CN105804519A - 原位焊接型单次试开固态密码锁 - Google Patents

Abstract

本发明公开了原位焊接型单次试开固态密码锁，包括鉴别电路和保险丝，鉴别电路由焊接型OFF‑ON开关实现；保险丝在电路的干路中与电源相连；将电动执行器接入密码锁电路中，电动执行器一端与保险丝相连，另一端与鉴别电路的正确解锁通路相连；N bit的鉴别电路，包括2N个焊接型OFF‑ON开关，按照每级“二选一”的逻辑，N级级联构成；本发明利用焊接型OFF‑ON开关可分别控制电流、电压、频率、脉冲幅值而使电动执行器工作，分别构成电流型、电压型、频率型、脉冲型的固态密码锁；利用焊接型OFF‑ON开关中OFF态到ON态单向切换的不可逆特性、保险丝的熔断特性、与装定密码对应的电路连接关系，以实现单次试开的功能。

Description

原位焊接型单次试开固态密码锁

技术领域

本发明属于锁具安全领域，具体涉及一种原位焊接型单次试开固态密码锁。

背景技术

随着人们生活水平的提高和安全意识的加强，对安全的要求也就越来越高。传统的锁具技术原理过于简单，不具备真正的防盗功能。随着科学技术的发展，电子密码锁已经逐渐代替机械密码锁应用于工作生活中。申请人为陕西亚泰电器科技有限公司，公告号为CN02995853U，公开日是2013年6月12日的中国发明专利文献，公开了一种智能电子密码锁及其构造，该技术方案的特征在于：所述密码输入电路包括4×4矩阵键盘，密码锁的解锁原理是将用户的输入密码与电子锁的内置开锁密码进行比较，用户在输入密码正确的情况下实现开锁功能。虽然这种电子密码锁可以在很多场合起到一定的安全作用，例如小区的防盗门。但该方案的存在的缺点是：密码可以重复试多次，对于安全性要求高的场合，人们并不希望让这种密码锁将输入的密码和设置的密码进行多次比较，容易被破解，安全系数不高。

上海交通大学张卫平等人的论文《反干涉齿轮集微机电系统密码锁鉴码问题》（张卫平， 陈文元， 赵小林等，反干涉齿轮集微机电系统密码锁鉴码问题[J]. 上海交通大学学报，2006，40（7）：1103-1107.）提出了一种反干涉齿轮集微机电系统密码锁，该密码锁是一种用于要害系统的机电一体化装置，该密码锁驱动器由两片电机定子和一个电机转子构成；鉴码器由两组反干涉齿轮集、棘轮、棘爪和簧片构成；耦合器由光纤、准直器和耦合轮构成。该密码锁属于机电系统，结构较复杂，可靠性不高。

法国Pierre Pennarun等人的论文《Development of MEMS based safe electro-thermal pyrotechnic igniter for a new generation of microfuze》（Pierre Pennarun， Veronique Conedera. Development of MEMS based safe electro-thermal pyrotechnic igniter for a new generation of microfuze[J]. Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering，2005，5836.）报道了一种焊接型OFF-ON开关，属于电热式焊接型OFF-ON开关，工作原理是：开关两端的连接点是通过特定的树脂而绝缘的，锡/铅的微球被封装在它们的顶部。焊接是指由一个集成的加热器的平台通过电流，加热局部的金属直到焊接温度，利用焊接实现开关从OFF态到ON态。其优点为：一、进行焊接之前，由于电路引脚之间的有一层厚的物理绝缘层，电隔离可以做到真正可靠、稳健；二、当开关为ON，由于通过金属原子的相互扩散产生的金属间化合物层，则接触后电阻几乎为零；三、通过实现一个局部焊接，开关从OFF态到ON态在几秒之间仅需几百毫瓦；四、开关保持在OFF态或ON态都不需耗能。Pierre Pennarun等人将其应用于新一代引信中，但目前为止，还并未将此开关应用于密码锁电路设计中。

