一種PNP型三線式無接點電晶體磁感應開關的製作方法
2023-05-26 11:17:11 1
本實用新型涉及開關控制技術領域，具體涉及一種磁感應開關電路。
背景技術：
以前的兩線式磁感應開關多為磁簧開關，體積大、安裝不方便，磁簧開關為有接點磁感應開關，開關質量差、耐用性低、容易損壞。磁簧開關還有許多其它內在的劣勢，如，安裝及在有振動和衝擊時的應用中容易損壞，耐用性較差，由於機械磨損產生導致使用壽命有限，以及由於「接觸反彈」造成的可靠性問題。
可靠性和耐用性對磁簧開關來說是一個挑戰，當磁簧開關的磁簧管腳焊接在電路上時，它們會產生彎曲，從而容易破壞磁簧管的玻璃封裝，致使開關不能使用，事實上，這種開關損壞現象非常頻繁，磁簧開關製造商需提供非常詳細的安裝說明並配合操作者非常專業細緻的操作才可能降低這種損壞的發生。
磁簧開關還會受到振動和衝擊的影響，導致開關的觸點分離，嚴重影響元件的可靠性，並且機械式磁簧開關會隨著時間的推移而產生磨損。「觸點反彈」會導致多次通斷循環（斷/通/斷），造成磁簧開關的可靠性問題。同時，磁簧開關尺寸相對較大，功耗也較大，限制了其應用。
技術實現要素：
本實用新型要解決的技術問題是提供一種結構簡單、可靠性高、使用壽命長、體積小、靈敏度高的NPN型三線式無接點電晶體磁感應開關。
為解決上述技術問題，本實用新型採用如下技術方案：一種NPN型三線式無接點電晶體磁感應開關，包括有金屬殼體、安裝在殼體內的電路和安裝於殼體頭部的緊固螺栓，螺栓的螺紋為反牙，其特徵在於：殼體內的電路包括感應控制部分、穩壓供電部分和輸出部分，穩壓供電部分接輸入電源，輸出部分和穩壓供電部分各自與感應控制部分連接；其中，感應控制部分採用感應磁敏探頭傳感器晶片，包括GMR、AMR或TMR，作為感應磁敏探頭IC2；感應磁敏探頭IC2的輸入端接穩壓供電部分，輸出腳接開關管Q1的柵極；開關管Q1的源極接穩壓供電部分，漏極接LED，LED接輸出三極體Q2的基極；輸出三極體Q2的發射極接輸入電源，集電極接負載。
所述穩壓供電部分採用控制IC1作為控制晶片，其型號為CJ78L05，控制IC1的IN腳接輸入電源，其OUT腳接感應磁敏探頭IC2的輸入端和開關管Q1的源極。
所述輸出三極體Q2為PNP型三極體，型號為DTA143ZM；開關管Q1的型號為2SK3541，其源極連接有反向的二極體D1，二極體D1通過電容C1接輸入電源。
感應磁敏探頭IC2的具體型號包括有SM351LT和SM353LT。
在殼體上部具有燈孔，發光二極體為綠色LED，且對準該燈孔，當電路感應時，LED燈通電點亮，光線通過燈孔射出。
隨著製造商推動磁阻技術的發展，磁簧開關已經不再是高靈敏度開關的唯一選擇。例如，霍尼韋爾新款Nanopower AMR傳感器IC（SM351LT和SM353LT）能夠與磁簧開關相同或更高的靈敏度。超高靈敏度產品SM351LT的動作靈敏度經典型值為7G，最大值為11G, 高靈敏度產品SM353LT的動作靈敏度經典型值為11G，最大值為20G,這意味著TMR傳感器的靈敏度比對應的高靈敏度磁簧開關相同或更高。TMR採用COMS技術，在磁性傳器內置時鐘，從而賦予了傳感器睡眠/喚醒模式，以降低傳感器的功耗，例如，霍爾效應傳感器的功耗為3-8µA,新型TMR傳感器技術的功耗僅為360nA，從而使TMR傳感器可以替代大多數的磁簧開關，所需功耗甚至還不到磁簧開關的1/10。
