脉冲继电器是一种实现多点照明控制的可行方案，在现代化住宅和公寓中，从两个或多个位置控制灯光照明的方案正变得越来越流行。
如果单个开关无法满足照明控制的需求，例如需要在长楼梯的起点打开灯，并在终点关闭灯，则可以使用普通的双向开关来实现。不过，在这种情况下，使用机电式或电子式脉冲继电器会更加方便。
也就是说，如果每条照明线路都需要配备独立的脉冲继电器，可以使用并联的触觉开关(非锁定按钮)来控制脉冲继电器，因此，脉冲继电器也被称为脉冲开关或有线遥控开关。
脉冲继电器在控制输入端接收到电气脉冲时接通，并在再次收到脉冲时关闭。从技术角度来看，脉冲继电器是紧凑型双稳态继电器(触发器)，因为它们具有两个稳定的静止位置。每次按下相应的触发按钮时，脉冲开关都会接收到一个电脉冲。这会导致开关状态发生变化，并被系统记忆，直到下一个脉冲到来。
这篇文章介绍了一个简单的电子脉冲继电器模块的设计，该模块几乎可以跟传统机电脉冲继电器的功能做到一样，它的一个典型应用就是从多个开关点对同一负载进行开关的切换。
图1：上面显示的锁存继电器设置模仿了传统机电脉冲继电器的功能。
下图所示的电子脉冲继电器模块的简单电路设计采用稳压良好的5V DC/500mA电源供电(图2)。此外，其输出端口(CN1)可以使用任意额定线圈电流达100mA左右的5V DC电源继电器。
图2：示意图显示了脉冲继电器模块在5V DC/500mA电源下运行的情况。
当然，这些只是建议。由于这种基本设计在限制范围内还拥有一定的灵活性，您可以根据实际需求选择最可靠的电源组件用于最终组装。请注意，续流二极管(反激二极管)必须与继电器线圈反向并联，以保护电子元件免受可能的电压尖峰的影响。
电子脉冲继电器电路的核心是久负盛名的十进制计数器/分频器芯片HCF4017B(U1)。RC元件R1和C3共同构成一个简单的上电复位(POR)设置，使电源继电器在初始上电或电源循环后保持断开状态。当电源继电器处于断开状态(待机模式)时，连接到U1引脚3(Q0)的红色指示灯LED1会亮起。
当第一次按下连接到系统SW_IN端口的按钮开关时，U1进行计时，因此计数器加1，U1的引脚2(Q1)变为高电平，晶体管T1(S8050)为电源继电器通电。
类似地，第二次按下按钮再次计时U1，计数器继续加1，引脚2变为低电平，继电器断电，引脚4(Q2)变为高电平。由于引脚4通过D1复位U1，系统返回待机状态，然后等待再次按下按钮重新激活继电器。
如果将芯片级的过程进一步简化：
HCF4017B芯片整体时序图如下图所示。
图3：上图为HCF4017B Johnson计数器芯片的时序过程。
该芯片精确的模仿了带棘轮机构的脉冲继电器的功能——这种继电器使用类似棘轮的机械系统在获得单个电流脉冲后保持其触点位置。它本质上是一种锁存继电器，其状态变化仅由短暂的时钟脉冲触发，而不是连续信号。
因此，该设置可确保继电器停留在新位置，直到施加另一个脉冲来再次改变它，就像工具上的棘轮在每次点击时仅朝一个方向移动一样。
图4：继电器停留在新位置，直到施加另一个脉冲再次改变它。
由于我对电路原理非常了解，所以我第一次尝试是在一块普通的面包板上，用一个5V/50mA有源蜂鸣器代替5V电源继电器。一切运行正常。
图5：常规面包板使用5V/50mA有源蜂鸣器代替5V电源继电器。
表面贴装元件体积更小、重量更轻，是紧凑轻便电子设备的理想选择。因此，构建此电路时，最好使用表面贴装元件，而非通孔元件，这也使得为电子脉冲继电器模块定制PCB变得经济高效且简单易行。
4017芯片是目前适应性最强的十进制计数器之一，主要用于低范围计数应用，可有效节省电路板空间并减少设计时间和成本。
在我看来，另一种可能适合类似实验的器件是安森美的NC7SZ175，这是一款采用节省空间的SC70-6(SC88-6)封装的单正边沿触发D型CMOS触发器IC(带有异步清除输入)。
我在本文中选择的下一个器件是TI的SN74LVC1G175，这是一款单D触发器IC(表1)。这个小器件也具有异步清零输入。当它为高电平时，来自输入引脚(D)的数据会在时钟的上升沿传输到输出引脚(Q)。当它为低电平时，无论时钟沿或D上的数据如何，Q都会被强制锁在低电平状态。
表1：SN74LVC1G175触发器IC的功能表解释了数据传输以及时序细节。
不得不说的是，即使是像这样一个简单的业余级项目也具有很大的优化潜力。
(原文刊登于EDN姊妹网站Planet Analog，参考链接：Designing a simple electronic impulse relay module，由Ricardo Xie编译。)
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