單脈沖捕獲驅(qū)動電路設(shè)計

【任務(wù)】在工業(yè)控制中，為了防止誤動作及延長主令元件（按鈕、行程開關(guān)等）的使用壽命，主令元件發(fā)出的主令信號通常是一個脈沖（正脈沖或負(fù)脈沖）。值得注意的是，單脈沖具有隨機(jī)性，試設(shè)計一個捕獲鎖定單脈沖，并驅(qū)動直流電機(jī)的電路。

【構(gòu)思】不失一般性：假定使用瞬動按鈕（不自鎖按鈕）產(chǎn)生正脈沖，即按下按鈕后釋放產(chǎn)生一個正脈沖；假定直流電機(jī)工作電壓為12V，工作電流250mA，整個電路使用12VDC。

根據(jù)設(shè)計任務(wù)的要求及假設(shè)條件，下面的電路是我們的設(shè)計起點(diǎn)：

上面的電路非常簡單，只靠一個瞬動按鈕來控制電機(jī)的啟停，但遺憾的是，為了使電機(jī)連續(xù)轉(zhuǎn)動，必須一直按著按鈕不能松開，這顯然不符合設(shè)計任務(wù)要求。我們的任務(wù)是按一下按鈕，電機(jī)開始連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。這必然涉及到自鎖(保持)電路。

實(shí)現(xiàn)自鎖的方法有很多，主要有電氣控制中的繼電器輔助觸點(diǎn)與按鈕并聯(lián)自鎖、可控硅（晶閘管）、觸發(fā)器、鎖存器等?，F(xiàn)在我不考慮上面的方法，嘗試使用三極管來實(shí)現(xiàn)自鎖控制。我選用典型的S8050管（直插封裝，放大倍數(shù)C檔）開關(guān)電路來控制電機(jī)的供電主回路（三極管開關(guān)電路的設(shè)計在此從略，感興趣的讀者可參閱我前面的文章《每日一計·三極管開關(guān)電路設(shè)計》）：

上面的電路依然沒有實(shí)現(xiàn)自鎖控制的目標(biāo)，我們可以這么想：自鎖在本質(zhì)上是一種反饋電路，即將輸出的一部分或全部反送給輸入，于是可形成閉環(huán)的，周而復(fù)始的自保持狀態(tài)。因此，我們不妨嘗試引入另一個三極管（為降低成本，減少元件種類，還是選用S8050），并使任意一個管子的輸出連接到另一個管子的輸入，輸入也連到輸出。電路的初步構(gòu)造如下：

上圖中的R2與R5形成的分壓電路形成Q2對Q1的正反饋。原理分析：按下SB給Q1基極一個正脈沖使Q1飽和導(dǎo)通，+12V送給Q2基極是Q2飽和導(dǎo)通，進(jìn)而使電機(jī)M得到+12V電壓，此電壓經(jīng)R5反送給Q1基極，是Q1繼續(xù)保持導(dǎo)通（即使SB斷開也一樣），如此鎖定了電路，使電機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。

既然兩個管子都是NPN時不太行，不妨試試NPN（8050）與PNP（8550）的組合，構(gòu)思電路時注意以下技巧：NPN與PNP對偶，電源與GND互換，C極與E極互換。

上面的電路經(jīng)過仿真驗(yàn)證，只要點(diǎn)按一下SB電機(jī)便可快速地轉(zhuǎn)起來，并且一直保持下去。那么怎樣電機(jī)轉(zhuǎn)起來后，怎樣使它停止呢？和簡單，要么斷開+12V電源（電源輸入端串聯(lián)單刀開關(guān)）或者在Q1的輸入與GND之間接一個用于復(fù)位的按鈕，我在此選用后一種方法