CN111416608B - 一种使能开关控制电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种使能开关控制电路，包括电源VCC1、比较器U2和三极管V1；当使能禁止端INH接地，且使能信号输入端EN接地或悬空时，三极管V1处于高阻状态，使能开关控制电路为关闭状态；当使能禁止端INH悬空，且使能信号输入端EN悬空时，三极管V1处于高阻状态，使能开关控制电路为关闭状态；当使能禁止端INH悬空，且使能信号输入端EN接地时，三极管V1处于导通状态，使能开关控制电路为开启状态。当使能开关控制电路开启时，则该使能开关控制电路将输出确定的低电平，从而使开关转换过程不会产生抖动，提高了可靠性。

Description

一种使能开关控制电路
技术领域
本发明属于使能开关领域，涉及一种使能开关控制电路。
背景技术
现有的使能开关控制电路常规使用继电器、程控机械开关、手动机械开关、三极管或场效应管等手段来实现电路的开关控制。传统的使能开关控制电路由于电路结构上较为复杂，并且开关瞬间会产生抖动，无法满足当前对于产品进行使能开关控制高可靠、低成本的要求。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种使能开关控制电路，降低电路成本，并且避免开关瞬间会产生抖动，提高可靠性。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种使能开关控制电路，包括电源VCC1、比较器U2和三极管V1；
比较器U2的反相输入端通过电阻R6连接使能信号输入端EN，反相输入端通过电阻R2连接供电正端，使能信号输入端EN通过电阻R9连接比较器U2的供电负端；比较器U2的同相输入端连接使能禁止端INH，同相输入端通过电容C2连接比较器U2的供电负端，使能禁止端INH通过电阻R3连接供电正端，使能禁止端INH通过电阻R8连接供电负端，供电正端和供电负端之间通过电容C1连接；比较器U2的信号输出端接地GND1，信号输出端通过电阻R5连接三极管V1的基极，三极管V1的基极与发射极之间连接有电阻R7，三极管V1的集电极作为使能开关控制电路的输出端；
当使能禁止端INH接地，且使能信号输入端EN接地或悬空时，三极管V1处于高阻状态，使能开关控制电路为关闭状态；当使能禁止端INH悬空，且使能信号输入端EN悬空时，三极管V1处于高阻状态，使能开关控制电路为关闭状态；当使能禁止端INH悬空，且使能信号输入端EN接地时，三极管V1处于导通状态，使能开关控制电路为开启状态。
优选的，比较器U2的信号输出端与电阻R5之间串联有二极管D1。
进一步，二极管D1采用快恢复二极管，且正向导通压降大于1V。
优选的，比较器U2的信号输出端连接有光耦U1的1脚，光耦U1的2脚接地GND1，光耦U1的3脚接地GND2，光耦U1的4脚与电阻R5连接，光耦U1的4脚通过电阻R4连接有电源VCC2。
进一步，光耦U1的1脚通过电阻R1连接电源VCC1。
进一步，光耦U1采用高速开关型光耦。
优选的，三极管V1处于高阻状态时，三极管V1处的阻值大于等于1MΩ。
优选的，三极管V1采用NPN型小功率三极管。
优选的，电源VCC1的单电压供电为2-36V，双电源供电为±1V～±18V。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过使能禁止端INH和信号输入端EN在接地或悬空不同的状态，从而控制使能开关控制电路的开启或关闭，以较少的元器件实现了开关使能以及禁止开关使能功能，节省成本，并且通过电容C2，使比较器U2电平稳定且比较器U2的同相输入端电平在初始上电速度慢于反相输入端上电速度，因此当使能开关控制电路开启时，则该使能开关控制电路将输出确定的低电平，从而使开关转换过程不会产生抖动，提高了可靠性。
进一步，通过在比较器U2与电阻R5之间串联有二极管D1，提高了电路抗扰度，防止三极管V1由于前段受到尖刺干扰而误动作。
进一步，通过在比较器U2与三极管V1之间设置光耦U1，从而隔离比较器U2和三极管V1，提高三极管V1的抗干扰性。
进一步，光耦U1与电源VCC1之间设置电阻R1，从而限制光耦器件U1原边电流在安全工作区内。
附图说明
图1为本发明电路示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
如图1所示，为本发明所述的使能开关控制电路，包括电源VCC1、电源VCC2、光耦U1、比较器U2、电容C1、电容C2、二极管D1、电阻R1-R9和三极管V1。
比较器U2用于接收输入端的电平变化从而反映到输出端形成所需要的控制电平信号，比较器U2的反相输入端通过电阻R6连接使能信号输入端EN，反相输入端通过电阻R2连接供电正端，使能信号输入端EN通过电阻R9连接比较器U2的供电负端；电阻R2、R6和R9，在比较器U2的反相输入端产生，一种电平高于基准电压，另一种电平低于基准电压。
比较器U2的同相输入端连接使能禁止端INH，同相输入端通过电容C2连接比较器U2的供电负端，使能禁止端INH通过电阻R3连接供电正端，使能禁止端INH通过电阻R8连接供电负端。电阻R3和R8，在比较器U2的同相输入端产生两种电平，一种基准电压，另一种零电压；当使能信号输入端EN悬空时，电阻R2和R6电平高于电阻R3和R8，当使能信号输入端EN接地时，电阻R2和R6电平低于电阻R3和R8。
供电正端和供电负端之间通过电容C1连接，电容C1作为比较器U2的电源滤波电容。
