타이밍 지연 회로 설명: 작동 원리와 주요 응용 분야

공항의 깜빡이는 조명을 제어하는 것이 무엇인지 궁금했던 적이 있다면, 바로 이곳이 정답입니다! 답은 시간 지연 회로이며, 많은 기능과 응용 분야를 가지고 있습니다. 본질적으로 타이밍 지연 회로는 전기가 부드럽게 흐르지만 지연된 순서로 흐르도록 합니다. 특정 환경을 이롭게 하면서 자동 제어를 구성합니다.

WellPCB에서는 이 주제에 대한 심층 기사를 제공합니다. 이 기사를 읽고 나면 시간 지연 회로의 정의, 작동 원리, 다양한 응용 분야를 정의할 수 있습니다. 게다가 직접 만드는 방법도 배울 수 있습니다! 시작해 봅시다!

1. 시간 지연 회로란 무엇인가

이 전자 회로는 입력 신호를 몇 초 또는 몇 분 동안 지연시킵니다. 스위치 회로가 전원을 받으면 기능이 발생합니다. 시간이 지나면 켜집니다. 지연은 전자 회로가 적절한 성능을 달성하도록 보장합니다. 그렇지 않으면 오작동하거나 손상될 수 있습니다.

시간 지연은 다양한 전기 부품으로의 전력 분배도 제어할 수 있습니다. 이 때문에 일부 회로는 여러 시간 지연 작업을 수행할 수 있습니다. 이런 상황에서는 제어 기능이 있는 전자기 출력 릴레이를 통합하는 것이 포함됩니다.

2. 시간 지연 회로는 어떻게 작동하는가

(커패시터가 에너지를 저장함)

회로의 시간 지연 효과는 전기 전하를 저장하는 저항과 커패시터를 통해 발생합니다. 이들은 함께 작동하여 커패시터의 충전 시간을 나타냅니다. 결과적으로 지연이 발생합니다. 집적 555 타이머와 수동 부품도 공정 제어에 도움을 줍니다.

(시간 지연 효과를 위한 저항과 커패시터)

전원을 켤 때 트리거 핀이 하이 상태로 설정되어 회로가 자동으로 실행되지 않도록 합니다. 충전되지 않은 커패시터만이 이 이벤트를 유발합니다. 핀은 커패시터가 완전 충전될 때까지 이 상태를 유지합니다. 그러나 출력은 핀이 로우 상태에 도달할 때만 실행되기 시작합니다. 커패시터가 거의 완전 충전에 가까워지면 핀 2의 전압이 낮아집니다. 그런 다음 전압 공급이 1/3 미만으로 접근하면 핀이 로우 상태에 진입합니다. 마지막으로 출력이 하이 상태가 되어 LED가 활성화됩니다. 보통 이 절차를 따르는 회로는 7초 만에 전원이 켜집니다.

(일부 회로는 향상된 제어를 위해 555 타이머를 사용)

더 높은 정격의 저항과 커패시터를 사용하면 로드하는 데 더 오래 걸립니다. 반대로 더 낮은 정격의 커패시턴스와 저항은 지연 시간을 단축시킵니다.

3. 시간 지연 회로 만들기

(타이머 스위치 회로 만들기)

필요한 부품

시간 지연 회로를 만들기 위해 다음 부품이 필요합니다:

• 12V 릴레이 – 1개
• 트랜지스터 TIP122 – 1개
• LED – 2개
• 3.3V 1N4728A 제너 다이오드 – 1개
• 100k 옴 가변 저항 – 1개
• 1k 옴 저항 – 3개
• 330 옴 저항 – 1개
• 1000µF / 25V 커패시터 – 1개
• 100µF / 25V 커패시터 – 1개
• 1N4007 다이오드 – 1개

회로 설계

먼저 1k 옴 저항, 100k 옴 가변 저항, 1k 옴 저항을 전원과 그라운드 사이에 직렬로 연결합니다. 가변 저항의 와이퍼 단자를 1000µF 커패시터의 양극과 제너 다이오드의 음극에 모두 연결합니다.

다음, 제너 다이오드의 양극을 100µF 커패시터의 양극에 연결합니다. 이 양극을 TIP122 트랜지스터의 베이스에도 연결해야 합니다.

100µF와 1000µF 커패시터 및 트랜지스터의 이미터 단자를 그라운드에 연결합니다. 그런 다음 릴레이 코일의 한 끝을 트랜지스터의 컬렉터 단자에 연결하고 반대쪽 끝을 전원에 연결합니다. 코일 양끝 사이에 다이오드를 추가합니다. LED 하나와 전류 제한 저항을 트랜지스터의 컬렉터에 연결합니다. 다른 LED를 릴레이의 상시 개방 접점에 배치합니다. 마지막으로 공통 접점을 전원에 연결합니다.

