单脉冲捕获驱动电路设计

【任务】在工业控制中，为了防止误动作及延长主令元件（按钮、行程开关等）的使用寿命，主令元件发出的主令信号通常是一个脉冲（正脉冲或负脉冲）。值得注意的是，单脉冲具有随机性，试设计一个捕获锁定单脉冲，并驱动直流电机的电路。

【构思】不失一般性：假定使用瞬动按钮（不自锁按钮）产生正脉冲，即按下按钮后释放产生一个正脉冲；假定直流电机工作电压为12V，工作电流250mA，整个电路使用12VDC。

根据设计任务的要求及假设条件，下面的电路是我们的设计起点：

上面的电路非常简单，只靠一个瞬动按钮来控制电机的启停，但遗憾的是，为了使电机连续转动，必须一直按着按钮不能松开，这显然不符合设计任务要求。我们的任务是按一下按钮，电机开始连续运转。这必然涉及到自锁(保持)电路。

实现自锁的方法有很多，主要有电气控制中的继电器辅助触点与按钮并联自锁、可控硅（晶闸管）、触发器、锁存器等。现在我不考虑上面的方法，尝试使用三极管来实现自锁控制。我选用典型的S8050管（直插封装，放大倍数C档）开关电路来控制电机的供电主回路（三极管开关电路的设计在此从略，感兴趣的读者可参阅我前面的文章《每日一计·三极管开关电路设计》）：

上面的电路依然没有实现自锁控制的目标，我们可以这么想：自锁在本质上是一种反馈电路，即将输出的一部分或全部反送给输入，于是可形成闭环的，周而复始的自保持状态。因此，我们不妨尝试引入另一个三极管（为降低成本，减少元件种类，还是选用S8050），并使任意一个管子的输出连接到另一个管子的输入，输入也连到输出。电路的初步构造如下：

上图中的R2与R5形成的分压电路形成Q2对Q1的正反馈。原理分析：按下SB给Q1基极一个正脉冲使Q1饱和导通，+12V送给Q2基极是Q2饱和导通，进而使电机M得到+12V电压，此电压经R5反送给Q1基极，是Q1继续保持导通（即使SB断开也一样），如此锁定了电路，使电机连续运转。

既然两个管子都是NPN时不太行，不妨试试NPN（8050）与PNP（8550）的组合，构思电路时注意以下技巧：NPN与PNP对偶，电源与GND互换，C极与E极互换。

上面的电路经过仿真验证，只要点按一下SB电机便可快速地转起来，并且一直保持下去。那么怎样电机转起来后，怎样使它停止呢？和简单，要么断开+12V电源（电源输入端串联单刀开关）或者在Q1的输入与GND之间接一个用于复位的按钮，我在此选用后一种方法