輕觸自鎖開關電路圖（一）

輕觸式自鎖電子開關

本例介紹一款9路輕觸式自鎖電子開關，它具有操作時無換檔噪聲、無機械磨損等特點，可取代傳統的機械式琴鍵開關。

電路工作塬理

該輕觸式自鎖電子開關電路由電源電路、單穩態電路、受控多諧振蕩器、計數分配器和控制執行電路組成，如圖所示。

電源電路由電源變壓器T、整流橋堆UR、濾波電容器C4、C5和叁端穩壓集成電路IC3組成。

單穩態電路由四與非門集成電路lCl（Dl-D4）內部的Dl、D2和電阻器R3、電容器C3組成。

受控多諧振蕩器電路由lCl內部的D3、D4、電阻器R2、電容器C2和蜂鳴器HA組成。

計數分配器電路由十進制計數/脈沖分配器集成電路IC2、發光二極管VL0、電阻器Rl、R4、R5、電容器Cl、復位按鈕S0和控制按鈕S1-S9組成。

控制執行電路由發光二極管VLl-VL9、電阻器R6-R14、晶體管Vl-V9、繼電器Kl-K9和二極管VDl-VD9組成（限于篇幅，圖中S2-S8、VL2-VL8、R7-Rl3、K2-K8、VD2-VD8、V2-V8均末畫出）。

交流220V電壓經T降壓、UR整流、C5濾波、IC3穩壓后，為單隱態電路、受控多諧振蕩器和控制執行電路提供+l2V工作電壓。IC2在通電后復位，其YO端輸出高電平，Yl-Y9端均輸出低電平，VL0點亮，VLl-VL9均不亮，V-V9均截止，Kl-K9均處于釋放狀態。在未按動Sl-S9按鈕時，IC2的13腳為高電平，IC2處于鎖定狀態，單穩態電路處于穩態，D2輸出高電平，使受控多諧振蕩器處于停振狀態，不能為IC2提供計數脈沖，HA也不發聲。

當按動S1-S9中某按鈕時，將會在IC2的13腳產生一個低電平脈沖，使單穩態電路由穩態變為暫態，D2輸出高電平脈沖，使受控多諧振蕩器振蕩（振蕩頻率約6kHz）工作，為lC2提供計數脈沖，與該按鈕相對應一路控制執行電路中的發光二極管點亮、晶體管導通、繼電器吸合;同時驅動HA發出鳴叫聲，作為換檔提示信號。

例如，按動一下S9時，IC2第11腳（Y9端）輸出的低電平經S9加至13腳，使DZ輸出高電平。受控多諧振蕩器為lC2的14腳提供計數脈沖，當計人第9個計數脈沖時，IC2的11腳輸出高電平，此高電平一方面使單穩態電路由暫態變為穩態，受控多諧振蕩器停振，IC2停止計數，11腳恒定為高電平;另一方面將VLg點亮，Vg導通，Kg吸合，其常閉觸頭接通。59斷開后，IC2的13腳恢復為高電平，使lC2處于鎖定狀態。

若按動-復位按鈕SO，則IC2強制復位，YO端輸出高電平，使V叨點亮，Yl-Y9端均輸出低電平，VLl-VL9均熄滅，Kl-K9均釋放。

元器件選擇

Rl-R14選用1/4W碳膜電阻器或金屬膜電阻器。

Cl、C3和C4選用獨石電容器或滌綸電容器;C2選用高頻瓷介電容器;C5選用耐壓值為25V的鋁電解電容器。

VDl-VD9選用1N4001或1N4007型硅整流二極管。

VL0-VL9均選用φ3mm的發光二極管，VLO選紅色，VLl-VL9均選綠色。

UR選用lA、5OV的整流橋堆。

Vl-V9選用C8050、3DG8050型硅NPN晶體管。

ICl選用CD401l或CC4011型四與非門集成電路;IC2選用CD4017或CC4017型十進制計數/脈沖分配器集成電路;lC3選用LM7812型叁端集成穩壓器。

Kl-K9選用4098或4088、JZCZZF型l2V直流繼電器。

S0-S9均選用微型動合（常開）按鈕。

T選用3-5W、二次電壓為l5V的電源變壓器。

HA選用HTD27型帶助聲腔的壓電蜂鳴片。

輕觸自鎖開關電路圖（二）

自鎖互鎖電子開關電路圖

1、開關特點

開關的核心器件為四運放LM324，經巧妙設計，使每個運放有兩重功能，電壓比較器和施密特觸發器。電壓適用范圍寬，檔位可任意設計，假如加一檔空檔，可作為總復位，與數字電路配合時，可用同一電源，開關的輸進輸出電平符合數字電路的接口電平，由于運放的輸進阻抗高，開關的輸進電流小，可以用輕觸開關。導電橡膠。薄膜開關作按鍵，或光、電、磁等轉換信號驅動，可用三極管。可控硅。繼電器等。

