当前位置:首页>>资讯中心>>行业动态 » 每日一计·直流24V与3.3V切换电路设计(直流电源24v)
【任务】某产线在对某产品进行测试时,先施加24VDC,使其进入一个状态(比如开启),然后快速切换到3.3VDC,使其进入另一个状态(比如关闭)。试设计24V与3.3V单按键切换的电路,以快速甄别产品是否合格。
【构思】手头有一个开关电源(220VAC输入,24V,1A,5V,2A两路输出),已知被测试产品额定电流小于0.5mA(<1A<2A),因此这个电源除3.3V没有之外,其余条件均满足。
首先,最直观的想法是:被测产品(LOAD)的一端接开关电源的COM端,另一端由两个开关K1和K2控制24V和5V(5V要设法降低到3.3V),如下图所示:
上图注:SW也可改为单刀控火。
很明显,上面的控制方案存在两个问题:其一,一旦误操作导致K1、K2同时闭合,24V端与5V将短路,很可能烧毁开关电源;其二,5V不可直接送给被测产品,应降压到3.3V。
针对上面的第一个问题,必须使K1和K2在同一时刻只能有一个闭合,即二者状态互反。第一反应是想到复合按钮(内有一对NO、NC),但按钮一般很少直接用于电路的负载主回路,一般用于小电流的控制回路,而且复合按钮的工作寿命较短,不适合频繁操作的场合,因此不选择使用复核按钮来实现设计功能。其次,当然是想到中间继电器,利用继电器内状态互反的一对常开(NO)与常闭(NC)触点来实现两种电压的切换(不妨使用线圈电压为5VDC的继电器),使用一个自锁按钮SB控制继电器的动作(当然也可使用继电器的常开触点与SB实现自锁,这里为了简洁,我就不这么做了)。如下图所示:
接下来解决5V变3.3V的问题:因为使现场急用,电路越简单越好。3.3V与5V相差不大,不妨用硅二极管降压。通常硅管导通压降约为0.7V,使用两个1N4007串联,于是5-2*0.7=3.6V,然后微调开关电源的电位器,可以3.6V变为3.3V。见下图:
一方面,电路设计时,元件存在悬空状态(这里的D2)总让人不放心,往往会带来意想不到的问题,因此应尽量避免有元件引脚悬空。另一方面,为了提醒操作者此电路以上电,不妨在D2的幅端与GND之间增加LED指示(我用绿灯)。假定LED工作电压为1.7V,工作电流为5mA,而供电电压是取自D2的3.3V,因此LED限流电阻R=(3.3-1.7)/[5*10^(-3)]=320Ω(取标准系列的330Ω)。最终得到下面的电路:
【仿真】快速验证一下上面的电路,两种状态的仿真结果如下:
我们看到:电路工作指示LED绿灯点亮,继电器已将24V切换到5V(变3.3V),我们实现了的设计的要求。
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