SN-BQ15-LA2接近開關電路原理圖

SN - BQ15 - LA2 接近開關電路原理圖

整體架構：常見的電感式接近開關，如 SN - BQ15 - LA2（假設為電感式，實際需依產品手冊確認），主要由高頻振蕩電路、檢波電路、放大電路、施密特觸發(fā)電路以及輸出電路這幾大模塊構成。各模塊協(xié)同工作，實現(xiàn)對金屬物體接近的精準檢測與信號輸出。

高頻振蕩電路：此電路以 LC 振蕩回路為核心，包含電感 L 與電容 C。電感 L 作為感應元件，當外界無金屬物體靠近時，LC 振蕩回路在電源激勵下，以特定頻率持續(xù)振蕩，產生穩(wěn)定的高頻電磁場。例如，電感 L 取值 100μH，電容 C 取值 0.1μF，依據(jù)振蕩頻率公式

f=

2π

LC

1

，可算出振蕩頻率約為 1.6kHz 。這一高頻電磁場在感應頭周圍空間形成一個交變磁場區(qū)域，等待檢測物體進入。

檢波電路：由二極管 D 和濾波電容 C1 組成。當有金屬物體進入高頻電磁場區(qū)域時，金屬物體內部會因電磁感應產生渦流。渦流消耗振蕩能量，致使 LC 振蕩回路的振蕩幅度衰減。檢波電路的二極管 D 對衰減后的振蕩信號進行半波整流，將交流信號轉換為單向脈動信號，濾波電容 C1 則對脈動信號進行濾波，去除高頻雜波，輸出較為平滑的直流電壓信號，該信號的幅值會隨金屬物體接近程度而變化，接近越近，幅值越低。

放大電路：多采用運算放大器 A 搭建而成。檢波電路輸出的微弱直流電壓信號，經運算放大器 A 進行線性放大，增強信號強度，以便后續(xù)電路處理。運算放大器 A 的放大倍數(shù)可通過外接電阻 R1、R2 調節(jié)，依據(jù)公式

A

v

=1+

R1

R2

，若 R1 取值 1kΩ，R2 取值 10kΩ，則放大倍數(shù)為 11 倍，確保信號能有效驅動后續(xù)電路。

施密特觸發(fā)電路：通常由施密特觸發(fā)器芯片構成。放大后的信號輸入施密特觸發(fā)器，施密特觸發(fā)器具有回差特性，能有效避免因信號波動導致的誤觸發(fā)。當輸入信號電壓高于設定的上限閾值時，觸發(fā)器輸出高電平；當輸入信號電壓低于設定的下限閾值時，觸發(fā)器輸出低電平。通過合理設置回差電壓，比如上限閾值設為 2V，下限閾值設為 1.5V，可增強開關動作的穩(wěn)定性與可靠性。

輸出電路：依據(jù)接近開關的輸出類型（如 NPN、PNP）有所不同。以 NPN 型輸出為例，輸出電路由 NPN 型三極管 Q 和負載電阻 R3 組成。施密特觸發(fā)電路輸出的信號控制三極管 Q 的導通與截止。當施密特觸發(fā)器輸出高電平時，三極管 Q 導通，負載電阻 R3 上有電流流過，輸出低電平信號，可驅動后續(xù)負載，如小型繼電器、PLC 輸入模塊等；當施密特觸發(fā)器輸出低電平時，三極管 Q 截止，負載電阻 R3 無電流，輸出高電平。