发明内容

为了解决上述技术缺陷，本发明提供一种结构简单、易于制作、安全性高的原位焊接型单次试开固态密码锁，该结构的密码锁通过鉴别电路装定密码、利用焊接型开关OFF-ON 控制电压、电流、频率、脉冲幅值，使电动执行器工作，综合利用焊接型OFF-ON开关中OFF态到ON态单向切换的不可逆特性、保险丝的熔断特性、与装定密码对应的电路连接关系，以实现单次试开的功能，只有输入的密码和设置的密码相同，密码锁才打开，否则将电路短路、保险丝熔断，使密码锁锁定，该密码锁采用半导体工艺（MEMS）制作实现固态。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

原位焊接型单次试开固态密码锁，其特征在于：至少包括电源、导线、鉴别电路、保险丝，电源通过导线连接鉴别电路，鉴别电路与保险丝相连，保险丝与电源相连；鉴别电路与保险丝相连的正确解锁通路上连接有电动执行器；

所述N bit的鉴别电路，由2N （N级、每级2个）个焊接型OFF-ON开关，按照每级“二选一”的逻辑，N级级联构成，用于装定密码。

在任一bit处输入错误的密码时，由于焊接型OFF-ON开关只能实现OFF态到ON态的单向切换，具有不可逆特性，鉴别电路具有与装定密码对应的电路连接关系，将使电源和保险丝保持在短路状态，进而熔断保险丝，电动执行器因此无法获得来自电源的电激励信号而作动；只有当N bit密码全部输入正确时，鉴别电路才会使电源和电动执行器保持在串联状态，电动执行器获得来自电源的电激励信号而作动。

所述焊接型OFF-ON开关与导线构成的电路是由半导体工艺制作。

本发明采用焊接型OFF-ON开关应用于设计电路中，实现控制电流、电压、频率、脉冲幅值的单次试开固态密码锁。所述密码锁可为如下四种类型：电压型密码锁、电流型密码锁、频率型密码锁、脉冲型密码锁。

所述的电流型密码锁是由电源提供电流，通过鉴别电路中焊接型OFF-ON开关控制电流，当密码正确时，电流型电动执行器可通过鉴别电路输出的所需电流而工作。

所述的电压型密码锁是将密码锁电路接入分压电路中，通过鉴别电路中焊接型OFF-ON开关控制电压，当密码正确时，电压型电动执行器可通过分压电路得到所需电压而工作。

所述的频率型密码锁是将密码锁电路接入振荡电路中，通过鉴别电路中焊接型OFF-ON开关控制分频器或倍频器的工作而控制频率的输出，当密码正确时，频率型电动执行器可通过鉴别电路输出的所需频率而工作。

所述的脉冲型密码锁是将密码锁一端接入脉冲发生电路中，一端入接放大电路中，利用密码锁的鉴别电路与焊接型OFF-ON开关特性实现控制放大器的工作，从而控制电动执行器所需的脉冲幅值。密码正确时，脉冲型电动执行器可通过鉴别电路输出的所需脉冲幅值而工作。

所述焊接型OFF-ON开关可以为光热式焊接型OFF-ON开关。

所述光热式焊接型OFF-ON开关包括锡/铅焊球、树脂、导线、硅衬底、玻璃、通孔、光纤，采用深反应离子刻蚀工艺在硅衬底上形成通孔，利用沉积和图形化工艺在玻璃上形成开关导线，采用硅-玻璃键合工艺将硅衬底与玻璃衬底键合，在导线上涂覆树脂，将锡/铅焊球植于树脂的顶部，将光纤插入通孔中。

所述光热式焊接型OFF-ON开关的工作原理是：焊接是来自半导体激光器的激光通过光纤照射，发热而使锡/铅焊球熔化，使导线两端相连，实现开关从OFF态到ON态。其中，开关中树脂的作用有：一、透明的树脂在导线之间形成曲面，可以作为聚焦透镜，起到聚光作用，使锡/铅焊球更易熔化；二、树脂，如松香，在焊接时有助焊剂的作用，使锡/铅焊球更易熔化；三、在开关为OFF态时，在导线之间可起绝缘作用；四、对锡/铅焊球起到支撑的作用。

所述焊接型OFF-ON开关也可以为电热式焊接型OFF-ON开关。

所述电热式焊接型OFF-ON开关，其导线结构为关节型，具体结构为：一端为凸起，另一端为与凸起形状匹配的凹槽，凸起位于凹槽内；所述凸起为锡/铅焊球；当开关处于OFF态时，凸起与凹槽之间有间隙；当开关从OFF态到ON态时，凸起熔在间隙里，开关两极接通。

