专利名称：密闭电子设备电源开关系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子设备电源技术领域，尤其涉及一种密闭电子设备的电源开关系统。
背景技术：
密闭电子设备是根据特殊的应用场合，将电子元器件安装在密封空间内的一类电子设备，例如用于检查消化道的胶囊式内窥镜就是一类典型的密闭电子设备。密闭电子设备通常采用电池供电，在生产、运输和储存的过程中，若电子设备一直保持在工作状态，在运输、储存的过程中会白白消耗掉电池大量的能量，因此需要通过外界的设备控制电子设备电源的通断。为了节省电池的电能，现有技术采用磁控干簧管对密闭电子设备的电源进行控制，但是由于电子设备在运输、储存的过程中易受到震动、外界磁场等因素的干扰，可能会使干簧管的接触点产生意外的通断，密闭电子设备在使用前电池电量就可能被消耗。
发明内容
(一 )要解决的技术问题本发明要解决的技术问题是:提供一种密闭电子设备电源开关系统，其能够有效地降低密闭电子设备在非工作状态下对电池的功耗，并具有结构简单、体积小、可靠性高的特点。( 二 )技术方案为解决上述问题，本发明提供了一种密闭电子设备电源开关系统，包括用于对密闭电子设备发出控制其电源通断的光信号的电源遥控发射装置，以及用于根据所述光信号控制密闭电子设备的电源通断的电源控制电路。优选地，所述电源遥控发射装置，包括:控制单元、键盘输入单元、非易失性存储单元和光信号发射单元；其中，所述键盘输入单元，用于接收操作者的按键指令并发送给控制单元；所述非易失性存储单元，用于存储密闭电子设备所对应的识别码；所述控制单元，用于将所述按键指令解析成控制码，读取所述识别码，根据所述识别码和控制码生成校验码，并生成指令数据信号；所述光信号发射单元包括半导体光源，所述光信号发射单元将所述指令数据信号转换为电流信号注入半导体光源并发射。优选地，所述电源遥控发射装置还包括显示单元，与所述控制单元连接，用于显示电路状态信息。优选地，所述电源遥控发射装置还包括电源管理单元，与所述控制单元连接，用于进行直流电源变换、电源稳压以及休眠状态时能量的管理，提取电源剩余电量信息发送给所述控制单元。优选地，所述键盘输入单元为按钮式键盘。
优选地，所述半导体光源包括激光二极管LD或半导体发光二极管LED。优选地，所述电源控制电路，包括:电源恢复电路，用于恢复出所述光信号的能量；光电转换电路，用于将所述光信号转换为电信号；信号放大电路，用于将所述电信号放大；解码电路，用于从放大后的电信号恢复出指令数据信号、识别码、控制码与校验码，并根据指令数据信号输出开关控制信号到开关驱动电路；开关驱动电路，用于根据所述开关控制信号对可控开关进行控制；可控开关，用于控制密闭电子设备的电源通断。优选地，所述可控开关为固态开关。(三)有益效果本发明的密闭电子设备电源开关系统采用电源遥控发射装置与电源控制电路相配合对密闭电子设备的电源进行控制，在电源控制电路中采用能量恢复的方式，无需额外的消耗密闭电子设备中电池的能量，可使密闭电子设备在休眠状态时电池的电流消耗小于
0.1uA;且本发明在光信号通信中加入了校验码，提高了系统的抗干扰能力，确保了本发明密闭电子设备电源开关系统的可靠性。密闭电子设备电源开关系统的电源控制方式克服了以往密闭电子设备供电方式的应用缺陷，使得电子设备在非工作状态下接近于零功耗，而在工作状态下又和以前的装置具有相同的工作能力，从而达到了降低电子设备的尺寸和成本，降低能量消耗，还能便于系统设备的运输与长期保存。
