基于微型脈沖供電式光電倒置開關的設計

　　實驗測得： 在供電電壓1. 8V 的條件下， 正向工作電流IFP ≈92 uA, 因為空度比

計算紅外發光二極管工作于脈沖狀態時的峰值電流

。

　　從計算結果可以看出， 脈沖峰值電流較大， 從而使得發射率提高很多， 這樣就增加了該微型開關開/ 關狀態的穩定性和可靠性。同時， 可以根據具體需要， 在保證可靠性的前提下， 設置較低點的峰值電流， 實現降低功耗的目的。

　　延時上電控制信號發生電路由CPLD 的內部邏輯電路的12 位二進制異步計數器U4、7 位二進制異步計數器U5~ U6、D 觸發器U 8 和與門U10構成。延時上電控制信號發生電路產生延時上電控制信號PON 給存儲測試系統， 利用延時上電控制信號的電平變化來控制測試系統從等待工作狀態進入全工作狀態。

　　4 倒置開關工作原理及時序仿真

　　當光電開關處于正置狀態時， 小鋼球不會擋光， 紅外光路導通， 光電三極管的發射極輸出脈沖信號， 此脈沖信號與驅動發光二極管的脈沖電壓信號頻率相同， 占空比相同， 內部信號CLR 一直給7位二進制異步計數器U6 清零， U 6 的輸出Q 為低電平， 延時上電控制信號PON 為低電平。

　　當光電開關處于倒置狀態時， 小鋼球擋住透光孔， 紅外光路被隔斷， 光敏三極管輸出低電平， 內部信號CLR 為低電平， 清零作用無效， 延時上電控制信號發生電路開始計時， 連續計時滿16 s 后延時上電控制信號PON 變為高電平， 該微型開關從“關”狀態進入“開”狀態， 利用延時上電控制信號的電平變化來控制測試系統從等待工作狀態進入全工作狀態。若小鋼球隔斷光路不能持續16 s 以上， 延時上電控制信號發生電路自動復位PON 輸出低電平， 該微型開關仍處于“關”狀態。

　　圖5 是光路導通時電路可編程邏輯器件ispMA CH 4032ZE 的內部邏輯電路圖的時序仿真圖， 圖6 和圖7 是圖5 中一個周期的局部放大圖， CLK 頻率是32 768 Hz, IR 信號周期是250 ms, 高電平時間是122us, 占空比1：2 047。圖8 是光路隔斷時的電路時序仿真圖， 光路隔斷后ID 為低電平， 16 s后信號PON 變為高電平。

　　5 結束語

　　該微型倒置開關的殼體與開關各模塊之間填充有抗沖擊與振動的緩沖材料， 提高了抗沖擊與抗振動的能力。該微型倒置開關能夠在- 40 ~55℃ 的溫度范圍內正常工作， 能滿足存儲測試系統對耐高低溫的需求。

　　本文所設計的微型脈沖供電式光電倒置開關是實現存儲測試系統微功耗的關鍵部件， 具有微體積、微功耗、耐高低溫、抗高沖擊、抗振動和可靠性高等優點， 該微型開關適用于各種存儲測試系統， 值得提倡、采用和推廣使用。