CN107703810B - 自锁电子开关 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种自锁电子开关，包括：第一触发源电路、第二触发源电路、第三触发源电路、单片机以及四输入与非门；第一触发源电路、第二触发源电路、第三触发源电路输出的控制信号通过四输入与非门后输出电源使能信号，电源使能信号用于控制电源执行上电操作；当电源上电之后，单片机生成低电平自锁控制信号，低电平自锁控制信号通过四输入与非门后输出高电平自锁控制信号，高电平自锁控制信号用于控制电源执行自锁操作。本发明中的自锁电子开关，结构简单，可靠，当选用不同参数的电子元器件时，可以组成适用于各种场合的定时、多触发源自锁电子开关，触发电源执行上电、断电、自锁等操作，不使用机械开关，无需人为干预，控制灵活，可靠性高。

Description

自锁电子开关
技术领域
本发明涉及电子开关技术领域，具体地，涉及自锁电子开关，采用定时或者其他触发源控制开关的输出电平。
背景技术
某些海洋观测设备由于对能耗控制的需求，要求测试设备不工作时控制系统断电，进入节能断电模式；在调试模式、布放模式和定时测试模式下能够实现控制系统上电自锁。由于测试设备工作在无人干预的海洋环境中，在设备装配完毕的状态下无法实现人工控制电源开关。因此，需要该测试设备能够在各种使用模式下灵活上电、启动，测试完成后能自动断电。
目前的电子开关功能单一，结构复杂，很难满足多触发信号下的自动上电、自锁、断电功能。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种自锁电子开关。
根据本发明提供的自锁电子开关，包括：第一触发源电路、第二触发源电路、第三触发源电路、单片机以及四输入与非门；所述第一触发源电路的输出端与所述四输入与非门的第一输入端相连，所述第二触发源电路的输出端与所述四输入与非门的第二输入端相连，所述第三触发源电路的输出端与所述四输入与非门的第三输入端相连；所述单片机的输入端与电源相连，所述单片机的输出端与所述四输入与非门的第四输入端相连，其中：
所述第一触发源电路、第二触发源电路、第三触发源电路输出的控制信号通过所述四输入与非门后输出电源使能信号，所述电源使能信号用于控制电源执行上电操作；当电源上电之后，所述单片机生成低电平自锁控制信号，所述低电平自锁控制信号通过所述四输入与非门后输出高电平自锁控制信号，所述高电平自锁控制信号用于控制所述电源执行自锁操作。
可选地，所述第一触发源电路用于在电源首次上电时，生成固定脉宽的低电平信号，所述固定脉宽的低电平信号经过所述四输入与非门后输出相应脉宽的高电平信号，所述高电平信号用于控制电源上电，电源上电之后触发所述单片机输出低电平自锁控制信号，所述低电平自锁控制信号经过所述四输入与非门后输出高电平自锁控制信号，所述高电平自锁控制信号用于控制所述电源执行自锁操作。
可选地，所述第二触发源电路用于在电源断电后，通过外部触发信号控制电源上电，电源上电之后触发所述单片机输出低电平自锁控制信号，所述低电平自锁控制信号经过所述四输入与非门后输出高电平自锁控制信号，所述高电平自锁控制信号用于控制所述电源执行自锁操作。
可选地，所述第三触发源电路用于在电源断电后，按照预设的周期时间，定时生成低电平信号，所述低电平信号经过所述四输入与非门后输出高电平信号，所述高电平信号用于控制电源上电，电源上电之后触发所述单片机输出低电平自锁控制信号，所述高电平自锁控制信号用于控制所述电源执行自锁操作。
可选地，所述第一触发源电路包括：第二电阻、电容、第一非门，所述第二电阻和电容构成RC脉冲时延电路，所述电容的一端连接控制电源，所述电容的另一端分别连接第二电阻的一端、第一非门的输入端，所述第二电阻的另一端接地，所述第一非门的输出端与所述四输入与非门的第一输入端相连。
可选地，所述第二触发源电路包括：第一电阻、第二非门，所述第一电阻的一端连接外部设备，接受所述外部设备的触发信号，所述第一电阻的另一端与所述第二非门的输入端相连，所述第二非门的输出端与所述四输入与非门的第二输入端相连；当接收到外部设备输入的触发信号后，所述第二非门输出相应的低电平信号。
