CN101382570A - 自动开关机装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动开关机装置及方法，涉及开关机测试中所用到的控制电子设备开机和关机的装置及方法，解决了现有开关机检测设备成本高的问题。本发明自动开关机装置包括继电器，该继电器的线圈连接有方波发生器，所述方波发生器通过控制继电器的线圈，控制继电器的常开触点/常闭触点的断开和闭合。该自动开关机方法产生方波信号的步骤；通过方波信号控制继电器的常开触点/常闭触点的断开和闭合的步骤。如果将所述的开关电路连接到电源和电子设备之间，即可通过方波信号控制继电器的常开触点/常闭触点的断开和闭合，进而控制电子设备的上电和下电，实现电子设备的开机和关机。本发明自动开关机装置主要用于各种电子设备的开关机测试。

Description

自动开关机装置及方法

技术领域

本发明涉及电子设备开关机检测，特别涉及开关机测试中所用到的控制电子设备开机和关机的装置及方法。

背景技术

随着科技的不断创新和进步，各种各样的电子设备开始成为人们生活中不可或缺的元素，人们对电子设备的性能和稳定性也提出了更高的要求，因此，生产厂家在电子设备出厂之前需要对其进行严格的检测。

由于电子设备在打开电源和断开电源的瞬间都会对产品造成较强的冲击，而各种电子设备都必须要具有较好的开机抗冲击能力，厂家为了保证出厂产品的质量，必须进行开关机的抗冲击能力测试。由于电子设备发生错误的概率较小，所以需要反复进行开关机测试，才能确定产品的稳定性和性能。

目前对电子设备进行开关机测试方法主要有如下两种：

一种方法是人工进行开关机操作，但是人工操作速度非常慢，造成电子设备出厂速度慢，影响生产厂家的经济利益，而重复性的操作又容易造成工作疲劳，不符合目前工业自动化的要求；并且由于人工操作不能控制每一次开关机之间的间隔，对于一些测试时要求按一定规律开关机的电子设备而言，人工操作无法达到规律性开关机的要求。

另一种方法就是购买进行循环开关机测试的设备，在专利号为00134642.3的中国专利中公开了一种自动开关机测试设备，该自动开关机测试设备包括测试模块、感应模块和主控模块，其中的主控模块控制测试模块进行测试，其中的感应模块将测试结果传送到主控模块。这里采用的主控模块一般是计算机，这样就可以将测试结果通过显示器输出。对于一般的电子设备而言，这种自动开关机测试设备太复杂，需要配备较多的器件，成本非常高。

所以，以上两种开关机方法都无法满足低成本高效率的生产要求。

发明内容

本发明提供一种自动开关机装置，以较低的成本对电子设备进行自动开关机测试。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：该自动开关机装置包括继电器，该继电器的线圈连接有方波发生器，所述方波发生器通过控制继电器的线圈，控制继电器的常开触点/常闭触点的断开和闭合。

所述方波发生器输出的方波信号的峰谷值分别为高电平和低电平。

所述方波发生器包括脉冲信号发生器和三极管，所述脉冲信号发生器的输出端连接到所述三极管的基极，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极通过一个限流电阻连接到辅助电源，并且所述三极管的集电极为该方波发生器的输出端。

所述脉冲信号发生器包括解码主芯片，该解码主芯片连接有存储器，该存储器内存储有脉冲信号发生程序；所述解码主芯片执行存储器内的脉冲信号发生程序，产生脉冲信号，并将所述脉冲信号由解码主芯片上的一个输入/输出管脚输出。

所述解码主芯片包括时钟中断发生器，该时钟中断发生器的输出端连接有计数器，所述计数器的输出端连接到所述输出脉冲信号的输入/输出管脚。

所述脉冲信号发生程序包括设定脉冲信号的占空比和周期。

所述脉冲信号发生程序为时钟中断程序。

上述技术方案所描述的自动开关机装置，通过方波发生器来控制继电器中常开触点/常闭触点的断开和闭合，如果将所述的继电器连接到电源和电子设备之间，即可通过方波发生器来控制电子设备的上电和下电，即可控制电子设备的开机和关机。

采用本发明提供的自动开关机装置进行电子设备的开关机测试，不再需要人工进行开关机，节省了人力成本，同时由于自动开关机装置的开关机速度比人工开关机要快很多，提高了电子设备开关机测试的速度。