比较器U2的信号输出端接地GND1，信号输出端通过电阻R1连接电源VCC1。电阻R1限制光耦U1原边电流在安全工作区内。电源VCC1的单电压供电为2-36V，双电源供电为±1V～±18V，使比较器U2可以工作在超低的供电电压下。
信号输出端通过电阻R5连接三极管V1的基极，三极管V1的基极与发射极之间连接有电阻R7，三极管V1的集电极作为使能开关控制电路的输出端EA。三极管V1作为使能开关控制电路最终执行器件，三极管V1采用NPN型小功率三极管，对放大倍数不做要求，三极管V1型号为MMBT4403，参数为：Vcemax＝-40V，Icmax＝-600mA，PDmax＝0.225W。电阻R5限制三极管V1基极电流，电阻R7为三极管V1基极与发射极之间提供一个泄放通路。
比较器U2的信号输出端与电阻R5之间串联有二极管D1。二极管D1用于提高电路抗扰度，防止三极管V1由于前段受到尖刺干扰而误动作，二极管D1选用快恢复二极管，具体为肖特基二极管，正向导通压降大于1V，型号为10MQ060N(V1H)，二极管D1的参数为：IF＝1A，VR＝60V，VF＝0.57V。
比较器U2的信号输出端连接有光耦U1的1脚，光耦U1的2脚接地GND1，光耦U1的3脚接地GND2，光耦U1的4脚与电阻R5连接，光耦U1的4脚通过电阻R4连接有电源VCC2。电阻R4用于限制光耦U1副边电流在安全工作区内，光耦U1采用高速开关型光耦，提高开关速度，从而保证调节的实时性。
电容C1和C2均为0805表贴封装器件。
电阻除R7和R8为1W，其余电阻均为0.25W表贴封装器件，电阻R7、R8、R9和R10应能保证流入光耦U1的电流要能够使比较器U2正常工作，保持至少1mA以上。
该使能开关控制电路通过产生两种确定的控制状态来进行使能控制开关，当EA端为高阻，即三极管V1电阻大于等于1MΩ时，定义为使能开关控制电路状态为关闭，当EA端为零电平时定义为使能开关控制电路状态为开启。
当使能禁止端INH接地时，该使能开关控制电路被功能被完全禁止，无论信号输入端EN状态如何变化，该使能开关控制电路均处于关断状态；当INH使能禁止端INH悬空时，该使能开关控制电路开关功能由信号输入端EN状态决定。详见表1。
表1使能开关真值表
Figure BDA0002434215780000051
因此，当使能禁止端INH接地，且使能信号输入端EN接地或悬空时，三极管V1处于高阻状态，使能开关控制电路为关闭状态；当使能禁止端INH悬空，且使能信号输入端EN悬空时，三极管V1处于高阻状态，使能开关控制电路为关闭状态；当使能禁止端INH悬空，且使能信号输入端EN接地时，三极管V1处于导通状态，使能开关控制电路为开启状态。
初始上电时，由于电容C2并联在电阻R8两端，保证比较器U2的电平平稳，且比较器U2的同相输入端上电平将慢于比较器U2的反相输入端上电速度，因此当信号输入端EN与使能禁止端INH均保持悬空状态时上电，则该使能开关控制电路将输出确定的低电平，从而使开关转换过程不会产生抖动，提高了可靠性。
由于二极管D1的使用，大大提高了该使能开关控制电路的抗扰度，因此在该电路受到外界干扰的时候不会发生开关抖动。
内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种使能开关控制电路，其特征在于，包括电源VCC1、比较器U2和三极管V1；
比较器U2的反相输入端通过电阻R6连接使能信号输入端EN，反相输入端通过电阻R2连接供电正端，使能信号输入端EN通过电阻R9连接比较器U2的供电负端；比较器U2的同相输入端连接使能禁止端INH，同相输入端通过电容C2连接比较器U2的供电负端，使能禁止端INH通过电阻R3连接供电正端，使能禁止端INH通过电阻R8连接供电负端，供电正端和供电负端之间通过电容C1连接；比较器U2的信号输出端接地GND1，信号输出端通过电阻R5连接三极管V1的基极，三极管V1的基极与发射极之间连接有电阻R7，三极管V1的集电极作为使能开关控制电路的输出端；
当使能禁止端INH接地，且使能信号输入端EN接地或悬空时，三极管V1处于高阻状态，使能开关控制电路为关闭状态；当使能禁止端INH悬空，且使能信号输入端EN悬空时，三极管V1处于高阻状态，使能开关控制电路为关闭状态；当使能禁止端INH悬空，且使能信号输入端EN接地时，三极管V1处于导通状态，使能开关控制电路为开启状态。
2.根据权利要求1所述的使能开关控制电路，其特征在于，比较器U2的信号输出端与电阻R5之间串联有二极管D1。
3.根据权利要求2所述的使能开关控制电路，其特征在于，二极管D1采用快恢复二极管，且正向导通压降大于1V。
4.根据权利要求1所述的使能开关控制电路，其特征在于，比较器U2的信号输出端连接有光耦U1的1脚，光耦U1的2脚接地GND1，光耦U1的3脚接地GND2，光耦U1的4脚与电阻R5连接，光耦U1的4脚通过电阻R4连接有电源VCC2。
5.根据权利要求4所述的使能开关控制电路，其特征在于，光耦U1的1脚通过电阻R1连接电源VCC1。
6.根据权利要求4所述的使能开关控制电路，其特征在于，光耦U1采用高速开关型光耦。
7.根据权利要求1所述的使能开关控制电路，其特征在于，三极管V1处于高阻状态时，三极管V1处的阻值大于等于1MΩ。
8.根据权利要求1所述的使能开关控制电路，其特征在于，三极管V1采用NPN型小功率三极管。
9.根据权利要求1所述的使能开关控制电路，其特征在于，电源VCC1的单电压供电为2-36V，双电源供电为±1V～±18V。
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