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两种计划比照为继电器加装LED的设计权衡

宣布日期：

2020-12-15

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有位朋侪想在双刀单掷机电式继电器上增添一个LED，用来指示继电器线圈的通电状态。我先后想到两种解决计划：直接将LED与继电器线圈串联；或者将它与一个限流电阻串联，然后并联到线圈的两头。前一种计划越发简朴，但简朴的就是最好吗？

? ? 除了手艺专长外，工程手艺的真正焦点是能够剖析不可阻止的折衷以及设计计划的优弱点，然后在应用的配景中对它们举行权衡。这些折衷有些显着有些不太显着，包括了许多因素，例如基天性能、尺寸、功耗、对整体设计的影响、设计信心、可靠性、重量和本钱等。

? ? 有次当我被问及一个简朴的手艺问题时，我遇到了上述情形的另一个基本示例。有位朋侪想在双刀单掷（DPST）机电式继电器上增添一个LED——这个继电器以行业标准命名法命名为“2 Form A”（请参阅参考资料1）——用来指示继电器线圈的通电状态。电气参数很是清晰：继电器电源为24Vrms/1A交流电源，线圈阻值为600Ω，因此凭证欧姆定律，继电器电流为40mA（图1）。

两种计划比照为继电器加装LED的设计权衡

图1：基本拓扑很是简朴——24VAC电源，为600Ω DPST继电器供电。

? ? 我的第一个想法就是坚持简朴：只需插入一个40mA的LED，而与继电器线圈形成串联即可。这个继电器线圈用作限流电阻器：只有一个元件，既快速又自制（图2）。可是由于多种缘故原由，这个解决计划在我看来并不睬想。首先，我不确定在线圈上串联一个二极管（LED是二极管）是否会影响线圈事情——经由半波整流的电流会导致线圈以60Hz的频率爆发“震颤”。其次，继电器在断电时通�；岜⒁桓龅绺小胺闯濉�，这可能对LED的寿命倒运。众所周知，电气应力、机械应力和热应力是导致元器件过早失效的最常见的缘故原由。

两种计划比照为继电器加装LED的设计权衡

图2：第一个想法是将LED与继电器线圈串联，这个解决计划只用到一个元件，看上去很简朴。

? ? 由于这个装置已事情了“一段时间”，因此要解决这些故障就可能令人沮丧�？梢栽谙呷ι显鎏硪桓銮欢芾唇饩�，但这意味着要增添一个元件。再者，我通常不喜欢把原本正常事情的电路打断而串联加入别的元件，由于这样做通�；嵩诨瞪显斐赡岩郧褰嗪妥既防慰康奈侍�。

? ? 因此我转而接纳B妄想：在线圈两头增添这个LED以及一个限流电阻（图3）。这个1A变压用具有足够的容量来处理特另外20~30mA负载，因此这样做没有问题。我还以为，可能不需要对整流器的交流输出举行滤波而镌汰可见纹波，由于眼睛的视觉暂留征象很可能会解决这一问题。可是电感反冲的问题仍然保存。

两种计划比照为继电器加装LED的设计权衡

图3：替换计划是将LED和电阻器与线圈并联，而不是将LED串联进去，这比第一种计划只多使用了一个电阻器。

? ? 别的，有些人的眼睛对60Hz纹波特殊敏感。若是要解决这个问题，那么就必需在外部添加一个半波或全波整流器来为LED供电，然后用一个10μF至100μF的小电容对其举行滤波。由于这种附加版的指示器电路是与线圈并联，因此现实装置会更容易（若有须要，也更容易将其取出）。

? ? 可是退后一步，我意识到这些要领中保存许多的不确定性，这通�；崃钊说Ｐ�，会让人破费大宗时间举行微调，甚至会影响恒久可靠性。因此，我花了一些时间思索一个基本问题：“这里尚有哪些其他资源可以使用？”谜底显而易见：未使用的谁人继电器刀触点——这个触点与事情触点在电气上自力而在机械上耦合。请注重，虽然单刀继电器（SPST——1 Form A）很常见，但许多设计职员为利便起见和“以防万一”会选择双刀版本，甚至会选择DPDT（2 Form C）继电器而不使用那些多余的触点，由于它们未来提供的特另外无邪性通�？梢缘窒厩畋�。

? ? 因此，我建议他将LED及其电阻器通过谁人未使用的继电器刀开关从24VAC电源举行接线（图4），这样他所获得的指示器电路就完全自力于继电器线圈电路自己，从而有助于最洪流平地镌汰电气影响与现实装置这两个难题。并且，除了批注线圈通电以外，自力电路还能批注继电器衔铁现实上处于吸合状态，因此就可以对继电器的事情情形越发有信心。若是从交流线路驱动LED爆发了不可接受的视觉闪灼，那么有很简朴的要领可以解决这个问题，并且无需担心会影响到线圈驱动回路。

两种计划比照为继电器加装LED的设计权衡

图4：使用继电器未使用的谁人刀开关是一种更好、更高明的、无邪、无危害的解决计划，它不但验证了线圈已通电，并且还验证了继电器衔铁的现实吸合。

? ? 您是否一经思量过一个简朴的设计问题，但在深图远虑后却发明，只管接纳了KISS（坚持简朴）原则，但这个显而易见的解决计划确实不是明智之举？更好的是，您是否发明了特另外未使用的继电器触点而可以予以使用，或者只要将BOM表从SPST继电器升级到SPDT甚至DPDT继电器，就可以解决问题？

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