CN215072153U - 一种磁性开关电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种磁性开关电路，包括电源输入保护电路、稳压电源电路、霍尔元件感应电路和执行电路，电源输入保护电路的输入端外接直流电源、稳压电源电路的输入端接电源输入保护电路的输出端；霍尔元件感应电路的电源输入端接稳压电源电路的输出端，执行电路的控制端接霍尔元件感应电路的控制信号输出端。本实用新型的磁性开关采用电源输入保护电路、稳压电源电路和霍尔元件感应电路，灵敏度较高、适用电压范围较宽，可靠性好。

Description

一种磁性开关电路

[技术领域]

本实用新型涉及磁性开关，尤其涉及一种磁性开关电路。

[背景技术]

磁性开关是通过磁场信号来控制的开关装置，气缸磁性开关可以作为检测气缸活塞位置的传感器，检测活塞的运动行程。传统的磁性开关电路采用干簧管作为磁性检测器件，干簧管为机械式的磁敏开关，灵敏度较低，而且传统的磁性开关电路适用电压范围较窄，缺少电源输入保护，可靠性较差。

[发明内容]

本实用新型要解决的技术问题是提供一种可靠性好的磁性开关电路。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种磁性开关电路，包括电源输入保护电路、稳压电源电路、霍尔元件感应电路和执行电路，电源输入保护电路的输入端外接直流电源、稳压电源电路的输入端接电源输入保护电路的输出端；霍尔元件感应电路的电源输入端接稳压电源电路的输出端，执行电路的控制端接霍尔元件感应电路的控制信号输出端。

以上所述的磁性开关电路，电源输入保护电路包括第一二极管和瞬态抑制二极管，第一二极管的阳极作为电源输入保护电路的输入端外接直流电源的正极，第一二极管的阴极为电源输入保护电路的输出端，瞬态抑制二极管的阴极接二极管的阴极，阳极接地。

以上所述的磁性开关电路，稳压电源电路包括三端稳压芯片、第一滤波电容和第二滤波电容；三端稳压芯片的输入引脚为稳压电源电路的输入端、输出引脚为稳压电源电路的输出端，第一滤波电容接在三端稳压芯片的输入引脚与地之间，第二滤波电容接在三端稳压芯片的输出引脚与地之间，三端稳压芯片的接地引脚接地。

以上所述的磁性开关电路，霍尔元件感应电路包括第一霍尔传感器和第一PNP三极管，第一霍尔传感器的电源引脚和第一PNP三极管的发射极作为霍尔元件感应电路的电源输入端接稳压电源电路的输出端；第一PNP三极管的栅极接第一霍尔传感器的电压输出引脚。

以上所述的磁性开关电路，包括第一电阻和第一发光二极管，第一发光二极管的阳极接第一PNP三极管的栅极，第一发光二极管的阴极接第一霍尔传感器的电压输出引脚；第一电阻接在第一PNP三极管的发射极与栅极之间。

以上所述的磁性开关电路，执行电路包括第一NPN三极管、第二电阻和第三电阻，第一NPN三极管的集电极与磁性开关电路的输出端子连接；第一NPN三极管的发射极接地，第一NPN三极管的栅极接第三电阻的第一端；第三电阻的第二端通过第二电阻接地，并接第一PNP三极管的集电极。

以上所述的磁性开关电路，执行电路包括第四电阻、第五电阻和第二PNP三极管，第二PNP三极管的集电极作为执行电路的信号输出端外接磁性开关电路的输出端子；第四电阻的第一端接直流电源正极，第四电阻的第二端接第二PNP三极管的栅极，并通过第五电阻接第一NPN三极管的集电极。

以上所述的磁性开关电路，第一NPN三极管的集电极作为执行电路的信号输出端与磁性开关电路的输出端子直接连接时，包括第二二极管；第二二极管的阳极接第一NPN三极管的发射极，阴极接第一NPN三极管的集电极。

