一种基于磁感式低功耗无触点开关装置及控制方法制造方法及图纸

一种基于磁感式低功耗无触点开关装置及控制方法，该开关装置包括低功耗开关干簧管、触发低功耗开关干簧管的磁性材料、偏置电路和功率开关MOS管；磁性材料对应低功耗开关干簧管设置且能控制低功耗开关干簧管触发与断开，低功耗开关干簧管连接偏置电路，偏置电路连接功率MOS管。1.本发明专利技术体积小能够方便进行硬件设计或独立设计的集成安装；2.本发明专利技术使用低功耗开关干簧管作为开关触发，大大减少开发成本；3.本发明专利技术可应用于高防护等级的电池供电的设备或仪表，可提升整机的防护性能；4.本发明专利技术为低功耗设计，在使用7.2V的锂亚硫酰氯电池供电时整体开关功耗控制在160uW以内。5.本发明专利技术控制的电源电流取决于所使用的MOS管，可根据项目具体要求进行灵活的调整。

A Low Power Contactless Switching Device Based on Magnetic Induction and Its Control Method

【技术实现步骤摘要】
一种基于磁感式低功耗无触点开关装置及控制方法
本专利技术涉及一种磁感式低功耗无触点开关装置，尤其是基于低功耗设计电池供电的高防护等级的磁感式控制电源供电开关。
技术介绍
随着我国工业物联网的蓬勃发展，测量测控事业使用的防护开关种类及数量也大大增加。尤其是工业测控系统的完善，逐步增加了各种类型的电池供电传感器设备。目前我国，高防护等级的电池供电传感设备或其他电池供电的密封电子设备，均使用普通的船型开关、滑动开关、触点型开关进行总电源的开关控制，在正式开通使用时需要打开仪表或设备的壳体进行开关操作，给设备的操作使用人员带来了极大的不便。如果使用普通的防水开关进行设计的产品，将会使整机的壳体遭到破坏，并且防水开关的质量良莠不齐导致防水性能存在一定隐患。而仅仅使用低功耗开关干簧管作为电源开关时在强震动冲击环境下容易导致触点误动作，电源掉电而重启。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术提供一种基于磁感式低功耗无触点开关装置及控制方法，其目的是解决现有的防水仪器仪表使用的普通开关的不足，本专利技术开关不仅能有效的使整机开关处于高防水等级，而且能以较低的功耗实现电源的开关操作。技术方案：一种基于磁感式低功耗无触点开关装置，其特征在于：该开关装置包括低功耗开关干簧管、触发低功耗开关干簧管的磁性材料、偏置电路和功率开关MOS管；磁性材料对应低功耗开关干簧管设置且能控制低功耗开关干簧管触发与断开，低功耗开关干簧管连接偏置电路，偏置电路连接功率MOS管。该装置还包括输入接口和输出接口；功率MOS管连接输入接口和输出接口，输入接口连接偏置电路和输出接口。偏置电路包括第一限流电阻(R1)和第二限流电阻(R2)；通过调整偏置电路包括第一限流电阻(R1)和第二限流电阻(R2)的阻值可以调整其整个低功耗无触点开关的整体功耗；低功耗开关干簧管的第二引脚(2)分出两条支路，其中一条支路连接功率开关MOS管(Q5)的栅极端(G)，另一条支路连接至第二限流电阻(R2)的一端，第二限流电阻(R2)的另一端连接至GND系统供电电源或电池的供电端(P2)的负极端；低功耗开关干簧管的第一引脚(1)连接至第一限流电阻(R1)的一端，第一限流电阻(R1)的另一端连接至GND系统供电电源或电池的供电端(P2)的正极端；功率开关MOS管(Q5)的漏极一端(D)连接到被控负载的输出端(P1)的负极端，功率开关MOS管(Q5)的另一端源极(S)连接至GND系统供电电源或电池的供电端(P2)的负极端。GND系统的供电电源或电池的供电端(P2)的正极端连接被控负载的输出端(P1)的正极端。