一种开关控制电路、系统及开关控制机械设备转让专利
申请号 : CN202011462880.6
文献号 : CN112701900B
文献日 : 2022-03-11
发明人 : 孙俊华 , 蔡公华
申请人 : 苏州华兴源创科技股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种开关控制电路,其特征在于,包括:电源开关模块,所述电源开关模块的输出端用于输出第一电源控制信号,其中,所述第一电源控制信号用于控制电源控制系统处于上电状态或者断电状态;
下位机信号处理模块,所述下位机信号处理模块的信号输入端用于接入下位机控制信号,所述下位机信号处理模块的信号输出端用于输出上升沿检测信号,其中所述上升沿检测信号用于检测所述下位机控制信号是否从下降沿跳转到上升沿;
逻辑门信号处理模块,所述逻辑门信号处理模块的第一信号输入端用于接入上位机第一控制信号,所述逻辑门信号处理模块的第二信号输入端用于接入上位机第二控制信号,所述逻辑门信号处理模块的第三信号输入端与所述下位机信号处理模块的信号输出端电连接,所述逻辑门信号处理模块的第四信号输入端与所述电源开关模块的输出端电连接,用于接入所述第一电源控制信号;
所述逻辑门信号处理模块基于所述上位机第一控制信号、所述上位机第二控制信号、所述上升沿检测信号和所述第一电源控制信号,通过所述信号逻辑门信号处理模块的信号输出端输出第二电源控制信号,其中所述第二电源控制信号用于控制所述电源控制系统处于上电状态或者断电状态;
所述第二电源控制信号Y满足如下逻辑关系:Y=((A′C+A′B+BC)D)′其中,A为所述上位机第一控制信号,A′为所述上位机第一控制信号的反相信号,B为所述上位机第二控制信号,C为所述第一电源控制信号,D为所述上升沿检测信号,所述第二电源控制信号Y为(A′C+A′B+BC)D代表的控制信号的反相信号。
2.根据权利要求1所述的开关控制电路,其特征在于,所述逻辑门信号处理模块包括第一非门芯片单元、第二非门芯片单元、与门芯片单元和或门芯片单元;
所述第一非门芯片单元的信号输入端用于接入所述上位机第一控制信号,所述第一非门芯片单元的信号输出端用于输出第一反相信号,其中所述第一反相信号为所述上位机第一控制信号的反相信号;
所述与门芯片单元的第一信号输入端与所述第一非门芯片单元的信号输出端电连接,所述与门芯片单元的第二信号输入端用于接入所述上位机第二控制信号,所述与门芯片单元基于所述第一反相信号和所述上位机第二控制信号,通过所述与门芯片单元的第一信号输出端输出第一逻辑与信号,其中所述第一逻辑与信号为所述第一反相信号和所述上位机第二控制信号的逻辑与信号;
所述与门芯片单元的第三信号输入端与所述第一非门芯片单元的信号输出端电连接,所述与门芯片单元的第四信号输入端与所述电源开关模块的输出端电连接,所述与门芯片单元基于所述第一反相信号和所述第一电源控制信号,通过所述与门芯片单元的第二信号输出端输出第二逻辑与信号,其中所述第二逻辑与信号为所述上位机第一控制信号的反相信号和所述第一电源控制信号的逻辑与信号;
所述与门芯片单元的第五信号输入端接入所述上位机第二控制信号,所述与门芯片单元的第六信号输入端与所述电源开关模块的输出端电连接,接入所述上位机第二控制信号,所述与门芯片单元基于所述上位机第二控制信号和所述第一电源控制信号,通过所述与门芯片单元的第三信号输出端输出第三逻辑与信号,其中所述第三逻辑与信号为所述上位机第二控制信号和所述第一电源控制信号的逻辑与信号;
所述或门芯片单元的第一信号输入端与所述与门芯片单元的第一信号输出端电连接,所述或门芯片单元的第二信号输入端与所述与门芯片单元的第二信号输出端电连接,所述或门芯片单元的第三信号输入端与所述与门芯片单元的第三信号输出端电连接,所述或门芯片单元基于所述第一逻辑与信号、所述第二逻辑与信号和所述第三逻辑与信号,通过所述或门芯片单元的信号输出端输出逻辑或信号,其中所述逻辑或信号为所述第一逻辑与信号、所述第二逻辑与信号和所述第三逻辑与信号的逻辑或信号;
