CN105024679B - 一种多触发源低功耗自锁电子开关 - Google Patents

一种多触发源低功耗自锁电子开关 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多触发源低功耗自锁电子开关，采用多触发源实现对用电设备的电源供应控制，该电子开关由包括由一个三极管组成的第一类触发源连接电路和由触发源电阻器、光耦组成的第二类触发源连接电路组成；若触发源与用电设备共地，则接入到第一类电路；若触发源与用电设备不共地，则接入到第二类电路；MOS管的源极通过两个电阻器连接至自锁控制三极管的集电极，MOS管的栅极通过一个电阻器连接至自锁控制三极管的集电极，第一类电路的输出端和第二类电路的输出端均连接至自锁控制三极管的集电极；第一类和第二类触发源连接电路均具有接地端，自锁控制三极管的发射极均接地。该电路能够实现多触发源灵活控制且功耗低。

Description

一种多触发源低功耗自锁电子开关
技术领域
本发明属于电子开关领域。
背景技术
在某型号产品研制过程中，需要内记仪记录产品内部信号及工作状态。该产品研制中试验方法及过程多样，需要内记仪自带电源供电，能在各类试验中灵活上电、启动，试验完成后能自动断电。
该型号产品体积小，不能为内记仪提供机械电源开关，并且产品装配完成后到试验前可能存放较长时间数天至数月，试验开始后可能因各种情况暂停试验。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种多触发源的低功耗自锁电子开关，是一种能够实现多触发源灵活控制、且低功耗、功能稳定可靠的电子开关。
为了达到上述目的，本发明的技术方案为：该电子开关采用多触发源实现对用电设备的电源供应控制，其特征在于，该电子开关由MOS管、第一电阻器、第二电阻器、自锁控制三极管、以及第一类触发源连接电路和第二类触发源连接电路组成。
第一类触发源连接电路仅由一个三极管组成，该三极管的基极作为第一类触发源连接电路的输入端、集电极作为第一类触发源连接电路的输出端、发射极作为第一类触发源连接电路的接地端。
第二类触发源连接电路由触发源电阻器、光耦；其中触发源电阻器一端连接在光耦的1号管脚上、另一端作为第二类触发源连接电路的输入端，光耦的2号管脚接地、3号管脚作为第二类触发源连接电路的输出端、4号管脚作为第二类触发源连接电路的接地端。
若触发源与用电设备共地，则该触发源接入到第一类触发源连接电路的输入端进行输入；若触发源与用电设备不共地，则该触发源接入到第二类触发源连接电路的输入端进行输入。
各部件的连接关系为：MOS管的源极通过第一电阻器和第二电阻器连接至自锁控制三极管的集电极，MOS管的栅极通过第二电阻器连接至自锁控制三极管的集电极，第一类触发源连接电路的输出端和第二类触发源连接电路的输出端均连接至自锁控制三极管的集电极；第一类触发源连接电路的接地端和第二类触发源连接电路的接地端以及自锁控制三极管的发射极均接地。
进一步地，MOS管是P沟道或N沟道MOS管。
进一步地，自锁控制三极管和第一类触发源连接电路三极管类型相同，为NPN型或PNP型三极管。
进一步地，MOS管的源极作为供电电源的输入端，漏极作为供电电源的输出端，将MOS管漏极连接至用电设备的电源输入接口，同时用电设备提供一个控制端，连接至自锁控制三极管的基极，用电设备在需要供电时，通过该控制端提供一个电平信号给自锁控制三极管的基极。
有益效果：
本发明为了达到可靠、灵活控制电子设备上电及断电的目的，使用多触发源超低功耗自锁电子开关，可保证装配完成的电子设备长期存放，多触发源及小电流触发可以灵活触发控制电子设备上电，电子设备上电后可选择是否自锁电源及控制断电。
附图说明
图1—多触发源超低功耗自锁电子开关原理示意图：
1—MOS管、2—电阻器、3—电阻器、4—三极管、5—三极管、6—电阻器、7—光耦。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
如图1所示，本发明采用多触发源实现对用电设备的电源供应控制，该电子开关由MOS管1、第一电阻器2、第二电阻器3、自锁控制三极管4、以及第一类触发源连接电路和第二类触发源连接电路组成。
第一类触发源连接电路仅由一个三极管5组成，该三极管的基极作为第一类触发源连接电路的输入端、集电极作为第一类触发源连接电路的输出端、发射极作为第一类触发源连接电路的接地端。
第二类触发源连接电路由触发源电阻器6、光耦7；其中触发源电阻器6一端连接在光耦7的1号管脚上、另一端作为第二类触发源连接电路的输入端，光耦7的2号管脚接地、3好管脚作为第二类触发源连接电路的输出端、4号管脚作为第二类触发源连接电路的接地端。
若触发源与用电设备共地，则该触发源接入到第一类触发源连接电路的输入端进行输入；若触发源与用电设备不共地，则该触发源接入到第二类触发源连接电路的输入端进行输入。
各部件的连接关系为：MOS管1的漏极连接通过第一电阻器2和第二电阻器3连接至自锁控制三极管4的集电极，MOS管1的栅极通过第二电阻器3连接至自锁控制三极管4的集电极，第一类触发源连接电路的输出端和第二类触发源连接电路的输出端均连接至自锁控制三极管4的集电极；第一类触发源连接电路的接地端和第二类触发源连接电路的接地端以及自锁控制三极管4的发射极均接地。
