CN217037050U - 一种脉冲式电子设备及其驱动电路、控制系统 - Google Patents
一种脉冲式电子设备及其驱动电路、控制系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种脉冲式电子设备及其驱动电路、控制系统,属于脉冲式电子设备技术领域。其中,该脉冲式电子设备驱动电路包括:依次连接的第一开关、第一延时单元、第二开关、第二延时单元、第三开关和第三延时单元,能够在第一开关根据电源控制信号生成脉冲电源后,通过该脉冲电源为第一延时单元充电,第一延时单元充电后,控制第二开关导通,第一延时单元通过放电的延时保证第二开关导通的时长,第二延时单元在第二开关导通时进行充电,控制第三开关导通,第三开关导通时控制第一开关断开,第三延时单元保证第一开关断开的动作后的保持时间,以保证第二延时单元的放电泄放恢复。从而提高了脉冲式电子设备的寿命和可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及脉冲式电子设备技术领域,尤其涉及一种脉冲式电子设备及其驱动电路、控制系统。
背景技术
脉冲式电子设备是指通过脉冲电源进行控制的电子设备,例如,目前很多快递自取柜、自动售货机即为脉冲式电子设备,其内部设置通过脉冲电源控制的电磁锁。这种电磁锁工作方式为脉冲式瞬间触发,对触发时间和触发频率均有限制,当触发时间和/或触发频率超出限制的范围时,电磁锁寿命将缩短或出现异常,甚至烧毁。
目前这种脉冲式电子设备的驱动方案,一般都是由单片机的软件进行控制。但是软件的可靠性不高,若软件因故不能正常工作,容易导致脉冲式电子设备一直处在触发状态,使得其寿命缩短或出现异常,甚至烧毁。
实用新型内容
有鉴于此,本实用新型实施例的目的在于提供一种脉冲式电子设备及其驱动电路、控制系统,以解决目前通过软件控制的脉冲式电子设备,在软件工作异常时,容易导致其一直处在触发状态,使其寿命缩短或出现异常,甚至烧毁的技术问题。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下:
根据本实用新型实施例的一个方面,提供一种脉冲式电子设备驱动电路,该脉冲式电子设备驱动电路包括依次连接的第一开关、第一延时单元、第二开关、第二延时单元和第三开关和第三延时单元;
其中,所述第一开关,用于根据电源控制信号生成控制脉冲式电子设备的脉冲电源;
所述第一延时单元,用于通过所述脉冲电源进行充电,充电会瞬间完成,控制所述第二开关导通,然后通过放电产生第一延时,控制所述第二开关的断开时间;
所述第二开关,用于控制所述第二延时单元充电;
所述第二延时单元,用于产生第二延时,控制所述第三开关的导通与断开;
所述第三开关,用于控制断开所述第一开关,并对所述第三延时单元进行放电复位恢复;
所述第三延时单元,用于产生第三延时,控制所述的第一开关的断开时长,并保证第二延时单元的放电泄放复位恢复。
可选地,所述第一开关包括第一MOS管、第二MOS管、第一电阻至第三电阻;
所述第一MOS管的栅极作为所述第一开关的控制端,与所述第三开关的输出端连接、还通过所述第一电阻与电源控制信号连接;所述第一MOS管的源极接地;所述第一MOS管的漏极通过所述第二电阻与所述第二MOS管的栅极连接;所述第二MOS管的源极与第一电源连接;所述第二MOS管的源极和漏极之间连接所述第三电阻;所述第二MOS管的漏极作为所述第一开关的输出端,分别与所述第一延时单元的第一端和脉冲式电子设备的脉冲电源输入端连接。
可选地,所述第一延时单元包括第一单向导通元件、第一电容和第四电阻;
所述第一单向导通元件包括第一二极管,所述第一二极管的正极作为所述第一延时单元的第一端,与所述第一开关的输出端连接;所述第一电容的一端作为所述第一延时单元的第二端,分别与所述第一二极管的负极、第四电阻的一端和第二开关的控制端连接,所述第一电容另一端和所述第四电阻的另一端接地;
所述第一延时为所述脉冲电源的脉冲之间的最小保持时间。
可选地,所述第二开关包括第三MOS管;
所述第三MOS管的栅极作为所述第二开关的控制端,与所述第一延时单元的第二端连接;所述第三MOS管的漏极作为所述第二开关的输入端,与所述第二延时单元的第一端连接;所述第三MOS管的源极作为所述第二开关的输出端,与所述第二延时单元的第二端连接。
