3.1 輸入電路的設(shè)計(jì)
輸入電路的原理圖如圖4 所示。R1 為下拉電阻， 將限時(shí)保護(hù)繼電器輸入端的高阻態(tài)轉(zhuǎn)化為低阻態(tài)， 實(shí)現(xiàn)ECU 對(duì)負(fù)載端的低阻態(tài)要求； V6 為反向保護(hù)二極管， 當(dāng)輸入端出現(xiàn)反向電壓時(shí)， 通過(guò)二極管的單向?qū)щ娦裕?V6 將反向電壓隔斷， 避免反向電壓對(duì)后端電路造成影響； V1 為5V 穩(wěn)壓管， 輸入電壓通過(guò)穩(wěn)壓管降壓后， 加在限流電阻R2 上，給后級(jí)電路提供恒流供電， 驅(qū)動(dòng)限時(shí)保護(hù)繼電器工作。
其電流IR2的計(jì)算如下（按額定電壓計(jì)算）：
下拉電阻R1 的電流值IR1的計(jì)算如下：
輸入電流I輸入的電流值為：
3.2 延時(shí)濾波電路的設(shè)計(jì)
限時(shí)保護(hù)繼電器使用在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上， 其使用條件比較惡劣， 發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的干擾電壓， 干擾電壓加到限時(shí)保護(hù)繼電器的輸入端可能會(huì)造成限時(shí)保護(hù)繼電器的誤動(dòng)作。因此， 在限時(shí)保護(hù)繼電器的輸入電路之后， 設(shè)計(jì)一個(gè)延時(shí)濾波電路，延時(shí)濾波電路的原理圖如圖5 所示。當(dāng)干擾電壓小于一定值時(shí)（200ms， 干擾電壓的持續(xù)時(shí)間較短，在1μs 左右）， 限時(shí)保護(hù)繼電器不工作， 只有輸入端持續(xù)供電超過(guò)200ms， 才認(rèn)為是輸入端正常供電， 限時(shí)保護(hù)繼電器正常工作。
延時(shí)濾波電路的具體工作原理是： 當(dāng)輸入端添加一個(gè)上升沿電壓信號(hào)時(shí)， 電流經(jīng)過(guò)R6、R7 給電容C 充電。當(dāng)電容C 充電到一定的門限值V 限時(shí)，反向器的“10” 引腳輸出高電平， 限時(shí)保護(hù)繼電器開(kāi)始工作。充電時(shí)間（即延時(shí)時(shí)間） 由下式計(jì)算：
當(dāng)反相器的“13” 引腳電壓充電到3.8V 時(shí)，反相器開(kāi)始工作， 其中V5 為5V 穩(wěn)壓管。
因此， V （t） 為3.8V， E 為5V， 代入上式：
3.3 限時(shí)保護(hù)電路的設(shè)計(jì)
為了避免起動(dòng)機(jī)單次過(guò)長(zhǎng)時(shí)間起動(dòng)， 起動(dòng)機(jī)因過(guò)熱損壞絕緣層而燒毀定轉(zhuǎn)子， 進(jìn)而損壞起動(dòng)機(jī)，在限時(shí)保護(hù)繼電器的輸入端設(shè)計(jì)出限時(shí)保護(hù)電路（如圖6 所示）。輸入端加電， 由于電容器C1 兩端的電壓不能夠突變， 因此， 反相器的“1” 引腳為高電平， 通過(guò)兩級(jí)反向門， 反相器的“4” 腳為高電平， 三極管V7 接通， 限時(shí)保護(hù)繼電器開(kāi)始工作。此時(shí)， 通過(guò)C1、R5 回路給電容C1 充電， 當(dāng)反相器“1” 腳電壓低于3.8V 時(shí)（即電容C1 兩端的電壓為1.2V）， 反相器的“4” 腳輸出低電平信號(hào)， 此時(shí)三極管V7 關(guān)斷， 限時(shí)保護(hù)器停止工作。
其中， 充電時(shí)間的計(jì)算公式如下：
