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基于微型脉冲供电式光电倒置开关的设计

作者:时间:2011-09-27来源:网络收藏

针对存储测试技术对测试系统低功耗的要求, 研制了。介绍了研制背景和意义, 阐述了过程及工作原理。此种是一种新型, 具有低电压驱动、低功率损耗、微小体积、延时功能和适用于批量生产的器件, 其工作时不需要人为接触操作, 只需要将开关, 就能实现关、开状态的单向转换。该开关是电源控制技术的关键技术, 也是实现存储测试系统微功耗的关键部件, 实验已取得预期的效果。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/178576.htm

  在应用存储测试技术进行现场测试时, 测试系统通常安装在被测体上, 由于被测体所处的环境恶劣, 对测试系统提出了严格要求: 微体积、微功耗、高可靠性、耐高低温、抗高冲击和抗振动等。微体积的要求使得存储测试系统对电源的体积要求极为苛刻, 为此要尽可能地降低整个测试系统的功耗。例如, 火炮膛压测试是检测火炮系统性能的重要手段, 中北大学研制的放入式电子测压器在测量火炮膛压时, 必须随弹药保高温( + 55 ℃) 或低温( - 40℃) 或常温( + 20℃) 达48 h, 放入式电子测压器必须在弹药保温前放入药筒中, 因此, 在保温前把电子测压器接通电源, 但是只维持等待工作状态( 电流小于60uA ) , 在实弹射击试验前通过某种微型开关使电子测压器进入全工作状态( 电流小于6mA) , 在火炮膛压测试结束后测试系统又自动转入数据保持状态, 维持低功耗, 读出数据后立刻断电, 这样可实现测试系统的微功耗。电源控制技术是存储测试系统微功耗的关键技术, 而微型倒置开关是实现测试系统微功耗的关键部件。

  1 系统总体及实现

  微型倒置开关由控制模块和CPLD 控制模块组成, 原理框图如图1 所示。

  

系统原理图

  图1 中D1 是红外发光二极管, Q1 是光敏三极管, IR 是电压信号, ID 是光敏三极管的输出信号, PON 是延时上电控制信号。为了降低光电倒置开关的功耗, 光电控制模块的红外发光二极管采用脉冲驱动方式。CPLD 控制模块产生驱动红外发光二极管的脉冲电压信号, 同时产生延时上电控制信号控制存储测试系统的工作状态。

  2 光电控制模块

  光电控制模块主要由光电耦合电路及光发射-接收结构组成。光电耦合电路由红外发光二极管、光敏三极管及限流电阻组成。光发射-接收结构内部是锥体结构, 外部是T 型结构, 小钢球置于光发射-接收结构的内部, 小钢球在其内部能自由活动。

  光发射-接收结构的外壁上设置有透光孔, 红外发光二极管和光电三极管光路对准相对安装在透光孔位置, 红外光发射与接收的方式采用直射式, 如图2所示。

  

光电射-接收结构示意图

  红外发光二极管具有能耗小、响应速度快、抗干扰能力和可靠耐用等优点。红外发光二极管作为发射器把电信号转换为红外光信号, 光敏三极管作为接收器, 接收到红外光信号再将红外光信号转换为电信号。在本微型开光设计过程中选用与红外发光二极管配套的光敏三极管。

  当光电开关处于倒置状态时, 如图2( b) 所示,小钢球挡住透光孔, 隔断光路, 光敏三极管输出低电平; 当光电开关处于正置状态时, 如图2( a) 所示,小钢球不会挡光, 红外光路导通, 光电三极管的发射极输出脉冲信号, 此脉冲信号与驱动发光二极管的脉冲电压信号频率相同, 占空比相同。 光电开关相关文章:光电开关原理

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