所述与门芯片单元的第七信号输入端与所述或门芯片单元的信号输出端电连接,所述与门芯片单元的第八信号输入端与所述下位机信号处理模块的信号输出端电连接,所述与门芯片单元基于所述逻辑或信号和所述上升沿检测信号,通过所述与门芯片单元的第四信号输出端输出第四逻辑与信号,其中所述第四逻辑与信号为所述逻辑或信号和所述上升沿检测信号的逻辑与信号;
所述第二非门芯片单元的第一信号输入端与所述与门芯片单元的第四信号输出端电连接,所述第二非门芯片单元基于所述第四逻辑与信号,通过所述第二非门芯片单元的信号输出端输出第二反相信号,其中所述第二反相信号为所述第四逻辑与信号的反相信号,且所述第二反相信号为所述第二电源控制信号。
3.根据权利要求1所述的开关控制电路,其特征在于,还包括通信模块,所述通信模块的第一信号输入端用于接入所述上位机第一控制信号,所述通信模块的第二信号输入端用于接入所述上位机第二控制信号;
所述逻辑门信号处理模块的第一信号输入端与所述通信模块的第一信号输出端电连接,所述逻辑门信号处理模块的第二信号输入端与所述通信模块的第二信号输出端电连接。
4.根据权利要求3所述的开关控制电路,其特征在于,所述通信模块包括USB接口和USB转通用I/O端口;
所述USB接口的第一信号输入端用于接入所述上位机第一控制信号,所述USB接口的第二信号输入端用于接入所述上位机第二控制信号;
所述USB转通用I/O端口的第一信号输入端与所述USB接口的第一信号输出端电连接,所述USB转通用I/O端口的第二信号输入端与所述USB接口的第二信号输出端电连接,所述逻辑门信号处理模块的第一信号输入端与所述USB转通用I/O端口的第一信号输出端电连接,所述逻辑门信号处理模块的第二信号输入端与所述USB转通用I/O端口的第二信号输出端电连接。
5.根据权利要求1所述的开关控制电路,其特征在于,所述下位机信号处理模块包括锁存器、晶体管和第一电源;
所述锁存器的信号输入端用于接入所述下位机控制信号;
所述晶体管的控制端与所述锁存器的信号输出端电连接,所述晶体管的第一端与所述第一电源电连接,所述晶体管的第二端接地,所述晶体管的第一端用于输出所述上升沿检测信号;
所述逻辑门信号处理模块的第三信号输入端与所述晶体管的第一端电连接。
6.根据权利要求5所述的开关控制电路,其特征在于,所述晶体管包括NMOS管,所述NMOS管的栅极与所述锁存器的信号输出端电连接,所述NMOS管的漏极与所述第一电源电连接,所述NMOS管的源极接地。
7.根据权利要求1所述的开关控制电路,其特征在于,所述电源开关模块包括机械按钮,所述机械按钮包括上电子按钮和下电子按钮。
8.一种开关控制系统,其特征在于,包括:上位机,所述上位机用于输出上位机第一控制信号和上位机第二控制信号;
下位机,所述下位机用于输出下位机控制信号;
开关控制电路,所述开关控制电路如权利要求1‑7任一所述的开关控制电路;
电源控制系统,所述电源控制系统的电源信号输入端与所述开关控制电路电连接,用于接收所述开关控制电路输出的第二电源控制信号。
9.一种开关控制机械设备,其特征在于,包括如权利要求8所述的开关控制系统。
说明书 :
一种开关控制电路、系统及开关控制机械设备
技术领域
背景技术
电源控制系统上电或者断电的控制难度加大。
发明内容
沿检测信号用于检测所述下位机控制信号是否从下降沿跳转到上升沿;
号,所述逻辑门信号处理模块的第三信号输入端与所述下位机信号处理模块的信号输出端
电连接,所述逻辑门信号处理模块的第四信号输入端与所述电源开关模块的输出端电连
接,用于接入所述第一电源控制信号;
信号输出端输出第二电源控制信号,其中所述第二电源控制信号用于控制所述电源控制系
统处于上电状态或者断电状态。
出端输出第二电源控制信号,其中第二电源控制信号用于控制电源控制系统处于上电状态
或者断电状态,相比现有技术仅仅是通过电源开关模块输出的第一电源控制信号去控制电
源控制系统处于上电状态或者断电状态,避免了当技术人员距离电源开关模块较远,或者
受限于开关控制设备的摆放位置,技术人员无法碰触电源开关模块而无法控制电源控制系
统处于上电状态或者断电状态的问题,进而降低了开关控制机械设备的电源控制系统上电
或者断电的控制难度。
附图说明
具体实施方式
于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
