專(zhuān)利名稱：一種軟啟動(dòng)開(kāi)關(guān)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電子器件中為負(fù)載供電的開(kāi)關(guān)電路，具體涉及一種軟啟動(dòng)開(kāi)關(guān)電路。
背景技術(shù)：
目前使用的電子產(chǎn)品中大多開(kāi)關(guān)都是純機(jī)械的，該種電路中的啟動(dòng)與負(fù)載的大小有關(guān)系，當(dāng)負(fù)載大時(shí)啟動(dòng)電流就比較大。這樣電路的啟動(dòng)容易產(chǎn)生火花，開(kāi)關(guān)的使用壽命減少，降低了產(chǎn)品品質(zhì)的穩(wěn)定性。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種軟啟動(dòng)開(kāi)關(guān)電路。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案:該開(kāi)關(guān)電路包括機(jī)械微動(dòng)按鍵開(kāi)關(guān)、電壓比較器、電壓采樣電路、PM0SFET管、鉗位電路、嵌入式處理器以及采樣控制電路，機(jī)械微動(dòng)按鍵開(kāi)關(guān)的一端接地，另一端與電壓比較器的同相輸入端相連，鉗位電路與電壓比較器的反相輸入端相連，電壓比較器的比較輸出端與嵌入式處理器的輸入端口相連，嵌入式處理器的輸出端口與采樣控制電路相連，電壓采樣電路包括采樣電阻、第一電阻以及第二電阻，采樣電阻的一端與PM0SFET管的源極相連，另一端與PM0SFET管的柵極相連，第一電阻的一端與電壓比較器的同相輸入端相連，另一端與PM0SFET管的柵極相連，第二電阻的一端與PM0SFET管的柵極相連，另一端與采樣控制電路相連。所述采樣控制電路包括三極管，三極管的發(fā)射極接地，三極管的集電極與第二電阻相連。所述采樣控制電路還包括限流分壓網(wǎng)絡(luò)，限流分壓網(wǎng)絡(luò)包括第三電阻以及第五電阻，第三電阻的一端與嵌入式處理器的輸出端口相連，另一端與三極管的基極相連，第五電阻的一端與三極管的基極相連，另一端與三極管的發(fā)射極相連。所述采樣控制電路還包括控制輸出信號(hào)平滑網(wǎng)絡(luò)，控制輸出信號(hào)平滑網(wǎng)絡(luò)包括第四電阻和第一電容，第四電阻的一端與嵌入式處理器的輸出端口相連，另一端與第一電容的一端相連，第一電容的另一端與三極管的發(fā)射極相連。所述開(kāi)關(guān)電路還包括與電壓比較器的同相輸入端相連的消抖電路。本實(shí)用新型所述開(kāi)關(guān)電路利用PM0SFET管的特性，起到軟啟動(dòng)開(kāi)關(guān)的作用，該開(kāi)關(guān)電路簡(jiǎn)單可靠，采用半導(dǎo)體材料，無(wú)機(jī)械觸點(diǎn)部分，無(wú)火花產(chǎn)生，使用壽命長(zhǎng)，不受外界溫度影響，保證了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)為:1.提高了元器件的使用壽命，更好的確保了產(chǎn)品品質(zhì)的穩(wěn)定性。2.對(duì)輸入電壓無(wú)要求，在輸入電壓較高時(shí)此電路也能正常工作。3.引入直流偏置電壓，優(yōu)化晶體管的靜態(tài)特性。[0015]4.電路簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)。5.成本較低。6.操作簡(jiǎn)單，電源與負(fù)載的通斷都是一個(gè)鍵完成。

圖1為本實(shí)用新型所述開(kāi)關(guān)電路的結(jié)構(gòu)示意圖；GND為電源地，VCC為工作電源，5為電壓比較器的同相輸入端，6為電壓比較器的反相輸入端，7為電壓比較器的比較輸出端。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型所述開(kāi)關(guān)電路包括機(jī)械微動(dòng)按鍵開(kāi)關(guān)、電壓比較器、電壓采樣電路、PMOSFET管、鉗位電路、嵌入式處理器以及采樣控制電路，機(jī)械微動(dòng)按鍵開(kāi)關(guān)的一端接地，另一端與電壓比較器的同相輸入端相連，鉗位電路與電壓比較器的反相輸入端相連，電壓比較器的比較輸出端與嵌入式處理器的輸入端口相連，嵌入式處理器的輸出端口與采樣控制電路相連，電壓采樣電路包括采樣電阻、第一電阻以及第二電阻，采樣電阻的一端與PMOSFET管的源極相連，另一端與PMOSFET管的柵極相連，第一電阻的一端與電壓比較器的同相輸入端相連，另一端與