脉冲转换开关电路

接线图 2023年01月19日 16:47 281 admin

    那么到底什么是“脉冲转换开关”？简单 - 每次受到脉冲时都会改变状态的开关。您可能认为这只是双稳态的一个奇特名称——好吧，我承认。然而，在焊接行业中，我们过去常常使用“脉冲转换继电器”来控制直流电机的方向，该直流电机用于在机械限位器之间摆动焊头。有一个滚轮杠杆操作的微动开关和两个可调位置块。每次微动开关击中一个块，继电器就会切换。你能得到多粗？
    问题是——这些继电器在经过数千次操作后停止运行，开始变得不可靠，所以开关碰到了一个可逆块——但没有。碰撞。我被要求设计一个电子替代品。
    多么轻松的工作我听到你喃喃自语。但是这些焊接机在头部使用高频高压来开始焊接。取一个 110 伏交流电，将其应用于火花隙、电容器和高比率升压变压器。将由此产生的高频脉冲交流电馈送到焊头和希望。在黑暗中，您可以看到电晕放电在整个机器上蔓延，如果您将手指靠近任何金属制品，您可以从射频场中引出火花。在这些条件下，可靠的操作可能需要一些不寻常的电路。

脉冲转换开关电路第1张

上面的电路显示了使用几个 CMOS 门进行开关的简单方法。简单可靠。但在这个应用程序中完全不切实际。CMOS 就出来了。
集成电路2

脉冲转换开关电路第2张

    所以我实现了它的分立晶体管版本。啄框内的部分是开关本身。请注意输入和输出之间的相同电阻器和电容器（R5 和 C3），以及两条输入线，每次它们短路时，都会改变开关的状态，该电路不是 IC 版本的精确模拟。
    该电路使用电容器滴管从机器的 110 伏交流电源工作（请记住，它是现有继电器的简单接线替代品）。如果您使用的是电容器滴管，则它必须是 X 级组件。这意味着它们可以安全地在交流电源上运行并且不会发生短路 - 这可能是危险的。另外 - 除非您知道自己在做什么并且可以安全地这样做，否则切勿直接连接电源。
    R1 可以用继电器代替。但是，如果使用继电器，请确保您的电源能够提供足够的电流：使用电容器作为电源降压器对于低电流是可以的，但对于大电流，您需要一个大电容器。变压器更安全。
    另请注意，来自电容器的交流电直接馈送到齐纳二极管。这在一个方向上进行，并在另一个方向上进入正常的 24c 齐纳操作。所以有一个 25v 方波通过一个二极管馈送到储能电容器 (C2)。获得稳压电源的一种简单方法 - 它存在一点纹波。开关的实际工作电压并不重要：12v 到 36v 对大多数普通晶体管来说都可以。
    R7 和 R8 建立一个大约 10v 的参考电压（24v 电源的 2/5）。R4 和 R3 将 12v 馈送到 Tr3 的基极，但 R2 也存在并分流其中一个或另一个，因此基极上的实际电压将为 24v 轨的 1/3 或 3/3 - 8v 或 16v。这两个电压是稳定状态，因此电路在两个晶体管都关闭或都打开的情况下是稳定的。C3 通过 R5 充电/放电，当它充满电时，立即将其短路到 R7/R8 的连接点，在此处施加一个脉冲，从而改变电路状态，但 R5 的值太高而无法产生任何影响，因此电路在 C5 再次改变电荷之前不能重新改变。
    由于开关必须是双向的，因此使用二极管桥和跨接晶体管。两个输入晶体管是去耦的，因此它们对干扰非常不敏感。整个电路工作正常，不介意起弧干扰。事实证明，它比旧的脉冲继电器可靠得多（而且便宜得多）。
    现在大多数电子工程师回收好的电路。这个开关部分是我以前在触摸操作开关中使用的一个，用于打开和关闭我们的中央供暖系统，我知道电路运行良好。我所要做的就是更换接线员。下面的电路显示了触摸操作版本。

脉冲转换开关电路第3张

    集成电路3
    两者之间的关系相当明显，但它们使用的操作风格略有不同。触摸输入会产生嗡嗡声和泄漏，这会导致 Tr7 导通，从而打开 Tr6。存在正反馈以抵消任何嗡嗡声并使电路对微尘敏感。
    现在 Tr4 和 Tr6 被安排为电流源/镜像对（更多关于电流源和镜像），Tr5 和 Tr3 也是如此。但 Tr3 或 Tr4 的实际输出电流将取决于通过两个 270K 电阻反馈的开关状态。根据这种状态，Tr3/Tr4 中的一个或另一个将具有反向偏置的发射极-基极，因此另一个将导通，从而改变开关的状态。
    我希望您发现该电路不同寻常、有用且发人深省。与往常一样，向作者提出任何意见/疑问/建议/更正。

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