准传感器继电器开关。方案、说明

准传感器继电器开关。无线电电子电气工程百科全书

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在制作其中一个设备时，我需要一个三个方向的三位开关（3P3N）。该设备尺寸小、重量轻，因此对开关的主要要求之一是最小的开关力。机械开关（杆、按钮、滑动）不满足此要求。我找到了摆脱这种情况的方法，那就是制造一个带有基于电磁继电器和微动开关的所需开关电路的开关单元。

准传感器继电器开关
图。 1

3P3N继电器开关原理图如图1所示。 1、由三个按钮（SB3-SB1）控制，由两个继电器（K2、K1）进行切换，各有四组切换触点，其中一组用于继电器自锁，其余三个用于主器件的开关电路。该开关由包含镇流电容器C1、整流桥VD4-VD2和滤波电容器C1的无变压器单元供电。电阻R5限制导通时通过桥式二极管的浪涌电流，输出电压受到稳压二极管VDXNUMX的限制。

当主装置的开关SA1供电时，开关电源单元的输出出现约50V的电压，经电阻R1.1限流约1mA的电流流过常闭触点K2和LED HL4。继电器 K1 和 K2 断电。 HL1 LED 亮起，指示开关的位置“1”。当按下 SB2 按钮时，继电器 K1 被激活。对于触点 K1.1，它是自锁的，即释放按钮后它仍然保持打开状态。通过电阻器 R3 和点亮的 LED HL2，流过超过继电器释放电流的电流。触点 K1.2-K1.4 切换至位置“2”。

当按下SB3按钮时，继电器K2自闭锁，触点K2.1和LED HL3点亮，触点K2.2-K2.4将开关切换到位置“3”。按下 SB1 按钮即可转换到位置“1”，从而使继电器绕组 K1 和 K2 断电。开关切换示意图如图1左下部分所示。 XNUMX.

细节方面没有特殊要求。电容器C1是薄膜噪声抑制电容器。可用两个串联的K73-17电容代替，容量为0,47μF，额定电压为630V。电容C2为氧化物K50-35或进口，电阻为任意型号。我们将用几个串联的低功耗齐纳二极管组成的电路替换 VD5 齐纳二极管，总稳定电压为 45.50 V。继电器 K1 和 K2 - RES22（护照 RF4.500.130 或版本 RF4.523.023-06）。它们的工作电压为 48 V，绕组电阻为 2250...2875 欧姆，工作电流和释放电流分别为 10,5 和 2,5 mA。 MP1-3微动开关用作按钮SB3-SB1。 LED HL1-HL3 - 直径为 3 毫米的任何 LED，最好具有更高的亮度。

开关部件与主器件安装在同一通用面包板上。直径为0,5.0,6-XNUMX毫米的镀锡铜线焊接到继电器端子上。这些新引线插入面包板的孔中，在使继电器尽可能靠近面包板后，将它们焊接到其焊盘上。使用枪将几滴大滴热熔粘合剂注入继电器主体和电路板之间的空间中。冷却后，获得刚性且机械强度高的结构。这种安装继电器的方法可以避免制作用于安装它的支架以及使用一束六根电线来连接它。

准传感器继电器开关
图。 2

为了节省前面板上的空间，按钮按钮 SB1-SB3 使用 LED HL1-HL3 制成。 O. Shaida 的笔记“Button made from an LED”（Radio，1995，No. 9，p. 45）中描述了类似的按钮设计。由于找不到作者使用的衬套，因此使用了一根直径为 4,5 毫米的中性钢笔的带盖杆的碎片来代替它们。在段3的一端(图2)，制作深度为3mm的直径槽；在另一侧，将LED 2的引线插入内部，直到LED外壳停在段的端部处。 LED的引线5从槽中引出，用一滴热熔胶4塞住该段。待其硬化后，用手术刀修剪末端。最后，将LED插入设备1的控制面板中为此目的而设置的孔中，并且它们的端子通过柔性安装线MGTF 0,07连接至板的相应接触垫。这样的设计非常方便——按钮按下后会发光，指示开关的位置。如果 LED 外壳由无色塑料制成，则为了增加 LED 的辐射角度，必须使用细粒（“微米”）砂纸对其进行处理，使其变得哑光。

正如实践所表明的那样，该开关被证明是成功的——符合人体工程学、可靠且易于安装，因此我在我的设计中广泛使用了它。在后续设备之一的制造过程中，电源具有电力储备，因此决定制作一个带有开启位置数字指示的开关。

