CN109495097A - 一种遇水开关电路及其通断方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种遇水开关电路及其通断方法，遇水开关电路电路包括开关控制单元、电源开关、按键开关、遇水开关和保持开关，所述电源开关包括电源开关A和电源开关B，所述按键开关包括按键开关1和按键开关2；通过遇水开关触点遇水后的导通特性触发开关信号，来控制电源开关的通断，实现遇水开关遇水后的自动接通，并通过持续按下按键开关1实现海水开关的手动接通，遇水开关的遇水开关触点1与触点2断开后，设备不断电，与传统遇水开关相比更适用于落水人员救援。

Description

一种遇水开关电路及其通断方法
技术领域
本发明涉及电子开关领域，尤其涉及一种遇水开关电路及其通断方法 。
背景技术
随着北斗卫星导航系统及通信应用的发展，卫星导航及通信设备在各个领域得到广泛应用。对于占有地球总面积达71.8%的海洋，随着海洋资源开发程序不断提升，带来的经济效益越来越明显，但同时对于海洋作业、旅游资源的开发、渔业、航运等水面活动对落水人员救援提出了更迫切的需求。鉴于海洋等水面地理环境的特殊性，水面作业人员落水后如何实时把救援信息发送至救援中心，及时组织搜救抢夺保贵的营救时间意义重大。为满足卫星导航及通信设备在水面作业人员落水后及时开机发出报警求救信息，要求水面作业人员配置的卫星导航及通信设备配备遇水自动开启、工作可靠、不勿触发的遇水开关。
传统的遇水开关采用两个水敏开关端子设计，配备遇水开关的设备遇水后，两个水敏开关端子浸泡在水中，自动开启设备；当设备离开水面时，遇水开关两个水敏开关端子断开，设备自动关机。传统的遇水开关容易误触发，如下雨或海浪冲击偶然遇水会导致配备遇水开关的设备开机；针对人员落水救援场合，人员落水遇水开关开启后不管遇水开关是否浸泡在水中均需一直保持开启，直到救援成功后再手动关闭，传统的遇水开关一旦离开水面即会关闭，不适用于落水人员救援；传统的遇水开关待机功耗较大，不适用于落水人员配置的小型化内置电池供电设备。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种遇水开关电路及其通断方法。
一种遇水开关电路，包括开关控制单元、电源开关A、遇水开关和保持开关，所述遇水开关包括触点1和触点2两个触点；
所述电源开关A的输出端分别连接至开关控制单元的电源输入端口和关机信号端口，所述电源开关A的输出端和所述开关控制单元的关机信号端口之间连接有上拉电阻2;
所述电源开关A的控制端为开关机信号1输入端口，分别连接至遇水开关的触点1和保持开关的信号保持端；
所述电源开关A的输入端为电源输入端口，所述电源开关A的输入端和控制端之间连接有上拉电阻1；
所述保持开关的控制端连接至开关控制单元的开关机保持信号端口,；
所述遇水开关的触点2和保持开关的接地端均接地;
所述电源开关A的输入端和上拉电阻1另一端相连构成开关电路的电源输入端。
遇水开关电路还包括按键开关1和按键开关2，所述按键开关1一端连接至电源开关A的控制端，按键开关1另一端接地；所述按键开关2一端连接至开关控制单元的关机信号端口，按键开关2另一端接地。
遇水开关电路还包括电源开关B，所述电源开关B的控制端连接至开关控制单元的开关机信号2端口，所述电源开关B的输入端连接至电源开关A输出端，所述电源开关B的输出端是开关电路的电源输出端。
一种遇水开关电路的通断方法，包括遇水开机步骤：
S41. 遇水开关触点1与遇水开关触点2导通接地后产生有效的开机信号1；
S42. 电源开关A的控制端接收到有效的开机信号1后，使得电源开关A的输入端与输出端导通，电源经过电源开关A后输出至开关控制单元电源输入端和电源开关B的输入端，开关控制单元加电运行；
S43. 开关控制单元连续运行一段时间后，开关控制单元产生有效电平的开机保持信号输出至保持开关控制端，有效电平的开机保持信号控制保持开关的保持端为持续有效的开机信号，持续有效的开机信号使得电源开关A的输入端和输出端持续导通；
S44. 开关控制单元的开关机信号2端口输出有效的开机信号使得电源开关B的控制端控制电源开关B的输入端与输出端持续导通。
如果所述S41步骤的遇水开关触点1和触点2断开后，有效的开机信号1一直保持；此时，所述步骤S44则可通过开关控制单元的开关机信号2端口输出交替的开机信号2与关机信号2，使得电源开关B的输入端和输出端交替导通和断开。
一种遇水开关电路的通断方法，还包括手动开机步骤：
