專利名稱：自我控制完全斷電的電源電子開關(guān)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自我控制完全斷電的電源電子開關(guān)電路。
背景技術(shù)：
電源電子開關(guān)電路因其體積小、控制方便而得到了廣泛應(yīng)用。在電源電子開關(guān)電路中，電源電子開關(guān)的通斷由其控制端口信號(hào)進(jìn)行控制，一般情況下，控制信號(hào)提供者的供電不受電源電子開關(guān)的控制，即控制信號(hào)源的供電在電源電子開關(guān)斷開的情況下仍然保持供電，這在手持設(shè)備和其他低供電電壓、低功耗應(yīng)用場合中是不適用的。隨著技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)在控制信號(hào)源的供電可以通過電源電子開關(guān)來控制。電源電 子開關(guān)斷開時(shí)，控制信號(hào)源沒有供電，無法為電源電子開關(guān)提供激勵(lì)能量，只能通過外部信號(hào)進(jìn)行激勵(lì)，使電源電子開關(guān)接通，而電源電子開關(guān)在接通后的斷開，則可以使用程控電路進(jìn)行控制，即實(shí)現(xiàn)自我控制斷電。在自我控制斷電過程中，隨著電源電子開關(guān)的斷開過程，內(nèi)部供電電源電壓逐步下降，當(dāng)下降到一定電壓時(shí)，由半導(dǎo)體器件的特性決定了半導(dǎo)體控制電路會(huì)進(jìn)入失控狀態(tài)，當(dāng)外圍電路設(shè)計(jì)未作考慮或考慮不充分時(shí)，低供電電壓條件下控制電路的失控會(huì)導(dǎo)致電源電子開關(guān)自我控制斷電的功能失效或某些條件下失效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種自我控制完全斷電的電源電子開關(guān)電路，使電源電子開關(guān)在自我控制時(shí)實(shí)現(xiàn)可靠斷電，保證電源電子開關(guān)自我斷開的功能在低供電電壓條件下正常運(yùn)行。為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案
一種自我控制完全斷電的電源電子開關(guān)電路，其包括
一電源電子開關(guān)；
一外部信號(hào)源，輸出規(guī)定特征的信號(hào)時(shí)，控制所述的電源電子開關(guān)的接通或斷開；
一接口電路，匹配所述的外部信號(hào)源，控制所述的電源電子開關(guān)的接通或斷開，其輸入端通過一開關(guān)與所述的外部信號(hào)源的輸出相連接；
一程控電路，在所述的電源電子開關(guān)接通后，根據(jù)預(yù)定條件輸出信號(hào)，控制所述的電源電子開關(guān)保持接通或斷開，其輸入端與所述的接口電路的輸入端并聯(lián)后通過一開關(guān)與所述的外部信號(hào)源的輸出相連接，其供電電源與所述的電源電子開關(guān)的一端相電連接；
一匹配電路，在所述的程控電路輸出信號(hào)時(shí)，使用電阻電容進(jìn)行信號(hào)匹配和能量儲(chǔ)存，其輸入端與所述的接口電路和所述的程控電路的輸出端相電連接；
一驅(qū)動(dòng)電路，其輸入端與所述的匹配電路的輸出端相電連接，輸出端與所述的電源電子開關(guān)的信號(hào)控制端相連接；
一外部直流電源，與所述的電源電子開關(guān)的另一端相電連接。
優(yōu)選地，所述的匹配電路為至少由門結(jié)構(gòu)電路、儲(chǔ)能電容及分壓電路組成的器件，其參數(shù)至少根據(jù)抗干擾時(shí)間、所述的程控電路的失控點(diǎn)的供電電壓范圍及所述的驅(qū)動(dòng)電路的輸出要求確定。所述的程控電路的供電電源與所述的外部直流電源與所述的電源電子開關(guān)的兩端相電連接，所述的程控電路的供電電源與所述的外部直流電源的接通與斷開完全受所述的電源電子開關(guān)控制。所述的程控電路的輸入端與所述的接口電路的輸入端并聯(lián)后通過一開關(guān)與所述的外部信號(hào)源的輸出相連接，其輸出端通過所述的驅(qū)動(dòng)電路與所述的電源電子開關(guān)的信號(hào)控制端相連接，所述的電源電子開關(guān)導(dǎo)通后，在所述的外部信號(hào)源不接入或無有效信號(hào)時(shí)，所述的電源電子開關(guān)的通斷完全由所述的程控電路控制。優(yōu)選地，所述的程控電路輸出或者組合輸出高低兩種邏輯電平信號(hào)，一種邏輯電平信號(hào)(高電平或低電平)要求所述的電源電子開關(guān)接通，則另一種邏輯電平信號(hào)(低電平或高電平)要求所述的電源電子開關(guān)斷開。 由于以上技術(shù)方案的實(shí)施，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)