可选地,所述第二延时单元包括第二电容、第五电阻和第六电阻;
所述第五电阻的一端与第二电源连接、所述第五电阻的另一端作为所述第二延时单元的第一端,与所述第二开关的输入端连接;所述第二电容的一端作为所述第二延时单元的第二端,分别与所述第六电阻的一端、所述第二开关的输出端和所述第三开关的控制端连接;所述第二电容的另一端和所述第六电阻的另一端接地;
所述第二延时为所述脉冲电源的脉冲的高电平持续时间。
可选地,所述第三开关包括三极管;
所述三极管的基极作为所述第三开关的控制端,与所述第二延时单元的第二端连接;所述三极管的发射极接地;所述三极管的集电极作为所述第三开关的输出端,与所述第一开关的控制端连接。
可选地,所述第三延时单元包括第三电容,所述第三电容的一端与所述第三开关的输出端连接,所述第三电容的另一端接地;
所述第三延时为第二延时单元的复位恢复时间。
可选地;所述脉冲式电子设备驱动电路还包括第二单向导通元件;
所述第二单向导通元件包括第二二极管,所述第二二极管的正极与所述第三电容的一端连接,所述第二二极管的负极与电源控制信号连接;
所述第二二极管用于第三延时单元的反向快速复位恢复。
根据本实用新型实施例的另一个方面,提供一种脉冲式电子设备,该脉冲式电子设备包括上述脉冲式电子设备驱动电路。
根据本实用新型实施例的又一个方面,提供一种脉冲式电子设备控制系统,该脉冲式电子设备控制系统包括上述脉冲式电子设备驱动电路。
本实用新型实施例提供的脉冲式电子设备及其驱动电路、控制系统中包括:依次连接的第一开关、第一延时单元、第二开关、第二延时单元和第三开关;其中,所述第一开关,用于根据电源控制信号生成控制脉冲式电子设备的脉冲电源;所述第一延时单元,用于通过所述脉冲电源进行瞬间充电,断电后利用放电产生第一延时,控制所述第二开关的断开时间;所述第二开关,用于控制所述第二延时单元充电;所述第二延时单元,用于产生第二延时,控制所述第三开关的导通与断开;所述第三开关,用于控制断开所述第一开关。能够在第一开关根据电源控制信号生成控制脉冲式电子设备的脉冲电源后,通过所述脉冲电源为所述第一延时单元充电,所述第一延时单元充电后,控制所述第二开关导通,第一延时单元通过放电的延时保证第二开关导通的时长,所述第二延时单元在所述第二开关导通时进行充电,控制所述第三开关导通,所述第三开关导通时控制所述第一开关断开,第三延时单元保证第一开关断开的动作后的保持时间,以保证第二延时单元的放电泄放恢复,避免脉冲电源生成紧接着的下一个高电平脉冲时,第二延时单元因为上一次充电残留的电量没有泄放恢复从而达不到充电的延时功能。从而使得所述第一开关停止输出所述脉冲电源,实现了通过硬件电路停止所述脉冲式电子设备的触发状态,提高了脉冲式电子设备的寿命和可靠性,避免了因为软件故障而导致的脉冲式电子设备烧坏的问题。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明,附图中:
图1是本实用新型实施例提供的脉冲式电子设备驱动电路一种实施方式的示意图;
图2是本实用新型实施例提供的脉冲式电子设备驱动电路一种实施方式的电路连接示意图;
图3是本实用新型实施例提供的脉冲式电子设备驱动电路另一种实施方式的电路连接示意图。
具体实施方式
应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
在后续的描述中,使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本实用新型的说明,其本身没有特定的意义。因此,“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。
实施例一
为了解决现有通过软件控制的脉冲式电子设备,在软件工作异常时,容易导致其一直处在触发状态,使其寿命缩短或出现异常,甚至烧毁的技术问题,本实施例提供一种脉冲式电子设备驱动电路。请参考图1,图1是本实用新型实施例提供的脉冲式电子设备驱动电路一种实施方式的示意图,该脉冲式电子设备驱动电路包括依次连接的第一开关K1、第一延时单元T1、第二开关K2、第二延时单元T2、第三开关K3和第三延时单元T3;
其中,所述第一开关K1,用于根据电源控制信号生成控制脉冲式电子设备的脉冲电源VCC_OUT;
