專利名稱：密閉電子設(shè)備電源開關(guān)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子設(shè)備電源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種密閉電子設(shè)備的電源開關(guān)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
密閉電子設(shè)備是根據(jù)特殊的應(yīng)用場合，將電子元器件安裝在密封空間內(nèi)的一類電子設(shè)備，例如用于檢查消化道的膠囊式內(nèi)窺鏡就是一類典型的密閉電子設(shè)備。密閉電子設(shè)備通常采用電池供電，在生產(chǎn)、運(yùn)輸和儲存的過程中，若電子設(shè)備一直保持在工作狀態(tài)，在運(yùn)輸、儲存的過程中會白白消耗掉電池大量的能量，因此需要通過外界的設(shè)備控制電子設(shè)備電源的通斷。為了節(jié)省電池的電能，現(xiàn)有技術(shù)采用磁控干簧管對密閉電子設(shè)備的電源進(jìn)行控制，但是由于電子設(shè)備在運(yùn)輸、儲存的過程中易受到震動、外界磁場等因素的干擾，可能會使干簧管的接觸點(diǎn)產(chǎn)生意外的通斷，密閉電子設(shè)備在使用前電池電量就可能被消耗。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提供一種密閉電子設(shè)備電源開關(guān)系統(tǒng)，其能夠有效地降低密閉電子設(shè)備在非工作狀態(tài)下對電池的功耗，并具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、可靠性高的特點(diǎn)。( 二 )技術(shù)方案為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種密閉電子設(shè)備電源開關(guān)系統(tǒng)，包括用于對密閉電子設(shè)備發(fā)出控制其電源通斷的光信號的電源遙控發(fā)射裝置，以及用于根據(jù)所述光信號控制密閉電子設(shè)備的電源通斷的電源控制電路。優(yōu)選地，所述電源遙控發(fā)射裝置，包括:控制單元、鍵盤輸入單元、非易失性存儲單元和光信號發(fā)射單元；其中，所述鍵盤輸入單元，用于接收操作者的按鍵指令并發(fā)送給控制單元；所述非易失性存儲單元，用于存儲密閉電子設(shè)備所對應(yīng)的識別碼；所述控制單元，用于將所述按鍵指令解析成控制碼，讀取所述識別碼，根據(jù)所述識別碼和控制碼生成校驗(yàn)碼，并生成指令數(shù)據(jù)信號；所述光信號發(fā)射單元包括半導(dǎo)體光源，所述光信號發(fā)射單元將所述指令數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換為電流信號注入半導(dǎo)體光源并發(fā)射。優(yōu)選地，所述電源遙控發(fā)射裝置還包括顯示單元，與所述控制單元連接，用于顯示電路狀態(tài)信息。優(yōu)選地，所述電源遙控發(fā)射裝置還包括電源管理單元，與所述控制單元連接，用于進(jìn)行直流電源變換、電源穩(wěn)壓以及休眠狀態(tài)時能量的管理，提取電源剩余電量信息發(fā)送給所述控制單元。優(yōu)選地，所述鍵盤輸入單元為按鈕式鍵盤。
優(yōu)選地，所述半導(dǎo)體光源包括激光二極管LD或半導(dǎo)體發(fā)光二極管LED。優(yōu)選地，所述電源控制電路，包括:電源恢復(fù)電路，用于恢復(fù)出所述光信號的能量；光電轉(zhuǎn)換電路，用于將所述光信號轉(zhuǎn)換為電信號；信號放大電路，用于將所述電信號放大；解碼電路，用于從放大后的電信號恢復(fù)出指令數(shù)據(jù)信號、識別碼、控制碼與校驗(yàn)碼，并根據(jù)指令數(shù)據(jù)信號輸出開關(guān)控制信號到開關(guān)驅(qū)動電路；開關(guān)驅(qū)動電路，用于根據(jù)所述開關(guān)控制信號對可控開關(guān)進(jìn)行控制；可控開關(guān)，用于控制密閉電子設(shè)備的電源通斷。優(yōu)選地，所述可控開關(guān)為固態(tài)開關(guān)。(三)有益效果本發(fā)明的密閉電子設(shè)備電源開關(guān)系統(tǒng)采用電源遙控發(fā)射裝置與電源控制電路相配合對密閉電子設(shè)備的電源進(jìn)行控制，在電源控制電路中采用能量恢復(fù)的方式，無需額外的消耗密閉電子設(shè)備中電池的能量，可使密閉電子設(shè)備在休眠狀態(tài)時電池的電流消耗小于