1、在外部信號(hào)的控制下，能夠可靠實(shí)現(xiàn)電源電子開關(guān)的通斷控制，即在外部信號(hào)源輸出規(guī)定特征的信號(hào)時(shí)，可以控制電源電子開關(guān)的接通或者斷開；
2、電路中增設(shè)了一匹配電路，程控電路輸出信號(hào)時(shí)，匹配電路進(jìn)行能量儲(chǔ)存和信號(hào)匹配，通過驅(qū)動(dòng)電路使電源電子開關(guān)在自我控制時(shí)實(shí)現(xiàn)可靠斷電，保證電源電子開關(guān)自我斷開的功能在低供電電壓條件下正常運(yùn)行。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意 圖2為本發(fā)明實(shí)施例I的電路 圖3為本發(fā)明實(shí)施例2的電路 圖中010、外部信號(hào)源；020、開關(guān)；030外部直流電源；100、接口電路；200、程控電路；300、匹配電路；400、驅(qū)動(dòng)電路；500、電源電子開關(guān)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)說明。如圖I所示，本發(fā)明自我控制完全斷電的電源電子開關(guān)電路，其包括
一電源電子開關(guān)500 ；
一外部信號(hào)源010，輸出規(guī)定特征的信號(hào)時(shí)，控制所述的電源電子開關(guān)500的接通或斷
開；
一接口電路100，匹配所述的外部信號(hào)源010，控制所述的電源電子開關(guān)500的接通或斷開，其輸入端通過一開關(guān)與所述的外部信號(hào)源010的輸出相連接；
一程控電路200，在所述的電源電子開關(guān)500接通后，根據(jù)預(yù)定條件輸出信號(hào)，控制所述的電源電子開關(guān)500保持接通或斷開，其輸入端與所述的接口電路100的輸入端并聯(lián)后通過一開關(guān)020與所述的外部信號(hào)源010的輸出相連接，其供電電源與所述的電源電子開關(guān)500的一端相電連接；一匹配電路300，在所述的程控電路200輸出信號(hào)時(shí)，使用電阻電容進(jìn)行信號(hào)匹配和能量儲(chǔ)存，其輸入端與所述的接口電路100和所述的程控電路200的輸出端相電連接；
一驅(qū)動(dòng)電路400，其輸入端與所述的匹配電路300的輸出端相電連接，輸出端與所述的電源電子開關(guān)500的信號(hào)控制端相連接；
一外部直流電源030，與所述的電源電子開關(guān)500的另一端相電連接。所述的匹配電路300為至少由門結(jié)構(gòu)電路、儲(chǔ)能電容及分壓電路組成的器件，其參數(shù)根據(jù)抗干擾時(shí)間、程控電路的失控點(diǎn)的供電電壓范圍及驅(qū)動(dòng)電路的輸出要求確定。所述的程控電路200的供電電源與所述的外部直流電源030與所述的電源電子開關(guān)500的兩端相電連接，所述的程控電路200的供電電源與所述的外部直流電源030的接通與斷開完全受所述的電源電子開關(guān)500控制。所述的程控電路200的輸入端與所述的接口電路100的輸入端并聯(lián)后通過一開關(guān) 020與所述的外部信號(hào)源010的輸出相連接，其輸出端通過所述的驅(qū)動(dòng)電路400與所述的電源電子開關(guān)500的信號(hào)控制端相連接，所述的電源電子開關(guān)500導(dǎo)通后，在所述的外部信號(hào)源010不接入或無有效信號(hào)時(shí)，所述的電源電子開關(guān)500的通斷完全由所述的程控電路控制。程控電路200輸出或者組合輸出高低兩種邏輯電平信號(hào)，一種邏輯電平信號(hào)(高電平或低電平)要求電源電子開關(guān)接通，則另一種邏輯電平信號(hào)(低電平或高電平)要求電源電子開關(guān)斷開。其工作過程為