S61. 按下按键开关1持续一段时间，按键开关1一端与另一端接通接产生有效的开机信号1；
S62. 电源开关A的控制端接收到有效的开机信号1后，使得电源开关A的输入端与输出端导通，电源经过电源开关A后输出至开关控制单元电源输入端和电源开关B的输入端，开关控制单元加电运行；
S63. 开关控制单元连续运行一段时间后，开关控制单元产生有效电平的开机保持信号输出至保持开关控制端，有效电平的开机保持信号控制保持开关的保持端保持持续有效的开机信号，持续有效的开机信号使得电源开关A的输入端和输出端持续导通；
S64. 开关控制单元的开关机信号2端口输出有效的开机信号2使得电源开关B的控制端控制电源开关B的输入端与输出端持续导通。
一种遇水开关电路的通断方法，如果所述S61步骤的按键开关1断开后，有效的开机信号1一直保持；此时，所述步骤S64则可通过开关控制单元的开关机信号2端口输出交替的开机信号2与关机信号2，使得电源开关B的输入端和输出端交替导通和断开。
一种遇水开关电路的通断方法，还包括重置步骤：
S81. 遇水开关或按键开关1使遇水开关电路接通后，按下按键开关2持续一段时间，产生持续一段时的有效电平的关机信号；
S82. 开关机控制单元检测到有效电平的关机信号后，开关机保持信号端口输出有效的持续关机信号；
S83.有效的持续关机信号控制保持开关的保持端保持持续有效的关机信号，持续有效的关机信号使电源开关A的输入端和输出端断开，同时遇水开关电路断开。
所述电源开关A为MOS开关1，所述电源开关B为MOS开关2；所述电源开关A的输入端、控制端、输出端分别为MOS开关1的源极、栅极、漏极，所述电源开关B的输入端、控制端、输出端分别为MOS开关2的源极、栅极、漏极。
所述保持开关为NPN三极管，所述保持开关的保持端、接地端、控制端分别为NPN三极管的集电极、发射极、基极。
本发明的有益效果在于：该遇水开关电路具备手动开启、遇水自动开启两种模式，解决了现有技术中断开功耗大、遇水接通后离开水面后不能持续工作、容易误触发等问题，提升了遇水开关的实用性和可靠性。水面作业人员落水后，卫星导航或通信设备遇水自动开机，发出求救信号，利于救援中心及时搜救。
附图说明
图1是遇水开关电路结构框图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，一种遇水开关电路，包括开关控制单元、电源开关A、遇水开关和保持开关，所述遇水开关包括触点1和触点2两个触点；
所述电源开关A的输出端分别连接至开关控制单元的电源输入端口和关机信号端口，所述电源开关A的输出端和所述开关控制单元的关机信号端口之间连接有上拉电阻2;
所述电源开关A的控制端为开关机信号1输入端口，分别连接至遇水开关的触点1和保持开关的信号保持端；
所述电源开关A的输入端为电源输入端口，所述电源开关A的输入端和控制端之间连接有上拉电阻1；
所述保持开关的控制端连接至开关控制单元的开关机保持信号端口,；
所述遇水开关的触点2和保持开关的接地端均接地;
所述MOS开关1的源极和上拉电阻1另一端相连构成开关电路的电源输入端。
遇水开关电路还包括按键开关1和按键开关2，所述按键开关1一端连接至电源开关A的控制端，按键开关1另一端接地；所述按键开关2一端连接至开关控制单元的关机信号端口，按键开关2另一端接地。
遇水开关电路还包括电源开关B，所述电源开关B的控制端连接至开关控制单元的开关机信号2端口，所述电源开关B的输入端连接至电源开关A输出端，所述电源开关B的输出端是开关电路的电源输出端。
所述电源开关A为MOS开关1，所述电源开关B为MOS开关2,；所述电源开关A的输入端、控制端、输出端分别为MOS开关1的源极、栅极、漏极，所述电源开关B的输入端、控制端、输出端分别为MOS开关2的源极、栅极、漏极。
所述保持开关为NPN三极管，所述保持开关的保持端、接地端、控制端分别为NPN三极管的集电极、发射极、基极。
遇水开关电路工作原理：
1. MOS开关1的栅极输入开关机信号1为低电平时，MOS开关1的源极和漏极导通，MOS开关1的栅极输入开关机信号1为高电平时，MOS开关1的源极和漏极断开;MOS开关2的栅极输入开关机信号2为低电平时，MOS开关2的源极和漏极导通，MOS开关2的栅极输入开关机信号2为高电平时，MOS开关2的源极和漏极断开;三极管为NPN三极管，三极管基极输入开关机保持信号为低电平时，三极管集电极输出为高电平，三极管基极输入开关机保持信号为高电平时，三极管集电极输出为低电平
