一种双电源供电及断电时序控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及水利水文、城乡防汛、公共设施安全、地质灾害等自动监测技术领域，特别是应用于上述领域且无可靠电源保障的野外数据采集终端设备(以下简称采集终端或采集终端设备)的正负双电源供电及断电时序控制装置。
【背景技术】
[0002]正常情况下，正电源、负电源的接通与关断时序为:开通电源时，先控制接通正电源，等待正电源电压建立稳定后，再控制接通负电源；关断电源时，先关断负电源，等待负电源电压回落到安全范围内，再控制关断正电源。
[0003]—般地，采集终端通过内部MCU执行相关程序，按规定的时序控制ΡΙ0端口电平来控制正、负电源的开通及关断时序。但在野外较恶劣电磁环境下(如雷电干扰等)，程序可能失控导致正负电源接通及关断时序错乱，使采集终端内CMOS器件电路产生栓锁效应导致电路无法正常工作，严重时会损坏采集终端设备。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型针对现有技术通过程序控制双电源供电及切断，在野外较恶劣电磁环境下可能因程序失控导致CMOS器件栓锁甚至损坏采集终端设备的问题，提供一种双电源供电及断电时序控制装置，通过PM0S场效应管和NM0S场效应管等硬件电路控制正负电源接通时序及关断时序，该装置可以避免正、负电源供电及断电时序错误，保证设备正常工作。
[0005]本实用新型的技术方案如下:
[0006]一种双电源供电及断电时序控制装置，其特征在于，包括PM0S场效应管、NM0S场效应管、第一 NPN三极管、第二 NPN三极管、PNP三极管、第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容、第三电容和第四电容，
[0007]所述PM0S场效应管为正电源的控制主开关，PM0S场效应管的源极连接正电源，栅极连接第一 NPN三极管的集电极，漏极连接正电源输出；所述NM0S场效应管为负电源的控制主开关，NM0S场效应管的源极连接负电源，栅极连接PNP三极管的集电极，漏极连接负电源输出；所述第一 NPN三极管的基极连接电源开关控制信号线，发射极接地；所述PNP三极管的基极与第二 NPN三极管的集电极相连，PNP三极管的发射极同时连接第一电阻的一端和第二电阻的一端，所述第一电阻的另一端接地，所述第二电阻的另一端接正电源输出；所述第二 NPN三极管的基极连接电源开关控制信号线，发射极接地；
[0008]所述第一电容设置于PM0S场效应管的源极和栅极之间，所述第二电容设置于PM0S场效应管的栅极和漏极之间，所述第三电容设置于NM0S场效应管的源极和栅极之间，所述第四电容设置于NM0S场效应管的栅极和漏极之间。
[0009]所述的双电源供电及断电时序控制装置还包括第三电阻，所述第三电阻与第一电容并联设置于PM0S场效应管的源极和栅极之间。
[0010]所述的双电源供电及断电时序控制装置还包括第四电阻和第五电阻，所述第一NPN三极管的基极通过第四电阻连接电源开关控制信号线，所述第一 NPN三极管的基极还连接第五电阻的一端，所述第五电阻的另一端接地。
[0011]所述的双电源供电及断电时序控制装置还包括第六电阻和第七电阻，所述第一NPN三极管的发射极连接第六电阻后再接地，所述第一 NPN三极管的发射极还连接第七电阻的一端，所述第七电阻的另一端连接负电源输出。
[0012]所述的双电源供电及断电时序控制装置还包括第八电阻，所述第八电阻与第三电容并联于NM0S场效应管的源极和栅极之间。
[0013]所述的双电源供电及断电时序控制装置还包括第九电阻，所述第二 NPN三极管的基极通过第九电阻连接电源开关控制信号线。
[0014]本实用新型的技术效果如下:
[0015]本实用新型涉及的双电源供电及断电时序控制装置，包括PM0S场效应管、NM0S场效应管、第一 NPN三极管、第二 NPN三极管、PNP三极管、第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容、第三电容和第四电容等特定连接关系的硬件元件，PM0S场效应管为正电源的控制主开关，NM0S场效应管为负电源的控制主开关，第一 NPN三极管、第一电容和第二电容控制PM0S场效应管栅极，并控制正电源的开通与断开，PNP三极管、第一电阻、第二电阻、第三电容和第四电容控制NM0S场效应管栅极，并控制负电源的开通与断开。通过PM0S场效应管和NM0S场效应管等各硬件元件配合工作逻辑控制正负电源接通时序及关断时序，使得在开通供电时，因正电源输出电压未建立，禁止开通负电源，只有当正电压输出电压建好后，才开通负电源；在关断供电时，因负电源输出电压尚未回归至零，正电源继续保持开通，当负电源输出电压回归零后，再关断正电源。这样，通过分离的硬件元件同时检测电源开关控制信号及正电源输出电压、负电源输出电压，实现在正、负电源开通供电及关断供电时序的准确控制，可靠地保持开通及关断供电时严格的时序关系，避免了现有技术通过程序控制双电源供电及切断会在野外较恶劣电磁环境下由于程序失控可能导致时序错乱以及发生电路锁栓甚至损坏采集终端设备的问题，该装置可以避免正、负电源供电及断电时序错误，避免电路锁栓效应，保证设备正常工作，提高了水利水文、城乡防汛、公共设施安全、地质灾害等自动监测技术领域应用的安全性能。
