一種雙穩(wěn)態(tài)電子開關(guān)的制作方法
1.本實用新型涉及電子開關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙穩(wěn)態(tài)電子開關(guān)。
背景技術(shù)：
2.電子設(shè)備的電源開關(guān)通常包含啟動和關(guān)閉兩個狀態(tài)，實現(xiàn)的形式包括機械式開關(guān)、雙穩(wěn)態(tài)機械開關(guān)等。其中機械式開關(guān)屬于機械式接觸，觸點在接觸瞬間會出現(xiàn)彈跳，引起電源振蕩，有可能導(dǎo)致電源跌落或后級系統(tǒng)重啟，電流過大時也有可能引起觸點打火，引發(fā)火災(zāi)。并且在開啟瞬間，由于后級系統(tǒng)的大容量儲能電容的充電效應(yīng)，系統(tǒng)中會出現(xiàn)很大的沖擊電流，所以在剛開始充電的時候，其沖擊電流非常大，容易損壞設(shè)備設(shè)施。傳統(tǒng)機械式自鎖雙穩(wěn)態(tài)開關(guān)，受機械自鎖結(jié)構(gòu)限制，大電流開關(guān)頻繁操作很容易疲勞損壞，并且因為開關(guān)與電源是串聯(lián)關(guān)系，一旦損壞容易造成較大故障或事故。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
3.針對上述問題，本實用新型提供一種雙穩(wěn)態(tài)電子開關(guān)，可用于在電子設(shè)備的電源輸入，實現(xiàn)單按鈕開關(guān)雙穩(wěn)態(tài)的開關(guān)功能，同時也避免電源接通和關(guān)斷時的較大沖擊對后級電路的影響，安全可靠。
4.本實用新型采用下述的技術(shù)方案：
5.一種雙穩(wěn)態(tài)電子開關(guān)，包括pmos、二極管d1、電阻r1、電阻r2、電阻r3、電阻r4、電阻r5、nmos、電容c1、發(fā)光二極管d2、按鈕開關(guān)s1；所述pmos源極連接正極輸入端vin、漏極連接二極管d1的正極、柵極連接電阻r5；所述二極管d1負(fù)極連接正極輸出端vout；所述電阻r5另一端連接nmos漏極；所述nmos的源極連接負(fù)極輸入端；所述電阻r2一端連接在pmos漏極與二極管d1正極之間、另一端依次連接電阻r3、電容c1、負(fù)極輸入端；所述nmos的柵極連接在電阻r3與電容c1之間；從所述正極輸出端vout連接電阻r4一端，所述電阻r4另一端連接發(fā)光二極管d2的正極，所述發(fā)光二極管d2的負(fù)極連接負(fù)極輸出端；所述電阻r1一端連接正極輸入端vin、另一端連接在pmos柵極與電阻r5之間；所述按鈕開關(guān)s1一端連接在電阻r5與nmos漏極之間，另一端連接在電阻r2與電阻r3之間。
6.進一步的，所述pmos型號選用irf9540；所述nmos型號選用2n7002l；所述二極管d1型號選用10a01-t；所述電阻r1為51kω；所述電阻r2為510kω；所述電阻r3為510kω；所述電阻r4為2kω；所述電容c1為4.7uf。
7.進一步的，電阻r5阻值可調(diào)，當(dāng)輸入電壓小于20v時將電阻r5阻值調(diào)至0歐，輸入電壓大于20v時，電阻r5阻值的取值應(yīng)滿足：在nmos導(dǎo)通時，電阻r5與電阻r1的分壓使pmos的v
gs
電壓大于-20v小于-5v，確保pmos飽和導(dǎo)通輸出最大電流。
8.本實用新型的有益效果是：
9.1、防抖動，避免了機械式開關(guān)在電源接通瞬間的抖動，消除安全隱患。
10.2、本實用新型采用旁路輕觸開關(guān)，觸發(fā)電流很小，毫安級別，不存在過熱、大電流打火等現(xiàn)象，使用壽命遠(yuǎn)超傳統(tǒng)機械式開關(guān)。
11.3、本實用新型利用rc充放電特性，起到緩啟動的作用，使其后級電路避免開啟瞬間的大電流沖擊。
12.4、利用nmos的v
gs
需到達3v才飽和導(dǎo)通和pmos的v
gs
電壓小于-4v時才飽和導(dǎo)通這一特點，使整個電路具有反接保護的能力。