由于本发明提供的自动开关机装置只需要一个继电器和一个方波发生器就可以实现，相对于现有的自动开关机测试设备而言，省去了价格昂贵的计算机，进而降低了测试成本，间接地为电子设备的生产厂家带来经济效益。

本发明还提供一种自动开关机方法，以实现低成本高效率的生产要求。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：该自动开关机方法包括：

产生方波信号的步骤；

通过方波信号控制继电器的常开触点/常闭触点的断开和闭合的步骤。

所述产生方波信号的步骤包括：通过定时器中断程序产生脉冲信号的步骤；通过有源三极管，将脉冲信号的峰谷值转化为方波信号的峰谷值的步骤。

所述方波信号的峰谷值分别为高电平和低电平。

上述技术方案通过方波来控制继电器的常开触点/常闭触点的断开和闭合，在实际使用时，将继电器的常开触点/常闭触点连接在电源和电子设备之间，即可控制电子设备的上电和下电，实现自动开关机，通过方波信号控制能够实现较快的开关机速度，并且不需要计算机等昂贵的控制设备，节约了成本。

附图说明

图1为本发明自动开关机装置中脉冲信号发生器的示意图；

图2为本发明自动开关机装置中主解码芯片的工作原理图；

图3为本发明自动开关机装置中的时钟中断的流程图；

图4为本发明自动开关机装置中继电器的控制原理图。

具体实施方式

本发明提供的自动开关机装置通过控制器来控制开关电路的断开和闭合，将开关电路连接到电源和电子设备之间，即可控制电子设备的上电和下电，从而实现对电子设备的开机和关机进行控制。

下面结合附图对本发明自动开关机装置进行详细描述。

对电子设备进行不停的开机和关机测试，即对电子设备进行通电、断电测试，是为了检验开机和关机过程中电子设备的工作是否正常。进行开关机的抗冲击能力测试，是为了保证出厂的电子设备质量，这种测试在很多电子设备的开发过程当中都是必不可少的。

本发明自动开关机装置包括继电器，该继电器的线圈连接有方波发生器，所述方波发生器通过控制继电器的线圈，控制继电器的常开触点/常闭触点的断开和闭合。

在将本发明提供的自动开关机装置应用到开关机测试中时，其中继电器的常开触点/常闭触点需要连接到电源和电子设备之间，由方波发生器来控制常开触点/常闭触点的断开和闭合，这样即可控制电子设备的上电和下电，实现控制电子设备的开机和关机。采用本发明提供的自动开关机装置进行电子设备的开关机测试，不再需要人工进行开关机，节省了人力成本，同时由于自动开关机装置的开关机的速度比人工开关机要快很多，提高了电子设备开关机测试的速度。由于本发明提供的自动开关机装置只需要一个方波方生器和一个继电器就可以实现，相对于现有的自动开关机测试设备而言，省去了价格昂贵的计算机，进而降低了测试成本，间接地为电子设备的生产厂家带来经济效益。

在具体实施时，该继电器的常开触点/常闭触点连接在电子设备和电源之间，所述方波发生器通过控制继电器的线圈通电，控制继电器的常开触点/常闭触点的断开和闭合，进而控制电子设备的开关机。该方波发生器输出的方波信号的峰谷值分别为高电平和低电平，高电平可使继电器的线圈带电，低电平可使继电器的线圈掉电。选择方波作为控制器输出的控制波形，可以使继电器有更快的反应速度。

下面以使用继电器的常开触点为例说明本发明自动开关机装置的工作原理，当该方波发生器输出高电平时，相当于是给继电器的线圈通电，线圈得电后吸合常开触点，电源通过吸合的常开触点输送到电子设备，使电子设备得电开机；当该方波发生器输出低电平时，则相当于给继电器线圈断电，线圈不再吸合常开触点，常开触点将会断开，使电子设备断电关机。这样就可以通过方波发生器产生的高低电平来实现继电器线圈的通电和断电，进而控制电子设备的开机和关机。

使用继电器的常闭触点作为开关，也可以达到相同的效果，就是电子设备的开关机状态和使用常开触点时电子设备的开关机状态相反，所以只需要通过控制器来控制继电器线圈的通电和断电，就可以控制电子设备的开机和关机。