PMOSFET管的柵極相連，第二電阻的一端與PMOSFET管的柵極相連，另一端與采樣控制電路相連；所述采樣控制電路包括三極管，三極管的發(fā)射極接地，三極管的集電極與第二電阻相連；所述采樣控制電路還包括限流分壓網(wǎng)絡(luò)，限流分壓網(wǎng)絡(luò)包括第三電阻以及第五電阻，第三電阻的一端與嵌入式處理器的輸出端口相連，另一端與三極管的基極相連，第五電阻的一端與三極管的基極相連，另一端與三極管的發(fā)射極相連；所述采樣控制電路還包括控制輸出信號(hào)平滑網(wǎng)絡(luò)，控制輸出信號(hào)平滑網(wǎng)絡(luò)包括第四電阻和第一電容，第四電阻的一端與嵌入式處理器的輸出端口相連，另一端與第一電容的一端相連，第一電容的另一端與三極管的發(fā)射極相連；所述開(kāi)關(guān)電路還包括與電壓比較器的同相輸入端相連的消抖電路。本實(shí)用新型的工作原理:本實(shí)用新型所述開(kāi)關(guān)電路利用PMOSFET管的特性，當(dāng)Ugs>UT時(shí)，處于截止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)取8〈叫時(shí)，處于導(dǎo)通狀態(tài)，通過(guò)控制PMOSFET管的通斷使電源與負(fù)載間導(dǎo)通或者斷開(kāi)，起到軟啟動(dòng)開(kāi)關(guān)的作用。實(shí)施例本電路是由型號(hào)為SW-PB的機(jī)械微動(dòng)按鍵開(kāi)關(guān)SUPM0SFET管Q0、型號(hào)為S9014的三極管Q2、電壓比較器(型號(hào)為L(zhǎng)M393)、采樣電阻RO (20K歐)、第一電阻R20 (11(歐)、第二電阻R21 (1K歐)、第三電阻R22 (1K歐)、第四電阻R24 (IK歐)、第五電阻R25 (100K歐)、第六電阻R23 (10K歐)、第七電阻R29 (100K歐)、第八電阻R19 (IK歐)、第一電容C21 (0.1微法)、第二電容C18(0.1微法)、型號(hào)為1N4007的二極管D10、型號(hào)為STM32F103的嵌入式處理器等器件組合而成的軟啟動(dòng)開(kāi)關(guān)。采樣電阻R0、第一電阻R20以及第二電阻R21組成電壓采樣電路，第六電阻R23、第七電阻R29以及二極管DlO組成鉗位電路，第三電阻R22、第四電阻R24、第五電阻R25、第一電容C21以及三極管Q2組成采樣控制電路，第八電阻R19以及第二電容C18組成消抖電路。假設(shè)電源是6V，機(jī)械微動(dòng)按鍵開(kāi)關(guān)的按鍵沒(méi)有按下的情況下，電壓比較器的正向輸入電壓U+〉負(fù)向輸入電壓U-，Ugs>UT, PM0SFET管截止。當(dāng)按下機(jī)械微動(dòng)按鍵開(kāi)關(guān)SI時(shí)，采樣電阻RO與第一電阻R20在電源和地之間串聯(lián)，采樣電阻R0>>第一電阻R20，此時(shí)Ugs〈Ut，則PM0SFET管QO接通為負(fù)載供電，同時(shí)電壓比較器輸入接地，U+〈U- (0.6V)，電壓比較器輸出低電平至嵌入式處理器的IO端口(QD_TEST 口)，嵌入式處理器在初始化程序段檢測(cè)到輸入的低電平后，從IO端口(P0W_C0N 口)輸出高電平，三極管Q2導(dǎo)通，采樣電阻R0>>第二電阻R21，PM0SFET管QO的柵極維持為低電平，這時(shí)即使機(jī)械微動(dòng)按鍵開(kāi)關(guān)SI松開(kāi)了也不會(huì)影響到PM0SFET管QO的導(dǎo)通。當(dāng)機(jī)械微動(dòng)按鍵開(kāi)關(guān)SI再次按下時(shí)，電壓比較器的正向輸A電壓U+〈負(fù)向輸入電壓U-，輸出再次為低電平，嵌入式處理器檢測(cè)到QD_TEST 口的低電平后從P0W_C0N 口輸出低電平，三極管Q2關(guān)斷，機(jī)械微動(dòng)按鍵開(kāi)關(guān)SI松開(kāi)后PM0SFET管QO的柵極電壓又恢復(fù)到原來(lái)高電平狀態(tài)，QO截止，電源與負(fù)載斷開(kāi)。在整個(gè)過(guò)程中PM0SFET管的導(dǎo)通和截止是有個(gè)時(shí)間段的，在這個(gè)時(shí)間段里電流是平滑變化的，所以起到了軟啟動(dòng)的效果。電路原理圖如圖1所示，當(dāng)電源沒(méi)有給負(fù)載供電時(shí)，按下機(jī)械微動(dòng)按鍵開(kāi)關(guān)SI，電源與負(fù)載導(dǎo)通，當(dāng)再按下機(jī)械微動(dòng)按鍵開(kāi)關(guān)SI時(shí)電源與負(fù)載斷開(kāi)。