最近有客户询问，是否有一种方法可以利用旋转开关分别控制三个单路输出，并且在开关的第四个位置打开输出第二路和输出第三路，但前提是在每个输出的单独开关期间不干扰其他输出。我最初的解决方案使用了一个4位旋转开关、一个npn晶体管、两个肖特基二极管、一个12VDC继电器、三个带有适当电阻的单独LED、一个1000欧姆电阻、一个12VDC 500mA电源和一个2.1x5.5mm圆形连接器。
电路行为：设计说明
就设计全面的电路而言，如果不详细分析一下其作用，可能会让人感到困惑。上图所示的电路中包含我使用的所有物料编号。下面我将逐步介绍激活旋转开关时的每一个“步骤”，以说明该电路是如何工作的。
- 位置1：LED 1本身  我画“X”的位置表示，由于缺乏连续性，电流不能按照某个方向流通。在这种情况下，NPN晶体管所在的位置只有一个X。晶体管不能导通，是因为R4上没有电压或电流；因此，没有电流可以通过NPN返回到继电器。
- 位置2：LED 2本身
- 位置3：LED 3本身
- 位置4：LED 2和LED 3同时接通
本图中我画了更多的“X”来表示电流无法流通的地方。在这种情况下，NPN无法再接通，而电流也不能流过断开的开关，因为继电器在此位置不能接收任何功率。
这一次，支路走向断开继电器开关的另一侧。继电器仍然接收不到任何功率，并且NPN处于断开状态，因此再次阻止了电流回流。另外，二极管D2也阻止了电流回流到继电器（二极管具有20V的反向击穿电压，因此没有问题）。
位置四的情况比较复杂，但解释起来仍然很简单。支路4通过栅极使晶体管饱和，进而导通了NPN晶体管（我选择的栅极会在10mA时增益为60，而前方的1K电阻会将电流限制为12mA，以保证饱和）。由于晶体管现在处于导通状态，电流可以通过继电器，并且继电器在12VDC下工作，而这是源自J1的电压。二极管D1仅起到保护作用，因为继电器线圈在关闭后容易产生反冲。电流可以通过NPN晶体管回到接地，从而形成一条完整的回路。由于电压充足（二极管在1A时的Vf为450mV），电流还会分流到二极管D2并向前流动，进而会降低LED 2和3的可用电压。继电器开关现已闭合，因为继电器正在工作，因而允许电流传输到LED 2。在通过二极管D2之后，电流也被分流回LED 3，从而使该灯亮起。
电路功能照片
旋转开关的位置一：
旋转开关的位置二：
旋转开关的位置三：
旋转开关的位置四：
物料清单和共享购物车链接
| 数量 | Digi-key 物料编号 | 厂商物料编号 | 单位价格 |
|---|---|---|---|
| 1 | KC14A10.001NPS-ND | KC14A10.001NPS | $5.69 |
| 2 | CMF500HY-ND | CMF55500R00FEBF | $0.63 |
| 1 | 993-1391-ND | PSAA06A-120L6-R-CR1 | $9.81 |
| 1 | 486-3381-ND | 4840.2201 | $1.82 |
| 1 | S1KHCT-ND | CFM12JT1K00 | $0.10 |
| 1 | 2N5550TARCT-ND | 2N5550TAR | $0.22 |
| 1 | 497-2493-1-ND | BAT41 | $0.37 |
| 1 | Z1229-ND | G6L-1P DC12 | $2.89 |
| 1 | 1N5817-TPCT-ND | 1N5817-TP | $0.18 |
| 1 | BC4161CT-ND | MRS25000C4300FCT00 | $0.29 |
| 1 | 365-1201-ND | OVLLB8C7 | $0.34 |
| 1 | 160-1659-ND | LTL1CHKGKNN | $0.37 |
| 1 | 160-1661-ND | LTL1CHKRKNN | $0.32 |
上述所有物料的总成本为$23.66。我在电路中使用的是基础的22AWG实心电线。为了方便起见，以下是我使用的一系列物料的链接：https://www.digikey.com/short/zcpt47
选择适用于设计的物料时的注意事项
在选择某些物料方面，我还有几点需要补充一下。我选择了电流至少为500mA的12V电源，以涵盖电路中的所有损耗。这远远超出了电路中的实际使用量。我明白，如果执行任何接近75mA电流的操作，都可能会突破极限，因为两个LED会消耗48mA，而1K电阻则消耗12mA。二极管消耗的电流非常低，所以我忽略了它们的电压降。继电器线圈大约消耗15mA电流，致使总电流接近75mA，而晶体管的最大处理功率仅约为625mW（我肯定不会采取从集电极到发射极的任何措施来突破最大功率）。晶体管的功耗也非常低，因此予以忽略。如果进行实验，我所选择的电源会空余大量的可用功率以供添加其他物料。我也明白，对于所需的特定连接器而言，我们并没有许多具有较低最大电流的电源（针对一些参数进行了筛选检查）。
我选择的NPN对我来说比较新，因为我设计的晶体管电路不多。该物料更多的是一种冗余的安全选择。从技术上讲，在未启动继电器的位置，电路会充分降低电流和电压，即便确实存在回流现象。我只是想明确阻止任何电流（即便是极微小的电流）回流到继电器线圈中。因此我需要一些使用方便的物料，因为还有很多额外的电阻。1K欧姆的电阻似乎还不错，12mA显然属于能够使一般NPN晶体管饱和的电流范围内。我试图通过搜索查找在电流水平接近12mA时具有增益的晶体管。我找到的晶体管在10mA，5V条件下增益为60。这其实大大超出了以下条件：源自12V的12mA电流肯定会使晶体管饱和。所有其他额定值都远远超过12V最大电压和最大电流消耗（Vce、Vce击穿和600mA集电极电流）。
用于保护电路免受反冲的二极管是一个通用的肖特基二极管。唯一要注意的是反向电压，在电压过大时，你肯定不希望出现传导错误并导致短路的情况。线圈反冲的电压通常很高，但由于过于迅速，因此对二极管本身造成的损害不大。二极管会将反冲限制为电路中的当前电压，而不是会损坏其他敏感器件的危险电平。
另一个二极管则主要提供通向LED 2和3的电路。另外还必须注意电流和反向电压。显然，我需要为两个LED提供更多的电流，而不希望为较低的反向电压感到头痛。我也不需要过多的正向电压降，以确保LED的亮度相同。我选择的肖特基二极管的平均正向电流为1A（远远超过我的需要），反向电压为20V（12V以上就已足够），且最终在1A时的正向电压仅为450mV。
对于开关和插座而言，我只需确保它们能够处理当前的电流和电压即可。它们对于此电路而言绰绰有余。