这样做的优点有：一、保证开关在OFF态时，两极不易接触；二、由于关节型开关的结构，可以保证锡/铅焊球均匀熔在间隙里，确保开关从OFF态到ON态，两极完全接通，提高开关可靠性；三、可以适当减小铝球体积，从而降低所需焊接温度同时可以减小开关的体积。此改进的导线结构同样适用于光热式焊接型OFF-ON开关。

所述电热式焊接型OFF-ON开关，其导线结构为分形叉指型，具体结构为：两端均为叉指状结构，两端的叉指相互交错，每个叉指上均设置有若干齿状结构，两两相邻的叉指上的齿状结构交错均布；当开关处于OFF态时，两相邻的叉指上的齿状结构之间有间隙；当开关从OFF态到ON态时，齿状结构相熔，开关两极接通。

这样做的优点有：一、由于分形叉指型的导线结构，大大增加了锡/铅焊球熔在间隙里的概率，确保开关从OFF态到ON，两极完全接通，提高开关可靠性；二、可以大大减小铝球体积，从而降低所需焊接温度同时可以减小开关的体积。此改进的导线结构同样适用于光热式焊接型OFF-ON开关。

所述电动执行器是原位焊接型单次试开固态密码锁最终要控制的对象。电路通过控制电压、电流、频率、脉冲幅值使密码锁为对应类型的密码锁，从而不同类型的密码锁控制不同类型的电动执行器工作。

总结上述描述，可得出如下内容：

本发明中所述的“原位焊接型”是指：利用电热式焊接型OFF-ON开关和光热式焊接型OFF-ON开关，分别通过电阻发热、激光照射发热而使锡/铅焊球自行熔化，使绝缘两端自行连接，开关及密码锁位置无需移动。

本发明中的“单次试开”是指：在任一bit处输入错误的密码时，由于焊接型OFF-ON开关只能实现OFF态到ON态的单向切换，具有不可逆特性，鉴别电路具有与装定密码对应的电路连接关系，将使电源和保险丝保持在短路状态，进而熔断保险丝，电动执行器因此无法获得来自电源的电激励信号而作动；从而使密码锁锁定且不能重试。只有当N bit密码全部输入正确时，鉴别电路才会使电源和电动执行器保持在串联状态，电动执行器获得来自电源的电激励信号而作动。

本发明中“固态”是指：焊接型OFF-ON开关与导线构成的整个密码锁电路是由半导体（MEMS）工艺制作。

本发明中“密码锁”是指：通过利用焊接型OFF-ON开关控制电压、电流、频率、脉冲幅值而分别构成的电压型、电流型、频率型、脉冲型密码锁。

本发明的有益效果为：

本发明利用焊接型OFF-ON开关特性，将焊接型OFF-ON开关用于密码锁领域，可以大大提高安全性，并且该密码锁具有结构简单、易于制作的特点，可用于要害系统、设施等的安全与保安应用中。

附图说明

图1为本发明采用电流型固态密码锁的4 bit正确解锁电路图；

图2为本发明采用电流型固态密码锁的误码失效电路与单次试开实现图；

图3为本发明采用电压型固态密码锁的4 bit正确解锁电路图；

图4为本发明采用电压型固态密码锁的误码失效电路与单次试开实现图；

图5为本发明采用频率型固态密码锁的4 bit正确解锁电路图；

图6为本发明采用频率型固态密码锁的误码失效电路与单次试开实现图；

图7为本发明采用脉冲型固态密码锁的控制脉冲幅值4 bit正确解锁电路图；

图8为本发明采用脉冲型固态密码锁的控制脉冲幅值误码失效电路与单次试开实现图；

图9为本发明的焊接型OFF-ON开关导线采用关节型的结构示意图；

图10为本发明的焊接型OFF-ON开关导线采用分形叉指型的结构示意图；

图11（a）-11（b）为本发明采用电热式焊接型OFF-ON开关的结构示意图；

图12（a）-12（b）为本发明采用光热式OFF-ON开关的结构示意图；

图13（a-1）-图13（f）为本发明光热式焊接型OFF-ON开关制作工艺步骤示意图；

图14为本发明的鉴别电路中两个焊接型OFF-ON开关的连接示意图。

上述附图中，附图标记为：1-焊球，2-树脂，3-导线，4-硅衬底，5-加热电阻，6-玻璃，7-通孔，8-光纤。

具体实施方式

原位焊接型单次试开固态密码锁，至少包括电源、导线、鉴别电路、保险丝，电源通过导线连接鉴别电路，鉴别电路与保险丝相连，保险丝与电源相连；鉴别电路与保险丝相连的正确解锁通路上连接有电动执行器；

