继电器迟滞提供切换功能

文章作者:Larry Stabile

在这个设计思想中，我们将研究机电继电器如何显示与固态施密特触发电路惊人相似的迟滞行为，以及它们如何用于许多类似的应用。这个设计理念的灵感来自于Vladimir Oleynik的“Schmitt触发器提供切换功能”，EDN设计理念日期为2011年3月17日[1]。还有Anthony Smith的相关设计思想[3,4,5]。

如图所示的电路图1采用机电方法实现切换功能，用继电器取代Olenyik设计中的施密特触发器IC。

图1一个瞬时接触按钮切换。

像施密特触发器一样，继电器是非线性的，并且显示迟滞。这里使用的继电器是一个商品HK-19F DPDT DIP继电器[2]，工作在12伏。典型的拉入电压为7.3V (10mA)，典型的降出电压为2.7V (3mA)。这是在一批十几个继电器上测量的。这种类型的继电器具有规定的典型的开启时间为5ms。

在通电时，一个约6mA的偏置电流通过R1流过K1线圈。这是不够的拉入，所以继电器保持关闭。K1的极点1的常闭端子向电阻R2的上端提供12V。当按下按钮时，C1在大约60ms内充电为V+。当按钮被释放时，一个电流峰值12V的脉冲被施加到K1线圈上。由于滞后和偏置电流，当电容器放电到偏置电压后，继电器仍保持打开状态。通电时，极点1常开触点闭合，电阻R2上端接地。因此，当再次按下按钮时，电容器完全放电，当释放时，继电器线圈有效地分流到接地，将其关闭。它保持关闭，因为线圈电流现在低于拉入阈值。

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这种电路的一个优点是保持状态不依赖于锁存，从而使继电器的一个极点隔离，对开关负载自由。它提供了推/推离电源功能在一个最小的，独立的包。

这个基本的切换模块可以级联使用来实现二进制计数器。的电路图2实现一个四位计数器。输入信号为12V脉冲形式。使用图1所示的组件值，计数器可以处理高达30Hz的信号。

图2一种由可变频率弛豫振荡器驱动的四位二进制计数器。

请注意，在图2中，逻辑模块化是通过显示继电器线圈的磁场(虚线)作为信号耦合的一部分来说明的。物理上，每个继电器是计数器两个连续位的一部分。

计数器使用继电器振荡器进行测试驱动，如图2所示。从数字逻辑的角度来看，这本质上是一个松弛振荡器实现使用一个单一的缓冲器跟随一个逆变器，与一个rc控制的反馈回路。使用6V继电器和12V电源可以实现相对广泛的频率控制。由于反馈回路，6V继电器不会暴露于过电压。在测试中，频率范围达到了5:1以上，图1所示的分量值大约覆盖1.2Hz到10Hz。

当然，许多种类的继电器是可用的，这些电路有许多变化。节拍器和时钟是潜在的应用。一个有趣的挑战是仅仅使用继电器和无源元件来建立精确的频率源。另一个挑战是如何设计这些电路，使它们能够在管、晶体管和集成电路普遍用作有源或无源开关元件的时代之前建造。

引用:

1. Oleynik弗拉基米尔,施密特触发器提供切换功能， 2011年3月17日，https://www.edn.com/schmitt-trigger-provides-toggle-function
2. https://edn.com/wp-content/uploads/HK19F-12V.pdf
3. 史密斯,安东尼,一种新的和改进的闭锁电源开关， 2019年3月27日，https://www.edn.com/a-new-and-improved-latching-power-switch
4. 史密斯,安东尼,锁存电源开关采用瞬时按钮, 2014年1月,https://www.edn.com/latching-power-switch-uses-momentary-pushbutton．
5. 史密斯,安东尼,锁存电源开关采用瞬时动作按钮， 2004年10月28日，https://www.edn.com/latching-power-switch-uses-momentary-action-pushbutton

这篇文章最初发表于经济日报．