低功耗开关干簧管还连接有防冲击电路。防冲击电路为并联在低功耗开关干簧管的两端的电容(C1)。电容(C1)的两端分别接至低功耗开关干簧管的第一引脚(1)和低功耗开关干簧管的第二引脚(2)。磁性材料为能贴近和离开低功耗开关干簧管的装置，磁性材料贴近低功耗开关干簧管时，使得低功耗开关干簧管触点吸合，磁性材料离开低功耗开关干簧管时，低功耗开关干簧管触点断开。磁性材料(111)设置在旋钮开关(222)的一端，低功耗开关干簧管(333)设置在旋钮开关(222)的一侧，通过旋钮开关(222)的旋转控制磁性材料(111)贴近和离开低功耗开关干簧管(333)。磁性材料(111)设置在直线开关(223)的一端，直线开关(223)为能相对于低功耗开关干簧管(333)做贴近和离开低功耗开关干簧管(333)的直线动作的装置，磁性材料(111)设置在直线开关(223)的朝向低功耗开关干簧管(333)的一端，通过直线开关(223)的直线动作使得磁性材料(111)贴近和离开低功耗开关干簧管(333)。利用上述的一种基于磁感式低功耗无触点开关装置所实施的控制方法，其特征在于：当系统供电电源或电池的供电端(P2)加入电源时，低功耗开关干簧管通过第一限流电阻(R1)和第二限流电阻(R2)得电，当旋钮开关(222)一端的磁性材料(111)贴近低功耗开关干簧管时，低功耗开关干簧管(222)触点(K1)吸合，并通过电容(C1)进行冲击滤波，此时功率开关MOS管(Q5)的第4脚栅极(G)得电为高电平，功率开关MOS管(Q5)导通，功率开关MOS管(Q5)导通后被控负载的输出端(P1)输出端口得电；当系统供电电源或电池的供电端(P2)加入电源，磁性材料(111)远离低功耗开关干簧管时，低功耗开关干簧管(222)触点(K1)断开，电容(C1)充电维持功率开关MOS管(Q5)继续导通，当电容(C1)充满电后功率开关MOS管(Q5)的第4脚栅极(G)为低电平，功率开关MOS管(Q5)截止，被控负载的输出端(P1)的输出端口掉电。优点效果：一种基于磁感低功耗无触点开关装置，开关的一端使用中灵敏度的低功耗开关干簧管做为触发开关；触发方式为磁力触发，通过控制永磁铁的位置来控制无触点开关的打开和关闭。永磁铁固定到旋钮联动处或其他机械联动形式，通过联动来控制永磁铁的位置，触发开关在永磁铁的底部。当联动装置控制永磁铁在低功耗开关干簧管的正上方时，此磁感式无触点开关打开。当联动装置控制永磁铁在低功耗开关干簧管的另一端时(距离较远的一侧)，此磁感式无触点开关关闭。触发开关(低功耗开关干簧管)的一端连接功率开关MOS管Q5的栅极G端，同时连接至限流电阻R2的一端；另一端连接至限流电阻R1，R1的另一端连接至供电电源正极或电池正极。R2的另一端连接至GND系统电源或电池的负极端。电容C1并联在低功耗开关干簧管的两端，电容C1的作用是解决低功耗开关干簧管在振动冲击的环境下引起的误动作，当有高能量的振动冲击低功耗开关干簧管时，低功耗开关干簧管由于自身的设计结构导致触点异常动作，此时电容C1充电维持MOS管Q5的栅极电压，使MOS管Q5在一定时间内保持稳定。MOS管Q5的漏极一端D连接到被控负载的输出端或负极端，即P1端子的负极端。另一端源极S连接至供电端口的负极端GND，即P2端子的负极端。P1端子为被控负载端，1脚连接至电池供电端子P2的1脚即为电池或供电端的正极，P1的2脚连接至MOS管Q5的源极，P2的2脚连接至电池或供电电源的负极。P1端子为负载控制端即为开关输出端。P2端子为电池或供电电源的供电端。本专利技术具体有益效果及优点如下：1.本专利技术体积小能够方便进行硬件设计或独立设计的集成安装；2.本专利技术使用低功耗开关干簧管作为开关触发，大大减少开发成本；3.