具有状态保持功能的智能设备控制电路的制作方法_3

文档序号:9505683阅读:来源:国知局
VCC电性相连,第一电压源VCC的电压例如是5V。
[0067]状态保持电路模块12包括晶闸管124,第一三极管121、第二三极管122、以及第三三极管123。
[0068]第一三极管121可以替换为绝缘栅型场效应管(M0SFET)。此时,二极管11a的阳极与M0SFET的漏极电性相连,M0SFET的栅极分别与第二电压源以及所述第三三极管的集电极电性相连,M0SFET的源极接地。此外,M0SFET的栅极还经由第八电阻器108与第二电压源VDD电性相连。为了保护M0SFET,其栅极还可经由一个电阻(图未示)到地,防止M0SFET损坏。相比于三极管,M0SFET具有更好的低温性能。
[0069]第一三极管121的集电极与继电器的输出端、二极管11a的阳极以及晶闸管124的阳极电性相连。第一三极管121的基极经由第八电阻器108与第二电压源VDD电性相连,第一三极管121的基极还与第三三极管123的集电极电性相连。第一三极管121的发射极接地。
[0070]第二三极管122的集电极与晶闸管124的门极电性相连,第二三极管122的集电极还经由第九电阻器109与第二电压源VDD电性相连,第二三极管122的集电极与发射极之间并联有第十电阻器110。第二三极管122的基极经由第十一电阻器111与第二电压源VDD电性相连。第二三极管122的基极还经由第十二电阻器112与微控制单元13的第二I/O端口(relay on)端口电性相连。第二三极管122的发射极接地。
[0071]第三三极管123的集电极由第八电阻器108与第二电压源VDD电性相连,第三三极管的基极经由第十三电阻器113与第二电压源VDD电性相连,第三三极管的基极还经由第十四电阻器114与微控制单元13的第一 I/O端口(relay off)端口电性相连。第三三极管123的发射极接地。
[0072]在一个具体的实施方式中,第七电阻器107阻值为3Ω,第八电阻器108阻值为10K Ω,第九电阻器109阻值为10K Ω,第十电阻器110阻值为5.1K Ω,第^^一电阻器111阻值为10ΚΩ,第十二电阻器112阻值为470 Ω,第十三电阻器113阻值为10ΚΩ,第十四电阻器114阻值为470 Ω。可以理解的是,这些电阻值仅为示例,并不受限制,本领域普通技术人员可以根据具体需要进行调整。
[0073]在图3所示的电路中,要导通核心控制器件11,则微控制单元13可以通过第一 1/0端口(relay off端口)给出为1的持续高电平信号,此时第三三极管123被导通,第一三极管121的基极被拉低,从而第一三极管121被关闭。同时,微控制单元13可通过第二 1/0端口(relay on端口)发出为0的低电平脉冲触发信号,第二二极管122被关闭,晶闸管124的门极电平被拉高,晶闸管124被开启,第一电压源VCC通过继电器线圈、晶闸管124到地形成闭合回路。在麦克斯韦电磁效应的情况下,继电器线圈与磁芯组成电磁铁吸引触点吸合,受控电路模块10被导通。
[0074]若要关闭核心控制器件11,第二 I/O端口由于开启信号是单周期的低电平脉冲触发信号,现已被上拉电阻(第十一电阻器111)拉至高电平,无须再进行其他操作。微控制单元13可通过第一 I/O端口(relay off端口)给出低电平脉冲触发信号(信号长度例如可为200微秒)短暂关闭第三三极管123,从而使得第一三极管121的基极出现一定时间(与低电平脉冲触发信号的长度相同)的高电平,从而开启第一三极管121。第一电压源VCC流经继电器线圈的电流经第一三极管121到地,导致晶闸管的阳极电压变低,流通电流降为0A,从面关闭晶闸管124。由于开启第一三极管121的信号是单周期低电平脉冲触发信号,因此晶闸管124被关闭后,第一三极管121也处于关闭状态。此时继电器的线圈没有电流流通,电磁力消失,继电器断开。相应地,受控电路模块10也被断开。