图1为本发明实施方式中所述电源遥控发射装置的结构示意图；图2为本发明实施方式中所述电源控制电路的电路图；图3为本发明实施方式中所述电源恢复电路的电路原理图；图4为本发明实施方式中所述光电转换电路的电路原理图；图5为本发明实施方式中所述信号放大电路的电路原理图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。本发明提供了一种密闭电子设备电源开关系统，包括用于对密闭电子设备发出控制其电源通断的光信号的电源遥控发射装置，以及用于根据所述光信号控制密闭电子设备的电源通断的电源控制电路。如图1所示，所述电源遥控发射装置，包括:控制单元、键盘输入单元、非易失性存储单元和光信号发射单元；其中，所述键盘输入单元，用于接收操作者的按键指令并发送给控制单元，所述键盘输入单元可以为按钮式键盘；所述非易失性存储单元，用于存储密闭电子设备所对应的识别码；
所述控制单元，用于将所述按键指令解析成控制码，读取所述识别码，根据所述识别码和控制码生成校验码，并生成指令数据信号；所述光信号发射单元包括半导体光源，所述光信号发射单元将所述指令数据信号转换为电流信号注入半导体光源并发射。所述半导体光源为激光二极管LD或半导体发光二极管LED。所述密闭电子设备电源开关系统还包括显示单元，与所述控制单元连接，用于显示电路状态信息。所述密闭电子设备电源开关系统还包括电源管理单元，与所述控制单元连接，用于进行直流电源变换、电源稳压以及休眠状态时能量的管理，提取电源剩余电量信息发送给所述控制单元。如图2所示，所述电源控制电路，包括:电源恢复电路，用于恢复出所述光信号的能量；光电转换电路，用于将所述光信号转换为电信号；信号放大电路，用于将所述电信号放大；解码电路，用于从放大后的电信号恢复出指令数据信号、识别码、控制码与校验码，并根据指令数据信号输出开关控制信号到开关驱动电路；开关驱动电路，用于根据所述开关控制信号对可控开关进行控制；可控开关，用于控制密闭电子设备的电源通断。所述可控开关可以为固态开关。本发明的工作原理:电源遥控发射装置工作原理:该装置采用电池供电，电源信号经过电源管理单元处理后为遥控发射装置内各电路模块供电；控制单元通过检测键盘输入单元的按键输入，控制光信号发射单元通过半导体光源产生能量信号与控制信号，为控制密闭电子设备的电源通断提供能源和控制命令。电源控制电路的工作原理图如图2:密闭电子设备包括电源控制电路、主工作电路以及电池，电源控制电路用于控制密闭电子设备的电源通断，电池用于提供密闭电子设备的电源。密闭电子设备的电源控制电路的光电二极管接收到来自于光信号发射单元的光信号后，由电源恢复电路从中恢复出能量，并给其它模块供电，同时由光电转换电路恢复出电信号送给放大电路，放大后的信号通过解码电路恢复出的识别码、控制码与校验码，根据指令内容，输出开关控制信号到开关驱动电路，由开关驱动电路对可控开关进行控制，实现对主工作电路电源通断的控制。当电源控制电路的光电二极管接收的来自于光信号发射单元的控制信号命令为休眠时，解码电路通过开关驱动电路控制可控开关断开，电源不对主电路供电，主电路处于断电状态，电流消耗只有光电二极管的暗电流，小于0.luA。当电源控制电路的光电二极管接收的来自于光信号发射单元的控制信号命令为开启时，解码电路通过开关驱动电路控制可控开关闭合，电源对主电路供电，主电路处于工作状态。电源恢复电路如图3所示，电阻为R0，恢复出的电压Vled为Im*R0。光电二极管在受到光照时，会产生一个与照度成正比的小电流，此电流通常是数皮安到数百微安，此时光电二极管相当于一个恒流源，与外部参数关系不大。如光电二极管2⑶2023，在光照300Lx下，产生的光电流为60uA，并联电阻为550K，恢复出的电压为3.3V。该直流电压对大容量电容CO冲充电，为信号放大电路、解码电路和开关驱动电路提供电压。
