1.一种用于机器人供电系统的程控功率开关电路,其特征在于,包括:电池DC、开关SB、电压转化器UR、微控制单元MCU、二极管整流桥、电阻R1、三极管VT、电阻R2、地GND1、光耦OC、地GND2、电阻R3、PMOS型功率管Q1和输出电压V0;
所述二极管整流桥包括左上桥臂二极管VD1、右上桥臂二极管VD2、右下桥臂二极管VD3和左下桥臂二极管VD4;
所述电池DC的正极通过开关SB连接电压转换器UR的一个输入端,电池DC的负极连接电压转换器UR的另一个输入端;
电压转换器的两个输出端分别连接微控制单元MCU的正负两个输入端;
微控制单元MCU、二极管整流桥和三极管VT依次连接;
三极管VT的集电极通过电阻R2接地GND1;
光耦OC的两个输入端并接于电阻R2两端、输出端O1连接PMOS型功率管的栅极、输出端O2接地GND2;
电阻R3并接于PMOS型功率管的源极和栅极之间;
PMOS型功率管的源极连接电池DC的正极,漏极和电池DC的负极构成输出电压V0的两个输出端子。
2.根据权利要求1所述的程控功率开关电路,其特征在于,所述二极管整流桥和三极管VT对微控制单元MCU的两个输出端IO1、IO2执行类异或操作。
3.根据权利要求1或2所述的程控功率开关电路,其特征在于,所述微控制单元MCU的输出端IO1连接二极管整流桥左上桥臂二极管VD1的阴极、输出端IO2连接二极管整流桥右下桥臂二极管VD3的阴极,二极管整流桥的左下桥臂二极管VD4的阴极连接三极管VT的射极,二极管整流桥的右上桥臂二极管VD2的阴极通过电阻R1连接三极管VT的基极。
4.根据权利要求1或2所述的程控功率开关电路,其特征在于,
当闭合所述开关SB、程序未加载完成时,IO1和IO2呈高电平,输出电压V0为0;
程序加载完成后,MCU将IO1置高电平,IO2仍维持低电平,输出电压V0为电池电压,动力电加电;
MCU将IO1置低电平,IO2仍维持低电平,输出电压V0为0,动力电断电。
5.根据权利要求1所述的程控功率开关电路,其特征在于,所述微控制单元MCU为类FPGA型的。
6.一种用于机器人供电系统的程控功率开关电路工作方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S1、闭合开关SB,程序未加载完成时,IO1和IO2默认呈高电平,输出电压V0为0;
步骤S2、程序加载完成后,此时初始化完成,MCU根据程序中初始化设定将IO1和IO2置低电平,输出电压V0也为0;
步骤S3、微控制单元MCU按照机器人动作指令设置IO1和IO2电平,给动力电加电和断电;
步骤S4、整体设备断电。
7.根据权利要求6所述的程控功率开关电路工作方法,其特征在于,所述步骤S1具体包括:
闭合开关SB,电压转换器UR将电池的电压转换到MCU适合的供电电压,随后MCU加电,程序未加载完成时IO1和IO2默认呈高电平,二极管整流桥和三极管VT对IO1和IO2执行类异或操作,三极管VT基射结两边电平相同因而不会正偏,导致光耦输入端电压为0,后续电路不会工作,输出电压V0为0。
8.根据权利要求6所述的程控功率开关电路工作方法,其特征在于,所述步骤S2具体包括:
程序加载完成后,程序中初始化设定IO端口为低电平,故IO1和IO2呈低电平,二极管整流桥和三极管VT对IO1和IO2执行类异或操作,三极管VT基射结两边电平相同也不会正偏,导致光耦输入端电压为0,后续电路不会工作,输出电压V0也为0。
9.根据权利要求6所述的程控功率开关电路工作方法,其特征在于,所述步骤S3具体包括:
当微控制单元MCU中的程序运行至需要给动力电加电时,MCU将IO1置高电平,IO2仍维持低电平,二极管整流桥和三极管VT对IO1和IO2执行类异或操作,三极管VT射极电压为高电平,基极电压为低电平,三极管VT导通,电阻R1用于限制基极电流,光耦两端加正电压,PMOS型功率管Q1源栅电压大于导通电压阈值,PMOS型功率管Q1导通,输出电压V0为电池电压,为动力电加电;
当微控制单元MCU中的程序运行至需要给动力电断电时,MCU将IO1置低电平,IO2仍维持低电平,工作过程与前述IO1、IO2皆为低电平的工作过程一致,输出电压V0为0,给动力电断电。
10.根据权利要求6所述的程控功率开关电路工作方法,其特征在于,所述步骤S4进一步包括:
当机器人停止工作,断开开关SB,电路停止工作,电路输出电压V0为0,整体设备断电。