控制系统上电或者断电的控制难度加大。
关模块10,电源开关模块10的输出端10A用于输出第一电源控制信号C,其中,第一电源控制
信号C用于控制电源控制系统400处于上电状态或者断电状态;下位机信号处理模块20,下
位机信号处理模块20的信号输入端20A用于接入下位机控制信号,下位机信号处理模块20
的信号输出端20B用于输出上升沿检测信号D,其中上升沿检测信号D用于检测下位机控制
信号是否从下降沿跳转到上升沿;逻辑门信号处理模块30,逻辑门信号处理模块30的第一
信号输入端30A用于接入上位机第一控制信号A,逻辑门信号处理模块30的第二信号输入端
30B用于接入上位机第二控制信号B,逻辑门信号处理模块30的第三信号输入端30C与下位
机信号处理模块20的信号输出端20B电连接,逻辑门信号处理模块30的第四信号输入端30D
与电源开关模块10的输出端10A电连接,用于接入第一电源控制信号C;逻辑门信号处理模
块30基于上位机第一控制信号A、上位机第二控制信号B、第一电源控制信号C和上升沿检测
信号D,通过信号逻辑门信号处理模块30的信号输出端30E输出第二电源控制信号Y,其中第
二电源控制信号Y用于控制电源控制系统400处于上电状态或者断电状态。
制信号,上电控制信号和下电控制信号组成了第一电源控制信号C,第一电源控制信号C用
于控制电源控制系统400处于上电状态或者断电状态。
的信号输出端30E输出第二电源控制信号Y,其中第二电源控制信号Y用于控制电源控制系
统400处于上电状态或者断电状态,相比现有技术仅仅是通过电源开关模块10输出的第一
电源控制信号C去控制电源控制系统400处于上电状态或者断电状态,避免了当技术人员距
离电源开关模块10较远,或者受限于开关控制设备的摆放位置,技术人员无法碰触电源开
关模块10而无法控制电源控制系统400处于上电状态或者断电状态的问题,进而降低了开
关控制机械设备的电源控制系统400上电或者断电的控制难度。
二电源控制信号Y满足式(1)所示的逻辑关系:
+A′B+BC)D)代表的控制信号的反相信号。
统上电状态和断电状态。示例性的,表1和表2中的“0”代表是低电平信号,“1”代表是高电平
信号。根据式(1)所示的逻辑关系式,开关控制电路100基于上位机第一控制信号A、上位机
第二控制信号B、第一电源控制信号C和上升沿检测信号D,可以实现如下技术方案:
电源控制信号C的初始状态为低电平信号;下位机控制信号的初始状态为低电平信号,下位
机信号处理模块20的信号输出端20B输出上升沿检测信号D,其中上升沿检测信号D为高电
平信号;当下位机控制信号从下降沿跳转到上升沿的时刻,下位机信号处理模块20输出上
升沿检测信号D,其中上升沿检测信号D为低电平信号,上述技术方案实现了下位机信号处
理模块20用于检测下位机控制信号是否从下降沿跳转到上升沿的功能,即当下位机控制信
号从下降沿跳转到上升沿时,下位机信号处理模块20将输出的上升沿检测信号D锁定为低
电平信号。
信号B、第一电源控制信号C和下位机控制信号均处于初始状态,此时第二电源控制信号Y为
高电平信号,电源控制系统400处于初始状态。
上位机第二控制信号B和下位机控制信号均处于初始状态,由于第一电源控制信号C被触
发,促使第二电源控制信号Y为低电平信号,因此第一电源控制信号C控制电源控制系统400
处于上电状态,即电源开关模块10控制电源控制系统400处于上电状态。
信号C和下位机控制信号均处于初始状态,由于上位机第一控制信号A和上位机第二控制信
号B的状态改变,促使第二电源控制信号Y为低电平信号,因此上位机第一控制信号A和上位
机第二控制信号B控制电源控制系统400处于上电状态,即上位机200控制电源控制系统400
处于上电状态。
号处于初始状态,由于上位机第一控制信号A、上位机第二控制信号B和第一电源控制信号C
的状态改变,促使第二电源控制信号Y为低电平信号,因此上位机第一控制信号A、上位机第
二控制信号B和第一电源控制信号C控制电源控制系统400处于上电状态,即上位机200和电
源开关模块10控制电源控制系统400处于上电状态。
制信号A、上位机第二控制信号B和下位机控制信号均处于初始状态,由于第一电源控制信