所述第一延时单元T1,用于通过所述脉冲电源VCC_OUT进行充电,充电会瞬间完成,控制所述第二开关K2导通,然后通过放电产生第一延时,控制所述第二开关K2的断开时间;
所述第二开关K2,用于控制所述第二延时单元T2充电;
所述第二延时单元T2,用于产生第二延时,控制所述第三开关K3的导通与断开;
所述第三开关K3,用于控制断开所述第一开关K1,并对所述第三延时单元T3进行放电复位恢复;
所述第三延时单元T3,用于产生第三延时,控制所述的第一开关K1的断开时长,并保证第二延时单元T2的放电泄放复位恢复。
具体的,请参考图2-图3,以脉冲式电子设备为电磁锁为例,图2是本实用新型实施例提供的脉冲式电子设备驱动电路一种实施方式的电路连接示意图,图3是本实用新型实施例提供的脉冲式电子设备驱动电路另一种实施方式的电路连接示意图。所述第一开关K1,用于根据电源控制信号生成控制脉冲式电子设备的脉冲电源VCC_OUT。
具体的,所述第一开关K1为脉冲式电子设备的电源控制开关,所述第一开关K1的输入端和输出端分别与第一电源VCC_IN和脉冲式电子设备的脉冲电源VCC_OUT输入端连接,所述第一开关K1的控制端与单片机MCU的脉冲式电子设备使能引脚IO_EN连接,该单片机MCU的脉冲式电子设备使能引脚IO_EN用于输出电源控制信号。其中,所述第一电源VCC_IN为脉冲式电子设备的供电电源,例如以所述脉冲式电子设备为电磁锁为例,所述供电电源可以为12V或者24V,为高压电源;所述第一开关K1在所述电源控制信号为触发脉冲式电子设备的电平时导通,在所述电源控制信号从触发脉冲式电子设备的电平反转时断开,生成脉冲电源VCC_OUT,以触发脉冲式电子设备。
在一种实施方式中,所述第一开关K1包括第一MOS管Q4、第二MOS 管Q1、第一电阻R4至第三电阻R7;所述第一MOS管Q4的栅极作为所述第一开关K1的控制端,与所述第三开关K3的输出端连接、还通过所述第一电阻R4与电源控制信号连接;所述第一MOS管Q4的源极接地;所述第一MOS 管Q4的漏极通过所述第二电阻R6与所述第二MOS管Q1的栅极连接;所述第二MOS管Q1的源极与第一电源VCC_IN连接;所述第二MOS管Q1的源极和漏极之间连接所述第三电阻R7;所述第二MOS管Q1的漏极作为所述第一开关K1的输出端,分别与所述第一延时单元T1的第一端和脉冲式电子设备的脉冲电源VCC_OUT输入端连接。
在本实施方式中,所述第一开关K1可以但不限于采用第一MOS管Q4、第二MOS管Q1、第一电阻R4至第三电阻R7,所述第一MOS管Q4可以但不限于采用N沟道MOS管,所述第二MOS管Q1可以但不限于采用P沟道 MOS管。其中,电源控制信号为单片机MCU的脉冲式电子设备使能引脚 IO_EN输出的信号。当MCU的脉冲式电子设备使能引脚IO_EN为高电平时,第一MOS管Q4导通,从而控制第二MOS管Q1导通,把第一开关K1闭合,给脉冲式电子设备供电;当MCU的脉冲式电子设备使能引脚IO_EN为低电平时,第一MOS管Q4断开,从而控制第二MOS管Q1断开,把第一开关 K1断开,实现关闭脉冲式电子设备的供电。如此,MCU通过控制脉冲式电子设备使能引脚IO_EN的高电平时间宽度,实现脉冲式电子设备的脉冲激发。其中,第一电阻R4和第二电阻R6为限流电阻,第三电阻R7用于保证第二MOS管Q1可靠工作。
所述第一延时单元T1,用于通过所述脉冲电源VCC_OUT进行充电,充电会瞬间完成,控制所述第二开关K2导通,然后通过放电产生第一延时,控制所述第二开关K2的断开时间。
具体的,所述第一延时单元T1分别与所述第一开关K1的输出端和第二开关K2的控制端连接,通过所述脉冲电源VCC_OUT进行充电,产生第一延时,控制所述第二开关K2在超出所述第一延时的时段后断开。
在一种实施方式中,所述第一延时单元T1包括第一单向导通元件、第一电容C1和第四电阻R1;所述第一单向导通元件包括第一二极管D1,所述第一二极管D1的正极作为所述第一延时单元T1的第一端,与所述第一开关K1 的输出端连接;所述第一电容C1的一端作为所述第一延时单元T1的第二端,分别与所述第一二极管D1的负极、第四电阻R1的一端和第二开关K2的控制端连接,所述第一电容C1另一端和所述第四电阻R1的另一端接地。
