильтр нижних частот, который устраняет помехи, которые могут случайно отключить цепь.

Резистор R3 ограничивает ток защитных диодов, встроенных в структуру затвора US1B. Его входы соединены вместе, поэтому он действует как инвертирующий триггер Шмитта.


Высокое состояние на выходе затвора US1A вызывает включение транзистора T1. Затем он разряжает конденсатор C2, заставляя течь ток стока. Резистор R5 ограничивает скорость этого разряда, так что слишком высокий мгновенный ток не течет через T1, вызывая его повреждение. Система в этом состоянии может продержаться любое время. Тогда напряжение на C2 будет теоретически равным нулю, а на практике немного выше нуля, порядка нескольких десятков милливольт. Это связано с делителем напряжения, образованным последовательно соединенными R6 с P1 и R5 с RDSon транзистора T1.

Затвор US1C проверяет напряжение на C2. Если оно достаточно низкое, он интерпретирует его как низкое состояние и включает транзистор T2, который питает катушку реле. Таким образом контакты реле сработают практически сразу после появления управляющего сигнала. После исчезновения триггерного сигнала потенциал затвора T1 упадет до нуля, и он будет закрыт. Резистор R6 и потенциометр P1 будут медленно заряжать конденсатор C2 — чем медленнее, тем выше их общее сопротивление. Зарядка займет много времени, но самый важный момент — это когда вентиль US1C распознает потенциал своих входов как логическую «1». Тогда катушка реле выключится. Конденсатор C2 будет продолжать заряжаться до напряжения, питающего эту часть цепи, но реле останется выключенным до следующего разряда C2.

Напряжение питания схемы может быть в широких пределах. Именно поэтому стабилизатор выполнен из нескольких дискретных элементов, что должно повысить устойчивость к помехам. Кроме того, на его входе имеется двунаправленный элемент D4, который отсекает импульсы напряжения превышающие 43 В.

Идея этого стабилизатора очень проста: стабилитрон D8 имеет обратное смещение, поэтому на его выводах появляется напряжение около 13 В. Транзистор T4 действует как повторитель напряжения, поэтому его эмиттерный потенциал будет около 12,3 В, источник тока на транзисторе Т3 обеспечивает его током 7 мА. Диоды D6 и D7 поляризуют его базу с потенциалом примерно на 1,4 В ниже, чем напряжение питания, поэтому падение напряжения на R9 близко к падению напряжения на одиночном проводящем pn-переходе, то есть примерно 0,7 В. Резистор R8 смещает диоды D6 и D7 в направлении проводимости.

Полезное:  Активный сабвуфер на TDA7294

Схема собрана на двусторонней печатной плате размером 80 х 35 мм.

Выключатель питания с задержкой

Монтаж следует начинать с пайки элементов в SMD-корпусах. Они расположены только на верхней стороне платы. Затем можете паять компоненты в корпусах со сквозными отверстиями в соответствии с их возрастающей высотой.

Правильно собранная схема готова к работе сразу. Единственная операция запуска — установить потенциометр P1 в положение, обеспечивающее соответствующее время задержки для выключения реле PK1. Минимальное измеренное значение этого времени составляет 10 с, а наибольшее — 15 минут. Обратите внимание, что температура окружающей среды будет влиять на этот параметр, так как при этом изменяется емкость электролитического конденсатора C2.

Подключение: подключите источник питания (VCC) и заземление (GND) к разъему J1. Управляющий сигнал, то есть напряжение от замка зажигания автомобиля, должен быть подключен между клеммой IN и массой. Реле замкнется (контакты NO и COM замкнуты) сразу после появления управляющего сигнала, а размыкание (контакты NC и COM замкнуты) произойдет через определенное время после его исчезновения.

Потребляемый ток от источника питания составляет 10 мА при выключенном реле и 40 мА при включенном. Это значения, измеренные при напряжении 24 В. Напряжение питания может варьироваться от 18 В до 43 В. Такой широкий диапазон делает схему невосприимчивой к помехам, которые могут передаваться через электросеть, например в грузовике. При напряжении превышающем 35 В, к транзистору Т4 стоит прикрутить небольшой радиатор.

Выключатель питания с задержкой

Управляющий сигнал частично фильтруется от помех, которые могут вызвать срабатывание реле. Минимальная длительность управляющего импульса может быть около 1 с, а максимальная продолжительность произвольно велика. Если следующий импульс поступит до автоматического выключения реле (например, ключ зажигания был выключен на некоторое время, а затем снова включен), время задержки выключения будет отсчитано снова. Ток, потребляемый управляющим входом, невелик: около 100 мкА при 10 В, около 1,5 мА при 24 В и менее 4 мА при 43 В.

Схема может быть адаптирована для питания стандартным напряжением 12 В, точнее в диапазоне 11 … 15 В, то есть от электросети легкового автомобиля. Достаточно выпаять транзистор Т4 и вставить между площадками эмиттера и коллектора тонкую проволочную перемычку. Также стоит заменить D4 на элемент с более низким прямым напряжением, например 1.5KE18CA. Компоненты D6, D7, D8, R8, R9 и T3 могут быть убраны.

Возможна замена потенциометра P1 на другой, с меньшим сопротивлением, если требуется задержка, например, в 1 секунду. Для обеспечения большей температурной стабильности допустимо заменить конденсатор C2 на танталовый.



   Форум по электронике и автосхемам

НАЖМИТЕ ТУТ И ОТКРОЙТЕ КОММЕНТАРИИ