以上所述的磁性开关电路，霍尔元件感应电路包括第二霍尔传感器、第六电阻和第二NPN三极管，执行电路包括第三PNP三极管；第二霍尔传感器的电源引脚作为霍尔元件感应电路的电源输入端接稳压电源电路的输出端，第六电阻的第一端和第三PNP三极管的发射极接电源输入保护电路的输出端；第三PNP三极管的栅极和第二NPN三极管的集电极接第六电阻的第二端，第二NPN三极管的栅极接第二霍尔传感器的电压输出引脚；第三PNP三极管的集电极和第二NPN三极管的发射极接地。

以上所述的磁性开关电路，霍尔元件感应电路包括第二发光二极管，第二发光二极管的阳极接第六电阻的第二端，第二发光二极管的阴极接第二NPN三极管的集电极。

本实用新型的磁性开关采用电源输入保护电路、稳压电源电路和霍尔元件感应电路，灵敏度较高、适用电压范围较宽，可靠性好。

[附图说明]

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型实施例1磁性开关电路的电路图。

图2是本实用新型实施例2磁性开关电路的电路图。

图3是本实用新型实施例3磁性开关电路的电路图。

[具体实施方式]

本实用新型实施例1的磁性开关为三线制NPN型磁性开关，其电路结构和原理如图1所示，包括电源输入保护电路1、稳压电源电路2、霍尔元件感应电路3和执行电路4，电源输入保护电路1的输入端外接直流电源、稳压电源电路2的输入端接电源输入保护电路1的输出端。霍尔元件感应电路3的电源输入端接稳压电源电路2的输出端，执行电路4的控制端接霍尔元件感应电路3的控制信号输出端。

电源输入保护电路1包括二极管D1和瞬态抑制二极管D2，二极管D1的阳极作为电源输入保护电路1的输入端外接直流电源的正极VCC，二极管D1的阴极为电源输入保护电路1的输出端，瞬态抑制二极管D2的阴极接二极管的阴极，阳极接地。二极管D1的作用为防止电源反接损坏磁性开关，瞬态抑制二极管D2起到浪涌保护功能。当电源产生浪涌电流时，瞬态抑制二极管D2吸收浪涌电流脉冲，达到浪涌保护作用。

稳压电源电路2包括三端稳压芯片U1、滤波电容C1和滤波电容C2。三端稳压芯片U1的输入引脚IN为稳压电源电路2的输入端、输出引脚OUT为稳压电源电路2的输出端，滤波电容C1接在三端稳压芯片U1的输入引脚IN与地之间，滤波电容C2接在三端稳压芯片U1的输出引脚OUT与地之间，三端稳压芯片U1的接地引脚GND接地。三端稳压芯片U1保证磁性开关在5-24V直流电源电压范围内均可正常使用，为电路提供3.3V的稳定的工作电压。

霍尔元件感应电路3包括霍尔传感器U2、PNP三极管Q1、电阻R1和发光二极管LED1，霍尔传感器U2的电源引脚VDD和PNP三极管Q1的发射极作为霍尔元件感应电路3的电源输入端接稳压电源电路2的输出端。发光二极管LED 1的阳极接PNP三极管Q1的栅极，发光二极管LED 1的阴极接第一霍尔传感器U2的电压输出引脚VOUT。电阻R1接在PNP三极管Q1的发射极与栅极之间。当霍尔传感器U2感应到磁场变化时，霍尔传感器U2电压输出引脚VOUT的电压由3.3V变为0V,支路R1、LED 1导通，进而发光二极管LED 1发光，提供磁性开关的动作信息。同时在支路R1和LED1导通的情况下，电阻R1两端的电压差符合PNP三极管Q1的导通条件，PNP三极管Q1导通。