在本实施方式中,所述第一延时单元T1可以但不限于采用第一单向导通元件、第一电容C1和第四电阻R1,所述第一单向导通元件可以但不限于采用第一二极管D1。当第一开关K1闭合,脉冲电源VCC_OUT为高电平,通过第一二极管D1对第一电容C1进行储能充电,因为第一电源VCC_IN为大功率电源,第一电容C1瞬间就可以充满电,输出高电平控制第二开关K2导通,从而给第二延时单元T2供电;当第一开关K1断开,脉冲电源VCC_OUT为低电平,第一电容C1通过第四电阻R1对地放电而达到第一延时之后,第一电容C1上面的电压降落到第二开关K2的阈值电平以下,断开第二开关K2,从而停止给第二延时单元T2供电。也即第一延时单元T1利用第一电容C1通过第四电阻R1放电的时间达到延时功能,通过调整第一电容C1和第四电阻 R1的值,能够调整第一延时的时长。其中,所述第一延时不短于所述脉冲电源VCC_OUT的脉冲之间的最小保持时间,以保证所述脉冲式电子设备工作在可靠的触发频率。
可选地,所述第一延时为所述脉冲电源VCC_OUT的脉冲之间的最小保持时间。此时,通过调整第一电容C1和第四电阻R1的值,使得第一延时的时长为所述脉冲电源VCC_OUT的脉冲之间的最小保持时间。从而保证在所述脉冲电源VCC_OUT的脉冲之间的最小保持时间内,第二开关K2不会断开,进而所述第三开关K3不会断开,使得所述第一开关K1的断开时间不短于所述所述脉冲电源VCC_OUT的脉冲之间的最小保持时间。
所述第二开关K2,用于控制所述第二延时单元T2充电。
具体的,第二开关K2为第二延时单元T2的触发开关,当第二开关K2 导通时,第二延时单元T2开始延时工作,当第二开关K2断开时,第二延时单元T2的供电被断开。
在一种实施方式中,所述第二开关K2包括第三MOS管Q2;所述第三 MOS管Q2的栅极作为所述第二开关K2的控制端,与所述第一延时单元T1 的第二端连接;所述第三MOS管Q2的漏极作为所述第二开关K2的输入端,与所述第二延时单元T2的第一端连接;所述第三MOS管Q2的源极作为所述第二开关K2的输出端,与所述第二延时单元T2的第二端连接。
在本实施方式中,所述第二开关K2可以但不限于采用第三MOS管Q2,所述第三MOS管Q2可以但不限于采用N沟道MOS管。当所述第一延时单元T1的第二端的电压达到所述第三MOS管Q2的阈值电平时,所述第三MOS 管Q2导通,将所述第二延时单元T2的第一端与其第二端连通,第二延时单元T2开始延时工作;当所述第一延时单元T1的第二端的电压低于所述第三 MOS管Q2的阈值电平时,所述第三MOS管Q2断开,将所述第二延时单元 T2的第一端与其第二端断开,第二延时单元T2失去供电。
所述第二延时单元T2,用于产生第二延时,控制所述第三开关K3的导通与断开。
具体的,所述第二延时单元T2分别与所述第二开关K2的输入端、所述第二开关K2的输出端和第二电源连接,在第二开关K2导通时,通过第二电源进行充电,产生第二延时,控制所述第三开关K3在所述第二延时的时段内关闭,在达到所述第二延时的时候导通。其中,所述第二电源可以采用MCU 的供电电源或者其他低压电源,图2及图3中以第二电源为MCU的供电电源 3.3V为例。
在一种实施方式中,所述第二延时单元T2包括第二电容C2、第五电阻 R3和第六电阻R2;所述第五电阻R3的一端与第二电源连接、所述第五电阻 R3的另一端作为所述第二延时单元T2的第一端,与所述第二开关K2的输入端连接;所述第二电容C2的一端作为所述第二延时单元T2的第二端,分别与所述第六电阻R2的一端、所述第二开关K2的输出端和所述第三开关K3 的控制端连接;所述第二电容C2的另一端和所述第六电阻R2的另一端接地。
在本实施方式中,所述第二延时单元T2可以但不限于采用第二电容C2、第五电阻R3和第六电阻R2。第二开关K2闭合时,第二电源通过第五电阻 R3和第二开关K2,对第二电容C2进行充电,产生第二延时。第二电容C2 的充电时间可以由RC积分公式计算。当第二延时达到我们设置的时间,例如 1秒,第二延时单元T2输出控制信号给第三开关K3,控制第三开关K3闭合。也即第二延时单元T2利用第二电容C2通过第五电阻R3充电的时间达到延时功能,通过调整第二电容C2和第五电阻R3的值,能够调整第二延时的时长。其中,所述第六电阻R2用于为所述第二电容C2提供泄放路径。其中,所述第二延时不短于所述所述脉冲电源VCC_OUT的脉冲的高电平持续时间,以在不影响脉冲式电子设备正常功能的同时实现脉冲式电子设备的硬件防护。