附圖說明
13.為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅涉及本實用新型的一些實施例，而非對本實用新型的限制。
14.圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
15.圖2為傳統(tǒng)機械式開關(guān)開始充電時的電流圖；
16.圖3為本實用新型開始充電時的電流圖。
具體實施方式
17.為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施例的附圖，對本實用新型實施例的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。除非另外定義，本公開使用的技術(shù)術(shù)語或者科學(xué)術(shù)語應(yīng)當(dāng)為本公開所屬領(lǐng)域內(nèi)具有一般技能的人士所理解的通常意義。本公開中使用的“包括”或者“包含”等類似的詞語意指出現(xiàn)該詞前面的元件或者物件涵蓋出現(xiàn)在該詞后面列舉的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“上”、“下”、“左”、“右”等僅用于表示相對位置關(guān)系，當(dāng)被描述對象的絕對位置改變后，則該相對位置關(guān)系也可能相應(yīng)地改變。
18.下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
19.如圖1所示，一種雙穩(wěn)態(tài)電子開關(guān)，包括pmos、二極管d1、電阻r1、電阻r2、電阻r3、電阻r4、電阻r5、nmos、電容c1、發(fā)光二極管d2、按鈕開關(guān)s1；所述pmos源極連接正極輸入端vin、漏極連接二極管d1的正極、柵極連接電阻r5；所述二極管d1負(fù)極連接正極輸出端vout；所述電阻r5另一端連接nmos漏極；所述nmos的源極連接負(fù)極輸入端；所述電阻r2一端連接在pmos漏極與二極管d1正極之間、另一端依次連接電阻r3、電容c1、負(fù)極輸入端；所述nmos的柵極連接在電阻r3與電容c1之間；從所述正極輸出端vout連接電阻r4一端，所述電阻r4另一端連接發(fā)光二極管d2的正極，所述發(fā)光二極管d2的負(fù)極連接負(fù)極輸出端；所述電阻r1一端連接正極輸入端vin、另一端連接在pmos柵極與電阻r5之間；所述按鈕開關(guān)s1一端連接在電阻r5與nmos漏極之間，另一端連接在電阻r2與電阻r3之間。
20.所述pmos型號為irf9540；所述nmos型號為2n7002l；所述二極管d1型號為10a01-t；所述電阻r1為51kω；所述電阻r2為510kω；所述電阻r3為510kω；所述電阻r4為2kω；所述電容c1為4.7uf。
21.電阻r5阻值可選，當(dāng)輸入電壓小于20v時將電阻r5短接，輸入電壓大于20v時，電阻r5阻值的取值滿足，在nmos導(dǎo)通時，電阻r5與電阻r1的分壓使pmos的v
gs
電壓大于-20v小于-5v，pmos的v
gs
電壓在-10v～-20v之間時為最佳。
22.工作原理：按鈕開關(guān)s1按下前，nmos的v
gs
電壓為零，nmos截止，pmos的v
gs
電壓為0，pmos截止無輸出；當(dāng)按下按鈕開關(guān)s1，電容c1充電，nmos的v
gs
電壓上升至約3v時nmos導(dǎo)通并
迅速飽和。pmos的v
gs
電壓小于-4v，pmos飽和導(dǎo)通，正極輸出端vout有輸出，發(fā)光二極管d2亮，放開按鈕開關(guān)s1，電容c1通過電阻r2、電阻r3繼續(xù)充電，pmos、nmos狀態(tài)被鎖定；當(dāng)再次按下按鈕開關(guān)s1時，由于nmos處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，漏極電壓約為0v，電容c1通過電阻r3放電，放至低于3v時，nmos截止，pmos的vgs電壓大于-4v，pmos截止，vout無輸出，發(fā)光二極管d2，放開按鈕開關(guān)s1，電容c1通過電阻r2、電阻r3及外電路繼續(xù)放電，pmos、nmos維持截止?fàn)顟B(tài)。