执行电路4包括NPN三极管Q2、电阻R2、电阻R3和二极管D3，NPN三极管Q2的集电极作为执行电路4的信号输出端与磁性开关电路的输出端子OUT直接连接。NPN三极管Q2的发射极接地，NPN三极管Q2的栅极接电阻R3的第一端。电阻R3的第二端通过电阻R2接地，并接PNP三极管Q1的集电极。二极管D2的阳极接NPN三极管Q2的发射极，阴极接NPN三极管Q2的集电极。当霍尔元件感应电路3中的PNP三极管Q1导通时，电阻R2和R3连接点处的电压符合NPN三极管Q2的导通条件，NPN三极管Q2导通，通过磁性开关电路的输出端子OUT实现输出。二极管D3在OUT端接感性负载时起到续流作用，减少感应电流对电路的冲击。

本实用新型实施例2的磁性开关为三线制PNP型磁性开关，其电路结构和原理如图2所示，电源输入保护电路1、稳压电源电路2和霍尔元件感应电路3与实施例1完全相同，其区别在于执行电路4的结构和原理与实施例1略有不同。

执行电路4在实施例1的基础上还包括电阻R4、电阻R5和PNP三极管Q4，但不包含二极管D2。PNP三极管Q4的集电极作为执行电路4的信号输出端外接磁性开关电路的输出端子OUT。电阻R4的第一端接直流电源正极VCC，电阻R4的第二端接PNP三极管Q4的栅极，并通过电阻R5接NPN三极管Q2的集电极。当霍尔元件感应电路3中的PNP三极管Q1导通时，电阻R2和R3连接点处的电压符合NPN三极管Q2的导通条件，NPN三极管Q2导通；PN三极管Q2导通时，电阻R4两端的电压符合PNP三极管Q4的导通条件，PNP三极管Q4导通，通过磁性开关电路的输出端子OUT实现输出。

本实用新型实施例3的磁性开关为两线制磁性开关，其电路结构和原理如图3所示，电源输入保护电路1和稳压电源电路2与实施例1完全相同，其区别在于霍尔元件感应电路3和执行电路4的结构、原理与实施例1略有不同，另外，电源输入保护电路1的输入端VCC通过外部负载外接直流电源的正极。

如图3所示，本实用新型实施例3的霍尔元件感应电路3包括霍尔传感器U2、电阻R1、发光二极管LED 1和NPN三极管Q1，执行电路4包括PNP三极管Q2。霍尔传感器U2的电源引脚VDD作为霍尔元件感应电路3的电源输入端接稳压电源电路2的输出端，电阻R1的第一端和PNP三极管Q2的发射极接电源输入保护电路1的输出端，即二极管D1的阴极。PNP三极管Q2的栅极接电阻R1的第二端，发光二极管LED 1的阳极接电阻R1的第二端，发光二极管LED 1的阴极接NPN三极管Q1的集电极。NPN三极管Q1的栅极接第二霍尔传感器U2的电压输出引脚。PNP三极管Q2的集电极和NPN三极管Q1的发射极接地。霍尔传感器U2用于检测气缸活塞动作，当气缸活塞靠近霍尔传感器U2时，霍尔传感器U2的VOUT输出引脚的电压由0V变为3.3V,当气缸活塞远离霍尔传感器U2的感应范围时，霍尔传感器U2的VOUT输出引脚电压由3.3V变为0V。第四部分包括开关管Q2。通过霍尔传感器U2的VOUT引脚电压信号0V变为3.3V的切换，可控制NPN三极管Q1的通断。当NPN三极管Q1导通时，电阻R1、发光二极管LED 1和NPN三极管Q1组成的支路导通，发光二极管LED 1点亮，指示气缸动作信号，电阻R1两端的电压差满足PNP三极管Q2的导通条件，PNP三极管Q2的导通，为外部电路提供较大电流跳变，带来信号状态跳变。

本实用新型以上实施例的磁性开关电路采用电源输入保护电路、稳压电源电路和霍尔元件感应电路，磁性开关电路灵敏度较高、适用电压范围较宽，可靠性好。

Claims (10)