可选地,所述第二延时为所述脉冲电源VCC_OUT的脉冲的高电平持续时间。此时,通过调整第二电容C2和第五电阻R3的值,使得第二延时的时长为所述脉冲电源VCC_OUT的脉冲的高电平持续时间。在所述第二延时为所述脉冲电源VCC_OUT的脉冲的高电平持续时间时,能够在不影响脉冲式电子设备正常功能的同时实现脉冲式电子设备的硬件防护。
所述第三开关K3,用于控制断开所述第一开关K1,并对所述第三延时单元T3进行放电复位恢复。
具体的,第三开关K3分别与第二延时单元T2的第二端、第一开关K1 的控制端、第三延时单元T3和地连接,在第二延时单元T2的第二端的电压达到所述第三开关K3的阈值电平时,所述第三开关K3导通,将所述第一开关K1的控制端接地,从而控制所述第一开关K1断开,实现通过硬件电路断开所述第一开关K1,停止所述脉冲式电子设备的触发状态,提高了脉冲式电子设备的寿命和可靠性,避免了因为软件故障而导致的脉冲式电子设备烧坏的问题。所述第三开关K3闭合时还用于对所述第三延时单元T3进行放电复位恢复。
在一种实施方式中,所述第三开关K3包括三极管Q3;所述三极管Q3的基极作为所述第三开关K3的控制端,与所述第二延时单元T2的第二端连接;所述三极管Q3的发射极接地;所述三极管Q3的集电极作为所述第三开关K3 的输出端,与所述第一开关K1的控制端连接。
在本实施方式中,所述第三开关K3可以但不限于采用三极管Q3。当三极管Q3导通时,所述第一开关K1的控制端的电平被强行拉到地,从而断开第一开关K1,避免脉冲式电子设备长时间供电;当三极管Q3断开时,MCU 的脉冲式电子设备使能电路恢复正常功能。
可选地,所述三极管Q3为NPN型三极管Q3。因为NPN三极管Q3的导通阈值电平只需要0.7V,并且电压能够一直钳位为这个电平,所以,当第二开关K2断开之后,第二延时单元T2失去充电电源,第三开关K3能够立刻恢复MCU的脉冲式电子设备使能引脚IO_EN的控制功能,不需要第二电容C2 泄放电的时间,控制及时和灵敏。
所述第三延时单元T3,用于产生第三延时,控制所述的第一开关K1的断开时长,并保证第二延时单元T2的放电泄放复位恢复。
具体的,所述第三延时单元T3,用于产生第三延时,控制所述的第一开关K1的断开时长,并保证第二延时单元T2的放电泄放复位恢复,避免脉冲电源生成紧接着的下一个高电平脉冲时,第二延时单元T2因为上一次充电残留的电量没有泄放恢复从而达不到充电的延时功能。
在一种实施方式中,所述第三延时单元T3包括第三电容C3,所述第三电容C3的一端与所述第三开关K3的输出端连接,所述第三电容C3的另一端接地;所述第三延时为第二延时单元的复位恢复时间。
在本实施方式中,所述第三延时单元T3可以但不限于采用第三电容C3。第一电阻R4和第三电容C3实现MCU的脉冲式电子设备使能引脚IO_EN的上电延时,即第三延时。当三极管Q3断开之后,若脉冲式电子设备使能引脚IO_EN继续为高电平输出,会通过第一电阻R4对第三电容C3进行充电,经过第三延时达到第一MOS管Q4的阈值电平之后,才会打开第二MOS管Q1,从而对脉冲式电子设备输出脉冲电源VCC_OUT。该第三延时用于给第二延时单元T2进行放电,也即第二电容C2通过对第六电阻R2进行放电,需要在第三延时内把第二电容C2的电量都释放完毕,否则在下一次的脉冲期间,第二延时单元T2会因为残留的电压而造成延时时间不够。其中,所述第三延时不短于所述第二延时单元T2的泄放时间,以在下一次的脉冲期间,产生足够的第二延时。
进一步地,所述脉冲式电子设备驱动电路还包括第二单向导通元件;所述第二单向导通元件包括第二二极管D3,所述第二二极管D3的正极与所述第三电容C3的一端连接,所述第二二极管D3的负极与电源控制信号连接;所述第二二极管用于第三延时单元的反向快速复位恢复。