開關(guān)020接通后，外部信號(hào)源輸出正脈沖信號(hào)時(shí)，電源電子開關(guān)500接通，程控電路200正常供電，開始按其預(yù)定程序進(jìn)行工作，程控電路200輸出接通維持信號(hào)時(shí)，通過匹配電路300進(jìn)行能量儲(chǔ)存和信號(hào)匹配，激勵(lì)驅(qū)動(dòng)電路400及電源電子開關(guān)500保持接通狀態(tài)；程控電路200按其預(yù)定要求輸出斷電信號(hào)時(shí)，匹配電路300中儲(chǔ)存元件放電，驅(qū)動(dòng)電路400及電源電子開關(guān)500的激勵(lì)信號(hào)逐漸減弱，電源電子開關(guān)500逐漸斷開，內(nèi)部電源Vcc的電壓值隨之下降，當(dāng)Vcc的電壓值降至程控電路200正常工作電源電壓以下一定電壓時(shí)，程控電路200中的半導(dǎo)體器件或集成電路會(huì)進(jìn)入失控狀態(tài)，致使程控電路200輸出信號(hào)(B3點(diǎn))的特征與維持電源電子開關(guān)500維持接通的信號(hào)特征一致，即出現(xiàn)信號(hào)“翻轉(zhuǎn)”現(xiàn)象，失控時(shí)“翻轉(zhuǎn)”的輸出信號(hào)，通過匹配電路300的能量儲(chǔ)存和電壓匹配，是程控電路200初始失控的補(bǔ)充能量不能及時(shí)傳遞到驅(qū)動(dòng)電路400及電源電子開關(guān)500的激勵(lì)能量中，不能及時(shí)激勵(lì)電源電子開關(guān)500轉(zhuǎn)向接通狀態(tài)，電源電子開關(guān)會(huì)繼續(xù)斷開的過程，程控電路200的供電電壓Vcc更低，因失控而輸出的激勵(lì)能量更弱，從而實(shí)現(xiàn)電源電子開關(guān)500的自我控制完全斷開；
電源電子開關(guān)500接通以后，在開關(guān)020斷開或開關(guān)020接通但外部信號(hào)源010無有效信號(hào)輸出時(shí)，A點(diǎn)沒有有效信號(hào)，電源電子開關(guān)500的通斷完全由程控電路200控制；開關(guān)020接通后，外部信號(hào)源010輸出持續(xù)負(fù)脈沖信號(hào)時(shí)，電源電子開關(guān)500斷開，程控電路200沒有得到供電，無法工作。圖2為本發(fā)明實(shí)施例I的電路圖?，F(xiàn)參照?qǐng)D2，進(jìn)一步說明自我控制完全斷電的電源電子開關(guān)電路的電路結(jié)構(gòu)。電阻RlOURl 11、穩(wěn)壓管VDlll及三極管Vlll構(gòu)成接口電路100 ;電阻R121、R122及微控制單元MCU210構(gòu)成程控電路200 ;電阻R11、二極管VD1、VD2、電容Cl及電阻R1、R2構(gòu)成匹配電路300 ;三極管Vl構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路400 ;電阻R3、R4及三極管V2構(gòu)成電源電子開關(guān) 500。開關(guān)020接通后
外部信號(hào)源010輸出正脈沖信號(hào)時(shí)，信號(hào)通過電阻R101、二極管VDl對(duì)電容Cl充電，并通過電阻Rl對(duì)三極管Vl提供電流，三極管Vl導(dǎo)通，三極管V2基極得到電流，從而致使三極管V2發(fā)射極E與集電極F飽和導(dǎo)通，即電源電子開關(guān)500接通，微控制單元MCU210得到供電，開始按其預(yù)定程序進(jìn)行工作。維持供電時(shí)，MCU210輸出高電平，信號(hào)通過電阻R11、二極管VD2對(duì)電容Cl、電阻R1、R2、三極管Vl持續(xù)供電，維持三極管V2接通，即維持電源電子開關(guān)接通；斷開供電時(shí)，MCU210輸出低電平(OV)，二極管VD2反向截止，三極管V2基極電流逐漸減小，其發(fā)射極與集電極也有飽和導(dǎo)通向截止?fàn)顟B(tài)變化，受控電源Vcc電壓逐漸下降，該電壓降到MCU正常工作電壓以下的某一電壓時(shí)，MCU輸出端口失控，不能維持輸出信號(hào)電壓為0V，通過外部上拉電阻R122的作用，二極管V2由截止變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，對(duì)后續(xù)電路產(chǎn)生電流補(bǔ)充作用，通過電容Cl和電阻R1、R2的合理匹配，是通過三極管Vl的基極補(bǔ)充電流不 足以使三極管Vl轉(zhuǎn)向?qū)顟B(tài)，從而繼續(xù)三極管V1、V2的截止過程，最后三極管V2完全截止，即電源電子開關(guān)500斷開；