第八電阻R19以及第二電容C18構(gòu)成的機(jī)械按鍵消抖電路網(wǎng)絡(luò)，可以對(duì)由于機(jī)械按鍵開(kāi)關(guān)的彈性作用使其在閉合時(shí)產(chǎn)生的前沿和后沿抖動(dòng)，進(jìn)行濾波平滑，避免單次按鍵引起的多次誤觸發(fā)。采樣控制電路主要功能是通過(guò)分壓電阻對(duì)按鍵輸入狀態(tài)所產(chǎn)生的電壓進(jìn)行采樣，實(shí)現(xiàn)對(duì)PM0SFET管柵源兩端的電壓進(jìn)行控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)PM0SFET管的通斷進(jìn)行控制，鉗位電路作用是使比較器的反相端輸入電壓保持一個(gè)較低的固定電平。
權(quán)利要求1.一種軟啟動(dòng)開(kāi)關(guān)電路，其特征在于:該開(kāi)關(guān)電路包括機(jī)械微動(dòng)按鍵開(kāi)關(guān)、電壓比較器、電壓采樣電路、PMOSFET管、鉗位電路、嵌入式處理器以及采樣控制電路，機(jī)械微動(dòng)按鍵開(kāi)關(guān)的一端接地，另一端與電壓比較器的同相輸入端相連，鉗位電路與電壓比較器的反相輸入端相連，電壓比較器的比較輸出端與嵌入式處理器的輸入端口相連，嵌入式處理器的輸出端口與采樣控制電路相連，電壓采樣電路包括采樣電阻、第一電阻以及第二電阻，采樣電阻的一端與PMOSFET管的源極相連，另一端與PMOSFET管的柵極相連，第一電阻的一端與電壓比較器的同相輸入端相連，另一端與PMOSFET管的柵極相連，第二電阻的一端與PMOSFET管的柵極相連，另一端與采樣控制電路相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種軟啟動(dòng)開(kāi)關(guān)電路，其特征在于:所述采樣控制電路包括三極管，三極管的發(fā)射極接地，三極管的集電極與第二電阻相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種軟啟動(dòng)開(kāi)關(guān)電路，其特征在于:所述采樣控制電路還包括限流分壓網(wǎng)絡(luò)，限流分壓網(wǎng)絡(luò)包括第三電阻以及第五電阻，第三電阻的一端與嵌入式處理器的輸出端口相連， 另一端與三極管的基極相連，第五電阻的一端與三極管的基極相連，另一端與三極管的發(fā)射極相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種軟啟動(dòng)開(kāi)關(guān)電路，其特征在于:所述采樣控制電路還包括控制輸出信號(hào)平滑網(wǎng)絡(luò)，控制輸出信號(hào)平滑網(wǎng)絡(luò)包括第四電阻和第一電容，第四電阻的一端與嵌入式處理器的輸出端口相連，另一端與第一電容的一端相連，第一電容的另一端與三極管的發(fā)射極相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種軟啟動(dòng)開(kāi)關(guān)電路，其特征在于:所述開(kāi)關(guān)電路還包括與電壓比較器的同相輸入端相連的消抖電路。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供一種軟啟動(dòng)開(kāi)關(guān)電路機(jī)械微動(dòng)按鍵開(kāi)關(guān)的一端接地，另一端與電壓比較器的同相輸入端相連，鉗位電路與電壓比較器的反相輸入端相連，電壓比較器的比較輸出端與嵌入式處理器的輸入端口相連，嵌入式處理器的輸出端口與采樣控制電路相連，采樣電阻的一端與PMOSFET管的源極相連，另一端與PMOSFET管的柵極相連，第一電阻的一端與電壓比較器的同相輸入端相連，另一端與PMOSFET管的柵極相連，第二電阻的一端與PMOSFET管的柵極相連，另一端與采樣控制電路相連，該開(kāi)關(guān)電路簡(jiǎn)單可靠，采用半導(dǎo)體材料，無(wú)機(jī)械觸點(diǎn)部分，無(wú)火花產(chǎn)生，使用壽命長(zhǎng)，不受外界溫度影響，保證了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)H03K17/687GK203086432SQ20132004316
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月25日
發(fā)明者王會(huì)峰, 汪貴平, 柴彩萍, 王曉艷, 關(guān)麗敏 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)