延时开关电路的工作原理

这里介绍的可变延时开关电路，是人工按动一微动开关时，电源接通对电路供电，待一定的时间（可设定），电源自动被切断，对电路停止供电。要实现上述功能，可用智能器件完成，也可用全硬件数字电路完成。智能器件虽然简单，但它的抗干扰能力不及后者的数字电路，所以对一些简单的、环境恶劣的功能电路，数字电路仍有它应有的地位。这里介绍的可变延时开关电路，是以数字电路完成的，如下图所示。下图中IC1CD40106为COMS6反相器，图中的IC-1A、IC-1B、电阻R1和微动开关等，组成双稳态电路。IC2CD4060是14位二进制串行计数／分频器，它由两部分组成，一是14级分频器，另一部分是振荡器，该振荡器外部的⑨和⑩脚和外接的RC电路配合工作，完成给定的振荡频率的设定。CD4060虽有14级计数级，但只有Q4～Q10、Q12～Q14共10个引出端，但Q1、Q22、Q3和Q11等4个端头均未引出，下图中仅用了Q14端子，也是最末的分频端，其计数的时间最长。CD4060（12）脚是RST端，是一个公共的清零端（RST），只要在RST端上加一正脉冲或高电位，即可使计数器的输出全部为“0”电平，并同时迫使振荡器停振，所以RST端可称为复位端。CD4060（11）脚即P1端是计数输入端，是在（时钟）脉冲下降沿的作用下进行增量计数的，该CD4060是全静态操作的。有了上述IC的基本功能，下图电路的工作原理，就易于理解了。

电路工作过程：人工触动图中的微动开关S1则IC-1A的输入端①脚为高电平，该高电平由IC-1A、IC-1B两次反相后，从IC-1B④脚仍输出高平，该高电平经R1又加在IC-1A的输入端①脚，促使IC-1B④脚保持在高电平（即稳定状态）。IC-1B④脚的高电平分两路输出，一路加在IC2CD4060的电源端VDD使CD4060起动工作，另一路加在MOS管Q1的门极，使Q1管导通，结果电源+6V给A、B端供电。

在微动开关S1触动瞬间，IC-1B的④脚输出的高电平，同时经微分电路C3R2微分，其尖峰（高电平）加在CD4060的清O端（RST）使CD4060计数清零，此时CD4060的计数输出端Q全部为零，以等待重新计数工作。

IC2CD4060一旦在VDD加上高电平，RST加上清零脉冲后，RC振荡器的脉冲信号从C点直接加在CD4060的（11）脚，即Pl计数输入端，此时CD4060即正式投入计数工作。计数经14级分频后，Q14端输出高电平，该高电平加在反相器IC-1C的输入端⑤脚，经反相从⑥脚输出低电平，该低电平迫使IC-1A的输入端①脚的高电平旁路，结果IC-1A①脚又转为低电平，促使双稳改变状态，IC-1B的④端又回到低电平，Q1被截断，电源AB端停止供电，CD4060也停止工作。等待二次开关定时。

开关S1被触动，+6V电源对外AB端供电时间，由R4、C4决定，不同的R4、C4，决定了开关的延时。经实测：

取C4=0.47μF时，当R4=10kΩ时，延时1分27秒；当R4=100kΩ时，延时11分6秒；当R4、1MΩ时，延时为1小时46分。由此可见，只要固定电容C4值不变，把R4用电位器代换，即可制成连续的可变定时器，使用十分方便。

说明：该电路应用时，只需在电路的AB端加上各类应用负载，即可完成需要的定时功能，例如在AB端接上无线供电芯片，即可完成定时发送电源的功能；接上光耦和双向可控硅开关，即可定时控制各类交流电源的工作。