所述N bit的鉴别电路，由2N（N级、每级2个）个焊接型OFF-ON开关，按照每级“二选一”的逻辑，N级级联构成，用于装定密码。

在任一bit处输入错误的密码时，由于焊接型OFF-ON开关只能实现OFF态到ON态的单向切换，具有不可逆特性，鉴别电路具有与装定密码对应的电路连接关系，将使电源和保险丝保持在短路状态，进而熔断保险丝，电动执行器因此无法获得来自电源的电激励信号而作动；只有当N bit密码全部输入正确时，鉴别电路才会使电源和电动执行器保持在串联状态，电动执行器获得来自电源的电激励信号而作动。

所述焊接型OFF-ON开关与导线构成的电路是由半导体工艺制作。

本发明采用焊接型OFF-ON开关应用于设计电路中，实现控制电流、电压、频率、脉冲幅值的单次试开固态密码锁。所述密码锁可为如下四种类型：电压型密码锁、电流型密码锁、频率型密码锁、脉冲型密码锁。

所述的电流型密码锁是由电源提供电流，通过鉴别电路中焊接型OFF-ON开关控制电流，当密码正确时，电流型电动执行器可通过鉴别电路输出的所需电流而工作。

所述的电压型密码锁是将密码锁电路接入分压电路中，通过鉴别电路中焊接型OFF-ON开关控制电压，当密码正确时，电压型电动执行器可通过分压电路得到所需电压而工作。

所述的频率型密码锁是将密码锁电路接入振荡电路中，通过鉴别电路中焊接型OFF-ON开关控制分频器或倍频器的工作而控制频率的输出，当密码正确时，频率型电动执行器可通过鉴别电路输出的所需频率而工作。

所述的脉冲型密码锁是将密码锁一端接入脉冲发生电路中，一端入接放大电路中，利用密码锁的鉴别电路与焊接型OFF-ON开关特性实现控制放大器的工作，从而控制电动执行器所需的脉冲幅值。密码正确时，脉冲型电动执行器可通过鉴别电路输出的所需脉冲幅值而工作。

所述焊接型OFF-ON开关可以为光热式焊接型OFF-ON开关。

如图12（a）-12（b）所示，所述光热式焊接型OFF-ON开关包括锡/铅焊球1、树脂2、导线3、硅衬底4、玻璃衬底6、通孔7、光纤8，采用深反应离子刻蚀工艺在硅衬底7上形成通孔，利用沉积和图形化工艺在玻璃衬底6上形成开关导线3，采用硅-玻璃键合工艺将硅衬底4与玻璃衬底6键合，在导线3上涂覆树脂2，将锡/铅焊球1植于树脂2的顶部，将光纤8插入通孔7中。

所述光热式焊接型OFF-ON开关的工作原理是：焊接是来自半导体激光器的激光通过光纤8照射，发热而使锡/铅焊球1熔化，使导线3两端相连，实现开关从OFF态到ON态。其中，开关中树脂2的作用有：一、透明的树脂在导线之间形成曲面，可以作为聚焦透镜，起到聚光作用，使锡/铅焊球1更易熔化；二、树脂，如松香，在焊接时有助焊剂的作用，使锡/铅焊球1更易熔化；三、在开关为OFF态时，在导线之间可起绝缘作用；四、对锡/铅焊球1起到支撑的作用。

所述焊接型OFF-ON开关也可以为电热式焊接型OFF-ON开关，具体的形成结构如图11（a）-11（b）所示，所述电热式焊接型OFF-ON开关包括锡/铅焊球1、树脂2、导线3、硅衬底4、加热电阻5。