23.傳統(tǒng)機械式開關(guān)，在開啟瞬間，由于后級系統(tǒng)的大容量儲能電容的充電效應(yīng)，系統(tǒng)中會出現(xiàn)很大的沖擊電流，所以在剛開始充電的時候，其沖擊電流非常大，如圖2所示。
24.本實用新型利用rc充放電特性，充電回路的電壓關(guān)系為：vin-》r1-》r5-》s1-》r3-》c1-》地，因此受控的nmos的v
gs
電壓存在一個從低到高的變化過程，時間在秒級。同樣的，所述電路中的pmos的v
gs
是由低到高的緩慢變化過程。如圖3中，所述pmos由截止?fàn)顟B(tài)到飽和狀態(tài)的變化過程，所述時間從0到達t1時，pmos完全飽和導(dǎo)通，最終控制了輸出電流的上升斜率和幅值，使其后級電路避免開啟瞬間的大電流沖擊。圖3中0～t1為電源緩啟動時間。
25.通過圖2與圖3的對比可以得出本實用新型具有良好的穩(wěn)定性。
26.以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本實用新型，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
技術(shù)特征：
1.一種雙穩(wěn)態(tài)電子開關(guān)，其特征在于，包括pmos、二極管d1、電阻r1、電阻r2、電阻r3、電阻r4、電阻r5、nmos、電容c1、發(fā)光二極管d2、按鈕開關(guān)s1；所述pmos源極連接正極輸入端vin、漏極連接二極管d1的正極、柵極連接電阻r5；所述二極管d1負(fù)極連接正極輸出端vout；所述電阻r5另一端連接nmos漏極；所述nmos的源極連接負(fù)極輸入端；所述電阻r2一端連接在pmos漏極與二極管d1正極之間、另一端依次連接電阻r3、電容c1、負(fù)極輸入端；所述nmos的柵極連接在電阻r3與電容c1之間；從所述正極輸出端vout連接電阻r4一端，所述電阻r4另一端連接發(fā)光二極管d2的正極，所述發(fā)光二極管d2的負(fù)極連接負(fù)極輸出端；所述電阻r1一端連接正極輸入端vin、另一端連接在pmos柵極與電阻r5之間；所述按鈕開關(guān)s1一端連接在電阻r5與nmos漏極之間，另一端連接在電阻r2與電阻r3之間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙穩(wěn)態(tài)電子開關(guān)，其特征在于，所述電阻r5為可調(diào)電阻，當(dāng)正極輸入端vin的輸入電壓小于20v時，將所述電阻r5調(diào)至0歐；當(dāng)正極輸入端vin的輸入電壓大于20v時，滿足當(dāng)nmos導(dǎo)通時電阻r5與電阻r1的分壓使nmos的v
gs
電壓大于-20v小于-5v。
技術(shù)總結(jié)
本實用新型公開了一種雙穩(wěn)態(tài)電子開關(guān)，包括PMOS、二極管D1、電阻R1至電阻R5、MOS、電容C1、發(fā)光二極管D2、按鈕開關(guān)S1；所述PMOS源極連接正極輸入端Vin、漏極連接D1正極、柵極連接R5；所述D1負(fù)極連接正極輸出端Vout；所述R5另一端連接MOS漏極；所述MOS的源極連接負(fù)極輸入端；所述R2一端連接在PMOS漏極與D1正極之間、另一端依次連接R3、C1、負(fù)極輸入端；所述MOS的柵極連接在R3與C1之間；所述R4一端連接正極輸出端Vout、另一端連接D2正極，所述D2負(fù)極連接負(fù)極輸出端；所述R1一端連接Vin、另一端連接在PMOS柵極與R5之間；所述S1一端連接在R5與MOS漏極之間，另一端連接在R2與R3之間。本實用新型具有防電流抖動、使用壽命長、緩沖啟動、反接保護、保護后級電路的優(yōu)點。保護后級電路的優(yōu)點。保護后級電路的優(yōu)點。