本实施例中，MOS管1是P沟道或N沟道MOS管。自锁控制三极管4和第一类触发源连接电路三极管5类型相同，为NPN型或PNP型三极管。
在使用该开关作为用电设备的供电开关时，MOS管1的源极作为供电电源的输入端，漏极作为供电电源的输出端，将MOS光1漏极连接至用电设备的电源输入接口，同时用电设备提供一个控制端，连接至自锁控制三极管4的基极，用电设备通过该控制端提供一个电平信号给自锁控制三极管4的基极。
MOS管做为开关器件可以控制电源端(P沟道)或接地端(N沟道)，本说明以电源端控制为例说明其原理，其中使用NPN管做为触发控制器件，接地端控制与其原理一致，控制特性相反。
图1所示，工作电源连接到电子开关“电源输入”端，开关“电源输出”端连接到电子设备电源输入接口，同时电子设备一个控制端连接开关的“自锁控制”端。当“触发源1”到“触发源n”任一个使类三极管器件导通时，MOS管导通，电子设备上电。
电子设备上电后，在触发上电的触发源信号撤消前控制“自锁控制”的类三极管器件导通，使MOS管导通状态锁定，实现开关自锁。电子设备需要断电时，控制“自锁控制”的类三极管器件截止，如果外部无“触发源”信号，则MOS管截止，电子设备断电。
本发明的原理如下：
用于电源管理的MOS管，其截止关断时，典型的漏电流为100nA，导通时，典型导通电阻为0.06Ω，非常适合做为低功耗电子开关的核心器件。对于P沟道MOS管，当门极与源极之间的电压VGS大于其开启门限电压时，MOS管导通，如图1所示，假设电阻器2电阻值为R2，电阻器3电阻值为R3，当所有触发控制端包括自锁控制使类三极管器件截止时，MOS管上VGS≈0V，远小于开启门限电压，MOS管截止；当任意一个类三极管器件导通时，其中Vin为输入电压值，控制R2及R3的值，使VGS大于开启门限电压，可使MOS导通。用多个类三极管器件并联控制MOS管导通与截止，其中一路用于自身锁定，即可实现灵活的多触发源超低功耗自锁电子开关。用类三极管器件做为触发控制器件，还具有控制电流小的特点。
该电子开关原理易行，结构简单，器件数量少。选用不同参数的电子元器件可组成适用于各种场合工作电压、工作电流的多触发源超低功耗自锁电子开关，满足小体积、无机械开关、长期待机存储、灵活触发上电、小触发电流、自断电的需求。
使用光耦等类三极管器件，能实现隔离的触发控制，可在有较强电磁干扰环境下使用本发明。
综上，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种多触发源低功耗自锁电子开关，采用多触发源实现对用电设备的电源供应控制，其特征在于，该电子开关由MOS管(1)、第一电阻器(2)、第二电阻器(3)、自锁控制三极管(4)、以及第一类触发源连接电路和第二类触发源连接电路组成；
所述第一类触发源连接电路仅由一个三极管(5)组成，该三极管的基极作为第一类触发源连接电路的输入端、集电极作为第一类触发源连接电路的输出端、发射极作为第一类触发源连接电路的接地端；
所述第二类触发源连接电路由触发源电阻器(6)、光耦(7)组成；其中触发源电阻器(6)一端连接在光耦(7)的1号管脚上、另一端作为第二类触发源连接电路的输入端，光耦(7)的2号管脚接地、3号管脚作为第二类触发源连接电路的输出端、4号管脚作为第二类触发源连接电路的接地端；
若触发源与用电设备共地，则该触发源接入到第一类触发源连接电路的输入端进行输入；
若触发源与用电设备不共地，则该触发源接入到第二类触发源连接电路的输入端进行输入；
各部件的连接关系为：MOS管(1)的源极与第一电阻器(2)的一端相连，第一电阻器(2)的另一端与第二电阻器(3)的一端相连，第二电阻器(3)的另一端连接至自锁控制三极管(4)的集电极，MOS管(1)的栅极通过第二电阻器(3)连接至自锁控制三极管(4)的集电极，第一类触发源连接电路的输出端和第二类触发源连接电路的输出端均连接至自锁控制三极管(4)的集电极；第一类触发源连接电路的接地端和第二类触发源连接电路的接地端以及自锁控制三极管(4)的发射极均接地。
2.根据权利要求1所述的一种多触发源低功耗自锁电子开关，其特征在于：所述MOS管(1)是P沟道或N沟道MOS管。
3.根据权利要求1或2所述的一种多触发源低功耗自锁电子开关，其特征在于：所述自锁控制三极管(4)和所述第一类触发源连接电路三极管(5)类型相同，为NPN型或PNP型三极管。
4.根据权利要求1所述的一种多触发源低功耗自锁电子开关，其特征在于：所述MOS管(1)的源极作为供电电源的输入端，漏极作为供电电源的输出端，将MOS管(1)漏极连接至用电设备的电源输入接口，同时用电设备提供一个控制端，连接至自锁控制三极管(4)的基极，用电设备在需要供电时，通过该控制端提供一个电平信号给自锁控制三极管(4)的基极。
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