0.1uA;且本發(fā)明在光信號通信中加入了校驗(yàn)碼，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力，確保了本發(fā)明密閉電子設(shè)備電源開關(guān)系統(tǒng)的可靠性。密閉電子設(shè)備電源開關(guān)系統(tǒng)的電源控制方式克服了以往密閉電子設(shè)備供電方式的應(yīng)用缺陷，使得電子設(shè)備在非工作狀態(tài)下接近于零功耗，而在工作狀態(tài)下又和以前的裝置具有相同的工作能力，從而達(dá)到了降低電子設(shè)備的尺寸和成本，降低能量消耗，還能便于系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)輸與長期保存。


圖1為本發(fā)明實(shí)施方式中所述電源遙控發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施方式中所述電源控制電路的電路圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施方式中所述電源恢復(fù)電路的電路原理圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施方式中所述光電轉(zhuǎn)換電路的電路原理圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施方式中所述信號放大電路的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明提供了一種密閉電子設(shè)備電源開關(guān)系統(tǒng)，包括用于對密閉電子設(shè)備發(fā)出控制其電源通斷的光信號的電源遙控發(fā)射裝置，以及用于根據(jù)所述光信號控制密閉電子設(shè)備的電源通斷的電源控制電路。如圖1所示，所述電源遙控發(fā)射裝置，包括:控制單元、鍵盤輸入單元、非易失性存儲單元和光信號發(fā)射單元；其中，所述鍵盤輸入單元，用于接收操作者的按鍵指令并發(fā)送給控制單元，所述鍵盤輸入單元可以為按鈕式鍵盤；所述非易失性存儲單元，用于存儲密閉電子設(shè)備所對應(yīng)的識別碼；
所述控制單元，用于將所述按鍵指令解析成控制碼，讀取所述識別碼，根據(jù)所述識別碼和控制碼生成校驗(yàn)碼，并生成指令數(shù)據(jù)信號；所述光信號發(fā)射單元包括半導(dǎo)體光源，所述光信號發(fā)射單元將所述指令數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換為電流信號注入半導(dǎo)體光源并發(fā)射。所述半導(dǎo)體光源為激光二極管LD或半導(dǎo)體發(fā)光二極管LED。所述密閉電子設(shè)備電源開關(guān)系統(tǒng)還包括顯示單元，與所述控制單元連接，用于顯示電路狀態(tài)信息。所述密閉電子設(shè)備電源開關(guān)系統(tǒng)還包括電源管理單元，與所述控制單元連接，用于進(jìn)行直流電源變換、電源穩(wěn)壓以及休眠狀態(tài)時能量的管理，提取電源剩余電量信息發(fā)送給所述控制單元。如圖2所示，所述電源控制電路，包括:電源恢復(fù)電路，用于恢復(fù)出所述光信號的能量；光電轉(zhuǎn)換電路，用于將所述光信號轉(zhuǎn)換為電信號；信號放大電路，用于將所述電信號放大；解碼電路，用于從放大后的電信號恢復(fù)出指令數(shù)據(jù)信號、識別碼、控制碼與校驗(yàn)碼，并根據(jù)指令數(shù)據(jù)信號輸出開關(guān)控制信號到開關(guān)驅(qū)動電路；開關(guān)驅(qū)動電路，用于根據(jù)所述開關(guān)控制信號對可控開關(guān)進(jìn)行控制；可控開關(guān)，用于控制密閉電子設(shè)備的電源通斷。所述可控開關(guān)可以為固態(tài)開關(guān)。