一种简易电磁触发式开关电路制造技术

一种简易电磁触发式开关电路，属于智能电子控制领域。本发明专利技术公开了一种简易电磁触发式开关电路，包括供电模块、感知模块、动作模块和接触端口。利用霍尔效应对磁场的感知功能，判断接触端口是否与待充电器件正常连接，并通过控制动作模块调整接触端口的带电状态，使接触端口在待充电器件未接入的情况下呈不带电状态，防止移动电子产品充电装置在闲置状态时，裸露在外的接触端口与其他金属或者导电物质接触，造成电路短路，危及使用者人身安全。

【技术实现步骤摘要】
一种简易电磁触发式开关电路
本专利技术涉及智能电子控制领域，更具体地说，涉及一种简易电磁触发式开关电路。
技术介绍
目前市场上的移动电子产品愈发普及，绝大多数移动电子产品都采用座充、磁吸式充电或者电源供电的方式进行充电，需要使用弹针与焊盘，或者金属触点的接触模式来实现端口的充电或供电，进而使得产品的使用和携带更为方便。但是这种充电供电模式存在一定的安全隐患：当供电端口与待充电器件未连接时，供电端口必须保持持续供电状态以等待被充电器件的接入，此时供电端口裸露在外的弹针或焊盘触点为带电状态，如果此时有其它的金属及导电物质在接触带电弹针或焊盘，供电端口模块如不能及时识别或关断，则会造成电路短路，使得电子产品在大电流冲击下损毁，并可能危及人的生命安全。同时，如果使用多线制或单片机等方式来判断，会增加电路的设计难度和物料成本。因此迫切需要一种结构简单的，能够自动识别充电设备接入状态的开关电路设计，使充电端在待充电器件未接入电路时处于关断状态，对电子设备正常使用和使用者人身安全给予充分的保障。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题本专利技术的所要解决的问题在于提供一种具有实时保护特性的简易电磁触发式开关电路。目前市场上的移动电子产品愈发普及，绝大多数移动电子产品都采用座充、磁吸式充电或者电源供电的方式进行充电，需要使用弹针与焊盘，或者金属触点的接触模式来实现端口的充电或供电。但是这种充电供电模式存在一定的安全隐患：当供电端口与待充电器件未连接时，供电端口必须保持持续供电状态以等待被充电器件的接入，此时供电端口裸露在外的弹针或焊盘触点为带电状态，如果此时有其它的金属及导电物质在接触带电弹针或焊盘，供电端口模块如不能及时识别或关断，则会造成电路短路，使得电子产品在大电流冲击下损毁，并可能危及人的生命安全。同时，如果使用多线制或单片机等方式来判断，会增加电路的设计难度和物料成本。因此迫切需要一种结构简单的，能够自动识别充电设备接入状态的开关电路设计，使充电端在待充电器件未接入电路时处于关断状态，对电子设备正常使用和使用者人身安全给予充分的保障。2.技术方案为解决上述技术问题，本专利技术采用如下所述的技术方案：一种简易电磁触发式开关电路，其特征在于，所述的简易电磁触发式开关电路包括有：供电模块，为感知模块和动作模块提供电能驱动，在接触端口与待充电端口相连接时，产生稳定的功率输出对待充电器进行充电；感知模块：由霍尔元件和滤波电容构成的功能模块，利用霍尔效应对磁场的感知功能，判断接触端口是否与待充电器件正常连接，并通过控制动作模块调整接触端口的带电状态；动作模块：由场效应管构成的开关模块，根据感知模块的输出电平控制电路通断，以此达到控制接触端口输出电压的作用；接触端口：接触端口在电路结构上与动作模块直接相连，接触模块以弹针、焊盘、金属触点等方式与待充电端口实现电连接，与此同时，接触模块中存在局部回路，在接触端口连接待充电器件的瞬间，产生短时的电流激励，以激励初始磁场的产生。优选地，所述的简易电磁触发式开关电路包括有：MiCROUSB接口USB1，输入电压USB5V，输入滤波电容C1，上拉电阻R1，下接电阻R2，霍尔元件U2，PMOS管U1，弹针焊盘接口PAD，稳压单元，电压调节单元和差分放大单元。供电模块中输入电压USB5V先后与稳压单元和电压调节单元连接后产生可调的稳定电压输出。霍尔元件U2的输入端与供电模块相连，经过滤波电容C1后接地；霍尔元件U2输出端接差分放大单元后，经上拉电阻R11与PMOS管源极S相连，同时与下拉电阻R2和PMOS管栅极G相连。