自動反向阻斷雙向開關(guān)的制作方法

自動反向阻斷雙向開關(guān)的制作方法前言在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、家庭等各個領(lǐng)域，電路開關(guān)是十分常用的電子元器件。在電路中，雙向開關(guān)是一種常用的開關(guān)類型。它可以實(shí)現(xiàn)電路的正向和反向兩種輸出的切換，特別適用于DC電機(jī)方向的切換、信號選擇等場合。然而，在實(shí)際的使用中，使用手動操作的雙向開關(guān)容易出現(xiàn)誤操作，而且需要頻繁地切換方向也很麻煩。這時候，自動反向阻斷雙向開關(guān)就很有用了。本文將介紹自動反向阻斷雙向開關(guān)的制作方法。材料本文所要用到的零部件如下：1個555定時器芯片；4個二極管（1N4007）；2個N-MOS場效應(yīng)管（IRF540）；2個電阻（10kΩ）；2個電容（100μF）；1個小型繼電器。制作過程步驟1：制作輸出電路首先，我們需要制作兩個輸出電路，分別用來輸出正向和反向的電流。這兩個輸出電路要相互獨(dú)立，但又要有公共的輸入和輸出。1.制作正向輸出電路正向輸出電路如下圖所示：+12V

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/|\\

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+----+-----+Out1

10kΩ|

+----+-----

|100μF|

燈驅(qū)動|

|||

\\|/\\|/\\|/

GNDGNDGND其中，“+12V”表示接入12伏電源，“Out1”表示輸出正向電流，“-”表示接地。我們可以看到，正向輸出電路由一個驅(qū)動電路來控制。驅(qū)動電路由脈沖波形發(fā)生器和二極管組成。當(dāng)脈沖高電平時，二極管放電，正向輸出電路接通并輸出正向電流。當(dāng)脈沖低電平時，二極管不導(dǎo)通，正向輸出電路斷開。2.制作反向輸出電路反向輸出電路如下圖所示：+12V

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/|\\

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+----+-----+Out2

10kΩ|

+----+-----

|100μF|

燈驅(qū)動|

|||

\\|/\\|/\\|/

GNDGNDGND與正向輸出電路類似，反向輸出電路也由一個驅(qū)動電路來控制。驅(qū)動電路由脈沖波形發(fā)生器和二極管組成。當(dāng)脈沖低電平時，二極管放電，反向輸出電路接通并輸出反向電流。當(dāng)脈沖高電平時，二極管不導(dǎo)通，反向輸出電路斷開。需要注意的是，兩個輸出電路的公共輸入端互相連接。公共輸出端需要連接一個繼電器，繼電器的觸點(diǎn)需要分別接到兩個輸出電路的輸出端。繼電器是自動開關(guān)的關(guān)鍵元器件，我們將在后續(xù)步驟制作它。步驟2：制作脈沖波形發(fā)生器為了使兩個輸出電路的方向轉(zhuǎn)換，我們需要制作一個脈沖波形發(fā)生器，用來控制輸出電路的切換。常見的脈沖波形發(fā)生器類型有多種，這里我們選用555定時器芯片作為脈沖波形發(fā)生器。555定時器芯片是一種集成電路，具有精度高、功耗低、音頻操縱性能好等優(yōu)點(diǎn)。它把電壓比較器、脈沖寬度調(diào)制電路和雙(三)穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器3個單元集成在一個芯片中，可以實(shí)現(xiàn)多種波形生成，尤其適合用來產(chǎn)生脈沖波信號。555定時器芯片的引腳腳位如下：+--------+

RST--|18|--VCC

OUT--|27|--DIS

TRIG/TH--|36|--THR/TR

GND--|45|--CTRL/THR

+--------+我們可以看到，555定時器芯片共有8個引腳，我們需要分別用它們來制作脈沖波形電路。其中，TRIG/TH和THR/TR是組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的兩個引腳。而DIS和CTRL/THR則是組成雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的兩個引腳。RST和VCC是電源引腳，GND是接地引腳。1.制作555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路如下：+12V

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+----+----+C

|||

|---|

|-|

R1---+|+--|+Out1

||||

R2---/|\\--|-

||||

||

GNDTHR/TR

RST通過上圖可知，制作555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器需要以下元器件：一個555定時器芯片、兩個電阻（R1和R2）、一個電容（C）、正向輸出電路（Out1）。其中，電容C與R2并聯(lián),R1連向電位器，電位器中間接入正向輸出電路。當(dāng)555定時器芯片觸發(fā)端(TRIG/TH)收到電壓高電平脈沖時，輸出端(OUT)會高電平并且電容C開始充電。當(dāng)電容C電壓通過CTRL/THR引腳翻轉(zhuǎn)后，輸出端(OUT)變成低電平狀態(tài)，并且RST端也被翻轉(zhuǎn)到高電平狀態(tài)。這時Out1還是輸出高電平，其實(shí)我們并不想這樣，我們需要用繼電器來控制輸出電路，實(shí)現(xiàn)反向開關(guān)。2.制作555雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器555雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路如下：+12V

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+----+--------+Dis1

|||

||R1|

||+----+--+Out2

R3---+\\||||

||||||

|GNDR2-+|\\--|+

||\\|

||||

|GNDDis2

GNDTH

VCC

CTRL/THR通過上圖可知，制作555雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器需要以下元器件：一個555定時器芯片、兩個電阻（R1和R2）、一個電容（C）、兩個二極管（Dis1和Dis2）、一個N-MOS場效應(yīng)管(IRF540)、反向輸出電路（Out2）和一個繼電器。555雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有兩種狀態(tài)，高電位和低電位。在高電位狀態(tài)下，輸出電路Out2會輸出反向電流。而在低電位狀態(tài)下，輸出電路不會輸出電流。此時，通過繼電器控制，輸出電路Out1輸出正向電流，并且反向輸出電路不會輸出電流。步驟3：制作繼電器繼電器是自動反向阻斷雙向開關(guān)的關(guān)鍵元器件。它可以根據(jù)555定時器芯片的輸出狀態(tài)來控制輸出電路的轉(zhuǎn)換。在這里，我們采用一個小型繼電器來控制輸出電路的開關(guān)。繼電器的制作需要材料如下：1個小型繼電器；2個N-MOS場效應(yīng)管（IRF540）；2個電阻（10kΩ）。繼電器電路如下：+12V

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+----+-----+Out1

+-|---------+|

|+----+-----|

|10kΩ|100μF

||

|\\|/

|GND

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||+---R1---+

+--------|----|Gate1|

|+-------+

||

||

|+--------+-----+Out2

\\|/-|---------------+|

GND\\|/|+--------|-

GND|||

||100μF|

+----+|

||

|GND

|

|

|

|

|

|+---R2---+

----|Gate2|

+-------+通過上圖可知，制作繼電器需要使用2個N-MOS場效應(yīng)管(IRF540)，2個電阻（R1和R2），和2個電容(100μF)。在無任何輸入信號的情況下，輸出電路由繼電器控制，輸出正向電流。當(dāng)555單穩(wěn)態(tài)觸