光电转换电路的电路原理图如图4所示。图中Vdd是密闭电子设备的电池电压，Rl与光电二极管串联连接，Uo是输出电压。当有光照时，光电二极管产生光电流，如选用光电二极管2DU1B，电阻Rl阻值为50欧，当光照为IOOOlx时，光电流为20mA，Vo电压为IV。2DU1B的暗电流小于0.1uA,因此在没有光照的情况下，Vo电压小于5uV。信号放大电路的电路原理图如图5所示，其中，运算放大器Ul与电阻Rl、R2构成负反馈放大电路，Vi经负反馈放大后的电压为Vo，其值为_(R2/Rl)*Vi。解码电路接收来自信号放大电路的信号并解调出识别码、控制码和校验码，并根据对所述识别码、控制码和校验码的判断结果，输出与所述开关相匹配的控制信号；解码电路可以由常规数字电路实现，关键是要满足设定的逻辑关系；即解码电路首先对光电转换电路输出地控制命令进行解码，判断所要执行的是连通还是关断信号，然后给开关驱动电路输出相应的控制信号。开关驱动电路接收来自于解码电路的控制信号，输出与可控开关相匹配的控制信号，该驱动电路可以是电压型驱动，也可以是电流型驱动；可控开关，用于连接供电电池和主工作电路，由开关驱动电路控制其通断。可控开关电路可以由可控硅电路实现，其一端连接供电电池，另一端连接主工作电路。以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
权利要求
1.一种密闭电子设备电源开关系统，其特征在于，包括用于对密闭电子设备发出控制其电源通断的光信号的电源遥控发射装置，以及用于根据所述光信号控制密闭电子设备的电源通断的电源控制电路。
2.如权利要求1所述的密闭电子设备电源开关系统，其特征在于，所述电源遥控发射装置，包括:控制单元、键盘输入单元、非易失性存储单元和光信号发射单元；其中， 所述键盘输入单元，用于接收操作者的按键指令并发送给控制单元； 所述非易失性存储单元，用于存储密闭电子设备所对应的识别码； 所述控制单元，用于将所述按键指令解析成控制码，读取所述识别码，根据所述识别码和控制码生成校验码，并生成指令数据信号； 所述光信号发射单元包括半导体光源，所述光信号发射单元将所述指令数据信号转换为电流信号注入半导体光源并发射。
3.如权利要求2所述的密闭电子设备电源开关系统，其特征在于，还包括显示单元，与所述控制单元连接，用于显示电路状态信息。
4.如权利要求2或3所述的密闭电子设备电源开关系统，其特征在于，还包括电源管理单元，与所述控制单元连接，用于进行直流电源变换、电源稳压以及休眠状态时能量的管理，提取电源剩余电量信息发送给所述控制单元。
5.如权利要求2所述的密闭电子设备电源开关系统，其特征在于，所述键盘输入单元为按钮式键盘。
6.如权利要求2所述的密闭电子设备电源开关系统，其特征在于，所述半导体光源包括激光二极管LD或半导体发光二极管LED。
7.如权利要求1所述的密闭电子设备电源开关系统，其特征在于，所述电源控制电路，包括: 电源恢复电路，用于恢复出所述光信号的能量； 光电转换电路，用于将所述光信号转换为电信号； 信号放大电路，用于将所述电信号放大； 解码电路，用于从放大后的电信号恢复出指令数据信号、识别码、控制码与校验码，并根据指令数据信号输出开关控制信号到开关驱动电路； 开关驱动电路，用于根据所述开关控制信号对可控开关进行控制； 可控开关，用于控制密闭电子设备的电源通断。
8.如权利要求7所述的密闭电子设备电源开关系统，其特征在于，所述可控开关为固态开关。
全文摘要
本发明公开了一种密闭电子设备电源开关系统，涉及电子设备电源技术领域，包括用于对密闭电子设备发出控制其电源通断的光信号的电源遥控发射装置，以及用于根据所述光信号控制密闭电子设备的电源通断的电源控制电路。本发明的密闭电子设备电源开关系统采用电源遥控发射装置与电源控制电路相配合对密闭电子设备的电源进行控制，在电源控制电路中采用能量恢复的方式，无需额外的消耗密闭电子设备中电池的能量，可使密闭电子设备在休眠状态时电池的电流消耗小于0.1uA；且本发明在光信号通信中加入了校验码，提高了系统的抗干扰能力，确保了本发明密闭电子设备电源开关系统的可靠性。
文档编号H03K17/94GK103187959SQ201110452250
公开日2013年7月3日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者姜汉钧, 马腾, 陈新凯, 张春, 王志华 申请人:清华大学, 北京华清益康科技有限责任公司