本文將為初學(xué)者提供一些實(shí)用的布局、提示和技巧，可以幫助您避免事故或解決各種問題。該系列將不定期發(fā)布。

1.最簡單的短路/過流保護(hù)。

我曾在《Elektronika dla Wszystkich》中讀到，每一個受保險絲保護(hù)的晶體管都會通過熔斷保險絲來保護(hù)它。然而，有時，如果有一個帶有晶體管的執(zhí)行電路，在電流過大的情況下任何一個器件都不會被損壞，就更好了，特別是如果我們不知道多大的電流可以流過系統(tǒng)時。

RCC中經(jīng)常使用以下解決方案來限制初級繞組電流：

上圖是一個帶有 NPN 和 MOSFET-N 執(zhí)行晶體管的基本電路。兩種系統(tǒng)的工作方式相同——當(dāng) Rs1/Rs2 電阻兩端的電壓超過 0.6V 時，Q1/Q3 晶體管將開始導(dǎo)通，在 Q2的基極或Q4的柵極的基礎(chǔ)上降低電壓。

該電壓降限制了流向 Rs1 / Rs2 的電流。只要 Q2 / Q4 在安全工作區(qū) （SOA） 內(nèi)，該電路將在任何 VCC 電壓和任何負(fù)載阻抗下工作。人們還應(yīng)該記住執(zhí)行晶體管和電阻器 Rs1 / Rs2 上的損耗功率。

2.快速直流電機(jī)“剎車”。

直流電動機(jī)的一個有趣且有時有用的特性：它們可以用作發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)的一個重要特性是，發(fā)電機(jī)的電力負(fù)載越多，它產(chǎn)生的機(jī)械阻力就越大。這種現(xiàn)象可用于將電機(jī)停止在幾乎適當(dāng)?shù)奈恢?，在關(guān)閉電源后，足以使電機(jī)端子彼此閉合。在機(jī)電設(shè)備中，為此目的使用了限位開關(guān)。如果電機(jī)連接到 H 橋，則打開兩個上晶體管或兩個下晶體管就足夠了。但是，如果電機(jī)由一個晶體管控制，您可以構(gòu)建這樣一個系統(tǒng)：

該電路考慮了上述建議中電機(jī)的電流限制。與電機(jī)并聯(lián)的光電三端雙向可控硅開關(guān) VO1 帶有一個額外的電阻器和控制停止功能的晶體管。當(dāng)我們想要停止電機(jī)時，我們在 Start 輸入上將狀態(tài)設(shè)置為低電平，然后在 stop 輸入上設(shè)置為高電平狀態(tài)。Optotriac 將通過短接電機(jī)開始導(dǎo)通。即使在停止輸入關(guān)閉后，只要通過可控硅的電流不低于光可控硅鎖存電流 （Ift），光可控硅的導(dǎo)通狀態(tài)就會繼續(xù)。在該系統(tǒng)中，啟動和停止輸入同時處于高電平狀態(tài)是不可接受的——它可能會損壞光可控硅，并且發(fā)動機(jī)不會旋轉(zhuǎn)。布局可以簡化一點(diǎn)：

在這里，我們使用齊納二極管 D1，而不是額外的控制輸入和隨附的晶體管和電阻器。齊納電壓應(yīng)等于電源電壓減去控制電機(jī)的電壓。當(dāng)輸入為高電平時，陽極和陰極 D1 之間的電壓將太低，二極管無法開始導(dǎo)通，光電三端雙向可控硅開關(guān)將不導(dǎo)通。當(dāng)我們將輸入端設(shè)置為低電平（通常為0V）時，穩(wěn)壓二極管將開始導(dǎo)通，因此光電二極管也會亮起。只要輸入端的電壓不超過 2V - 二極管導(dǎo)通電壓 Vf 的值，這種狀態(tài)就會持續(xù)。對于典型的 Vf 值，其將是 0.5-0.85V。當(dāng)電機(jī)主動制動時，該系統(tǒng)還有另一個優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)橐坏┏^支持電流（Ih），光電雙向可控硅開關(guān)就會開始導(dǎo)通。當(dāng)然，在以前的系統(tǒng)中，當(dāng) Stop 輸入狀態(tài)為高時，可以進(jìn)行主動制動。通常，保持電流明顯低于鎖存電流。對于 MOC3023 光可控硅，If最大為 5mA，Ih 僅為 250μA。