外部信號(hào)源010輸出持續(xù)負(fù)脈沖信號(hào)時(shí)，信號(hào)通過穩(wěn)壓管VD111、電阻R111、三極管Vlll發(fā)射極、基極形成回路，使三極管Vlll發(fā)射極與集電極飽和導(dǎo)通，三極管Vlll集電極(B2點(diǎn))電壓低于0V，二極管VD2截止，電容Cl對(duì)電阻Rl、R2及三極管Vl放電，使三極管Vl發(fā)射極與集電極由飽和導(dǎo)通向放大、截止?fàn)顟B(tài)變化，三極管V2基極電流逐漸減小，其發(fā)射極與集電極也由飽和導(dǎo)通向截止?fàn)顟B(tài)變化，即電源電子開關(guān)500逐漸關(guān)閉，由于B2點(diǎn)信號(hào)電壓被外部信號(hào)鉗制，三極管VI、V2均變?yōu)橥耆刂?，電源電子開關(guān)500完全關(guān)閉；
外部信號(hào)源010無信號(hào)輸出或信號(hào)幅度不夠時(shí)，接口電路100無有效信號(hào)輸出，不對(duì)后續(xù)電路產(chǎn)生影響，也不影響電源電子開關(guān)500的狀態(tài)，電源電子開關(guān)500的通斷完全由程控電路200控制。當(dāng)外部直流電源電壓取3V1.6V，抗外部信號(hào)斷電脈沖時(shí)間長度為3iT6S或以上時(shí)，NPN管選2SC1623、PNP管選2SA812，二極管均選1N4148，穩(wěn)壓二極管取3. 6V，Rl=R2=330kQ , R3=39kQ , R4=390kΩ , RlOl= Rll=200kQ , Rlll= R121=10kQ , R122=51kQ ,Cl=6. 8μ F 20 μ F。圖3為本發(fā)明實(shí)施例2的電路圖，主要變化表現(xiàn)在接口電路100、程控電路200與匹配電路300中，程控電路200輸出低電平信號(hào)時(shí)維持電源電子開關(guān)500接通，輸出高電平信號(hào)時(shí)控制電源電子開關(guān)500斷開，驅(qū)動(dòng)電路400和電源電子開關(guān)500電路沒有變化，本實(shí)施例工作原理與實(shí)施例I類似，在此不再贅述。綜上所述，本發(fā)明在外部信號(hào)源輸出規(guī)定特征的信號(hào)時(shí)，可以控制電源電子開關(guān)的接通或者斷開，在電路中還增設(shè)了一匹配電路，程控電路輸出信號(hào)時(shí)，匹配電路進(jìn)行能量儲(chǔ)存和信號(hào)匹配，通過驅(qū)動(dòng)電路使電源電子開關(guān)在自我控制時(shí)實(shí)現(xiàn)可靠斷電，保證電源電子開關(guān)自我斷開的功能在低供電電壓條件下正常運(yùn)行。以上結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，其目的在于讓熟悉此領(lǐng)域技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，但是并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的 保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種自我控制完全斷電的電源電子開關(guān)電路，包括 一電源電子開關(guān)； 一外部信號(hào)源，輸出規(guī)定特征的信號(hào)時(shí)，控制所述的電源電子開關(guān)的接通或斷開； 一接口電路，匹配所述的外部信號(hào)源，控制所述的電源電子開關(guān)的接通或斷開，其輸入端通過一開關(guān)與所述的外部信號(hào)源的輸出相連接； 