提到通用定時IC,幾乎所有人首先想到的是555。這顆IC可說是用途最廣,出貨量最多,生產廠家最多的一顆神奇的IC了。許許多多的工程師就是從使用555裝制各類電路而一步步入門的。但是,時至今日,人們在使用中發現555逐漸不能滿足電子產品日新月異的發展了。首先最致命的缺點就是定時精度不夠。鑒于555是直接采用RC振蕩周期作為定時時間,產品受零件差異性和環境條件特別是溫度的影響特別大,尤其是定時電容的誤差無法顯著提高,嚴重影響到產品性能,因此時至今日555仍然只能使用在對定時精度無要求的尷尬環境下。
雖然有人利用CD4060等其他邏輯IC在RC定時之后加入分頻電路能提高定時精度,但是其DIP16的封裝形式實在太大,對產品體積和成本構成致命的威脅,就555來說其8腳的封裝也無法有效降低成本和占用的PCB面積。另一方面,鑒于很多讀者來電詢問本刊今年第一期中提到的一顆新穎的定時IC-PT8A2513NE,故在此將該IC拿出來作一個系統的介紹。
首先請看該IC的封裝形式(圖一)和外形(圖二)。

PT8A2513NE是上海百利通公司(WWW.PTI.COM.CN)出品的一顆新型定時IC,該IC采用的是不多見的TO-94封裝,這種封裝不論體積和外形都十分象常用的TO-92,就如同常見的8050和9014等三極管,只是多一條引腳而已,因此這顆IC的成本和售價也十分低廉(比555售價更低)。而功能方面也非常簡單,就是上電以后OUT引腳置高電平輸出(其輸出電流超過10-12mA),同時開始將OSC引腳上的頻率作30720次分頻后用來計時,待計時時間一到,立即觸發OUT引腳的輸出回復低電平。
這顆IC還有一個孿生兄弟PT8A2512NE,兩者的電氣性能、封裝形式、市價完全一樣,區別僅僅在于功能上2513是類似單穩態形式,而2512是類似雙穩態形式,即2513在一次定時完成后不會重新翻轉,而2512會同樣反相定時,然后再次翻轉回來并且不斷循環翻轉,以滿足不同于2513的使用場合和目的。

圖三是這顆IC的功能方框圖,這顆IC也是在OSC引腳上采用RC振蕩器獲取時間基準,但由上述可見,經過對OSC頻率的30720次分頻,大大降低了零件參數差異對定時精度的影響,而且因此而可以采用精度高而性能穩定的小容量電容,不像555一樣動輒采用數十到數百微法的電容,其容量誤差甚至超過100%。實際使用中,在外接±1%的56KW電阻,及0.022uF電容(223/±1%的滌綸電容)時,其振蕩頻率約1024Hz,此時定時時間約30720/1024=30秒,在環境溫度0-40℃,Vcc=3.5 – 4.5V的條件下其批量產品定時誤差<1秒(精度高于3%)。綜上所述加上零件誤差在常溫范圍內其批量產品的定時精度誤差也不會超過5%。而且主要來自于外接零件的誤差,因此對于其中一個特定產品個體,定時時間在小至數秒,大至數小時的范圍內,其定時周期的重復性非常好,當然如果在OSC引腳上使用外部振蕩源提供的高精度振蕩訊號(例如其他配合電路的時鐘源)就更理想了。

百利通公司是致力于小家電和通用電子、通訊行業的著名新興半導體公司,該IC原本設計是為滿足烤面包爐、暖奶器、廉價充電器中的定時加熱,定時充電等定時要求,標稱工作電壓為2.2-5.5V。而且外圍極其簡單:只需在OSC引腳連接一個電容到地,及一個電阻到VCC即可。
下面以PT8A2513 用于一個烤面包爐(多士爐)的電路講解其工作原理。
圖中L1-L4是多士爐的四條發熱絲,分別裝在兩個多士槽的兩壁,S1連接繼電器的一對觸點并可由外部杠桿按壓下去連通,當裝入面包片并按下杠桿后,L1-L4得電發熱,同時電路取L4上的交流電經D1/C1整流濾波后供電給繼電器,電源另一路經R1/C2/Z1后取得約3.9V的穩定直流電壓給U1供電,U1開始計時,繼電器吸合使S1自鎖,定時旋鈕W1用于手動給定定時時間。定時完成后IC放開繼電器,S1失電回彈,L1-L4斷電,烤面包周期完成。上述方案已大批量應用于市售多種型號的多士爐。并且該IC在全國各地都有銷售代理,而且各大電子市場都有銷售,已經是一顆很常見的通用IC。PT8A2512/2513這一對IC使用方便,定時精確,并且廉價、易用,必將逐步取代目前大部分的定時器IC應用。
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