PMOS管U1栅极G经过下拉电阻R2后接地，源极S经过上拉电阻R1后与PMOS管栅极G相连，漏极D与弹针焊盘接口PAD相连，PAD另一端接地。优选地，所述的供电模块包括MiCROUSB接口USB1、稳压单元和电压调节单元，稳压单元使得感知模块可以提供稳定的电压输出，电压调节单元使得供电模块可以在一定程度上适配不同的待充电器件。其中稳压单元利用稳压二极管进行模块的设计：其中，Usr为未稳压的输入直流电压，Usc为经过稳压的直流电压，Rf为Dw的限流保护电阻，又起电压调整作用，Dw为稳压二极管。其工作原理是：此电路主要利用稳压二极管的稳压特性，即Dw反向导通后其两端的压降基本保持不变。电压调节单元根据常见的充电等级，如3.3V，5V等设计以适配不同的待充电器件。优选地，所述的感知模块包括霍尔元件和差分放大单元，由于待充电器件接入电路充电后会产生稳定的磁场，这个磁场被霍尔元件捕捉后产生稳定的电压信号，这一电压信号经过差分放大电路放大后，作为动作模块输入，动作模块根据这一放大后电压信号控制接触模块的带电状态。差分放大单元为由运算放大器U1A和电阻R11、R12、R13、R14构成的运算放大电路，用来放大霍尔元件产生的微小电压信号。优选地，所述的动作模块包括一个场效应管来进行开关动作以控制接触端口的开关状态，其中场效应管U1栅极G经过下拉电阻R2后接地，源极S经过上拉电阻R1后与PMOS管栅极G相连，漏极D与弹针焊盘接口PAD相连。当系统中未接入待充电装置时，感知模块输出电压为0，PMOS管关断，接触端口不带电。系统中待充电装置接入后，产生的磁场被感知模块捕捉产生电压信号，这一信号放大后使得场效应管的栅极G电压升高，PMOS管导通，接触端口带电。优选地，所述的接触端口包括以弹针、焊盘、金属触点等为主要形式的接触端口与待充电端口实现电连接，接触端口的带电状态由动作模块直接控制，与此同时，接触模块中存在局部有源回路，在接触端口连接待充电器件的瞬间，产生短时的电流激励，以激励初始磁场的产生。特别的，此有源回路可根据待充电器件规格进行具体设计。优选地，所述的电路通过霍尔开关的输出高低电平来控制场效应管的导通与关断，需要合理地设置差分放大单元的阻值关系以设置合适的放大倍数，从而使裸露点不带电的情况下，通过两线制控制动作模块的导通和关闭。优选地，所述的下拉电阻R2为PMOS管U1提供稳定的下拉，保证在待充电装置未接入的情况下，U1为关断状态。优选的，所述电路在产品设计时不同的型号的待充电装置额定电压、额定电流等参数的不同，需要选择合适的电阻和阈值参数进行方案设计。3.有益效果采用本专利技术提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：上述的一种简易电磁触发式开关电路利用感知模块中的霍尔元件来感知待充电器件接入电路中产生的磁场变化来判断接触端口是否连接有待充电器件，防止待充电器件未接入电路时，裸露在外的接触端口与金属或其他导电材料直接接触造成电路短路，使电子产品损毁以至对使用者的人身安全造成威胁。目前市场上也存在相同目的的保护电路设计，但多采用多线制或单片机等方式来进行判断，会增加电路的设计难度和物料成本，因此一种低成本的简易电磁触发式开关电路设计显得尤为必要。附图说明图1为本专利技术的一种简易电磁触发式开关电路的结构框图；图2为本专利技术的一种简易电磁触发式开关电路实施例的电路原理图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种简易电磁触发式开关电路，其特征在于，所述的简易电磁触发式开关电路包括有：/n供电模块：为感知模块和动作模块提供电能驱动，在接触端口与待充电端口相连接时，产生稳定的功率输出对待充电器进行充电；/n感知模块：由霍尔元件和滤波电容构成的功能模块，利用霍尔效应对磁场的感知功能，判断接触端口是否与待充电器件正常连接，并通过控制动作模块调整接触端口的带电状态；/n动作模块：由场效应管构成的开关模块，根据感知模块的输出电平控制电路通断，以此达到控制接触端口输出电压的作用；/n接触端口：接触端口在电路结构上与动作模块直接相连，接触模块以弹针、焊盘、金属触点等方式与待充电端口实现电连接，与此同时，接触模块中存在局部回路，在接触端口连接待充电器件的瞬间，产生短时的电流激励，以激励初始磁场的产生。/n