具体的,所述第二单向导通元件可以但不限于采用第二二极管D3。第二二极管D3用于实现正常的脉冲式电子设备使能引脚IO_EN的快速放电;当脉冲式电子设备使能引脚IO_EN为高电平时,通过第一电阻R4对第三电容C3 进行充电,充满之后,第三电容C3的电平跟脉冲式电子设备使能引脚IO_EN 电平一致,例如为3.3V或是5V。MCU需要断开所述第一开关时,脉冲式电子设备使能引脚IO_EN为低电平,而第一MOS管Q4因为第三电容C3的电平不能够突变,此时需要通过第二二极管D3进行泄放把电平拉低,以达到瞬间控制第一MOS管Q4的动作,实现第二MOS管Q1的快速导通和关闭。
可选地,所述第三延时与所述第二延时单元T2的泄放时间相同。也即,所述第三电容C3通过所述第一电阻R4充电的时间与所述第二电容C2通过所述第六电阻R2放电的时间相等。
本实施例脉冲式电子设备驱动电路的工作过程为:
考虑到现有技术中,通过软件控制的脉冲式电子设备,整个正常的软件控制逻辑如下,首先是单片机产生触发脉冲式电子设备的命令,然后单片机的脉冲式电子设备使能引脚IO_EN输出控制电平信号,控制脉冲式电子设备的电源开关闭合,对脉冲式电子设备输出脉冲电源VCC_OUT进行驱动;然后单片机进行计时,达到脉冲时间之后,输出断开命令,脉冲式电子设备使能引脚 IO_EN输出控制反转电平信号,控制脉冲式电子设备的电源开关断开,从而实现脉冲式的驱动。在软件工作异常时,容易导致脉冲式电子设备一直处在触发状态,使得其寿命缩短或出现异常,甚至烧毁的技术问题,本实施例提供一种脉冲式电子设备驱动电路,通过阻容和晶体管搭建,实现了脉冲式电子设备的硬件防护功能,提高了脉冲式电子设备的使用寿命和可靠性,能够有效防止因为软件失效而导致的脉冲式电子设备烧坏的问题。而且,本实用新型实施例的脉冲式电子设备驱动电路实现的逻辑简单可靠,不需要复杂的芯片和电路,成本较低,降低了脉冲式电子设备驱动电路的成本。参考图2和图3,该脉冲式电子设备驱动电路工作过程如下:
在单片机通过MCU的脉冲式电子设备使能引脚IO_EN控制第一开关K1 闭合之后,第一开关K1的输出端有脉冲电源VCC_OUT输出,该脉冲电源 VCC_OUT通过第一二极管D1正向导通,对第一延时单元T1的第一电容C1 进行充电;因为该脉冲电源VCC_OUT由第一电源VCC_IN通过第一开关K1 的控制生成,功率很大,第一延时单元T1的第一电容C1瞬间就可以充满电并对第二开关K2输出控制电平;第二开关K2闭合。第二电源为低压电源,通过第五电阻R3和第二开关K2,对第二电容C2进行充电。该第二电容C2 的充电时间即第二延时,可以由RC积分公式计算。当该充电时间达到预先设置的第二延时,例如1秒,第二延时单元T2输出控制信号给第三开关K3,第三开关K3闭合,从而把MCU的脉冲式电子设备使能引脚IO_EN的信号直接关闭,从而控制第一开关K1断开,实现硬件自动关闭脉冲式电子设备。此时,脉冲式电子设备的驱动电源关闭之后,因为之前第一延时单元T1的第一电容 C1有储能,所以能够保持第二开关K2的闭合,不会立刻导致第一开关K1又重复打开,并且保持的时间即第一延时,可以由第一延时单元T1设置,第一电容C1通过第四电阻R1进行泄放,经过第一延时达到第二开关K2的控制门阀水平,才会断开第二开关K2,实现恢复MCU的脉冲式电子设备使能引脚 IO_EN的控制功能,其中第一二极管D1实现从脉冲电源VCC_OUT对第一延时单元T1的充电储能功能,而在脉冲电源VCC_OUT关闭没有电压的时候,实现反向断开,不会被脉冲电源VCC_OUT的路径泄放。当三极管Q3断开之后,若脉冲式电子设备使能引脚IO_EN继续为高电平输出,会通过第一电阻 R4对第三电容C3进行充电,经过第三延时达到第一MOS管Q4的阈值电平之后,才会打开第二MOS管Q1,从而对脉冲式电子设备输出脉冲电源 VCC_OUT。该第三延时用于给第二延时单元T2进行放电,也即第二电容C2 通过对第六电阻R2在第三延时内放电。当脉冲式电子设备使能引脚IO_EN为低电平时,第一MOS管Q4因为第三电容C3的电平不能够突变,此时第三电容C3通过第二二极管D3进行泄放把电平拉低,以达到瞬间控制第一MOS 管Q4的动作,实现第二MOS管Q1的快速导通和关闭。从而,当软件异常失效的时候,或是调试开发状态下,MCU的脉冲式电子设备使能引脚IO_EN输出的电平不受控制,也能够由该脉冲式电子设备驱动电路启动作用,防止脉冲式电子设备一直处于电压激励状态而导致损坏。