可选地，所述第二触发源电路包括：时钟芯片、第三电阻、第四电阻，所述时钟芯片的输出端分别与第三电阻的一端、四输入与非门的第三输入端相连，所述第三电阻的另一端连接控制电源端，且所述第四电阻的一端连接所述控制电源端，所述第四电阻的另一端与四输入与非门的第四输入端相连；其中，所述时钟芯片定时生成低电平信号。
可选地，在设备处于不工作状态下时，所述四输入与非门的输出端输出低电平信号，控制电源断电。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明提供的自锁电子开关，结构简单，可靠，当选用不同参数的电子元器件时，可以组成适用于各种场合的定时、多触发源自锁电子开关，触发电源执行上电、断电、自锁等操作，不使用机械开关，无需人为干预，控制灵活，可靠性高。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明一实施例提供的自锁电子开关的电路原理示意图；
图中：
1-单片机、2-时钟芯片、3-第一电阻、4-第二电阻、5-电容、6-第一非门、7-第二非门、8-第三电阻、9-第四电阻、10-与非门、11-电源芯片。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对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，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
图1为本发明一实施例提供的自锁电子开关的电路原理示意图，如图1所示，本实施例中的自锁电子开关，可以采用定时/多源可控自锁电子开关实现对用电设备的电源控制，所述自锁电子开关包括：四输入与非门、第一触发源电路、第二触发源电路、第三触发源电路以及单片机。
可选地，第一触发源电路由RC脉冲延时电路和非门组成。非门输入端为第一触发源输入端，非门输出端为第一触发源输出端。
第二触发源电路由电阻器和非门组成，电阻器一端接地，另一端与非门的输入端连接。非门输入端为第二触发源输入端，非门输出端为第二触发源输出端。
第三触发源电路由电阻器和时钟芯片组成，电阻器一端接控制电源，另一端时钟芯片的定时输出管脚连接。时钟芯片的定时输出管脚为第三触发源。
其中，第一触发源电路的输出端与四输入与非门的第一个输入端连接；第二触发源电路的输出端与四输入与非门的第二个输入端连接；第三触发源电路的输出端与四输入与非门的第三个输入端连接；单片机输出的自锁控制与四输入与非门的第四个输入端连接；四输入与非门的输出端与电源芯片的EN(使能端)连接。
在电源首次上电，可以使用第一触发源实现系统电源自锁；若控制电源已经上电，则视情况使用第二触发源或第三触发源。
本实施例中，电子开关的核心器件为四输入与非门，第一非门与第二非门的型号相同。时钟芯片的定时可以通过单片机设定。
在使用该电子开关作为用电设备的供电开关时，四输入与非门的四个输入端分别与第一触发源输出端，第二触发源输出端，第三触发源输出端以及单片机自锁控制信号相连，四输入与非门的输出端与电源芯片EN(使能端)相连。
具体的，本实施例以外部控制为例进行详细说明，当外部控制输入一个高电平脉冲时，第二非门输出低电平，与此同时四输入与非门输出高电平。此时，电源芯片接受使能，电源上电，用户设备单片机开始运行，在外部控制端高电平脉冲撤消前，单片机自锁控制端输出低电平信号锁定系统电源。当工作流程运行结束后，单片机自锁控制端输出高电平信号，系统电源断电。
当用户设备不工作时，四输入与非门的四个输入端均为高电平，其输出端为低电平，此时，电源芯片未使能，不工作，系统电源断电，单片机不工作；当用户设备工作时，按照使用需求可以控制第一触发源、第二触发源或者第三触发源其中之一输出低电平信号，此时，电源芯片使能，系统电源上电，单片机在触发源低电平信号撤消前输出低电平自锁控制信号，系统电源锁定。
本发明提供的自锁电子开关，结构简单，可靠，当选用不同参数的电子元器件时，可以组成适用于各种场合的定时、多触发源自锁电子开关，触发电源执行上电、断电、自锁等操作，不使用机械开关，无需人为干预，控制灵活，可靠性高。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (8)

