采用CD4541BE制作的延时断电开关电路,CD4541 Delay switch

关键字：CD4541,延时开关电路图

作者：董文杰

定时器电路并不少见，但能保证在任意时间用电器结束时用电，再按预定的时间延时切断电源的定时器几乎没有。随着各类电器设备的应用日趋广泛，此类定时器的需求也越来越多。比如：投影机在关机时需要延时切断电源；计算机在关机时需要等待机器结束关机程序后延时切断电源：家用电磁炉切断电源前也要等待机器冷却后才能切断电本延时切断电源开关就就满足了上述要求，它能在用电结束时，直接按一下电源开关，总电源会在您预定的时间结束时自动断开，不需人工控制。
　　CD4541BE的功能结构
　　本延时断电开关的核心元件CD4541BE是一种CMOS可编程振荡分频器，定时时间可调。引脚排列及功能如右图所示（略）。通过改变12与13脚所接编程控制电平组合，可以分档调整内置振荡、计数器的后续延时级数，选择需要的输出定时范围。改变5、6、9、10脚的电平可以对它进行功能控制。这里0代表接低电平、1代表接高电平。由它构成的时间继电器电路外围元件少，定时精度高，定时范围宽，使用灵活可靠。

　　电路原理
　　电路原理如下图所示。该电路利用1脚输出高、低电平的变化和电子开关T2、T3，使时钟开/关电路有各自的定时电阻。Rp为100KΩ的线性电位器。
　　这里将它的12、13脚接到高电平，以选择长定时方式，这样1、2脚外接的定时电阻、电容可选得小些。
　　220V交流电经延时断电开关电路电容经C1降压、二极管D1~D4整流、电容C2滤波，获得约15V的直流电压，一路供继电工作，另一路由R2、DW组成的稳压，作为IC电路的工作电源。
　　CD4541BE与周围元件构成了延时定时器，这里T1、T2作为电子开关，通过它们的轮流导通来切换接入IC1、2脚的RC定时元件，本电路不需要延时开机，只需延时关机，所以延时开机的定时电阻为零(设置为开关的常开触点，通电后闭合)。也就是白开关S合上时开始电路输出始终处于闭合状态，输出220V市电。
　　因5、6脚都接低电平，电路通电后，首先会自动执行复位操作，由于9脚也接低电平，复位后8脚输出低电平，驱动三极管T3截止，继电器不工作，常开J-K断开，输出插座上的市电被切断，但由于延时开机的定时电阻为零，所以电路立即转入开机状态。电源开关S闭合时，继电器常开触点和开关并接一起，同时向外输出220V市电。断开电源开关S时，电路保持在定时状态，此时8脚输出高电平，T3导通，继电器得电工作，常开触点J-K闭合，开关输出插座对外输出市电。
　　这时T2导道而T1截止，时钟电路的定时电阻由T2的ce结电阻、Rp与R6串联组成，由于12、13脚都接到了高电平，此时输出的延时级数最大，定时调节范围也最宽，按图中所给元件，通过改变Rp的阻值，关机时间可在5~12分钟内调整。
　　图中R1为掉电后C1的电流泄放电阻，R4与发光二极管构成电源工作指示电路，D5为反压保护二极管。

 
　　电路调试
　　根据要求改变定时器调整范围，因为采用了脉冲分频方式延时，定时时间t=2.3×Rtc×Ctc×延时级数×1/2，计算时忽略掉三极管饱和导通时的ce结电阻，由图元件参数可计算出，最短关机时间tmin=2.3×3.9×10的3次方×1×10的负6次方×2的16次方×1/2=293.92896秒，约为4.9分钟，最长关机时间。tmax=23×(3.9+100)×1O的3次方×1×10的负6次方×2的16次方×1/2=7380.56896秒，约为130.5分钟。如想改变定时调整范围，一是更换R6、Rp或C3取值，二是参照表1改变12、13脚所接电平，比如12脚接线不变，13脚接地，那么延时级数就缩小为原来的1/256，定时范围相应也就变成了1.14816---30.58816秒。
　　如果选择自动复功能，5、6脚都接低电平时，自动复位功能生效，若5脚接高电平，就可启用手动复位功能，在6脚上接入脉冲控制信号，每当控制脉冲呈现高电平时，就会执行复位操作，实现某种特定功能。
　　控制复位后输出信号电平高低，9脚接低电平，复位后8脚将输出低电平，计时结束后定时输出高电平，若9脚改接到高电平，则复位后输出高电平，定时输出就成了低电平，能满足其它的不同场合需要。

　　本电路结构简单，工作稳定，适用电压范围宽，体积小、重量轻，寿命长，安装使用十分简便。并且保证了在状态转换过程中供电的连续性，在关机过程中没有瞬间断电的现象。而且断电后彻底切断了总电源。