本专利技术可应用于高防护等级的电池供电的设备或仪表，可提升整机的防护性能；4.本专利技术为低功耗设计，在使用7.2V的锂亚硫酰氯电池供电时整体开关功耗控制在160uW以内。5.本专利技术控制的电源电流取决于所使用的MOS管，可根据项目具体要求进行灵活的调整。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1为本专利技术的硬件原理框图；图2为本专利技术的硬件电路原理图；图3为本专利技术的磁性材料控制低功耗开关干簧管的结构的一种形式示意图；图4为本专利技术的本专利技术的磁性材料控制低功耗开关干簧管的结构的另一种形式示意图。具体实施方式一种基于磁感式低功耗无触点开关装置，其特征在于：该开关装置包括低功耗开关干簧管、触发低功耗开关干簧管的磁性材料、偏置电路和功率开关MOS管；磁性材料对应低功耗开关干簧管设置且能控制低功耗开关干簧管触发与断开，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于磁感式低功耗无触点开关装置，其特征在于：该开关装置包括低功耗开关干簧管、触发低功耗开关干簧管的磁性材料、偏置电路和功率开关MOS管；磁性材料对应低功耗开关干簧管设置且能控制低功耗开关干簧管触发与断开，低功耗开关干簧管连接偏置电路，偏置电路连接功率MOS管。

【技术特征摘要】
1.一种基于磁感式低功耗无触点开关装置，其特征在于：该开关装置包括低功耗开关干簧管、触发低功耗开关干簧管的磁性材料、偏置电路和功率开关MOS管；磁性材料对应低功耗开关干簧管设置且能控制低功耗开关干簧管触发与断开，低功耗开关干簧管连接偏置电路，偏置电路连接功率MOS管。2.根据权利要求1所述的一种基于磁感式低功耗无触点开关装置，其特征在于：该装置还包括输入接口和输出接口；功率MOS管连接输入接口和输出接口，输入接口连接偏置电路和输出接口。3.根据权利要求1或2所述的一种基于磁感式低功耗无触点开关装置，其特征在于：偏置电路包括第一限流电阻(R1)和第二限流电阻(R2)；通过调整偏置电路包括第一限流电阻(R1)和第二限流电阻(R2)的阻值可以调整其整个低功耗无触点开关的整体功耗；低功耗开关干簧管的第二引脚(2)分出两条支路，其中一条支路连接功率开关MOS管(Q5)的栅极端(G)，另一条支路连接至第二限流电阻(R2)的一端，第二限流电阻(R2)的另一端连接至GND系统供电电源或电池的供电端(P2)的负极端；低功耗开关干簧管的第一引脚(1)连接至第一限流电阻(R1)的一端，第一限流电阻(R1)的另一端连接至GND系统供电电源或电池的供电端(P2)的正极端；功率开关MOS管(Q5)的漏极一端(D)连接到被控负载的输出端(P1)的负极端，功率开关MOS管(Q5)的另一端源极(S)连接至GND系统供电电源或电池的供电端(P2)的负极端。GND系统的供电电源或电池的供电端(P2)的正极端连接被控负载的输出端(P1)的正极端。4.根据权利要求3所述的一种基于磁感式低功耗无触点开关装置，其特征在于：低功耗开关干簧管还连接有防冲击电路。5.根据权利要求4所述的一种基于磁感式低功耗无触点开关装置，其特征在于：防冲击电路为并联在低功耗开关干簧管的两端的电容(C1)。6.根据权利要求5所述的一种基于磁感式低功耗无触点开关装置，其特征在于：电容(C1)的两端分别接至低功耗开关干簧管的第一引脚(1)和低功耗开关干簧管的第二引脚(2)。7.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓立志，冯志刚，高艺，韩保川，李红亮，刘志勇，马旭，
申请(专利权)人：辽宁达能电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21