2. 开关控制单元初始化流程：开关控制单元电源输入端接通电源即开始运行，连续运行1s后，开关控制单元控制开关机保持信号端口输出持续高电平的开关机保持信号，开关控制单元的开关机信号2端口输出持续低电平或低电平与高电平交替的开关机信号2；开关机控制单元运行过程中持续检测关机信号输入端口电平，检测到关机信号输入端口关机信号低电平持续时间3s后，开关控制单元控制开关机保持信号端口输出低电平的开关机保持信号。
3. 遇水开关自动接通流程：遇水开关触点1与遇水开关触点2导通接地后开机信号1为低电平，低电平的开机信号1控制MOS开关1的栅极使得MOS开关1源极与漏极导通，电源输入经过MOS开关1后输出至开关控制单元电源输入端和MOS开关2的源极，开关控制单元加电运行；开关控制单元连续运行1s后，开关控制单元产生高电平的开机保持信号输出至三极管的基极，高电平的开机保持信号控制三极管的基极使得三极管的集电极为低电平，此时，开机信号1电平持续为低电平，持续为低电平的开机信号1控制MOS开关1的栅极使得MOS开关1源极与漏极持续导通；同时，开关控制单元产生低电平开机信号2输出至MOS开关2的栅极，低电平的开机信号2控制MOS开关2的栅极使得MOS开关2的源极与漏极持续导通。
遇水开关触点1和遇水开关触点2遇水后，MOS开关1的源极和漏极、MOS开关2的源极和漏极导通后，遇水开关触点1和遇水开关触点2即使断开，开关控制单元产生高电平的开机保持信号输出至三极管的基极，高电平的开机保持信号控制三极管的基极使得三极管的集电极为低电平，此时，开机信号1电平持续为低电平，持续为低电平的开机信号1控制MOS开关1的栅极使得MOS开关1源极与漏极持续导通；同时，开关控制单元产生低电平开机信号2输出至MOS开关2的栅极，低电平的开机信号2控制MOS开关2的栅极使得MOS开关2的源极与漏极导通；更进一步的，开关控制单元可产生交替的低电平开机信号2与高电平的关机信号2输出至MOS开关2的栅极，高电平的关机信号2控制MOS开关2的栅极使得MOS开关2的源极与漏极断开，从而实现MOS开关2的源极与漏极交替导通和断开。
4. 按键开关控制遇水开关手动接通流程：按下按键开关1持续1s以上，按键开关一端与另一端接通接地为低电平，此时，与按键开关一端连接的MOS开关1栅极输入开机信号1为低电平，低电平的开机信号1控制MOS开关1的栅极使得MOS开关1的源极和漏极导通；电源输入经过MOS开关1后输出至开关控制单元电源输入端和MOS开关2的源极，开关控制单元加电运行；开关控制单元连续运行1s后，开关控制单元产生高电平的开机保持信号输出至三极管的基极，高电平的开机保持信号控制三极管的基极使得三极管的集电极为低电平，此时，开机信号1电平持续为低电平，持续为低电平的开机信号1控制MOS开关1的栅极使得MOS开关1源极与漏极持续导通；更进一步的，开关控制单元可产生交替的低电平开机信号2与高电平关机信号2输出至MOS开关2的栅极，高电平的开关机信号2控制MOS开关2的栅极使得MOS开关2的源极与漏极断开，从而实现MOS开关2的源极与漏极交替导通和断开。
5. 遇水开关断开流程：通过遇水开关或按键开关1接通后，按下按键开关2，此时按键开关2的一端与另一端导通接地为低电平，按下按键开关持续3s以上，此时与按键开关2一端连接的开关控制单元关检测到持续3s以上低电平关机信号，开关机控制单元控制开关机保持信号端口输出持续低电平的关机保持信号输出至三极管基极，低电平的关机保持信号控制三极管的基极使得三极管的集电极为高电平，此时，关机信号1电平持续为高电平，持续为高电平的关机信号1控制MOS开关1的栅极使得MOS开关1源极与漏极持续断开；更进一步的，遇水开关断开后MOS开关管1源极与漏极断开，此时耗电为MOS开关管1的漏电流，MOS开关管1漏电流小于1μA。
本发明的有益效果在于：该遇水开关电路具备手动开启、遇水自动开启两种模式，解决了现有技术中断开功耗大、遇水接通后离开水面后不能持续工作、容易误触发等问题，提升了遇水开关的实用性和可靠性。水面作业人员落水后，卫星导航或通信设备遇水自动开机，发出求救信号，利于救援中心及时搜救。
需要说明的是，对于前述的各个方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某一些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和单元并不一定是本申请所必须的。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、ROM、RAM等。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种遇水开关电路，其特征在于：包括开关控制单元、电源开关A、遇水开关和保持开关，所述遇水开关包括触点1和触点2两个触点；