如图9所示，所述电热式焊接型OFF-ON开关，其导线结构为关节型，具体结构为：一端为凸起，另一端为与凸起形状匹配的凹槽，凸起位于凹槽内；所述凸起为锡/铅焊球1；当开关处于OFF态时，凸起与凹槽之间有间隙；当开关从OFF态到ON态时，凸起熔在间隙里，开关两极接通。

如图10所示，所述电热式焊接型OFF-ON开关，其导线结构为分形叉指型，具体结构为：两端均为叉指状结构，两端的叉指相互交错，每个叉指上均设置有若干齿状结构，两两相邻的叉指上的齿状结构交错均布；当开关处于OFF态时，两相邻的叉指上的齿状结构之间有间隙；当开关从OFF态到ON态时，齿状结构相熔，开关两极接通。

如图13（a-1）-图13（f）所示，为本发明的光热式焊接型OFF-ON开关的主要制作工艺步骤示意图。图13（a-1）为初始的硅衬底4，图13（b-1）为初始的玻璃衬底6；在图13（a-2）中，采用深反应离子刻蚀工艺形成通孔7；在图13（b-2）中，利用沉积和图形化工艺，在玻璃衬底6上形成开关导线3，导线3的结构可以是关节型，也可以是分形叉指型；在图13（c）中，采用硅-玻璃键合工艺，将图13（a-2）中的硅衬底4与图13（b-2）中的玻璃衬底6键合；在图13（d）中，在导线3上涂覆树脂2，如松香，松香为透明固体，可作聚焦透镜，有聚光作用，同时在焊接只能中可作助焊剂，在开关为OFF态时，在引线之间可起绝缘作用。在图13（e）中，在树脂2上植入锡/铅焊球1；在图13（f）中，将光纤8插入通孔7中。

所述电动执行器是原位焊接型单次试开固态密码锁最终要控制的对象。电路通过控制电压、电流、频率、脉冲幅值使密码锁为对应类型的密码锁，从而不同类型的密码锁控制不同类型的电动执行器工作。

下面结合具体实施过程和附图对本发明作详细说明：

实施例 1

如图1所示，是电流型固态密码锁4 bit正确解锁电路图。

在实际应用中，本发明适用多bit密码锁。工作电路由电源、导线、鉴别电路、保险丝、电动执行器组成，N bit的鉴别电路，由2N （N级、每级2个）个焊接型OFF-ON开关，按照每级“二选一”的逻辑，N级级联构成。电源提供电流，开关选用焊接型OFF-ON开关，利用密码锁的鉴别电路与开关特性实现控制电流，密码输入正确，得到所需电流使电动执行器工作，实现电流型密码锁的应用。

本发明的焊接型OFF-ON开关包括有四个节点：Node1、Node2、Node3、Node4，开关A1、B1、A2、B2、A3、B3、A4、B4；信号经过节点Node1则有两路选择，一路为开关A1，另一路为B1；经过节点Node2则有两路选择，一路为开关A2，另一路为B2；经过节点Node3则有两路选择，一路为开关A3，另一路为B3；经过节点Node4则有两路选择，一路为开关A4，另一路为B4。

在正确解锁的情况下，当电流经节点选择后，固态开关即OFF-ON A1、B2、A3、B4处于ON状态时，则保险丝不会熔断，即密码锁工作，电动执行器通过所需电流而作动。

以节点流出两路编码01方式，上方开关处于ON态为记为0，右方开关处于ON态记为1，由此图1的正确解锁密码为“0101”。

实施例 2

如图2所示是电流型固态密码锁的误码失效电路与单次试开实现图。

在实际应用中，本发明适用多bit密码锁。工作电路由电源、导线、鉴别电路、保险丝、电动执行器组成，N bit的鉴别电路，由2N （N级、每级2个）个焊接型OFF-ON开关，按照每级“二选一”的逻辑，N级级联构成。电源提供电流，开关选用焊接型OFF-ON焊接型固态开关，利用密码锁的鉴别电路与开关特性控制电流，当密码输入正确时，得到所需电流使电动执行器工作，实现电流型密码锁的应用。