1.一种磁性开关电路，其特征在于，包括电源输入保护电路、稳压电源电路、霍尔元件感应电路和执行电路，电源输入保护电路的输入端外接直流电源、稳压电源电路的输入端接电源输入保护电路的输出端；霍尔元件感应电路的电源输入端接稳压电源电路的输出端，执行电路的控制端接霍尔元件感应电路的控制信号输出端。

2.根据权利要求1所述的磁性开关电路，其特征在于，电源输入保护电路包括第一二极管和瞬态抑制二极管，第一二极管的阳极作为电源输入保护电路的输入端外接直流电源的正极，第一二极管的阴极为电源输入保护电路的输出端，瞬态抑制二极管的阴极接二极管的阴极，阳极接地。

3.根据权利要求1所述的磁性开关电路，其特征在于，稳压电源电路包括三端稳压芯片、第一滤波电容和第二滤波电容；三端稳压芯片的输入引脚为稳压电源电路的输入端、输出引脚为稳压电源电路的输出端，第一滤波电容接在三端稳压芯片的输入引脚与地之间，第二滤波电容接在三端稳压芯片的输出引脚与地之间，三端稳压芯片的接地引脚接地。

4.根据权利要求1所述的磁性开关电路，其特征在于，霍尔元件感应电路包括第一霍尔传感器和第一PNP三极管，第一霍尔传感器的电源引脚和第一PNP三极管的发射极作为霍尔元件感应电路的电源输入端接稳压电源电路的输出端；第一PNP三极管的栅极接第一霍尔传感器的电压输出引脚。

5.根据权利要求4所述的磁性开关电路，其特征在于，包括第一电阻和第一发光二极管，第一发光二极管的阳极接第一PNP三极管的栅极，第一发光二极管的阴极接第一霍尔传感器的电压输出引脚；第一电阻接在第一PNP三极管的发射极与栅极之间。

6.根据权利要求4所述的磁性开关电路，其特征在于，执行电路包括第一NPN三极管、第二电阻和第三电阻，第一NPN三极管的集电极与磁性开关电路的输出端子连接；第一NPN三极管的发射极接地，第一NPN三极管的栅极接第三电阻的第一端；第三电阻的第二端通过第二电阻接地，并接第一PNP三极管的集电极。

7.根据权利要求6所述的磁性开关电路，其特征在于，执行电路包括第四电阻、第五电阻和第二PNP三极管，第二PNP三极管的集电极作为执行电路的信号输出端外接磁性开关电路的输出端子；第四电阻的第一端接直流电源正极，第四电阻的第二端接第二PNP三极管的栅极，并通过第五电阻接第一NPN三极管的集电极。

8.根据权利要求6所述的磁性开关电路，其特征在于，第一NPN三极管的集电极作为执行电路的信号输出端与磁性开关电路的输出端子直接连接；执行电路包括第二二极管，第二二极管的阳极接第一NPN三极管的发射极，阴极接第一NPN三极管的集电极。

9.根据权利要求1所述的磁性开关电路，其特征在于，霍尔元件感应电路包括第二霍尔传感器、第六电阻和第二NPN三极管，执行电路包括第三PNP三极管；第二霍尔传感器的电源引脚作为霍尔元件感应电路的电源输入端接稳压电源电路的输出端，第六电阻的第一端和第三PNP三极管的发射极接电源输入保护电路的输出端；第三PNP三极管的栅极和第二NPN三极管的集电极接第六电阻的第二端，第二NPN三极管的栅极接第二霍尔传感器的电压输出引脚；第三PNP三极管的集电极和第二NPN三极管的发射极接地。

10.根据权利要求9所述的磁性开关电路，其特征在于，霍尔元件感应电路包括第二发光二极管，第二发光二极管的阳极接第六电阻的第二端，第二发光二极管的阴极接第二NPN三极管的集电极。

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