【技术特征摘要】
1.一种简易电磁触发式开关电路，其特征在于，所述的简易电磁触发式开关电路包括有：
供电模块：为感知模块和动作模块提供电能驱动，在接触端口与待充电端口相连接时，产生稳定的功率输出对待充电器进行充电；
感知模块：由霍尔元件和滤波电容构成的功能模块，利用霍尔效应对磁场的感知功能，判断接触端口是否与待充电器件正常连接，并通过控制动作模块调整接触端口的带电状态；
动作模块：由场效应管构成的开关模块，根据感知模块的输出电平控制电路通断，以此达到控制接触端口输出电压的作用；
接触端口：接触端口在电路结构上与动作模块直接相连，接触模块以弹针、焊盘、金属触点等方式与待充电端口实现电连接，与此同时，接触模块中存在局部回路，在接触端口连接待充电器件的瞬间，产生短时的电流激励，以激励初始磁场的产生。


2.根据权利要求1所述的一种简易电磁触发式开关电路，其特征在于，所述的简易电磁触发式开关电路包括有：MiCROUSB接口USB1，输入电压USB5V，输入滤波电容C1，上拉电阻R1，下接电阻R2，霍尔元件U2，PMOS管U1，弹针焊盘接口PAD，稳压单元，电压调节单元和差分放大单元。供电模块中输入电压USB5V先后与稳压单元和电压调节单元连接后产生可调的稳定电压输出。霍尔元件U2的输入端与供电模块相连，经过滤波电容C1后接地；霍尔元件U2输出端接差分放大单元后，经上拉电阻R11与PMOS管源极S相连，同时与下拉电阻R2和PMOS管栅极G相连。PMOS管U1栅极G经过下拉电阻R2后接地，源极S经过上拉电阻R1后与PMOS管栅极G相连，漏极D与弹针焊盘接口PAD相连，PAD另一端接地。


3.根据权利要求1～2所述的一种简易电磁触发式开关电路，其特征在于，所述的供电模块包括MiCROUSB接口USB1、稳压单元和电压调节单元，稳压单元使得感知模块可以提供稳定的电压输出，电压调节单元使得供电模块可以在一定程度上适配不同的待充电器件。其中稳压单元利用稳压二极管进行模块的设计：其中，Usr为未稳压的输入直流电压，Usc为经过稳压的直流电压，Rf为Dw的限流保护电阻，又起电压调整作用，Dw为稳压二极管。其工作原理是：此电路主要利用稳压二极管的稳压特性，即Dw反向导通后其两端的压降基本保持不变。电压调节单元根据常见的充电等级，如3....

【专利技术属性】
技术研发人员：邓凯，彭斌，刘金鑫，张勇，张军，
申请(专利权)人：深圳市太美亚电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44