本发明自动开关机装置选用了常用的额定控制电压为5V的继电器，其输出额定的交流电压可以达到250V，电子设备使用的交流电压一般为220V，在某些国家可能采用110V的标准交流电，本发明采用的继电器能够满足这些电子设备的要求。

本发明自动开关机装置中方波发生器具体实现如下：该方波发生器包括脉冲信号发生器和三极管，所述脉冲信号发生器的输出端连接到所述三极管的基极，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极通过一个限流电阻连接到辅助电源，所述三极管的集电极为该方波发生器的输出端。当没有脉冲信号输入到三极管的基极时，该三极管的发射极和集电极处于断开状态，那么限流电阻中没有电流流过，使得三极管的集电极的电压被上拉到与辅助电源相同的电压，这样就相当于三极管的集电极输出了一个高电平；当有脉冲信号输入到三极管的基极时，该三极管的发射极和集电极处于导通状态，使得三极管的集电极的电压被下拉到与接地极相同的电压，这样就相当于三极管的集电极输出了一个低电平。

为了产生实现循环开关机，本发明自动开关机装置中的脉冲信号发生器需要产生连续脉冲信号，这种脉冲信号发生器用软件来实现比较方便，并且方便调整连续脉冲信号的周期和占空比。在具体产生这个连续脉冲信号时，还可以使用CPU控制电路部分，即：写一个简单的脉冲信号发生的程序，在程序里设定好所需要的周期和占空比，用CPU来输出连续脉冲信号。

本发明提供的自动开关机方法包括：产生方波信号的步骤；通过方波信号控制继电器的常开触点/常闭触点的断开和闭合的步骤。

在实际使用时，将继电器的常开触点/常闭触点连接在电源和电子设备之间，这样，上述技术方案通过方波来控制继电器的常开触点/常闭触点的断开和闭合，即可控制电子设备的上电和下电，实现自动开关机，通过方波信号控制能够实现较快的开关机速度，并且不需要计算机等昂贵的控制设备，节约成本。

所述方波信号的峰谷值分别为高电平和低电平，高电平可使继电器的线圈带电，低电平可使继电器的线圈掉电。

通过CPU控制电路输出连续脉冲信号具体方案如下：该脉冲信号发生器包括解码主芯片，所述脉冲信号发生器的输出端为解码主芯片上的一个输入/输出管脚。电路实现的框图如图1所示，解码电路主要由其解码主芯片HTV180组成，这个解码主芯片还内置了CPU，解码主芯片HTV180执行存储器Flash内的程序，并利用该程序产生连续脉冲信号，通过一个I/O(输入/输出)管脚来输出连续脉冲信号，也就是通过HTV180的第68脚输出连续脉冲信号，该第68脚在正常是作为音量控制脚。上述的脉冲信号发生程序中包括对连续脉冲信号占空比和周期的设定。所述方波的周期和占空比需要根据开关机测试的循环开关机频率来调整。之所以选用这个解码电路，一是因为实验室有硬件的资源，无须再搭建其他电路来实现；二是这个解码电路有专门的软件调试工具，方便调整连续脉冲信号的周期和占空比。

其中解码主芯片HTV180中实现脉冲输出的结构如图2所示，所述解码主芯片包括时钟中断发生器，该时钟中断发生器的输出端连接有计数器，所述计数器的输出端连接到所述输出脉冲信号的输入/输出管脚。其中的时钟中断发生器输出10ms的时钟中断。

在计数器中设定了时钟中断程序，具体实施如图3所示，其过程如下：

(1)判断I/O口的电平，如果为高电平，则执行步骤(2)；如果为低电平，则执行步骤(3)；

(2)计时器对10ms的中断进行计数，当计时超过4s时，也就是统计到401个10ms中断时，将I/O口复位为低电平，并返回执行步骤(1)；

(3)计时器对10ms的中断进行计数，当计时超过15s时，也就是统计到1501个10ms中断时，将I/O口复位为高电平，并返回执行步骤(1)。

通过上述的过程可以产生一个高电平占时4s，低电平占时15s的脉冲序列。

上述过程通过具体的语言编程如下：

static Word wPulseFlag＝0；

#define PULSE B0001_0000  //P4.4

void TIMER0_ISR(void)interrupt TIMERO_ISR_NO  //10ms timer

{

TH0＝0xb1；

TL0＝0xe0；

wPulseFlag++；

if(((P4_IO & PULSE)＝＝0)&&(wPhaseFlag％1501＝＝0))

