《電子技術(shù)應(yīng)用》
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鎖存繼電器的CMOS電路研究
摘要:  瞬動開關(guān)提供驅(qū)動電路的步進(jìn)電壓信號。電路使用一個簡單的下拉開關(guān)動作(按下/釋放),如由RS、CS和S2構(gòu)成,或一個觸發(fā)器的鎖存動作(按下/按起),如由IC1A、IC1B、R1、R2、C1和S1構(gòu)成。對簡單的下拉情況,我們還可以增加一個去抖動電路。在電路連接到其它輸入源以前,可以用按鍵開關(guān)對其作測試。
關(guān)鍵詞: 電路 CMOS 繼電器
Abstract:
Key words :

圖1中電路會根據(jù)一個脈沖,切換一個DPDT(雙刀雙擲)鎖存繼電器的狀態(tài)。它包括一個瞬動開關(guān)至步進(jìn)電壓信號發(fā)生器,一個差分脈沖轉(zhuǎn)換器,一個繼電器驅(qū)動器,以及一個繼電器線圈。

  瞬動開關(guān)提供驅(qū)動電路的步進(jìn)電壓信號。電路使用一個簡單的下拉開關(guān)動作(按下/釋放),如由RS、CS和S2構(gòu)成,或一個觸發(fā)器的鎖存動作(按下/按起),如由IC1A、IC1B、R1、R2、C1和S1構(gòu)成。對簡單的下拉情況,我們還可以增加一個去抖動電路。在電路連接到其它輸入源以前,可以用按鍵開關(guān)對其作測試。

  差分脈沖轉(zhuǎn)換器由IC1C、IC1D、IC1E和IC1F組成。CD4069六反相器的最后兩級自偏置在大約VDD/2的線性模式,其中VDD是漏漏電壓,對應(yīng)于IC1F的Pin 14。電路獲得IC1C的一個上升或下降,將其轉(zhuǎn)換為在IC1E 和 IC1F輸出端的等長相反脈沖。脈沖的次序與IC1C輸入的邊沿方向同步。

  輸出驅(qū)動級緩沖IC1E和IC1F的電壓輸出,用于驅(qū)動繼電器線圈。運(yùn)放為負(fù)載提供差分電流轉(zhuǎn)儲,而不致在空閑模式造成大的浪費(fèi)。由R4 和 D1組成的LED指示燈電路給出繼電器開關(guān)的方向。

  假設(shè)C1未充電時電路上電, IC1A與IC1B開始工作時R1兩端為VDD。所有反相級都工作在數(shù)字模式,除了IC1E和IC1F。

  當(dāng)為電路加電時,這兩級自偏在約VDD/2,并工作在線性模式。接成跟隨器的運(yùn)算放大器也將輸出偏置在接近VDD/2。這個動作使繼電器線圈有一個可忽略的偏移/誤差電壓,這是因?yàn)榱聪嗥鱅C中的器件匹配,以及運(yùn)放的高開環(huán)增益。

  IC1E與IC1F級分別通過電容C5和C3交流耦合。電容從IC1C和IC1D的步進(jìn)輸出,為IC1E與IC1F的輸入端提供一個脈沖。有損積分器IC1E和IC1F延長了輸出端的反相脈沖。在這些事件后,IC1E和IC1F的輸出端最終返回到自己的均衡狀態(tài),這有助于防止繼電器線圈內(nèi)形成一個反向場,并且轉(zhuǎn)換回去。圖2顯示了脈沖的形狀與時序。

      電源的串聯(lián)電阻R5用于降低IC1F的VDD,限制線性偏置級IC1E和IC1F的空閑電流。這只電阻代表著在這兩級所需耗散功率與通過運(yùn)放切換繼電器的可用電壓擺幅之間的一種折衷。

   電路運(yùn)行在一個9V電源下,采用圖1中的元件值時,IC1F的VDD約為5.5V。切換之間的總電流大約為8 mA。

  R3/C3和R4/C4建立時間常數(shù),并粗略地將這些脈沖尾部的總長度設(shè)為500ms。這個時間足以滿足繼電器線圈的保持要求,如松下TQ2-L-5V是3ms或更低。如果繼電器線圈首先在一個異步位置發(fā)現(xiàn)自己,則必要時可在按一次開關(guān)后,重新調(diào)整自己。

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