号C的状态改变,促使第二电源控制信号Y为低电平信号,因此第一电源控制信号C控制电源
控制系统400处于上电状态,即电源开关模块10控制电源控制系统400处于上电状态。
号处于初始状态,由于上位机第一控制信号A、上位机第二控制信号B和第一电源控制信号C
的状态改变,促使第二电源控制信号Y为高电平信号,因此上位机第一控制信号A和上位机
第二控制信号B控制电源控制系统400处于断电状态,即上位机200和电源开关模块10控制
电源控制系统400处于断电状态。
信号C和下位机控制信号处于初始状态,由于上位机第一控制信号A和上位机第二控制信号
B的状态改变,促使第二电源控制信号Y为高电平信号,因此上位机第一控制信号A和上位机
第二控制信号B控制电源控制系统400处于断电状态,即上位机200控制电源控制系统400处
于断电状态。
制信号A、上位机第二控制信号B和下位机控制信号处于初始状态,由于第一电源控制信号C
的状态改变,促使第二电源控制信号Y为高电平信号,因此第一电源控制信号C控制电源控
制系统400处于断电状态,即上位机200控制电源控制系统400处于断电状态。
处于初始状态,第二电源控制信号Y为高电平信号,因此下位机控制信号控制电源控制系统
400处于断电状态,以实现当下位机控制信号从下降沿跳转到上升沿时,下位机信号处理模
块20将输出的上升沿检测信号D锁定为低电平信号,下位机300控制电源控制系统400处于
断电状态。需要说明的是,此时只有将下位机300重新上电才能重新开启对电源控制系统
400上电或者断电的控制。
理模块30进行进一步细化,参见图3和图4,逻辑门信号处理模块30包括:第一非门芯片单元
31、与门芯片单元32、或门芯片单元33和第二非门芯片单元34。第一非门芯片单元31的信号
输入端31A用于接入上位机第一控制信号A,第一非门芯片单元31的信号输出端31B用于输
出第一反相信号A′,其中第一反相信号A′为上位机第一控制信号A的反相信号。
单元32基于第一反相信号A′和上位机第二控制信号B,通过与门芯片单元32的第一信号输
出端32C输出第一逻辑与信号(A′B),其中第一逻辑与信号(A′B)为第一反相信号A′和上位
机第二控制信号B的逻辑与信号。
门芯片单元32基于第一反相信号A′和第一电源控制信号C,通过与门芯片单元32的第二信
号输出端32F输出第二逻辑与信号(A′C),其中第二逻辑与信号(A′C)为上位机第一控制信
号A的反相信号和第一电源控制信号C的逻辑与信号。
机第二控制信号B和第一电源控制信号C,通过与门芯片单元32的第三信号输出端32I输出
第三逻辑与信号(BC),其中第三逻辑与信号(BC)为上位机第二控制信号B和第一电源控制
信号C的逻辑与信号。
连接,或门芯片单元33的第三信号输入端33C与与门芯片单元32的第三信号输出端32I电连
接,或门芯片单元33基于第一逻辑与信号(A′B)、第二逻辑与信号(A′C)和第三逻辑与信号
(BC),通过或门芯片单元33的信号输出端33D输出逻辑或信号(A′C+A′B+BC),其中逻辑或信
号为第一逻辑与信号(A′B)、第二逻辑与信号(A′C)和第三逻辑与信号(BC)的逻辑或信号。
接,与门芯片单元32基于逻辑或信号(A′C+A′B+BC)和上升沿检测信号D,通过与门芯片单元
32的第四信号输出端32L输出第四逻辑与信号((A′C+A′B+BC)D),其中第四逻辑与信号((A′
′ ′
C+A′B+BC)D)为逻辑或信号(AC+AB+BC)和上升沿检测信号D的逻辑与信号。
片单元34的信号输出端34B输出第二反相信号((A′C+A′B+BC)D)′,其中第二反相信号((A′C
+A′B+BC)D)′为第四逻辑与信号((A′C+A′B+BC)D)的反相信号,且第二反相信号((A′C+A′B+
BC)D)′为第二电源控制信号Y。
检测信号D,转换为第二电源控制信号Y,以实现电源开关模块10控制电源控制系统400处于
上电状态,上位机200控制电源控制系统400处于上电状态,上位机200和电源开关模块10控
制电源控制系统400处于上电状态,上位机200、上位机200和电源开关模块10控制电源控制
