簡單修改電路,讓600件產品起死回生!

作者 : Richard Gilbert

由於輔助繼電器線圈是電感性的,所以如果提供一個替代電流路徑,就可以使線圈在足夠長的時間內保持足夠大的電流而保持在閉合狀態,直到靈敏繼電器重新閉合為止。此時,解決的辦法就顯而易見了…

當我從大學機械工程學系畢業後,第一份工作是在美國新澤西州西奧蘭治(West Orange, NJ)的製造企業Thomas A Edison Industries擔任助理產品工程師,主要負責電子產品封裝的工作。只要電子工程師完成電路設計,產品工程師就開始進行設計,將電路製成成品。這讓我慢慢地對於電路設計越來有興趣。

有一次,就在我們為新的磁放大器進行封裝設計時,一個實際進行電路設計的機會來了。不過,一開始並沒有人安排我去做。在我負責的工作內容中包括一款已經生產多年的產品,這種產品以前從沒出過問題,所以並不需要費功夫去檢查設計。

沒想到它突然出了問題,而我就必須設法解決這個問題,責無旁貸。眼看著生產線已經組裝好600件產品了,由於先前並未發生過故障,因此在組裝前也就沒再進行任何測試。但是到了驗收測試時,每個產品都出現問題了。

電路很簡單:由一個惠斯通電橋(wheatstone bridge)驅動一個靈敏的繼電器,使其繼而驅動一個輔助繼電器。輸入是電橋的一個分支,輸出是一組輔助繼電器觸點。當訊號升高到適當的水準,靈敏的繼電器觸點將閉合,並為輔助繼電器供電。一如預期的,輔助繼電器的觸點接著點亮了一顆燈泡。電路非常簡單,難怪從來不出問題。

然而現在出問題了。當輔助繼電器閉合時,它的作用力對主機殼產生了衝擊,使靈敏的繼電器重新斷開了,輔助繼電器當然也跟著重新斷開了。然後,靈敏繼電器重新閉合,導致輔助繼電器也重新閉合,整個過程重新開始。這個過程非常快,最後產品開始發出嗡嗡聲。

我們打電話給輔助繼電器的製造商,他們說最近已經「改善」了這款繼電器設計,使其觸點閉合更有力。

我的工程主管提出了一些解決辦法,例如在靈敏繼電器或輔助繼電器或兩者中都增加一個振動隔離器,但是這些方法都需要進行大量的開發和測試,而且還不能保證哪一種方法會成功。如果要求繼電器製造商只為我們這一家客戶提供從前的舊設計,又會增加成本。無論如何,我們似乎都需要一種新的設計。看來,這600件產品將不得不報廢了(只有繼電器可以回收),而且,如果延遲交貨,我們的客戶還會怨聲載道。

我決定仔細研究產品產生蜂鳴的情況。接著就突然想到,由於輔助繼電器線圈是電感性的,所以如果提供一個替代電流路徑,就可以使線圈在足夠長的時間內保持足夠大的電流而保持在閉合狀態,直到靈敏繼電器重新閉合為止。那麼解決的辦法就顯而易見了:只需在輔助繼電器的線圈上跨接一個二極體即可。

為了使這600個產品能正常工作,只需在輔助繼電器線圈上跨接一個小小的軸向引線二極體就夠了。最後,我們不必重新進行設計,也無需報廢任何一個產品,更沒有推遲交付產品而使客戶失望,而是採用了一種最低成本的解決辦法。

我準備向上級們「邀功」一下,彙報一下我引以自豪的解決方案,我心想,不知道他們的反應會怎樣。畢竟,我沒有墨守成規,而是以創新的思維為公司節省了很多錢,而且我只是簡單地修改一下電路就解決了複雜的機械問題。我按捺不住開始遐想:會得到什麼獎勵呢?獎金、表揚、午餐,或者只是輕輕拍一下我的背?

而當我向主管彙報了我的工作表現後,他只是輕描淡寫地說了一句:「好的,我們接著做磁放大器吧!」顯然地,老闆給我的獎勵就是繼續「埋頭苦幹」…

作者Richard Gilbert是電力電子工程師,專精於車輛的電力驅動和動能回收系統。

編譯:Jenny Liao

(參考原文:A shock to the circuit,by Richard Gilbert)

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