本發(fā)明的工作原理:電源遙控發(fā)射裝置工作原理:該裝置采用電池供電，電源信號經(jīng)過電源管理單元處理后為遙控發(fā)射裝置內(nèi)各電路模塊供電；控制單元通過檢測鍵盤輸入單元的按鍵輸入，控制光信號發(fā)射單元通過半導(dǎo)體光源產(chǎn)生能量信號與控制信號，為控制密閉電子設(shè)備的電源通斷提供能源和控制命令。電源控制電路的工作原理圖如圖2:密閉電子設(shè)備包括電源控制電路、主工作電路以及電池，電源控制電路用于控制密閉電子設(shè)備的電源通斷，電池用于提供密閉電子設(shè)備的電源。密閉電子設(shè)備的電源控制電路的光電二極管接收到來自于光信號發(fā)射單元的光信號后，由電源恢復(fù)電路從中恢復(fù)出能量，并給其它模塊供電，同時由光電轉(zhuǎn)換電路恢復(fù)出電信號送給放大電路，放大后的信號通過解碼電路恢復(fù)出的識別碼、控制碼與校驗(yàn)碼，根據(jù)指令內(nèi)容，輸出開關(guān)控制信號到開關(guān)驅(qū)動電路，由開關(guān)驅(qū)動電路對可控開關(guān)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對主工作電路電源通斷的控制。當(dāng)電源控制電路的光電二極管接收的來自于光信號發(fā)射單元的控制信號命令為休眠時，解碼電路通過開關(guān)驅(qū)動電路控制可控開關(guān)斷開，電源不對主電路供電，主電路處于斷電狀態(tài)，電流消耗只有光電二極管的暗電流，小于0.luA。當(dāng)電源控制電路的光電二極管接收的來自于光信號發(fā)射單元的控制信號命令為開啟時，解碼電路通過開關(guān)驅(qū)動電路控制可控開關(guān)閉合，電源對主電路供電，主電路處于工作狀態(tài)。電源恢復(fù)電路如圖3所示，電阻為R0，恢復(fù)出的電壓Vled為Im*R0。光電二極管在受到光照時，會產(chǎn)生一個與照度成正比的小電流，此電流通常是數(shù)皮安到數(shù)百微安，此時光電二極管相當(dāng)于一個恒流源，與外部參數(shù)關(guān)系不大。如光電二極管2⑶2023，在光照300Lx下，產(chǎn)生的光電流為60uA，并聯(lián)電阻為550K，恢復(fù)出的電壓為3.3V。該直流電壓對大容量電容CO沖充電，為信號放大電路、解碼電路和開關(guān)驅(qū)動電路提供電壓。
光電轉(zhuǎn)換電路的電路原理圖如圖4所示。圖中Vdd是密閉電子設(shè)備的電池電壓，Rl與光電二極管串聯(lián)連接，Uo是輸出電壓。當(dāng)有光照時，光電二極管產(chǎn)生光電流，如選用光電二極管2DU1B，電阻Rl阻值為50歐，當(dāng)光照為IOOOlx時，光電流為20mA，Vo電壓為IV。2DU1B的暗電流小于0.1uA,因此在沒有光照的情況下，Vo電壓小于5uV。信號放大電路的電路原理圖如圖5所示，其中，運(yùn)算放大器Ul與電阻Rl、R2構(gòu)成負(fù)反饋放大電路，Vi經(jīng)負(fù)反饋放大后的電壓為Vo，其值為_(R2/Rl)*Vi。解碼電路接收來自信號放大電路的信號并解調(diào)出識別碼、控制碼和校驗(yàn)碼，并根據(jù)對所述識別碼、控制碼和校驗(yàn)碼的判斷結(jié)果，輸出與所述開關(guān)相匹配的控制信號；解碼電路可以由常規(guī)數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)，關(guān)鍵是要滿足設(shè)定的邏輯關(guān)系；即解碼電路首先對光電轉(zhuǎn)換電路輸出地控制命令進(jìn)行解碼，判斷所要執(zhí)行的是連通還是關(guān)斷信號，然后給開關(guān)驅(qū)動電路輸出相應(yīng)的控制信號。開關(guān)驅(qū)動電路接收來自于解碼電路的控制信號，輸出與可控開關(guān)相匹配的控制信號，該驅(qū)動電路可以是電壓型驅(qū)動，也可以是電流型驅(qū)動；可控開關(guān)，用于連接供電電池和主工作電路，由開關(guān)驅(qū)動電路控制其通斷?？煽亻_關(guān)電路可以由可控硅電路實(shí)現(xiàn)，其一端連接供電電池，另一端連接主工作電路。以上實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種密閉電子設(shè)備電源開關(guān)系統(tǒng)，其特征在于，包括用于對密閉電子設(shè)備發(fā)出控制其電源通斷的光信號的電源遙控發(fā)射裝置，以及用于根據(jù)所述光信號控制密閉電子設(shè)備的電源通斷的電源控制電路。