上述帶有光可控硅的解決方案僅適用于較小的電機(jī)，因?yàn)槿绻姍C(jī)短路電流過高，它們將被損壞！

對于更高的功率，您可以添加一個三端雙向可控硅開關(guān)根據(jù) 下圖：

光三端雙向可控硅開關(guān)已被三端雙向可控硅開關(guān)取代。當(dāng)輸入為高電平時，D1 二極管不導(dǎo)通，R2 上的電流太低，不足以使三端雙向可控硅開關(guān)在其上沉積。當(dāng)輸入為低電平時，二極管將導(dǎo)通，并且將向電阻器施加足夠的電壓以觸發(fā)三端雙向可控硅開關(guān)。同時，電阻 R3 將限制雙向可控硅柵極電流。在這種配置中，三端雙向可控硅開關(guān)可以更大，使其能夠與更大的電機(jī)和更高的短路電流一起工作。

3. 不用的運(yùn)放怎么辦？

有時，必須使用具有比我們需要的更多運(yùn)算放大器的電路。

在這種情況下，慢速放大器不應(yīng)該只是“掛”在自己身上，因?yàn)樗粌H會消耗電力，而且還可能開始激發(fā)并產(chǎn)生不必要的干擾和噪聲。

為什么？因?yàn)闆]有反饋限制的運(yùn)算放大器的增益很高。

對于相當(dāng)流行的芯片，TL07x 超過 100dB，也就是 200，000 倍。這些失真、噪聲和激勵不僅會穿透相鄰的放大器，而且放大器會消耗能量并不必要地發(fā)熱。未使用的放大器端接不當(dāng)可能會導(dǎo)致其飽和并消耗最大電流，從而導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)熱，從而使使用中的放大器參數(shù)變差。

所以，你可以做什么？

如果我們有一個具有高增益的放大級，我們可以將其轉(zhuǎn)換為具有較低增益的兩個級，因此我們將使用額外的放大器并改善頻率響應(yīng)。

如果我們在一個系統(tǒng)中構(gòu)建三個放大器，其中四合一裝有一個儀器放大器那么第四個放大器可以作為一個額外的緩沖器。

讓我們假設(shè)我們不想這樣做，因?yàn)樽栽肼?、輸入電壓和電流不平衡等。然后呢?/p>

以下是單電壓和對稱電壓放大器的解決方案：

在具有單電源電壓的配置中，R1 和 R2 電阻器應(yīng)在 1kΩ 至 470kΩ 的范圍內(nèi)具有相同的值。較低的值適用于具有較高偏置電流的雙極輸入的放大器，較高的適用于具有 JFET 和 CMOS 輸入的放大器。如果我們不想放置額外的電阻，我們可以將同相輸入連接到安全輸入電壓范圍內(nèi)的電壓源。在對稱配置中，將未使用放大器的非反相輸入連接到地就足夠了。

4.硬件消除接觸振動。

接觸振動很容易通過軟件消除，有朝一日我會舉一些例子。然而，今天我想向您展示三個解決方案，其中第一個有缺陷但最流行，第三個是不必要的復(fù)雜。這是一個實(shí)物圖：

左邊的電路是最流行的解決方案，其中電阻器為電容器充電，按鈕將其放電至零。這種解決方案非常有效，但它有一個小缺點(diǎn)：短路電流將流過觸點(diǎn)，僅受其電阻和寄生電阻的限制。每次按壓都意味著電流浪涌和觸點(diǎn)的緩慢退化。第二種解決方案完全消除了這個問題，同時增加了比接觸振動時間更長的延遲。由于 R2 和 R3 構(gòu)成分壓器，微控制器輸入端的電壓約為電源電壓的 10%。變體三添加了一個帶有施密特輸入的與門作為附加緩沖器。因此，只要電容器上的電壓降至輸入狀態(tài)變化閾值以下，輸出就會改變其狀態(tài)。目前沒有必要，因?yàn)榇蠖鄶?shù)微控制器都有施密特門輸入。還有一點(diǎn)需要注意的是：并不總是需要在 plus 上安裝上拉電阻，因?yàn)樵S多微控制器至少有幾個輸入帶有內(nèi)置上拉電阻，可以通過軟件打開。元素的取值要根據(jù)你自己的需要。