Простая схема реле времени – временная задержка включения или выключения нагрузки на полевом транзисторе

Вашему вниманию предлагаю рассмотреть простую схему временной задержки включения или выключения электрической нагрузки, собранной на полевом транзисторе. Данная схема реле времени полностью работоспособна. Начинает нормально функционировать сразу после своей сборки. Каких-то особых настроек и наладок не требует. Питается данная схема реле времени от постоянного напряжения 12 вольт. Минимальное напряжение питания может быть не менее 5 вольт (это ограничено самим полевым транзистором). Если схему нужно питать от напряжения более 18 вольт, то параллельно затвору и истоку полевого транзистора нужно поставить защитный стабилитрон (12-18 вольт).

Изначально на электромагнитное реле напряжение не подается (во время отсчета времени). Отсчет времени начинается сразу после подачи на схему напряжения питания. Реле включается только после прохождения заданного времени, которое подбирается резистором R1 и конденсатором C1. То есть, допустим мы хотим, чтобы электрическая лампочка 230 вольт включалась не сразу, а спустя допустим 5 секунд. Мы на электромагнитном реле задействуем нормально разомкнутые контакты (те, что изначально разомкнуты). Эти контакты реле мы подключаем в разрыв цепи между питанием 230 вольт и самой лампочкой.

Для питания самой схемы реле времени нам еще понадобиться любой маломощный блок питания на 12 вольт (хотя может подойти даже самая обычная телефонная зарядка на 5 вольт). В итоге общая схема подключения реле времени к нагрузке и сетевому напряжению будет иметь следующий вид.

Новичкам стоит учесть, что максимальный ток электрической нагрузки, которую вы планируете подключать к данному реле времени, ограничен максимально допустимым током самого реле (его контактов). У обычный, маломощных реле максимально допустимый ток для контактов равен где-то до 10 ампер. Естественно, в схему реле времени можно поставить и более мощное реле, но при этом уже также увеличивается и ток потребления самим реле времени. И тут важно учесть, что ток катушки реле не должен превышать максимально допустимый ток канала сток-исток полевого транзистора. Это значит, что при использовании мощных реле в схему реле времени нужно поставить более мощный полевик.

Теперь давайте разберемся с работой этой схемы временной задержки включения или выключения электрической нагрузки. Для начала стоит сказать о специфике работы полевого МОП транзистора с индуцированным каналом. В изначальном состоянии (когда на управляющие выводы не подается напряжение) полевой транзистор такого типа через силовой канал сток-исток ток не пропускает. То есть, транзистор полностью закрыт. Чтобы полевой транзистор открылся нужно чтобы между затвором и истоком появилось постоянное напряжение величиной не менее 4 вольт. Причем в случае N-канальных транзисторов на затвор должен подаваться плюс, а на исток минус.

Как видно из схемы электромагнитное реле включено последовательно с полевым транзистором VT1. Полевик выполняет роль ключа, который включает или выключает реле. На входе полевого транзистора стоит RC цепочка, которая и задает время срабатывания данного реле времени. При подачи напряжения на схему ток через подстроечный резистор R1 постепенно начинает заряжать конденсатор C1. Изначально конденсатор C1 полностью разряженный, и на его выводах напряжение равно нулю. Но постепенно происходит заряд этого конденсатора, напряжение на его выводах постепенно увеличивается. И как только это напряжение достигнет порога открытия полевого транзистора, то полевик открывается и включает электромагнитное реле, следовательно, нагрузка также будет включена.

Вот и получается, что пока конденсатор заряжается от нуля до значения где-то 4 вольта, это и будет соответствовать тому времени задержки включения нагрузки, которое имеется у данного реле времени. Чем больше будет емкость конденсатора C1, тем дольше будет он заряжаться, и тем больше будет задержка до момента включения. Время выдержки также зависит и от резистора R1. Чем больше будет его сопротивление, тем больше будет и задержка. Стоит учесть, что если мы изменим величину питания схемы реле времени, то время выдержки также изменится, и нужно для нового напряжения питания подбирать новое значение временной задержки.

Диод VD1, стоящий параллельно катушки реле, является защитным. Как известно при снятии напряжения с любой катушки на ее концах образуется ЭДС самоиндукции. Длительность этого всплеска невелика, но вот величина может превышать напряжение питания схемы в несколько раз. Причем этот всплеск имеет противоположную полярность. Следовательно при выключении реле есть большая вероятность, что полевой транзистор может пробиться из-за чрезмерного обратного напряжения. Чтобы нейтрализовать этот всплеск ЭДС самоиндукции ставиться параллельно катушке реле защитный диод с обратным подключением.

Когда конденсатор заряжен до напряжения открытия полевого транзистора, то при повторном запуске реле времени электромагнитное реле может сразу включиться без временной задержки. Чтобы такого не происходило в схеме добавлены еще два элемента VD2 и R2. После отключения схемы от питания имеющийся электрический заряд на конденсаторе через диод VD2 полностью разряжается через резистор R2. Это позволяет полностью разряжать конденсатор для нового цикла временной задержки. Так что как видно схема простая и принцип действия ее также прост.

 

Ссылка на эту статью в Дзене — https://dzen.ru/a/YuVdxWE41EdNflQ4

---