脉冲转换开关电路

出处:网络 发布于:2023-01-13 14:17:34 | 132 次阅读

    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。
   

    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


    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。


    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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