1.一种自锁电子开关，其特征在于，包括：第一触发源电路、第二触发源电路、第三触发源电路、单片机以及四输入与非门；所述第一触发源电路的输出端与所述四输入与非门的第一输入端相连，所述第二触发源电路的输出端与所述四输入与非门的第二输入端相连，所述第三触发源电路的输出端与所述四输入与非门的第三输入端相连；所述单片机的输入端与电源相连，所述单片机的输出端与所述四输入与非门的第四输入端相连，其中：
所述第一触发源电路、第二触发源电路、第三触发源电路输出的控制信号通过所述四输入与非门后输出电源使能信号，所述电源使能信号用于控制电源执行上电操作；当电源上电之后，所述单片机生成低电平自锁控制信号，所述低电平自锁控制信号通过所述四输入与非门后输出高电平自锁控制信号，所述高电平自锁控制信号用于控制所述电源执行自锁操作；
当外部控制输入一个高电平脉冲时，第二非门输出低电平，与此同时四输入与非门输出高电平；此时，电源芯片接受使能，电源上电，用户设备单片机开始运行，在外部控制端高电平脉冲撤消前，单片机自锁控制端输出低电平信号锁定系统电源；当工作流程运行结束后，单片机自锁控制端输出高电平信号，系统电源断电；
当用户设备不工作时，四输入与非门的四个输入端均为高电平，其输出端为低电平，此时，电源芯片未使能，不工作，系统电源断电，单片机不工作；当用户设备工作时，按照使用需求可以控制第一触发源、第二触发源或者第三触发源其中之一输出低电平信号，此时，电源芯片使能，系统电源上电，单片机在触发源低电平信号撤消前输出低电平自锁控制信号，系统电源锁定。
2.根据权利要求1所述的自锁电子开关，其特征在于，所述第一触发源电路用于在电源首次上电时，生成固定脉宽的低电平信号，所述固定脉宽的低电平信号经过所述四输入与非门后输出相应脉宽的高电平信号，所述高电平信号用于控制电源上电，电源上电之后触发所述单片机输出低电平自锁控制信号，所述低电平自锁控制信号经过所述四输入与非门后输出高电平自锁控制信号，所述高电平自锁控制信号用于控制所述电源执行自锁操作。
3.根据权利要求1所述的自锁电子开关，其特征在于，所述第二触发源电路用于在电源断电后，通过外部触发信号控制电源上电，电源上电之后触发所述单片机输出低电平自锁控制信号，所述低电平自锁控制信号经过所述四输入与非门后输出高电平自锁控制信号，所述高电平自锁控制信号用于控制所述电源执行自锁操作。
4.根据权利要求1所述的自锁电子开关，其特征在于，所述第三触发源电路用于在电源断电后，按照预设的周期时间，定时生成低电平信号，所述低电平信号经过所述四输入与非门后输出高电平信号，所述高电平信号用于控制电源上电，电源上电之后触发所述单片机输出低电平自锁控制信号，所述高电平自锁控制信号用于控制所述电源执行自锁操作。
5.根据权利要求1或2所述的自锁电子开关，其特征在于，所述第一触发源电路包括：第二电阻、电容、第一非门，所述第二电阻和电容构成RC脉冲时延电路，所述电容的一端连接控制电源，所述电容的另一端分别连接第二电阻的一端、第一非门的输入端，所述第二电阻的另一端接地，所述第一非门的输出端与所述四输入与非门的第一输入端相连。
6.根据权利要求1或3所述的自锁电子开关，其特征在于，所述第二触发源电路包括：第一电阻、第二非门，所述第一电阻的一端连接外部设备，接受所述外部设备的触发信号，所述第一电阻接收触发信号的一端与所述第二非门的输入端相连，所述第一电阻的另一端接地，所述第二非门的输出端与所述四输入与非门的第二输入端相连；当接收到外部设备输入的触发信号后，所述第二非门输出相应的低电平信号。
7.根据权利要求1或4所述的自锁电子开关，其特征在于，所述第二触发源电路包括：时钟芯片、第三电阻、第四电阻，所述时钟芯片的输出端分别与第三电阻的一端、四输入与非门的第三输入端相连，所述第三电阻的另一端连接控制电源端，且所述第四电阻的一端连接所述控制电源端，所述第四电阻的另一端与四输入与非门的第四输入端相连；其中，所述时钟芯片定时生成低电平信号。
8.根据权利要求1所述的自锁电子开关，其特征在于，在设备处于不工作状态下时，所述四输入与非门的输出端输出低电平信号，控制电源断电。
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