本实施例中的脉冲式电子设备驱动电路包括:依次连接的第一开关K1、第一延时单元T1、第二开关K2、第二延时单元T2和第三开关K3;其中,所述第一开关K1,用于根据电源控制信号生成控制脉冲式电子设备的脉冲电源 VCC_OUT;所述第一延时单元T1,用于通过所述脉冲电源VCC_OUT进行充电,产生第一延时,控制所述第二开关K2的断开时间;所述第二开关K2,用于控制所述第二延时单元T2充电;所述第二延时单元T2,用于产生第二延时,控制所述第三开关K3的导通与断开;所述第三开关K3,用于控制断开所述第一开关K1。能够在第一开关K1根据电源控制信号生成控制脉冲式电子设备的脉冲电源VCC_OUT后,通过所述脉冲电源VCC_OUT为所述第一延时单元T1充电,所述第一延时单元T1充电后,控制所述第二开关K2导通,第一延时单元T1通过放电的延时保证第二开关K2导通的时长,所述第二延时单元T2在所述第二开关K2导通时进行充电,控制所述第三开关K3导通,所述第三开关K3导通时控制所述第一开关K1断开,第三延时单元T3保证第一开关K1断开的动作后的保持时间,以保证第二延时单元T2的放电泄放恢复,避免紧接着的第二次控制循环的时候,第二延时单元T2因为上一次充电残留的电量没有泄放恢复从而达不到充电的延时功能。从而使得所述第一开关K1停止输出所述脉冲电源VCC_OUT,实现了通过硬件电路停止所述脉冲式电子设备的触发状态,提高了脉冲式电子设备的寿命和可靠性,避免了因为软件故障而导致的脉冲式电子设备烧坏的问题。
实施例二
本实施例提供一种脉冲式电子设备,该脉冲式电子设备包括上述实施例一的脉冲式电子设备驱动电路。本实施例的脉冲式电子设备,能够在第一开关根据电源控制信号生成控制脉冲式电子设备的脉冲电源后,通过所述脉冲电源为所述第一延时单元充电,所述第一延时单元充电后,控制所述第二开关导通,第一延时单元通过放电的延时保证第二开关导通的时长,所述第二延时单元在所述第二开关导通时进行充电,控制所述第三开关导通,所述第三开关导通时控制所述第一开关断开,第三延时单元保证第一开关断开的动作后的保持时间,以保证第二延时单元的放电泄放恢复,避免紧接着的第二次控制循环的时候,第二延时单元因为上一次充电残留的电量没有泄放恢复从而达不到充电的延时功能。从而使得所述第一开关停止输出所述脉冲电源,实现了通过硬件电路停止所述脉冲式电子设备的触发状态,提高了脉冲式电子设备的寿命和可靠性,避免了因为软件故障而导致的脉冲式电子设备烧坏的问题。其中脉冲式电子设备驱动电路的具体结构如上述实施例一所述,在此不再赘述。
实施例三
本实施例提供一种脉冲式电子设备控制系统,该脉冲式电子设备控制系统包括上述实施例一的脉冲式电子设备驱动电路。本实施例的脉冲式电子设备控制系统,能够在第一开关根据电源控制信号生成控制脉冲式电子设备的脉冲电源后,通过所述脉冲电源为所述第一延时单元充电,所述第一延时单元充电后,控制所述第二开关导通,第一延时单元通过放电的延时保证第二开关导通的时长,所述第二延时单元在所述第二开关导通时进行充电,控制所述第三开关导通,所述第三开关导通时控制所述第一开关断开,第三延时单元保证第一开关断开的动作后的保持时间,以保证第二延时单元的放电泄放恢复,避免紧接着的第二次控制循环的时候,第二延时单元因为上一次充电残留的电量没有泄放恢复从而达不到充电的延时功能。从而使得所述第一开关停止输出所述脉冲电源,实现了通过硬件电路停止所述脉冲式电子设备的触发状态,提高了脉冲式电子设备的寿命和可靠性,避免了因为软件故障而导致的脉冲式电子设备烧坏的问题。其中脉冲式电子设备驱动电路的具体结构如上述实施例一所述,在此不再赘述。
上述各实施方式中的对应的技术特征在不导致方案矛盾或不可实施的前提下,可以相互使用。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述,但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下,在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,这些均属于本实用新型的保护之内。
Claims (10)
1.一种脉冲式电子设备驱动电路,其特征在于,所述脉冲式电子设备驱动电路包括依次连接的第一开关、第一延时单元、第二开关、第二延时单元、第三开关和第三延时单元;