本发明的焊接型OFF-ON开关同样采用实施例1中的结构。

其工作过程为：当电流经节点选择固态开关后，若第一步就误让固态开关即焊接型OFF-ON B1处于ON状态，则电流经开关B1将保险丝熔断，从而电动执行器与电源断开，由于焊接型OFF-ON开关一经处于ON态，无法恢复，即使更换保险丝，电路始终处于短路状态，会再次熔断保险丝。这样就使电动执行器与电源彻底断开，无法获得作动所需的电流，从而真正实现单次试开功能，确保安全性。如图2所示，即使不是第一步出错，前面输入密码正确，后面出现误码也会达到上述结果。

实施例 3

如图3所示是电压型固态密码锁的4 bit正确解锁电路图。

在实际应用中，本发明适用多bit密码锁。

密码锁电路由电源、导线、鉴别电路、保险丝组成，鉴别电路采用和实施例1相同的焊接型OFF-ON开关组成。

将密码锁应用于分压电路中，如图3所示，密码锁与两个电阻串联，电动执行器与其中一个电阻并联，电压与其两端电压相等。利用密码锁的鉴别电路与焊接型OFF-ON开关特性控制电压，当密码输入正确时，电阻分压，电动执行器得到所需电压而工作，从而实现电压型密码锁的应用。本发明的原位焊接型单次试开固态密码锁的工作过程为：电压每经一个节点都有两路选择，在正确解锁的情况下，固态开关即OFF-ON A1、B2、A3、B4处于ON状态，则保险丝不会熔断，即密码锁工作，电动执行器通过所需电压而作动。以节点流出两路编码01方式，上方开关处于ON态为记为0，右方开关处于ON态记为1，由此图1的正确解锁密码为“0101”。

实施例 4

如图4所示是，电压型固态密码锁的误码失效电路与单次试开实现图。

图4仍适用多bit密码锁。工作电路由电源、导线、鉴别电路、保险丝、电动执行器组成，鉴别电路采用和实施例1相同的焊接型OFF-ON开关组成。

电源提供电电压，将密码锁应用于分压电路中，如图4所示，密码锁与两个电阻串联，电动执行器与其中一个电阻并联，电压与其两端电压相等。利用密码锁的鉴别电路与焊接型OFF-ON开关特性控制电压。本发明的原位焊接型单次试开固态密码锁的工作过程为：电流每经一个节点有两路选择，若第一步就误让固态开关即OFF-ON B1处于ON状态，则电压经开关B1将保险丝熔断，从而电动执行器与电源断开，由于焊接型OFF-ON开关一经处于ON态，无法恢复，即使更换保险丝，电路始终处于短路状态，会再次熔断保险丝。这样就使电动执行器与电源彻底断开，无法获得所需的电压，从而真正实现单次试开功能，确保安全性。如图4所示，即使不是第一步出错，前面输入密码正确，后面出现误码也会达到上述结果。

实施例 5

如图5所示是频率型固态密码锁的4 bit正确解锁电路图。图5示例4 bit电路，在实际应用中，本发明适用多bit密码锁。密码锁电路由电源、导线、鉴别电路、保险丝组成，鉴别电路采用和实施例1相同的焊接型OFF-ON开关组成。

将密码锁一端接入振荡电路中，另一端连接分频器或倍频器，再与电动执行器连接构成回路。利用密码锁的鉴别电路与焊接型OFF-ON开关特性实现控制分频器或倍频器的工作，从而控制电动执行器所需的频率。当密码输入正确时，得到所需频率使频率型电动执行器工作，实现频率型密码锁的应用。本发明的原位焊接型单次试开固态密码锁的工作过程为：频率每经一个节点都有两路选择，在正确解锁的情况下，固态开关即OFF-ON A1、B2、A3、B4处于ON状态，则保险丝不会熔断，即密码锁工作，电动执行器通过所需频率而作动。以节点流出两路编码01方式，上方开关处于ON态为记为0，右方开关处于ON态记为1，由此图1的正确解锁密码为“0101”。

实施例 6

如图6所示是频率型固态密码锁的误码失效电路与单次试开实现图。

图6示例4 bit电路，在实际应用中，本发明适用多bit密码锁。密码锁电路由电源、导线、鉴别电路、保险丝组成，鉴别电路采用和实施例1相同的焊接型OFF-ON开关组成。

