时间继电器的工作原理和类型

用于切换电路以实现设备的操作算法，在自动化方案中以及简单地用于延迟打开或关闭 - 它们通常使用时间继电器......时间继电器可以基于电子元件定位和机电。在本文中，我们将讨论当今工业中广泛使用的电子定时继电器​​电路。

首先，您需要了解，时间继电器会为直接开关设备的操作产生一定的延迟，这种设备可以是电子的，也可以是机械的。但定时继电器​​电路本身就是这样一种电子定时器。

在其最简单的形式中，要设置延迟，使用 RC 电路，其中在通过电阻对电容器充电或放电的过程中，其中的电压随时间呈指数变化，并且某个 RC 电路具有一定的时间常数取决于其中的电阻和电容值。

电路电容的容量越大，电阻的阻值越大，电容充电或放电的过程越长，因此电容电压升高或降低的时间也越长。

实际上，使用 RC 电路的一次性延迟限制为 30 秒，这是由于印刷电路板的最终电阻，但此限制不适用于微控制器继电器，这将在后面讨论。

为了不受RC电路中单次跳变时间的限制，需要将组织延时的原理进行一定程度的复杂化，使继电器多周期化，即把RC电路变为一个 RC 发生器，然后计算来自发生器的脉冲，脉冲持续时间将再次设置为发生器中 RC 电路的恒定时间。这样，可以显着增加时间继电器的延迟持续时间。

更准确的结果和更高的稳定性将有可能获得不是 RC 电路而是石英谐振器的振荡器，因为石英谐振器具有非常准确和稳定的频率，不太依赖于外部温度的波动，这不能让我们说电容器和电阻器。

因而，电子式时间继电器根据动作循环次数有条件地分为多循环和单循环。

一次定时继电器​​电路

在单次电路中，控制信号（例如按下按钮或简单地向电路供电）被转换为匹配设备，在匹配设备中转换电压或电流电平以在触发设备中进行处理。

启动设备向初始设置设备发送信号，初始设置设备依次启动执行设备或为 RC 电路充电。可以切换 RC 电路，从而从可用范围中选择延迟时间。

在对电路的电容充电（放电）的过程中，其中的电压呈指数上升（下降），同时不断地与模拟比较器的参考电压进行比较。

一旦电容器电压高于（低于）参考电压，输出转换器将启动执行电路。显然，时间间隔不仅取决于 RC 电路的时间常数，还取决于设置在比较器第二个输入端的参考电压值。

多周期定时继电器​​电路

用于多周期同步的继电器方案允许您扩展时间范围，因为如上所述，在多周期方案中，考虑了 RC 电路的多个操作周期或脉冲发生器的多个操作周期，即间隔时间更长。

多周期电路与单周期电路一样，接收来自触发器的信号，但该信号进入复位块，在那里它将数字部分返回到其初始设置状态。然后发电机开始运行，向计数器发送一系列脉冲。计数器上计数的脉冲数与数字比较器上设置的数字进行比较，在达到指定的脉冲数后，输出转换器被触发，这将启动执行电路，例如电源接触器。

通过改变脉冲发生器的频率和数字比较器中的值（或在简化版本中，计数器的输出），选择时间继电器的延迟时间。这些块可以方便地使用分立元件或数字芯片在可编程微控制器上实现。

因此，最简单的多周期继电器包括以下基本块：带有开关 RC 电路的数字脉冲发生器、脉冲计数器、比较器可能不存在，所选放电的计数器输出可以直接连接到控制电路。通过对数字部分应用“复位”，时间继电器打开。

单片机定时继电器​​图解

今天，微控制器计时电路非常普遍，其中许多模块都是用软件实现的。石英谐振器负责时钟脉冲，时间设置由连接到相应输出的按钮块设置，其功能在程序中配置为输入。

在控制输出端—— 晶体管开关，它控制执行设备。对于指示，有一个显示屏，您可以在其中亲眼看到时间是如何倒计时的。

由于微控制器的成本低、尺寸小以及硬件和软件的可用性，微控制器时间继电器在今天越来越受欢迎。此外，微控制器消耗的电力很少，如果这样的设计是在分立元件上开发的，那么它会变得更加笨重并且耗能更多。

要更改可编程微控制器上的时间继电器，只需更新固件即可，无需焊接任何东西。此外，微控制器的数字接口使它们可以很容易地与外部指示器和按键配对，以及彼此配对以及与许多不同设备的块配对，更不用说与计算机的交互了。

今天的趋势明确地针对可编程微控制器在工业生产和日常生活中的定时继电器​​电路和自动化中的广泛使用。