RC延时电路详解：三种电路类型及工作原理
RC延时电路详解：三种电路类型及工作原理
RC延时电路是一种常见的电子电路，广泛应用于各种需要延时控制的场景。本文将详细介绍三种不同类型的RC延时电路及其工作原理，并通过具体的电路图和计算公式帮助读者深入理解这种电路的设计和应用。
最简单的RC延时电路（图一）
图一是最简单的RC延时电路，目的是延时点亮LED。R1给C1充电，等电容电压到达三极管基极导通电压大概0.7V时，三极管开通，LED点亮，二极管D1是让C1可以快速放电的作用。这个电路里，V1=5V，V0=0V，Vt=0.7V。延时大概1.5S。电路虽然结构简单，但是要实现较大的延时就要选用大容量的电容，而且充电电阻R1不能太大，否则三极管不能处于开关状态。
带稳压二极管的RC延时电路（图二）
图二，主要是多加了一个2.7V的稳压二极管D2，这时候情况就有所改观。可以看到，令三极管开通的电容电压提高了2.7V，也就是说Vt=0.7+2.7=3.4V。代入公式算得延时t=5.7S。图二中R3电阻是为了把稳压二极管的反向漏电流导走，防止充电过程中三极管微导通。
带电压比较器的RC延时电路（图三）
图三，为了提高延时精度，使用了电压比较器。电容电压作为反相端输入，R3和R2对电源的分压作为同相端输入。初始状态时，V+ > V-，比较器输出高电平，LED不亮；当电容电压升高到Vt时，V- > V+，比较器输出低电平，LED被点亮。R5是正反馈电阻，可以有效消除输出抖动。要算出延时时间就要先算出Vt，初始状态下，比较器输出高电平，R5相当于与R3并联，于是算出。这里分压电阻R3和R2采用了特殊的比值，使得取ln刚好为1，这样延时时间仅仅由R1和C1来决定，给计算带来了简便，同时与电源电压V1也没有任何关系。这个电路可以用在延时精度较高的场合。
简易RC延时电路
RC延时原理：如图，3.3V电源通过R1之后会给C1充电，A点的电压会从0开始升高，对于后续电路来讲，A点升高到后续电路所需有效电压的时间t就可以认为是延时的时间。
计算RC延时电路的时间常数在电路设计时，不需要太精确时，RC延时电路所产生的时间延时，直接使用RC来计算即可，例如图中R1=10K，C1=0.1uf。R*C=1ms。注意RC中R化为欧姆（Ω），C化为法拉（F）。之后乘积为秒（s）
如上图所示，如通过实验的方法绘出电容的充放电曲线，在起点处做一条充放电切线，则切线与横轴的交点就是时间常数RC。
计算RC延时电路延时时间RC延时的过程就是电容C充电的过程，这就用到了电容充放电公式：
Vt=V0+（V1-V0）* [1-exp(-t/RC)]
V0 为电容上的初始电压值，V1 为电容最终可充到或放到的电压值，Vt为t时刻电容上的电压值。
例如电压为E的电容通过阻值为R的电阻向初值为0的电容C充电，则此时V0=0，V1=E，经过t时刻电容上的电压为：Vt=E*[1-exp(-t/RC)]。
如果是放电过程，初始电压为E的电容通过阻值为R的电阻放电，对照公式V0=E，V1=0，故放到t时刻电容上的电压为：Vt=E*exp(-t/RC)。
对于上图来讲，V0=0，V1=3.3V，RC=1ms。所以Vt=3.3*[1-exp(-t/1ms)]。如果对于后续电路，需要A点升到1.5V。则可计算出t这个延时时间。又或者我们想要延时3ms的时间，确定延时时 间后，我们通过配置电源，电阻和电容这三个可变 量中的任意两个，就可以计算RC电路中另外一个的 参数。