[0075]以上所述的过程是正常的控制过程,然而在实际情形的一些场景下,例如,微控制单元13正在复位时,微控制单元13的I/O端口可能处于不定状态。也就是说此时,I/O端口的输出既不是上述的relay on端口的持续高电平信号,也不是relay off端口的低电平脉冲触发信号。在此不定状态下,晶闸管124可能处于两种不同的状态。
[0076]状态1,晶闸管124已被导通,也就是说,受控电路模块10处于导通状态,但此时由于上拉电阻(第十三电阻器113)的作用,第三三极管123将维持导通状态,从而导致第一三极管121的基极电平被拉低,第一三极管121处于关闭状态。晶闸管124被导通后已不再受门极控制,也就是说不受微控制单元13的relay on端口控制,因此受控电路模块10不会受到微控制单元13复位时I/O端口处于不定状态的影响。
[0077]状态2,晶闸管124处于关闭状态,此时由于上拉电阻(第^^一电阻器111)的作用,会使得relay on的不定状态上拉至高电平,第二三极管122会被导通,从而拉低晶闸管124的门极电压处于低电平,晶闸管124依然处于关断状态。另一方面,由于上拉电阻(第十三电阻器113)的作用,会使得relay on的不定状态上拉至高电平,第三三极管123将维持导通状态,从而导致第一三极管121的基极电极被拉低,第一三极管121处于关闭状态。因此,继电器线圈内无电流通过,受控电路10会维持原来的开断状态。
[0078]根据本实施例的技术方案,采用晶闸管与继电器供电线圈串联,微控制单元13通过控制晶闸管来开启,通过给三极管组成的关闭来关断,控制电路的电压可保持恒定,适用于供电电压需要保持恒定的系统。
[0079]实施例3
[0080]参阅图5,其为上述的智能设备控制电路100的另一个具体的实施例的电路图。如图5所示,本实施例中,核心控制器件11为一个磁保持继电器(以符号L简化表示)。磁保持继电器的特性是,通电后内部磁化,变为永磁铁,并能根据同极相吸,异极相斥的原理保持全有状态。
[0081]状态保持电路模块12包括用于驱动所述磁保持继电器的驱动电路,其包括第一输入端201与第二输入端202,第一输入端201与第二输入端202分别与微控制单元13的第一 1/0端口 (relay off)与第二 1/0端口 (relay on)电性相连。驱动电路的作用在于:当第一输入端201与第二输入端202出现互异的电平时(即一高一低),磁保持继电器能闭合和断开,一旦闭合或者断开,不给相反电平的1/0驱动信号,则磁保持继电器的输出保持其上一时刻状态。举例来说,若第一输入端201为0(低电平),第二输入端202为1 (高电平)时,磁保持继电器打开,则当且仅当第一输入端201为1,第二输入端202为0时,磁保持继电器才会关闭。其他所有的状态,例如第一输入端201为与第二输入端202均为0,或者均为1时,磁保持继电器均会保持上一时刻的状态。
[0082]本实施例的状态保持电路模块12中,微控制单元13的第一 1/0端口与第二 1/0端口还分别通过下拉电阻115、116接地。因此,当微控制单元13处于复位状态时,其1/0端口的输出处于不定状态。而由于下拉电阻115与116的存在,微控制单元13此时的1/0端口处于确定的低电平状态,而根据磁保持继电器的特性,其输出不会发生变化,仍然保持之前的状态。作为下拉电阻的替换方案,也可以在微控制单元13的第一 1/0端口与第二 1/0端口接上拉电阻,如此,当微控制单元13处于复位状态时,其1/0端口就处于确定的高电平状态,根据磁保持继电器的特性,其输出仍然不会发生变化,保持之前的状态。相应地,继电器的输出不变,受控电路模块11也保持之前的状态。
[0083]实施例4
[0084]参阅图6,本实施例中,状态保持电路模块12可由单独的芯片实现,此时控制芯片的I/O端口与核心控制器件11及微控制单元13电性
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