2、電路原理

每檔電路相同，圖中只畫出三檔。電阻根據電壓選用，以保證開關可靠工作，盡量選用大阻值。

接通電源，R1、R2分壓，為各運放反相端提供高電位，使各運放輸出低電位。接通任一鍵，對應運放的同相端獲得高電位，高于反相端1.4V（二極管壓降），輸出變為高斷開關按鍵。因有R3、R4分壓的反饋，同相端電位仍高于反相端，輸出端維持高電位。當另一個鍵接通時，電路重復上述過程，同時，通過兩只二極管D1.D2使所有運放的反相端電位高于R3.R4分壓形成的同相端電位，所以輸出端由高變低。總之，每一次按鍵，只有該運放輸出高位，其余的都是低位，這就是開關的自鎖互鎖。

輕觸自鎖開關電路圖（三）

簡單的停電自鎖開關電路

電網供電正常時，它象普通開關一樣使用。按一下K1，220V交流電經R1和R2分壓給雙向可控硅提供一觸發電壓，使雙向可控硅導通。可控硅導通后，在電源電壓正半周期間，少量電流經R4、D向C充電，同時經R3、R2分壓觸發可控硅；在負半周期間，C向R3和R2放電并觸發雙向可控硅，這樣使雙向可控硅繼續導通，保證負載正常工作。一旦電網突然停電，C上的電荷經R3和R2放電。在電網恢復供電后，由于K1常開，C上又無電壓，不能使雙向可控硅觸發導通，電路呈斷開自鎖狀態，因此沒有電流流過負載。只有重按一下K1，負載才能正常工作，從而有效地防止了因斷電后恢復供電造成的浪費和事故。常閉按鈕K2用于正常供電情況下關斷電路。

輕觸自鎖開關電路圖（四）

雙自鎖輕觸開關電路

輕觸自鎖開關電路圖（五）

12V輕觸開關自鎖電路

普通的轉換開關或拔動開關，長期使用，其動作機械與觸點易磨損，同時，由于大電流的沖擊觸點也極易燒蝕。現介紹一種簡單電路可以取代這種開關。

電路如上圖所示，在未按AN時，SCR1不導通，繼電器或接觸器K不動作，相當于“斷開”狀態。按一下AN時，12V電壓經R1、AN、VD1為SCR1提供觸發電流使其導通，K得電，觸點接通負載工作。由于電容兩端電壓不能突變，因而SCR2在按下AN時不導通，電流經R3、VD2向C充電。若再次按下AN時，此時電容C上的電壓做為SCR2的觸發電壓，使SCR2在AN閉合時導通，SCR1的陽極電壓降低，SCR1截止，K釋放。電容C通過R2、SCR2的控制極、陰極進行放電，電路恢復到原來狀態。從而實現自鎖作用。

元件選擇：繼電器K選用JRC－5M，其電參數為DC12V，繞組阻值850Ω，觸點容量為DC27V1A（也可根據實際負載選用）；AN選用點動按鈕，如電氣操作用的LA19－11J等；其它元件如附圖所示。

在調試中應反復調整R2、R3、C的數值，使按下AN時，電路不誤動作，而K釋放后片刻再按AN，則K能立即得電。

輕觸自鎖開關電路圖（六）

一般輕觸自鎖開關是由機械按鍵和彈簧構成互鎖而完成自鎖功能的。機械按鍵與彈簧都會因時間長而失去自鎖性，往往容易損壞。根據機械式輕觸自鎖開關的特性，設計了這款電子式輕觸自鎖開關，有十個鍵可單一形成互鎖。這種電子自鎖開關，不僅可以替換產品中的機械式輕觸自鎖開關，也可在新產品設計中應用。用它更換了老式彩電的調諧按鍵+也用它設計了單片機電路中的鍵盤電路。

一、電路原理

電子式輕觸自鎖開關電路如圖所示。當電源接通后，IC24017的Qo端輸出高電平（電路接通電源QO端復位到高電平狀態）其余Q1—Q9輸出為低電平。在未按下K1—K9任一鍵前，由于Qo輸出高電平，T1基極加有高電位而使其T1導通，IC1555時基電路④腳為低電位，IC1不工作。同時由于Q0的輸出經過DO1、RO加到IC213腳，使其IC2內部封閉，IC2（14）腳不管有無脈沖，都不會工作。如需要選擇K4按鍵控制電路工作，按下K4時，T1基極將被拉為低電位，T1截止，此時IC1④腳變為高電平，IC1工作。同時IC2（13）腳為低電平時，IC2電同時工作。當IC2（14）腳接收到IC1產生的第4個脈沖后，Q4輸出一個高電平，此時的高電平使其T1導通，IC1停止工作，IC2（13）腳電位也變為高電平。因此，K4所控制的電路工作，即電路所在開關自鎖。其他路數自鎖過程完全一樣。

二、注意事項

在該電路中注意兩點：

1．當按鍵按下時，由于同時將所在支路電容上充滿的電荷釋放，在按鍵松開后需要一定時間對該電容器充電，所以T1管截止和IC2的（13）腳低電平均可保持一定的時間。在制怍時，可讓IC1頻率高些，一般取10KHz左右即可。同時也可遺取所在支路電容容量大些，一般選擇100μF即可滿足。

2．由于該電路為控制電路，所以應將控制電路和該電路隔離，即控制執行機構器件應選用光電耦合器、繼電器及其他能隔離的執行器件。這些控制的執行機構器件連接在按鍵支路中即可。

圖中二極管選用1N4001，Rl～R9選8．1kΩ電阻CO~C9依次應根據情況選用容量從大到小，才能實現文中功能。