{

  wPhaseFlag＝1；

  P4_IO|＝PULSE；

}

else if((((P4_IO & PULSE)＝＝1)&&(wPhaseFlag％401＝＝0))

{

  wPhaseFlag＝1；

  P4_IO &＝(^-PULSE)；

 }

}

本发明自动开关机方法产生方波信号的步骤包括：通过定时器中断程序产生脉冲信号的步骤；通过有源三极管，将脉冲信号的峰谷值转化为方波信号的峰谷值的步骤。具体控制如图4所示，连续脉冲信号已经由HTV180的第68脚输出，采用的是2SC1815型号的三极管，该三极管V1的集电极通过限流电阻R1连接到5V(以适应继电器的工作电压)的直流电源，在这个电路中三极管V1只起到开关作用，当加到三极管基极的电压为高电平时，三极管导通，集电极的电压被拉低到接地端的电压，使得继电器J1的1脚为低电平，这样继电器J1的线圈不会吸合常开触点，使得常开触点的3脚和4脚不导通，给电子设备供电的220V电压被断开，电子设备处于关机状态；当加到三极管基极的电压为低电平时，三极管V1不导通，集电极为高电平，继电器J1的1脚为高电平，这样继电器J1的线圈吸合常开触点，使得的常开触点的3脚和4脚导通，电子设备接入220V电压，可正常开机工作。通过方波发生器产生循环的方波，使得上述的开机和关机过程得以循环，便可以实现电子设备的循环自动开关机。

综上所述，本套自动开关机装置实现的思路是：利用占空比可调的方波信号控制电子设备的电源供电。此套装置可由两部分组成：一是控制波形产生电路，另一部分是继电器控制电路。由前部分电路所产生的脉冲波形来控制后一部分继电器常开触点/常闭触点的通断，进而控制电子设备是否与电源连通。

本发明自动开关机装置在实验室现有器材条件下，不借助专业仪器，实现自动开关机的循环。本发明自动开关机装置为了加速测试进度，方便解决测试过程中出现的问题而提出的一种简易装置。提高了测试效率，减少不必要的重复性劳动。本发明可以用于对各种电子设备进行开关机测试，例如：电视机、影碟机、投影仪等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (10)

1、一种自动开关机装置，其特征在于，包括继电器，该继电器的线圈连接有方波发生器，所述方波发生器通过控制继电器的线圈，控制继电器的常开触点/常闭触点的断开和闭合。

2、根据权利要求1所述的自动开关机装置，其特征在于，所述方波发生器输出的方波信号的峰谷值分别为高电平和低电平。

3、根据权利要求2所述的自动开关机装置，其特征在于，所述方波发生器包括脉冲信号发生器和三极管，所述脉冲信号发生器的输出端连接到所述三极管的基极，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极通过一个限流电阻连接到辅助电源，并且所述三极管的集电极为该方波发生器的输出端。

4、根据权利要求3所述的自动开关机装置，其特征在于，所述脉冲信号发生器包括解码主芯片，该解码主芯片连接有存储器，该存储器内存储有脉冲信号发生程序；所述解码主芯片执行存储器内的脉冲信号发生程序，产生脉冲信号，并将所述脉冲信号由解码主芯片上的一个输入/输出管脚输出。

5、根据权利要求4所述的自动开关机装置，其特征在于，所述解码主芯片包括时钟中断发生器，该时钟中断发生器的输出端连接有计数器，所述计数器的输出端连接到所述输出脉冲信号的输入/输出管脚。

6、根据权利要求4所述的自动开关机装置，其特征在于，所述脉冲信号发生程序包括设定脉冲信号的占空比和周期。

7、根据权利要求4或6所述的自动开关机装置，其特征在于，所述脉冲信号发生程序为时钟中断程序。

8、一种自动开关机方法，其特征在于包括:

产生方波信号的步骤；

通过方波信号控制继电器的常开触点/常闭触点的断开和闭合的步骤。

9、根据权利要求8所述的自动开关机方法，其特征在于，所述产生方波信号的步骤包括:

通过定时器中断程序产生脉冲信号的步骤；

通过有源三极管，将脉冲信号的峰谷值转化为方波信号的峰谷值的步骤。

10、根据权利要求9所述的自动开关机方法，其特征在于，所述方波信号的峰谷值分别为高电平和低电平。

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