电磁铁——切极电路

（一）内容简介

    实验室内为电磁铁提供电流的一般为直流电源，但一般电源不具备瞬间切换极性功能，且由于提供大磁场所需电流也非常大，因此，设计一款可用于程控的切极电路十分必要。本设计中通过控制四个汽车继电器的通断实现电流的流入与流出反向的功能，其中，继电器可承受电流为70A，但PCB明显不行，因此需尽量加宽大电流走线，且设置开窗，对于大电流使用环境，可焊接多股铜线用以增强过电流能力。

（二）原理简介

（1）电源部分：整体采用220VAC为PCB供电，其中HLK-20M12模块可将交流电转换为12VDC为汽车继电器供电，并通过AMS1117-5V为其他小元件供电。如下

（2）切极控制部分：该部分主要通过外接Arduino实现对整体切极的控制，将Arduino与LabVIEW设置好通讯后可实现电脑端控制，当Arduino引脚置空或高电平时，控制信号继电器呈默认状态，3和5脚接通，当Arduino引脚置为低电平时，2和5脚接通。

(3)切极部分：承接上文，可见，Arduino给出高电平时，汽车继电器K1、K2导通，K3、K4截止，此时，电流输入（IN+和IN-）与电流输出（OUT+和OUT-）同向；Arduino给出低电平时，汽车继电器K1、K2截止，K3、K4导通，此时，电流输入（IN+和IN-）与电流输出（OUT+和OUT-）反向；因此达到了电流方向切换的目的，OUT端连接到电磁铁，即可实现磁极的切换。

（三）实物演示

    在供电端直接接入220VAC，系统便开始工作，电源灯亮起，此时，电流输入方向与输出方向一致；当Arduino给出低电平时，切极指示灯亮起，此时，电流输入方向与输出方向相反。

注意：此PCB需配合直流电源使用，并供交流市电，较为危险，请做好防护措施！