本實用新型通過採用金屬殼體，不容易老化，外觀與氣缸的開槽相吻合，定位更穩定；螺紋採用反牙，迫使鐵片向上運動頂住氣缸槽，使螺栓頂住開關向下運動頂住槽底部，開關與氣缸更貼合，從而感應更準確，更靈敏；內部電路則採用GMR/AMR/TMR作為控制晶片，具有電路結構簡單、可靠性高、使用壽命長、靈敏度高、體積小、功耗低等優點。
附圖說明
圖1為本實用新型電路原理圖；
圖2為本實用新型整體結構圖。
圖中，1為殼體，2為鐵片，3為螺栓，4為線材，5為燈孔。
具體實施方式
本實施例中，參照圖1和圖2，所述無接點電晶體雙色LED磁感應開關，包括有金屬殼體1、安裝在殼體1內的電路和安裝於殼體1頭部的緊固螺栓3及固定開關的鐵片2，螺栓3的螺紋為反牙，線材4從殼體1接入；殼體1內的電路包括感應控制部分、穩壓供電部分和輸出部分，穩壓供電部分接輸入電源，輸出部分和穩壓供電部分各自與感應控制部分連接；其中，感應控制部分採用感應磁敏探頭傳感器晶片，包括GMR、AMR或TMR都可以，作為感應磁敏探頭IC2；感應磁敏探頭IC2的輸入端接穩壓供電部分，輸出腳接開關管Q1的柵極；開關管Q1的源極接穩壓供電部分，漏極接LED，LED接輸出三極體Q2的基極；輸出三極體Q2的發射極接輸入電源，集電極接負載。
所述穩壓供電部分採用控制IC1作為控制晶片，其型號為CJ78L05，控制IC1的IN腳接輸入電源，其OUT腳接感應磁敏探頭IC2的輸入端和開關管Q1的源極。
所述輸出三極體Q2為PNP型三極體，型號為DTA143ZM；開關管Q1的型號為2SK3541，其源極連接有反向的二極體D1，二極體D1通過電容C1接輸入電源。
感應磁敏探頭IC2的具體型號包括有SM351LT和SM353LT。
在殼體1上部具有燈孔，發光二極體為紅色LED，且對準該燈孔5，當電路感應時，LED燈通電點亮，光線通過燈孔5射出。
電路工作原理：霍爾（GMR/AMR/TMR）感應磁敏探頭IC2是由對溫度變化不敏感的，對磁場變化相當敏感的強磁性材料製成的。當磁性開關進入磁環磁場內，因霍爾效應，感應磁敏探頭IC2輸出一個信號，此信號經放大器處理，轉換成磁性開關的電壓信號，使磁性開關導通；當磁性開關離開磁環磁場後，霍爾效應消失，感應磁敏探頭IC2無信號輸出，使開關斷開。因感應磁敏探頭IC2是通過霍爾效應，控制感應磁敏探頭IC2內電位差，產生一個輸出信號，經信號放大器處理放大，所以為無接點電晶體磁感應開關。
開關在磁場範圍內工作時，紅色LED燈。
穩壓供電部分實現直流-直流變換，在輸入電壓的範圍為5~30V的範圍內，輸出2~5V的穩定直流電壓，輸出電壓解析度為0.1V，誤差小於等於0.05V，電壓調整率小於0.1%。
當感應磁敏探頭IC2進入磁場範圍時，輸出腳OUT1輸出一個信號，使開關管Q1導通，輸出一個信號給輸出三極體Q2，使輸出三極體Q2導通，紅色LED亮。
輸出三極體Q2對開關管Q1導通後的輸出電壓進行放大，然後提供一個輸出信號到負載，使負載導通。
以上已將本實用新型做一詳細說明，以上所述，僅為本實用新型之較佳實施例而已，當不能限定本實用新型實施範圍，即凡依本申請範圍所作均等變化與修飾，皆應仍屬本實用新型涵蓋範圍內。