其中,所述第一开关,用于根据电源控制信号生成控制脉冲式电子设备的脉冲电源;
所述第一延时单元,用于通过所述脉冲电源进行充电,充电会瞬间完成,控制所述第二开关导通,然后通过放电产生第一延时,控制所述第二开关的断开时间;
所述第二开关,用于控制所述第二延时单元充电;
所述第二延时单元,用于产生第二延时,控制所述第三开关的导通与断开;
所述第三开关,用于控制断开所述第一开关,并对所述第三延时单元进行放电复位恢复;
所述第三延时单元,用于产生第三延时,控制所述的第一开关的断开时长,并保证第二延时单元的放电泄放复位恢复。
2.根据权利要求1所述的脉冲式电子设备驱动电路,其特征在于,所述第一开关包括第一MOS管、第二MOS管、第一电阻至第三电阻;
所述第一MOS管的栅极作为所述第一开关的控制端,与所述第三开关的输出端连接、还通过所述第一电阻与电源控制信号连接;所述第一MOS管的源极接地;所述第一MOS管的漏极通过所述第二电阻与所述第二MOS管的栅极连接;所述第二MOS管的源极与第一电源连接;所述第二MOS管的源极和漏极之间连接所述第三电阻;所述第二MOS管的漏极作为所述第一开关的输出端,分别与所述第一延时单元的第一端和脉冲式电子设备的脉冲电源输入端连接。
3.根据权利要求1所述的脉冲式电子设备驱动电路,其特征在于,所述第一延时单元包括第一单向导通元件、第一电容和第四电阻;
所述第一单向导通元件包括第一二极管,所述第一二极管的正极作为所述第一延时单元的第一端,与所述第一开关的输出端连接;所述第一电容的一端作为所述第一延时单元的第二端,分别与所述第一二极管的负极、第四电阻的一端和第二开关的控制端连接,所述第一电容另一端和所述第四电阻的另一端接地;
所述第一延时为所述脉冲电源的脉冲之间的最小保持时间。
4.根据权利要求1所述的脉冲式电子设备驱动电路,其特征在于,所述第二开关包括第三MOS管;
所述第三MOS管的栅极作为所述第二开关的控制端,与所述第一延时单元的第二端连接;所述第三MOS管的漏极作为所述第二开关的输入端,与所述第二延时单元的第一端连接;所述第三MOS管的源极作为所述第二开关的输出端,与所述第二延时单元的第二端连接。
5.根据权利要求2所述的脉冲式电子设备驱动电路,其特征在于,所述第二延时单元包括第二电容、第五电阻和第六电阻;
所述第五电阻的一端与第二电源连接、所述第五电阻的另一端作为所述第二延时单元的第一端,与所述第二开关的输入端连接;所述第二电容的一端作为所述第二延时单元的第二端,分别与所述第六电阻的一端、所述第二开关的输出端和所述第三开关的控制端连接;所述第二电容的另一端和所述第六电阻的另一端接地;
所述第二延时为所述脉冲电源的脉冲的高电平持续时间。
6.根据权利要求1所述的脉冲式电子设备驱动电路,其特征在于,所述第三开关包括三极管;
所述三极管的基极作为所述第三开关的控制端,与所述第二延时单元的第二端连接;所述三极管的发射极接地;所述三极管的集电极作为所述第三开关的输出端,与所述第一开关的控制端连接。
7.根据权利要求5所述的脉冲式电子设备驱动电路,其特征在于,所述第三延时单元包括第三电容,所述第三电容的一端与所述第三开关的输出端连接,所述第三电容的另一端接地;
所述第三延时为第二延时单元的复位恢复时间。
8.根据权利要求7所述的脉冲式电子设备驱动电路,其特征在于,所述脉冲式电子设备驱动电路还包括第二单向导通元件;
所述第二单向导通元件包括第二二极管,所述第二二极管的正极与所述第三电容的一端连接,所述第二二极管的负极与电源控制信号连接;
所述第二二极管用于第三延时单元的反向快速复位恢复。
9.一种脉冲式电子设备,其特征在于,所述脉冲式电子设备包括如权利要求1-8中任一项所述的脉冲式电子设备驱动电路。
10.一种脉冲式电子设备控制系统,其特征在于,所述脉冲式电子设备控制系统包括如权利要求1-8中任一项所述的脉冲式电子设备驱动电路。
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CN202220200762.6U CN217037050U (zh) | 2022-01-25 | 2022-01-25 | 一种脉冲式电子设备及其驱动电路、控制系统 |
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