准传感器继电器开关
图。 3

该开关选项的示意图如图 3 所示。 1.它的工作原理是这样的。接通电源后，继电器K2和K2保持断开状态，因为流经其绕组的电流由电阻R9和R3的阻值决定，约为1mA，小于动作电流，但大于释放电流。这是开关的位置“1”，如指示器 HG1 上显示的数字 3 所示（其元件“b”和“c”的电压通过限流电阻 R4、R2 提供）。当按下SB2按钮时，其触点闭合电阻R1，流过继电器K1.1绕组的电流增大，继电器动作。释放按钮后，由于通过线圈的电流超过释放电流，继电器保持导通状态。开关触点 K7 从元件“c”上移除电压，并将其提供给元件“e”和（通过二极管 VD1）“a”、“d”、“g”，因此 HG2 指示灯点亮数字 3。同样，当按下按钮SB2时，SB3被激活并保持继电器K2.1的接通状态，将开关移至位置“6”，其中电压通过触点K8和二极管VD1、VD1提供给指示器的相应元件。用SB2按钮断开继电器K1和K1的电源电路，开关返回到原来的位置“XNUMX”。该开关的开关电路与图XNUMX所示的开关相同。 XNUMX.为了控制开关，使用了从旧办公设备上拆下来的小型按钮。

当重新制造这个设备时，我遇到了一个困难——手边没有带有常闭（常闭）触点的按钮，而有大量来自旧视频设备的带有常开（常开）触点的薄膜按钮。这些按钮的电路已更改，如图 4 所示。 XNUMX（开关电路保持不变）。

准传感器继电器开关
图。 4

在该开关中，当电源打开时，流过齐纳二极管 VD5 的电流使晶体管 VT1 打开，但两个继电器与之前的版本一样保持关闭状态，因为流过其绕组的电流仅略微超过释放电流当前的。按 SB2 按钮将开关移至位置“2”，按 SB3 按钮将开关移至位置“3”。要转到位置“1”，请使用 SB1 按钮关闭晶体管 VT1 的发射极结。在这种情况下，晶体管关闭，继电器返回到其原始状态“1”。为了指示开关位置，可以使用数字指示器或单独的 LED，将它们与继电器绕组电路中的限流电阻串联，如图 1 所示。 XNUMX.

在选择 KT815G 晶体管的替代品时，需要考虑到为了开关的可靠运行，晶体管的允许电压 U^ 必须至少为 80 V。

准传感器继电器开关
图。 5

在某些情况下，例如，当远程控制开关时，需要使用一个按钮，顺序地（沿着环）遍历所有位置。这种开关的示意图如图 5 所示。 2、电阻R3、R4和电容C1上有一个抑制SBXNUMX按钮触点“弹跳”的装置，其工作原理如下。

当电源接通时，稳压二极管VD9上出现约9V的电压，用于给DD1微电路供电。电容器 C4 保持放电状态。当您按下SB1按钮时，按钮接触第一次触摸的瞬间，电容器C4立即通过电阻R3充电。按钮触点的进一步弹跳不会影响输出电压，因为电容器 C4 通过电阻值高得多的电阻器 R2 放电。在同步输入（引脚 1.1）电压下降时触发 DD3 切换。晶体管 VT2 的开关频率是晶体管 VT1 和 VT3 的两倍。当按下SB1按钮时，开关节点依次经历所有可能的状态：继电器断电、继电器K1激活、继电器K2激活、继电器断电等。设备的状态为按下图所示，通过打开的数字指示器来显示。 2.

与之前版本的开关一样，晶体管 VT1 和 VT3 的允许电压 U^ 必须至少为 80 V。

准传感器继电器开关
图。 6

如有必要，使用另一个继电器和一个附加按钮，您可以组装一个具有四个位置和三个方向的开关（图 6），例如，可用于切换发电机或频率计的范围。您还可以通过对电路图进行适当更改来输入数字位置指示以打开指示器元件。

PS 本文中描述的 3P3N 开关有一个缺点，即安装在位置“3”（两个继电器都接通）后，只能切换到位置“1”（不可能返回到位置“2”）。同样，将4P3N开关设置到位置“4”后，当所有三个继电器都打开时，只有在之前“处于”位置“2”之后才能返回到位置“3”或“1”。

作者使用的 RES22 继电器（护照 RF4.500.130）可与此类设计的继电器 RF4.523.023-02 互换，但它们的释放电流较高（3,5 mA，而不是 2,5 mA），因此所连接电阻的阻值与其串联的绕组必须从 13 kOhm 减少到 9,1 kOhm

作者：K.莫罗兹

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