CN105322936A - 一种带隔离保护功能的pba开关电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带隔离保护功能的PBA开关电路，包含有，防雷滤波电路单元，其具有TVS管、第一电阻及第一电容；开关电路单元，其具有第二电阻、第三电阻、第四电阻、场效应管；以及，光耦电路单元，其输入端接所述防雷滤波电路单元的输出端，所述光耦电路单元的输出端接所述第二电阻的第一端。本发明的优点在于：外部干扰信号与内部信号隔离，且隔离效果好。

Description

一种带隔离保护功能的PBA开关电路

技术领域

本发明涉及一种带隔离保护功能的PBA开关电路。

背景技术

带灯按压开关PBA(IlluminatedPushButtonSwitchesandAnnunciators)是机载设备中不可缺少的一种电器元件，主要用于信息指示和控制输入。大部分PBA是由机载设备内部信号驱动控制其开关，但也有一部分是灯检模式下由内部信号控制PBA通断，非灯检模式由外部硬线信号控制，这就不可避免地会引入外部干扰信号，必须与内部信号隔离。而目前，现有的PBA开关电路的隔离效果较差，甚至没有采取相关的隔离措施。同时，雷电作为一种自然现象，在飞机的飞行过程中时有发生，如果外部硬线信号中包含机壳地，还要进行防雷保护。由于机载设备对工作环境以及安全可靠性方面都有较高的要求，而且在电路设计方面还会受到成本等因素的制约，所以同时满足上述条件还是会有一定的难度。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中防雷滤波、硬线信号与内部信号隔离的问题，提供一种新型的带隔离保护功能的PBA开关电路。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种带隔离保护功能的PBA开关电路，包含有，

防雷滤波电路单元，其具有TVS管、第一电阻及第一电容，外部硬线信号端分别接所述TVS管的第一端及所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端接所述第一电容的第一端，壳体地分别接所述第一电容的第二端及所述TVS管的第二端；

开关电路单元，其具有第二电阻、第三电阻、第四电阻、场效应管，内部驱动信号端接所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端分别接所述第三电阻的第一端及所述场效应管的栅极，所述第三电阻的第二端及所述场效应管的源极接地，所述场效应管的漏极分别接所述第四电阻的第一端及所述PBA发光二极管的负极，所述第四电阻的第二端及所述PBA发光二极管的正极均接PBA调光电源；以及，

光耦电路单元，其输入端接所述防雷滤波电路单元的输出端，所述光耦电路单元的输出端接所述第二电阻的第一端。

作为一种带隔离保护功能的PBA开关电路的优选方案，所述TVS管为双向TVS管。

与现有技术相比，本发明的优点至少在于：外部干扰信号与内部信号隔离，且隔离效果好。

附图说明

图1为本发明一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。

请参见图1，图中所示的是一种带隔离保护功能的PBA开关电路，主要由防雷滤波电路单元、开关电路单元及光耦电路单元组成。

所述防雷滤波电路单元具有TVS管D1、第一电阻R1及第一电容C1。外部硬线信号端分别接所述TVS管D1的第一端及所述第一电阻R1的第一端，所述第一电阻R1的第二端接所述第一电容C1的第一端，壳体地CASEGND分别接所述第一电容C1的第二端及所述TVS管D1的第二端。其中，所述外部硬线信号端提供电压为28VDC直流信号，临界频率电路中，所述第一电阻R1限制进入所述光耦电路单元的电流，防止电流过大，对所述光耦电路单元起到保护作用。本实施例中，所述TVS管D1系双向TVS管。