系统400处于断电状态,上位机200控制电源控制系统400处于断电状态、上位机200控制电
源控制系统400处于断电状态以及下位机300控制电源控制系统400处于断电状态之间的任
意切换。相比现有技术仅仅是通过电源开关模块10输出的第一电源控制信号C去控制电源
控制系统400处于上电状态或者断电状态,避免了当技术人员距离电源开关模块10较远,或
者受限于开关控制设备的摆放位置,技术人员无法碰触电源开关模块10而无法控制电源控
制系统400处于上电状态或者断电状态的问题,进而降低了开关控制机械设备的电源控制
系统400上电或者断电的控制难度。
的通信连接,参见图5和图6,开关控制电路100还包括通信模块40,通信模块40的第一信号
输入端40A用于接入上位机第一控制信号,通信模块40的第二信号输入端40B用于接入上位
机第二控制信号;逻辑门信号处理模块30的第一信号输入端30A与通信模块40的第一信号
输出端40C电连接,逻辑门信号处理模块30的第二信号输入端30B与通信模块40的第二信号
输出端40D电连接。
括USB接口41和USB转通用I/O端口42;USB接口41的第一信号输入端41A用于接入上位机第
一控制信号,USB接口41的第二信号输入端41B用于接入上位机第二控制信号;USB转通用I/
O端口42的第一信号输入端42A与USB接口41的第一信号输出端41C电连接,USB转通用I/O端
口42的第二信号输入端42B与USB接口41的第二信号输出端41D电连接,逻辑门信号处理模
块30的第一信号输入端30A与USB转通用I/O端口42的第一信号输出端42C电连接,逻辑门信
号处理模块30的第二信号输入端30B与USB转通用I/O端口42的第二信号输出端42D电连接。
示意图。在上述技术方案的基础上,参见图7,下位机信号处理模块20包括锁存器21、晶体管
Q1和第一电源22;锁存器21的信号输入端21A用于接入下位机控制信号;晶体管Q1的控制端
与锁存器21的信号输出端21B电连接,晶体管Q1的第一端与第一电源22电连接,晶体管Q1的
第二端接地,晶体管Q1的第一端用于输出上升沿检测信号D;逻辑门信号处理模块30的第三
信号输入端30C与晶体管Q1的第一端电连接。
沿跳转到上升沿时,晶体管Q1处于导通状态,晶体管Q1的第一端输出上升沿检测信号D,其
中上升沿检测信号D为低电平信号。可选地,第一电阻R1位于第一电源22和晶体管Q1的第一
端之间,用于限流。第二电阻R2的第一端与晶体管Q1的控制端电连接,第二电阻R2的第二端
接地,用作下拉电阻,避免晶体管Q1的控制端的电流过大。
机控制信号为低电平信号,NMOS管处于截止状态,NMOS管的漏极输出上升沿检测信号D,其
中上升沿检测信号D为高电平信号;当下位机控制信号从下降沿跳转到上升沿时,NMOS管处
于导通状态,NMOS管的漏极输出上升沿检测信号D,其中上升沿检测信号D为低电平信号。可
选的,下位机信号处理模块20还包括二极管23,二极管23的阳极与晶体管Q1的第二端电连
接,二极管23的阴极与晶体管Q1的第一端电连接,二极管23用于防止晶体管Q1的第一端和
第二端接有感性负载时,感性负载产生的反向电动势将晶体管Q1击穿。
机300,下位机300用于输出下位机控制信号;开关控制电路100,开关控制电路100如上述技
术方案中任意所述的开关控制电路;电源控制系统400,电源控制系统400的电源信号输入
端与开关控制电路100电连接,用于接收开关控制电路100输出的第二电源控制信号Y。
亮状态,第二电源控制信号Y控制电源控制系统400断电时,上电或断电指示灯500处于暗
态,上电或断电指示灯500可以清晰指示电源控制系统400的上电状态和断电状态。
因此本发明实施例提供的开关控制机械设备也具有上述实施例中所描述的有益效果,此处
不再赘述。
重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行
了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还
可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。