2.如權(quán)利要求1所述的密閉電子設(shè)備電源開關(guān)系統(tǒng)，其特征在于，所述電源遙控發(fā)射裝置，包括:控制單元、鍵盤輸入單元、非易失性存儲單元和光信號發(fā)射單元；其中， 所述鍵盤輸入單元，用于接收操作者的按鍵指令并發(fā)送給控制單元； 所述非易失性存儲單元，用于存儲密閉電子設(shè)備所對應(yīng)的識別碼； 所述控制單元，用于將所述按鍵指令解析成控制碼，讀取所述識別碼，根據(jù)所述識別碼和控制碼生成校驗(yàn)碼，并生成指令數(shù)據(jù)信號； 所述光信號發(fā)射單元包括半導(dǎo)體光源，所述光信號發(fā)射單元將所述指令數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換為電流信號注入半導(dǎo)體光源并發(fā)射。
3.如權(quán)利要求2所述的密閉電子設(shè)備電源開關(guān)系統(tǒng)，其特征在于，還包括顯示單元，與所述控制單元連接，用于顯示電路狀態(tài)信息。
4.如權(quán)利要求2或3所述的密閉電子設(shè)備電源開關(guān)系統(tǒng)，其特征在于，還包括電源管理單元，與所述控制單元連接，用于進(jìn)行直流電源變換、電源穩(wěn)壓以及休眠狀態(tài)時能量的管理，提取電源剩余電量信息發(fā)送給所述控制單元。
5.如權(quán)利要求2所述的密閉電子設(shè)備電源開關(guān)系統(tǒng)，其特征在于，所述鍵盤輸入單元為按鈕式鍵盤。
6.如權(quán)利要求2所述的密閉電子設(shè)備電源開關(guān)系統(tǒng)，其特征在于，所述半導(dǎo)體光源包括激光二極管LD或半導(dǎo)體發(fā)光二極管LED。
7.如權(quán)利要求1所述的密閉電子設(shè)備電源開關(guān)系統(tǒng)，其特征在于，所述電源控制電路，包括: 電源恢復(fù)電路，用于恢復(fù)出所述光信號的能量； 光電轉(zhuǎn)換電路，用于將所述光信號轉(zhuǎn)換為電信號； 信號放大電路，用于將所述電信號放大； 解碼電路，用于從放大后的電信號恢復(fù)出指令數(shù)據(jù)信號、識別碼、控制碼與校驗(yàn)碼，并根據(jù)指令數(shù)據(jù)信號輸出開關(guān)控制信號到開關(guān)驅(qū)動電路； 開關(guān)驅(qū)動電路，用于根據(jù)所述開關(guān)控制信號對可控開關(guān)進(jìn)行控制； 可控開關(guān)，用于控制密閉電子設(shè)備的電源通斷。
8.如權(quán)利要求7所述的密閉電子設(shè)備電源開關(guān)系統(tǒng)，其特征在于，所述可控開關(guān)為固態(tài)開關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種密閉電子設(shè)備電源開關(guān)系統(tǒng)，涉及電子設(shè)備電源技術(shù)領(lǐng)域，包括用于對密閉電子設(shè)備發(fā)出控制其電源通斷的光信號的電源遙控發(fā)射裝置，以及用于根據(jù)所述光信號控制密閉電子設(shè)備的電源通斷的電源控制電路。本發(fā)明的密閉電子設(shè)備電源開關(guān)系統(tǒng)采用電源遙控發(fā)射裝置與電源控制電路相配合對密閉電子設(shè)備的電源進(jìn)行控制，在電源控制電路中采用能量恢復(fù)的方式，無需額外的消耗密閉電子設(shè)備中電池的能量，可使密閉電子設(shè)備在休眠狀態(tài)時電池的電流消耗小于0.1uA；且本發(fā)明在光信號通信中加入了校驗(yàn)碼，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力，確保了本發(fā)明密閉電子設(shè)備電源開關(guān)系統(tǒng)的可靠性。
文檔編號H03K17/94GK103187959SQ201110452250
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者姜漢鈞, 馬騰, 陳新凱, 張春, 王志華 申請人:清華大學(xué), 北京華清益康科技有限責(zé)任公司