Почему этот конденсатор не разряжается?

введите описание изображения здесь

Я пытаюсь реализовать механизм задержки из пассивных компонентов. Цифровой вход в этом случае представляет собой входной контакт PIC. Операция заключается в следующем. Конденсатор предварительно заряжается до 5 В, а затем включается питание остальной системы. Когда заряженный конденсатор подключен к затвору SCR, SCR запускает проводимость, что, в свою очередь, позволяет транзистору проводить и погружать цифровой вход на землю. Со временем конденсатор разряжается через R до точки, в которой тиристор выключается, и это впоследствии закрывает транзистор, и UC обнаруживает это, чтобы выполнить какое-то действие.

Когда R = 100 кОм, требуется около 6 минут, чтобы разрядился конденсатор и запустились все остальные компоненты микроконтроллера. При R=120кОм шапка вообще не разряжается. Или, по крайней мере, он не разряжается в видимом количестве за 30 минут, если смотреть в прицел.

Что здесь происходит? Почему при достаточно малом изменении сопротивления крышка вдруг перестала разряжаться?

Ответы (1)

Вы получаете ток через ворота SCR. Вся схема кажется немного глупой. Это должно работать:

Отрегулируйте C1 и R2 для желаемой задержки.

Добавлен:

Это было добавлено в ответ на запрос о разъяснении в комментарии.

SW1 предназначен только для того, чтобы показать некоторые способы зарядки конденсатора до напряжения Vdd. Суть схемы в том, что происходит, когда SW1 размыкается. Допустим, Vdd равно 5 В. Когда SW1 размыкается, C1 заряжается до 5 В. Это пропускает ток через базу Q1 через R2. Допустим, падение BE составляет около 500 мВ. Это ниже обычных 600-700 мВ из-за очень низкого тока. Это оставляет 4,5 В на R2 при T = 0, что дает 4,5 мкА через базу Q1. Допустим, Q1 может иметь коэффициент усиления 50. Это означает, что он может поддерживать ток коллектора до 4,5 мкА * 50 = 225 мкА. Это будет 10,6 В на R1, что более чем доступно, поэтому Q1 насыщается, и на вход PIC подается низкий уровень.

Поскольку предполагается, что BE-переход имеет фиксированное напряжение, мы имеем простой RC-распад между C1 и R2. C1 изначально заряжен до 5 В и снизится до 500 мВ в соответствии с нашим предположением о том, что BE выглядит как источник фиксированного напряжения. Это не точно, но достаточно хорошо, чтобы получить приблизительное представление о том, что произойдет. Как мы вскоре увидим, существуют и другие гораздо большие неопределенности. Таким образом, напряжение C1 будет экспоненциально падать от 5 В до 500 мВ. Базовый ток также снизится с 4,5 мкА до 0. Постоянная времени R*C, равная 1000 секундам. Обратите внимание, что даже мкА или два утечки на C1 значительно изменят это значение. Если вы можете найти характеристику утечки, она будет максимальной, поэтому утечка может быть где угодно от этого значения до 0. Таким образом, утечка конденсатора представляет собой значительную неопределенность времени затухания. Продолжим с 4.

Допустим, этот вход PIC требует, чтобы напряжение было ниже 0,2 В для гарантированного низкого логического уровня. В данном примере это 1 В. Допустим также, что вывод PIC рассчитан на максимальную утечку 1 мкА. Когда вывод PIC находится на уровне 1 В, на R1 есть 4 В, что означает, что он будет источником 85 мкА. Теперь мы можем видеть, что утечка на контакте PIC незначительна при выбранном значении R1. Мы все равно добавим его, чтобы обнаружить, что Q1 должен потреблять 85 мкА, чтобы поддерживать вывод PIC в гарантированном низком логическом состоянии. Ранее мы говорили, что предположим, что Q1 может иметь коэффициент усиления 50, а это означает, что ему требуется 1,7 мкА базового тока, чтобы гарантировать низкий логический уровень на выходе. Это 0,383 от начального значения, что составляет 0,96 постоянной времени или 960 секунд. Поэтому, учитывая все предположения, вход PIC будет удерживаться на низком уровне в течение не менее 960 секунд (16 минут) после размыкания SW1.

В действительности конденсатор емкостью 1 мФ будет электролитическим, поэтому будет иметь значительную утечку по сравнению с начальным током разряда 4,5 мкА. Это сократит время. С аналоговой электроникой такие длительные времена сложны, потому что вам нужна комбинация высокой емкости и низкой утечки, которые противоречат друг другу в реальном мире.

Это был минимальный расчет времени. Даже если бы C1 был идеальным конденсатором, очень значительный источник ошибки возникает из-за неопределенности коэффициента усиления Q1. Мы использовали минимум 50 в качестве примера. Это может быть разумным минимумом для большей части рабочего диапазона 2N4401, но эти вещи редко указываются при таких малых токах. Минимум мог бы быть ниже, но максимальный коэффициент усиления транзистора часто может быть во много раз больше его минимума. Именно непредсказуемый коэффициент усиления Q1 делает задержку этой схемы непредсказуемой в широком диапазоне.

Может быть, вы можете предложить небольшое объяснение, за схемой глупо? Я получаю ток через ворота scr и...?
Исходная схема глупа, потому что в ней используется на один резистор и SRC больше, чем в этой схеме. Кроме того, цифровой вход управляется открытым коллектором в стиле TTL, который, вероятно, не подходит для вашего устройства, которое, вероятно, имеет вход CMOS, который реагирует на уровни напряжения и не потребляет или потребляет большой ток. Вход в вашей схеме должен быть источником тока, когда транзистор включен. Непонятно, что такое напряжение: оно зависит от величины тока, протекающего через коллекторный резистор, и от любого дополнительного падения напряжения на самом входе.