一程控電路，在所述的電源電子開關(guān)接通后，根據(jù)預(yù)定條件輸出信號(hào)，控制所述的電源電子開關(guān)保持接通或斷開，其輸入端與所述的接口電路的輸入端并聯(lián)后通過一開關(guān)與所述的外部信號(hào)源的輸出相連接，其供電電源與所述的電源電子開關(guān)的一端相電連接； 一匹配電路，在所述的程控電路輸出信號(hào)時(shí)，使用電阻電容進(jìn)行信號(hào)匹配和能量儲(chǔ)存，其輸入端與所述的接口電路和所述的程控電路的輸出端相電連接； 一驅(qū)動(dòng)電路，其輸入端與所述的匹配電路的輸出端相電連接，輸出端與所述的電源電子開關(guān)的信號(hào)控制端相連接； 一外部直流電源，與所述的電源電子開關(guān)的另一端相電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自我控制完全斷電的電源電子開關(guān)電路，其特征在于所述的匹配電路為至少由門結(jié)構(gòu)電路、儲(chǔ)能電容及分壓電路組成的器件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自我控制完全斷電的電源電子開關(guān)電路，其特征在于所述的器件的參數(shù)至少根據(jù)抗干擾時(shí)間、所述的程控電路的失控點(diǎn)的供電電壓范圍及所述的驅(qū)動(dòng)電路的輸出要求確定。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自我控制完全斷電的電源電子開關(guān)電路，其特征在于所述的程控電路的供電電源與所述的外部直流電源與所述的電源電子開關(guān)的兩端相電連接，所述的程控電路的供電電源與所述的外部直流電源的接通與斷開完全受所述的電源電子開關(guān)控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自我控制完全斷電的電源電子開關(guān)電路，其特征在于所述的程控電路的輸入端與所述的接口電路的輸入端并聯(lián)后通過一開關(guān)與所述的外部信號(hào)源的輸出相連接，其輸出端通過所述的驅(qū)動(dòng)電路與所述的電源電子開關(guān)的信號(hào)控制端相連接，所述的電源電子開關(guān)導(dǎo)通后，在所述的外部信號(hào)源不接入或無有效信號(hào)時(shí)，所述的電源電子開關(guān)的通斷完全由所述的程控電路控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自我控制完全斷電的電源電子開關(guān)電路，其特征在于所述的程控電路輸出或者組合輸出高低兩種邏輯電平信號(hào)，一種邏輯電平信號(hào)(高電平或低電平)要求所述的電源電子開關(guān)接通，則另一種邏輯電平信號(hào)(低電平或高電平)要求所述的電源電子開關(guān)斷開。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自我控制完全斷電的電源電子開關(guān)電路，包括電源電子開關(guān)、外部信號(hào)源、接口電路、程控電路、匹配電路、驅(qū)動(dòng)電路及外部直流電源，外部信號(hào)源可以控制電源電子開關(guān)通斷，接口電路匹配外部信號(hào)源控制電源電子開關(guān)通斷，電源電子開關(guān)接通后，程控電路輸出控制信號(hào)，匹配電路進(jìn)行能量儲(chǔ)存和信號(hào)匹配，激勵(lì)驅(qū)動(dòng)電路控制電源電子開關(guān)保持接通或斷開。本發(fā)明在外部信號(hào)的控制下，能夠可靠實(shí)現(xiàn)電源電子開關(guān)的通斷控制；在程控電路控制下，通過增設(shè)一驅(qū)動(dòng)電路，使電源電子開關(guān)在自我控制時(shí)實(shí)現(xiàn)可靠斷電，保證電源電子開關(guān)自我斷開的功能在低供電電壓條件下正常運(yùn)行。
文檔編號(hào)G05B19/04GK102929163SQ20121041553
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月26日
發(fā)明者劉立華, 賈丹丹, 許育林 申請(qǐng)人:中國兵器工業(yè)集團(tuán)第二一四研究所蘇州研發(fā)中心