所述电源开关A的输出端分别连接至开关控制单元的电源输入端口和关机信号端口，所述电源开关A的输出端和所述开关控制单元的关机信号端口之间连接有上拉电阻2;
所述电源开关A的控制端为开关机信号1输入端口，分别连接至遇水开关的触点1和保持开关的信号保持端；
所述电源开关A的输入端为电源输入端口，所述电源开关A的输入端和控制端之间连接有上拉电阻1；
所述保持开关的控制端连接至开关控制单元的开关机保持信号端口,；
所述遇水开关的触点2和保持开关的接地端均接地;
所述电源开关A的输入端和上拉电阻1另一端相连构成开关电路的电源输入端。
2.如权利要求1所述的一种遇水开关电路，其特征在于：还包括按键开关1和按键开关2，所述按键开关1一端连接至电源开关A的控制端，按键开关1另一端接地；所述按键开关2一端连接至开关控制单元的关机信号端口，按键开关2另一端接地。
3.如权利要求1所述的一种遇水开关电路，其特征在于：还包括电源开关B，所述电源开关B的控制端连接至开关控制单元的开关机信号2端口，所述电源开关B的输入端连接至电源开关A输出端，所述电源开关B的输出端是开关电路的电源输出端。
4.一种遇水开关电路的通断方法，其特征在于：包括遇水开机步骤：
S41. 遇水开关触点1与遇水开关触点2导通接地后产生有效的开机信号1；
S42. 电源开关A的控制端接收到有效的开机信号1后，使得电源开关A的输入端与输出端导通，电源经过电源开关A后输出至开关控制单元电源输入端和电源开关B的输入端，开关控制单元加电运行；
S43. 开关控制单元连续运行一段时间后，开关控制单元产生有效电平的开机保持信号输出至保持开关控制端，有效电平的开机保持信号控制保持开关的保持端为持续有效的开机信号，持续有效的开机信号使得电源开关A的输入端和输出端持续导通；
S44. 开关控制单元的开关机信号2端口输出有效的开机信号2使得电源开关B的控制端控制电源开关B的输入端与输出端持续导通。
5.如权利要求4所述的一种遇水开关电路的通断方法，其特征在于：如果所述S41步骤的遇水开关触点1和触点2断开后，有效的开机信号1一直保持；此时，所述步骤S44则可通过开关控制单元的开关机信号2端口输出交替的开机信号2与关机信号2，使得电源开关B的输入端和输出端交替导通和断开。
6.如权利要求4所述的一种遇水开关电路的通断方法，其特征在于：还包括手动开机步骤：
S61. 按下按键开关1持续一段时间，按键开关1一端与另一端接通接产生有效的开机信号1；
S62. 电源开关A的控制端接收到有效的开机信号1后，使得电源开关A的输入端与输出端导通，电源经过电源开关A后输出至开关控制单元电源输入端和电源开关B的输入端，开关控制单元加电运行；
S63. 开关控制单元连续运行一段时间后，开关控制单元产生有效电平的开机保持信号输出至保持开关控制端，有效电平的开机保持信号控制保持开关的保持端保持持续有效的开机信号，持续有效的开机信号使得电源开关A的输入端和输出端持续导通；
S64. 开关控制单元的开关机信号2端口输出有效的开机信号2使得电源开关B的控制端控制电源开关B的输入端与输出端持续导通。
7.如权利要求6所述的一种遇水开关电路的通断方法，其特征在于：如果所述S61步骤的按键开关1断开后，有效的开机信号1一直保持；此时，所述步骤S64则可通过开关控制单元的开关机信号2端口输出交替的开机信号2与关机信号2，使得电源开关B的输入端和输出端交替导通和断开。
8.如权利要求4或6所述的一种遇水开关电路的通断方法，其特征在于：还包括重置步骤：
S81. 遇水开关或按键开关1使遇水开关电路接通后，按下按键开关2持续一段时间，产生持续一段时的有效电平的关机信号；
S82. 开关机控制单元检测到有效电平的关机信号后，开关机保持信号端口输出有效的持续关机信号；
S83. 有效的持续关机信号控制保持开关的保持端保持持续有效的关机信号，持续有效的关机信号使电源开关A的输入端和输出端断开，同时遇水开关电路断开。
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CN110928205A (zh) * 2019-12-05 2020-03-27 三一汽车制造有限公司 电源控制系统、电源控制装置和消防车

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