所述开关电路单元具有第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、场效应管Q1。内部驱动信号端接所述第二电阻R2的第一端，所述第二电阻R2的第二端分别接所述第三电阻R3的第一端及所述场效应管Q1的栅极，所述第三电阻R3的第二端及所述场效应管Q1的源极接地，所述场效应管Q1的漏极分别接所述第四电阻R4的第一端及所述PBA发光二极管的负极，所述第四电阻R4的第二端及所述PBA发光二极管的正极均接PBA调光电源。在只允许从信号源获取较小电流的情况下，选用场效应管作为PBA开关管，其优势在于，场效应管是电压控制元件，具有较高输入阻抗和低噪声等优点，电子产品中使用场效应管可以获得一般晶体管很难达到的性能，比如大电流小封装，低功耗低散热等。但是场效应管各极之间存在着寄生电容，在开通和关断过程中，特别是在高频率应用中，驱动电路必须能够对其寄生电容进行快速充/放电。因此，驱动脉冲应具有足够陡的上升和下降速度且延迟要小。开通时能提供足够大的瞬时峰值电流，使得开通延迟和密勒平台时间足够短，在要求的时间内完成对功率管输入电容Ciss的充放电；关断时能为栅极电荷提供低阻放电回路，提高关断速度。

所述光耦电路单元的输入端接所述防雷滤波电路单元的输出端，所述光耦电路单元的输出端接所述第二电阻R2的第一端。所述光耦电路单元主要由三部分组成：LED驱动、光电流转换及信号放大环节。先将输入的信号驱动LED转化为光信号，然后被光二极管(PD)接收而产生光电流，经I-V转化器将光电流转化为电压信号，再经过信号放大环节，产生所需的电压增益。可以看出，电-光-电的转换过程，达到输入、输出信号隔离的目的。光电耦合器也称光电隔离器，简称光耦。光耦以光为媒介传输电信号，对输入端、输出端的电信号有良好的隔离作用，在各种电路中得到广泛的应用。光耦具有传输单向性，其做隔离栅不会受磁场干扰等特点,因而具有良好的电绝缘性能和抗干扰能力。又由于光耦的LED是电流型工作的低阻抗元件,因而具有很强的共模抑制能力。与变压器隔离、电容耦合隔离相比，光耦隔离具有体积小，价格便宜，隔离电路简单，信号单向传输，磁场抗干扰能力强，无触点等优点。

PBA开关电路主要通过场效应管Q1来实现，栅极和源极之间的开启电压VGS(th)为2V，5V的开关信号ON/OFFSignal完全可以驱动，第一电阻R1起到限流作用，用于限制驱动信号对寄生电容充电的电流，用以消除信号振铃现象，但第一电阻R1阻值大小会影响PBA开启和关断的时间，第一电阻R1越小PBA开启时间越短，反之越长，由于MOS管为高输入阻抗的电子元件，极易受到静电损坏，第二电阻R2起到对栅极的保护作用。考虑到MOS管的漏电流以及PBA在小电流时就会发光，采用第四电阻R4和PBA并联，以减小通过PBA的漏电流。值得注意的是，在灯检模式下，外部硬线信号控制的隔离信号是不起作用的，即IOsignal控制信号有优先权。

以上仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (2)

1.一种带隔离保护功能的PBA开关电路，其特征在于，包含有，

防雷滤波电路单元，其具有TVS管、第一电阻及第一电容，外部硬线信号端分别接所述TVS管的第一端及所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端接所述第一电容的第一端，壳体地分别接所述第一电容的第二端及所述TVS管的第二端；

开关电路单元，其具有第二电阻、第三电阻、第四电阻、场效应管，内部驱动信号端接所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端分别接所述第三电阻的第一端及所述场效应管的栅极，所述第三电阻的第二端及所述场效应管的源极接地，所述场效应管的漏极分别接所述第四电阻的第一端及所述PBA发光二极管的负极，所述第四电阻的第二端及所述PBA发光二极管的正极均接PBA调光电源；以及，

光耦电路单元，其输入端接所述防雷滤波电路单元的输出端，所述光耦电路单元的输出端接所述第二电阻的第一端。

2.根据权利要求1所述的一种带隔离保护功能的PBA开关电路，其特征在于，所述TVS管为双向TVS管。