将密码锁一端接入振荡电路中，另一端连接分频器或倍频器，再与电动执行器连接构成回路。利用密码锁的鉴别电路与焊接型OFF-ON开关特性实现控制分频器或倍频器的工作，从而控制电动执行器所需的频率。当密码输入正确时，得到所需频率使频率型电动执行器工作，实现频率型密码锁的应用。本发明的原位焊接型单次试开固态密码锁的工作过程为：频率每经一个节点有两路选择，若第一步就误让固态开关即OFF-ON B1处于ON状态，则保险丝熔断，从而电动执行器与振荡电路断开，由于焊接型OFF-ON开关一经处于ON态，无法恢复，即使更换保险丝，密码锁电路始终处于短路状态，会再次熔断保险丝。这样就使电动执行器与振荡电路彻底断开，无法获得所需的频率，从而真正实现单次试开功能，确保安全性。如图6所示，即使不是第一步出错，前面输入密码正确，后面出现误码也会达到上述结果。

实施例 7

如图7所示是4 bit脉冲型固态密码锁控制脉冲幅值的正确解锁电路图。图7示例4 bit电路，在实际应用中，同样适用于多bit密码锁。密码锁电路由电源、导线、鉴别电路、保险丝组成，鉴别电路采用和实施例1相同的焊接型OFF-ON开关组成。

将密码锁一端接入脉冲发生电路中，另一端连接放大器，再与电动执行器连接构成回路。利用密码锁的鉴别电路与焊接型OFF-ON开关特性实现控制放大器的工作，从而控制电动执行器所需的脉冲幅值。当密码输入正确时，得到所需脉冲幅值使脉冲型电动执行器工作，实现脉冲型密码锁的应用。本发明的原位焊接型单次试开固态密码锁的工作过程为：脉冲每经一个节点都有两路选择，在正确解锁的情况下，固态开关即OFF-ON A1、B2、A3、B4处于ON状态，则保险丝不会熔断，即密码锁工作，电动执行器通过所需脉冲幅值而作动。以节点流出两路编码01方式，上方开关处于ON态为记为0，右方开关处于ON态记为1，由此图1的正确解锁密码为“0101”。

实施例 8

如图8所示是脉冲型固态密码锁控制脉冲幅值的误码失效与单次试开实现图。图8示例4 bit电路，在实际应用中，本发明适用多bit密码锁。密码锁电路由电源、导线、鉴别电路、保险丝组成，鉴别电路采用和实施例1相同的焊接型OFF-ON开关组成。

将密码锁一端接入脉冲发生电路中，另一端连接放大器，再与电动执行器连接构成回路。利用密码锁的鉴别电路与焊接型OFF-ON开关特性实现控制放大器的工作，从而控制电动执行器所需的脉冲幅值。当密码输入正确时，得到所需脉冲幅值使脉冲型电动执行器工作，实现脉冲型密码锁的应用。本发明的原位焊接型单次试开固态密码锁的工作过程为：频率每经一个节点有两路选择，若第一步就误让固态开关即焊接型OFF-ON B1处于ON状态，则保险丝熔断，从而电动执行器与脉冲发生电路断开，由于焊接型OFF-ON开关一经处于ON态，无法恢复，即使更换保险丝，密码锁电路始终处于短路状态，会再次熔断保险丝。这样就使电动执行器与脉冲发生电路彻底断开，无法获得所需的脉冲幅值，从而真正实现单次试开功能，确保安全性。如图8所示，即使不是第一步出错，前面输入密码正确，后面出现误码也会达到上述结果。

Claims (13)

1.原位焊接型单次试开固态密码锁，其特征在于：至少包括电源、导线、N bit的鉴别电路、保险丝，电源通过导线连接鉴别电路，鉴别电路与保险丝相连，保险丝与电源相连；鉴别电路与保险丝相连的正确解锁通路上连接有电动执行器；

所述N bit的鉴别电路，包括2N个焊接型OFF-ON开关；所述2N个焊接型OFF-ON开关为N级级联结构，每级按照二选一的逻辑，用于装定密码，其中，N≥1；所述焊接型OFF-ON开关的OFF态到ON态为单向切换；在任一bit处输入错误的密码时，电源和保险丝保持在短路状态，进而熔断保险丝，电动执行器因此无法获得来自电源的电激励信号而作动；只有当N bit密码全部输入正确时，鉴别电路使电源和电动执行器保持在串联状态，电动执行器获得来自电源的电激励信号而作动。