적절한 사용을 위해 회로의 12V 릴레이는 최소 11V 공급 전압이 필요합니다.

작동 원리

이 가변 지연 회로의 기능은 저항/커패시터 네트워크에 의존합니다. 또한 3.3V 제너 다이오드를 활용합니다. 에너지가 회로로 흐르면 100k 옴 가변 저항이 100µF 커패시터를 충전합니다. 커패시터가 3.3V로 충전되면 제너 다이오드가 도체 역할을 합니다.

제너 다이오드는 베이스에 직접 연결되어 있어 트랜지스터에 전원을 공급합니다. 결과적으로 이는 릴레이 코일에도 전기를 공급합니다. 트랜지스터의 컬렉터에 연결되어 있기 때문입니다.

릴레이 클릭을 방지하기 위해 트랜지스터 베이스에 연결된 100µF 커패시터가 안정적인 베이스 바이어스를 유지합니다. 다음, 1000µF 커패시터와 가변 저항이 모두 시간 지연을 제어합니다. 지금까지 회로는 짧은 지연을 수행합니다. 더 긴 지연이 필요한 경우 12V 릴레이는 불안정성을 제공합니다. 이로 인해 전기자 진동이 발생합니다. 잘 만들어진 회로는 코일이 여자되거나 비여자되거나 둘 다일 때 전기자 동작을 지연시킵니다.

더 긴 지연을 위해 더 균형 있게 만들려면 코일과 직렬로 100k 옴 저항이 연결된 6V 릴레이를 권장합니다. 이로 인해 전기자 동작이 안정화됩니다. 또한 20k 옴 가변 저항은 8초 지연을 제공합니다.

4. 시간 지연 회로 응용 분야

시간 지연 회로는 지연 기능으로 수많은 이점을 제공합니다. 아래에 시간 지연 회로의 응용 분야 예시를 정리했습니다.

점멸 조명 제어 (켜짐 시간, 꺼짐 시간)

(공항의 점멸 조명)

두 개의 시간 지연 회로에 의존하여 작동합니다. 함께 작동하여 접점의 지속적인 주파수 온/오프 펄싱을 통해 조명 기구에 간헐적 전력을 분배합니다.

엔진 자동 시동 제어

(비상 발전기)

주 전원에서 전력을 공급할 수 없는 경우 시간 지연 회로가 엔진을 제대로 작동하도록 돕습니다. 보통 비상 발전기용 자동 시동 제어를 포함합니다. 그러나 즉시 발생하지 않습니다. 연료 펌프와 예비 윤활유 펌프가 시동되고 안정화된 후 시동 모터에 전원을 공급해야 합니다.

용광로 안전 퍼지 제어

(연소 용광로는 시간 지연 회로를 이용해 챔버를 정화)

연소 용광로를 안전하게 점화하려면 공기 팬이 일정 시간 작동해야 합니다. 작동 시 유해 증기로부터 챔버를 청소합니다. 구현된 시간 지연 회로로 용광로는 이 필수 시간 제어를 수행합니다.

모터 소프트 스타트 지연 제어

(전기 모터는 지연된 순서로 풀 파워를 제공하는 집적 회로로 구성)

정지 상태에서는 보통 전기 모터에 즉시 풀 파워가 공급됩니다. 더 낮은 전압을 적용하면 전류가 감소한 개선된 시동 시퀀스가 가능합니다. 시간 지연 릴레이를 통해 시간 지연 후 풀 파워가 공급됩니다.

컨베이어 벨트 시퀀스 지연

(여러 컨베이어 벨트에는 시간 지연 회로가 필요)

컨베이어 벨트의 소프트 스타트 모터 제어는 최대 속도로 작동하기 위해 시간 지연이 필요합니다. 자원을 전달하는 여러 컨베이어 벨트가 역순으로 작동을 시작해야 하기 때문입니다. 결국 한 컨베이어에서 다음 컨베이어로의 느린 전환을 방지합니다. 결과적으로 시간 지연 회로가 장착된 각 컨베이어 벨트는 다음 것이 시작되기 전에 풀 스피드에 도달할 수 있습니다.

결론:

전반적으로 시간 지연 회로는 많은 이점을 제공합니다. 회로의 전원 투입을 지연시킬 뿐만 아니라 특정 응용 분야에 대한 안전 조치도 제공합니다. 예를 들어 전압 스파이크를 가장 효율적인 방식으로 방지합니다. 때로는 몇 분이 걸리기도 하지만, 보통 산업 현장에서 발생합니다. 배운 바와 같이 시간 지연 회로는 RC 네트워크를 사용하여 전력을 저장하고 분배하여 지연 효과에 기여합니다. 따라서 몇 초에서 몇 분 사이에 어디서든 발생할 수 있습니다.

시간 지연 회로에 대해 궁금한 점이 있으면 언제든 연락 주세요!