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[技术讨论]

可控输出端口软件逻辑要求高?可以让硬件自己锁起来!!

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blust5|  楼主 | 2022-1-15 17:19 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 blust5 于 2022-1-15 17:19 编辑

#申请原创#  @21ic小管家  @21ic小喇叭  @21小跑堂

作为一名电子工程师,大家经常会遇到这样的需求:输出端口电压可切换(比如有5V、12V、24V多种选择),或者输出极性可控制等要求。

这种时候,一般都是将端口通过多个开关与多个网络连接起来,通过闭合不同的开关打到输出不同电压或信号的功能。

这时候就会有一个风险,如果多个开关同时闭合了,就会导致不同的电压直接连接到一起,会发生短路的故障。

因此这类控制一般都需要软件对逻辑进行限制,同一时间只允许一个开关闭合。

但是写代码的人都知道,只要是软件,就会有bug,不增加一个外部限制,总感觉不安全。

因此这类电路一般都会加上二极管进行限制,这样即使输出同时打开,也不会有短路风险,如下图。

1.JPG

前几天我遇到一个工作,需要驱动一个电磁阀,这个电磁阀呢,是220V供电,半波驱动,具有磁保持功能的双稳态电磁阀。它的驱动方式是这样的。

2.PNG

因此,在给这个电磁阀通电时,需要将220V市电滤掉半波,只保留正半周或者负半周信号。因此我在输出端口之前加上了M7二极管,电路如下。

2.JPG

这样,在S1闭合时,电磁阀处是正半周的信号,在S2闭合时,电磁阀处时负半周的信号,通过控制S1或者S2的闭合,即可完成对电磁阀的状态切换。

两个开关,这里我采用继电器来实现,刚好手上有双刀双掷的继电器,就用了两颗,完成了基本功能。

这个时候,我发现了一个风险,如果S1和S2同时导通了,就相当于220V市电直接接到电磁阀上了,短时间内虽然不至于烧坏电磁阀线圈,但也会导致电磁阀的阀芯震荡,首先是不能正常工作,其次也有可能损坏阀芯。

于是我就想给它加上互锁电路,让两路输出无法同时进行输出。

刚好由于我用的继电器是双刀双掷的,每颗继电器还剩下一组开关没有用上,我就准备把这一组开关给它用起来,在不增加器件的同时,完成互锁的功能。

完善之前的电路是这样的。

7915561e288aab8a3d.png

这时候如果两个开关同时打开,就会出现上面说的问题。

而完善之后电路变成了这样子。
5839561e28a62c9ddf.png

当前状态是K1 、K2 都未吸合的状态,输出是断开的。

当K1吸合时,变成如下状态。

8263861e28b879015e.png

连通情况如红色笔迹,阀端信号为负半周。

当K2吸合时,变成如下状态。

1872761e28c3a5f69c.png
连通情况如红色笔迹,阀端信号为正半周。

而万一控制逻辑出现故障,K1 、K2同时吸合的情况发生了,那么……

8968361e290955ed3b.png

你会发现,两路输出都无法连接到阀端,因此阀端信号是断开的,从而达到防止两路信号同时输出的情况发生的功能。

综上所述,在不增加元件的情况下(其实完善之前的电路继电器可以选择单触点的,本质上来说还是增加/更换了元件的),通过巧用继电器两组触点之间的关联性,从而达到输出信号互锁的功能。

OK,本篇**到此为止,我们下次再见吧~~~

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21小跑堂 打赏了 20.00 元 2022-01-18
理由:恭喜通过原创文章审核!请多多加油哦!

kyzhd| | 2022-1-24 18:18 | 显示全部楼层
学习了好多知识点,图文并茂啊。给个赞。

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