2.根据权利要求1所述的原位焊接型单次试开固态密码锁，其特征在于：所述密码锁为电流型密码锁，或者电压型密码锁，或者频率型密码锁，或者脉冲型密码锁。

3.根据权利要求2所述的原位焊接型单次试开固态密码锁，其特征在于：所述电流型密码锁，由电源提供电流，通过焊接型OFF-ON开关控制电流，所述电动执行器为电流型电动执行器；当密码正确时，电流型电动执行器通过鉴别电路输出的所需电流而工作。

4.根据权利要求2所述的原位焊接型单次试开固态密码锁，其特征在于：所述电压型密码锁，是将密码锁接入分压电路中，通过焊接型OFF-ON开关控制电压，所述电动执行器为电压型电动执行器；当密码正确时，电压型电动执行器通过分压电路得到所需电压而工作。

5.根据权利要求2所述的原位焊接型单次试开固态密码锁，其特征在于：所述频率型密码锁，是将密码锁接入振荡电路中，通过OFF-ON开关控制分频器或倍频器的工作而控制频率的输出，所述电动执行器为频率型电动执行器；当密码正确时，频率型电动执行器通过鉴别电路输出的所需频率而工作。

6.根据权利要求2所述的原位焊接型单次试开固态密码锁，其特征在于：所述脉冲型密码锁，是将密码锁的一端接入脉冲发生电路中，密码锁的另一端入接放大电路中，通过鉴别电路与焊接型OFF-ON开关特性控制放大电路中的放大器工作，从而控制电动执行器所需的脉冲幅值，所述电动执行器为脉冲型电动执行器；当密码正确时，脉冲型电动执行器通过鉴别电路输出的所需脉冲幅值而工作。

7.根据权利要求1所述的原位焊接型单次试开固态密码锁，其特征在于：所述焊接型OFF-ON开关为光热式焊接型OFF-ON开关。

8.根据权利要求7所述的原位焊接型单次试开固态密码锁，其特征在于：所述光热式焊接型OFF-ON开关包括焊球、树脂、导线、硅衬底、玻璃、通孔、光纤，采用深反应离子刻蚀工艺在硅衬底上形成通孔，利用沉积和图形化工艺在玻璃上形成开关导线，采用硅-玻璃键合工艺将硅衬底与玻璃衬底键合，在导线上涂覆树脂，将焊球植于树脂的顶部，将光纤插入通孔中；所述焊球的材质为锡或铅。

9.根据权利要求8所述的原位焊接型单次试开固态密码锁，其特征在于：所述光热式焊接型OFF-ON开关的工作原理是：半导体激光器的激光通过光纤照射，照射发热使焊球熔化，将导线两端连通，实现开关从OFF态到ON态。

10.根据权利要求1所述的原位焊接型单次试开固态密码锁，其特征在于：所述焊接型OFF-ON开关为电热式焊接型OFF-ON开关。

11.根据权利要求10所述的原位焊接型单次试开固态密码锁，其特征在于：所述电热式焊接型OFF-ON开关的导线结构为关节型，导线结构的具体结构为：一端为凸起，另一端为与凸起形状匹配的凹槽，凸起位于凹槽内；所述凸起为锡焊球或铅焊球；

当开关处于OFF态时，凸起与凹槽之间有间隙；当开关从OFF态到ON态时，凸起熔在间隙里，开关两极接通。

12.根据权利要求10所述的原位焊接型单次试开固态密码锁，其特征在于：所述电热式焊接型OFF-ON开关的导线结构为分形叉指型，导线结构的具体结构为：两端均为叉指状结构，两端的叉指相互交错，每个叉指上均设置有若干齿状结构，两两相邻的叉指上的齿状结构交错均布；

当开关处于OFF态时，两相邻的叉指上的齿状结构之间有间隙；当开关从OFF态到ON态时，齿状结构相熔，开关两极接通。

13.根据权利要求1所述的原位焊接型单次试开固态密码锁，其特征在于：焊接型OFF-ON开关与导线构成的电路是由半导体工艺制作。