簡易RC延時電路設計及原理分享

圖一是最簡單的RC延時電路，目的是延時點亮LED。R1給C1充電，等電容電壓到達三極管基極導通電壓大概0.7V時，三極管開通，LED點亮，二極管D1是讓C1可以快速放電的作用。

延時時間 ，其中V1為電源電壓，V0為電容初始時刻電壓，Vt為t時刻電容電壓。在這個電路里，V1=5V，V0=0V，Vt=0.7V。延時大概1.5S。 電路雖然結構簡單，但是要實現(xiàn)較大的延時就要選用大容量的電容，而且充電電阻R1不能太大，否則三極管不能處于開關狀態(tài)。

圖一

圖二 再看圖二，主要是多加了一個2.7V的穩(wěn)壓二極管D2，這時候情況就有所改觀?？梢钥吹?，令三極管開通的電容電壓提高了2.7V，也就是說Vt=0.7+2.7=3.4V。代入公式算得延時t=5.7S。 圖二中R3電阻是為了把穩(wěn)壓二極管的反向漏電流導走，防止充電過程中三極管微導通。

圖三 最后看圖三，為了提高延時精度，使用了電壓比較器。電容電壓作為反相端輸入，R3和R2對電源的分壓作為同相端輸入。初始狀態(tài)時，V+ > V- ，比較器輸出高電平，LED不亮；當電容電壓升高到Vt時，V- > V+ ，比較器輸出低電平，LED被點亮。 R5是正反饋電阻，可以有效消除輸出抖動。要算出延時時間就要先算出Vt，初始狀態(tài)下，比較器輸出高電平，R5相當于與R3并聯(lián)，于是算出。

這里分壓電阻R3和R2采用了特殊的比值，使得取ln剛好為1，這樣延時時間僅僅由R1和C1來決定，給計算帶來了簡便，同時與電源電壓V1也沒有任何關系。這個電路可以用在延時精度較高的場合。RC延時電路計算詳解

簡易RC延時電路

RC延時原理：

如圖，3.3V電源通過R1之后會給C1充電，A點的電壓會從0開始升高，對于后續(xù)電路來講，A點升高到后續(xù)電路所需有效電壓的時間t就可以認為是延時的時間。

計算RC延時電路的時間常數(shù)

在電路設計時，不需要太精確時，RC延時電路所產生的時間延時，直接使用RC來計算即可，例如圖中R1=10K，C1=0.1uf。R*C=1ms。注意RC中R化為歐姆（Ω），C化為法拉（F）。之后乘積為秒（s）

如上圖所示，如通過實驗的方法繪出電容的充放電曲線，在起點處做一條充放電切線，則切線與橫軸的交點就是時間常數(shù)RC。

計算RC延時電路延時時間

RC延時的過程就是電容C充電的過程，這就用到電容充放電公式：

Vt=V0+（V1-V0）* [1-exp(-t/RC)]

V0 為電容上的初始電壓值，V1 為電容最終可充到或放到的電壓值，Vt為t時刻電容上的電壓值。

例如電壓為E的電容通過阻值為R的電阻向初值為0的電容C充電，則此時V0=0，V1=E，經(jīng)過t時刻電容上的電壓為：Vt=E*[1-exp(-t/RC)]。

如果是放電過程，初始電壓為E的電容通過阻值為R的電阻放電，對照公式V0=E，V1=0，故放到t時刻電容上的電壓為：Vt=E*exp(-t/RC)。

對于上圖來講，V0=0，V1=3.3V，RC=1ms。所以Vt=3.3*[1-exp(-t/1ms)]。如果對于后續(xù)電路，需要A點升到1.5V。則可計算出t這個延時時間。

又或者我們想要延時3ms的時間，確定延時時間后，我們通過配置電源，電阻和電容這三個可變量中的任意兩個，就可以計算RC電路中另外一個的參數(shù)。

優(yōu)缺點

RC延時電路簡易實用，成本低。但是只適合不精確場景下的短暫延時。根據(jù)原理來講，受限于電容的存儲容量，無法實現(xiàn)長時間延時。實際使用中若需要延時時間較長，且需要具有一定準確的場合，可以選用時間繼電器。

自動控制中，常用RC和繼電器，開關組合成緩放緩吸或者緩慢釋放，快速吸合等不同功能的電路?？傊?，根據(jù)實際使用場景和功能，又或是實際設計時的需求，選用合適的延時電路即可。

審核編輯：黃飛