可控输出端口软件逻辑要求高？可以让硬件自己锁起来！！

只看该作者 · 2022-1-15 17:19

本帖最后由 blust5 于 2022-1-15 17:19 编辑

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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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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……

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~~~