[0016]本实用新型双电源供电及断电时序控制装置还设置第三电阻，在关断供电时，第一电容和第二电容贮存的电荷可通过第三电阻放电，再导致PM0S场效应管的源一栅电压逐渐降低，当PM0S场效应管的源一栅电压低于其开启阈值电压时，PM0S场效应管关断，正电源输出电压回归至零，该结构简单易实现，通过分离的硬件元件逻辑控制工作，保证了双电源供电及断电时序准确性。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型双电源供电及断电时序控制装置的优选结构示意图。
[0018]图2为本实用新型双电源供电及断电时序控制装置的开通关断工作时序图。
[0019]图3为本实用新型双电源供电及断电时序控制装置的工作原理图。
[0020]图中各标号列示如下:
[0021]0N_0FF -电源开关；M1 — PM0S场效应管；M2 — NM0S场效应管；Q1 —第一 NPN三极管；Q2 - PNP三极管；Q3 —第二 NPN三极管。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本实用新型进行说明。
[0023]本实用新型公开了一种双电源供电及断电时序控制装置，其优选结构如图1所示，包括PM0S场效应管M1、NM0S场效应管M2、第一 NPN三极管Q1、PNP三极管Q2、第二 NPN三极管Q3、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4，PM0S场效应管Ml为正电源(+6V)的控制主开关，PM0S场效应管Ml的源极连接正电源，栅极连接第一 NPN三极管Q1的集电极，漏极连接正电源输出；NM0S场效应管M2为负电源(―6V)的控制主开关，NM0S场效应管M2的源极连接负电源，栅极连接PNP三极管Q2的集电极，漏极连接负电源输出；第一 NPN三极管Q1的基极连接电源开关0N_0FF控制信号线，发射极接地；PNP三极管Q2的基极与第二 NPN三极管Q3的集电极相连，PNP三极管Q2的发射极同时连接第一电阻R1的一端和第二电阻R2的一端，第一电阻R1的另一端接地，第二电阻R2的另一端接正电源输出；第二NPN三极管Q3的基极连接电源开关控制信号线，发射极接地；第一电容C1设置于PM0S场效应管Ml的源极和栅极之间，第二电容C2设置于PM0S场效应管Ml的栅极和漏极之间，第三电容C3设置于NM0S场效应管M2的源极和栅极之间，第四电容C4设置于NM0S场效应管M2的栅极和漏极之间。
[0024]图1所示实施例中还包括第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9，第三电阻R3与第一电容C1并联设置于PM0S场效应管Ml的源极和栅极之间，第一 NPN三极管Q1的基极通过第四电阻R4连接电源开关0N_OFF控制信号线，第一 NPN三极管Q1的基极还连接第五电阻R5的一端，第五电阻R5的另一端接地，第一 NPN三极管Q1的发射极连接第六电阻R6后再接地，第一 NPN三极管Q1的发射极还连接第七电阻R7的一端，第七电阻R7的另一端连接负电源输出，第八电阻R8与第三电容C3并联于NM0S场效应管M2的源极和栅极之间，第二 NPN三极管Q3的基极通过第九电阻R9连接电源开关控制信号线。
[0025]图1所示的双电源供电及断电时序控制装置，PM0S场效应管Ml为正电源(+6V)的控制主开关；NM0S场效应管M2为负电源(一6V)的控制主开关；采用第一 NPN三极管Q1、电阻R3、R4、R5、R6、R7，电容Cl、C2共同控制PM0S场效应管Ml栅极，控制正电源的开通与断开，并限制开通瞬间的电流冲击；采用PNP三极管Q2、电阻R1、R2、R8，电容C3、C4控制NM0S场效应管M2栅极，控制负电源的开通与断开，并限制开通瞬间的电流冲击。
[0026]本实用新型如图1所示装置的具体工作如下:需要开通供电时，MCU控制0N_0FF控制信号为逻辑“1” (CMOS逻辑电平，3.3V)，使第一 NPN三极管Q