觸摸式電子開關前級的製作方法
2024-03-07 03:00:15 1
專利名稱：觸摸式電子開關前級的製作方法
技術領域：
本發明屬於電子控制技術領域，是關於一種觸摸式電子開關前級。
背景技術：
觸摸式電子開關在電器、儀表及自動化控制方面使用很廣泛。為了克服現有機械式開關先天存在體積大、按觸力大、切換速度慢、觸點易產生火花、不防抖易磨損、且不易與數字電路配套使用等種種缺陷，研究製作一種通用型的觸摸式電子開關前級很有必要。這款觸摸式電子開關前級通過無電火花控制觸點與電子電路之間連線的隔離，特別適合在易燃、易爆等場所使用。本發明所述的觸摸式電子開前級由於電壓比較器的輸入阻抗較高，觸摸式電子開關的整機輸入電流極小，開關的輸入/輸出電平符合數字電路接口的電平等要求，能與 TTL, DTL, MOS，CMOS等數字電路兼容，可用於驅動光、電、磁或驅動三極體、可控矽、繼電器等自動控制電路。以下詳細說明本發明所述的觸摸式電子開關前級在製作過程中所涉及的有關技術內容。
發明內容
發明目的及有益效果本發明所述的觸摸式電子開關前級能克服機械式開關存在體積大、按觸力大、切換速度低、觸點易產生火花、不防抖動、易磨損等各種缺陷。該觸摸開關的核心元件採用電壓比較器LM393，由於LM393的輸入阻抗較高，觸摸開關的整機輸入電流極小，觸摸開關的輸入/輸出電平符合數字電路的接口電平等要求，能與TTL，DTL, M0S, CMOS等數字電路兼容，可用於驅動光、電、磁或驅動三極體、可控矽、繼電器等自動控制電路。技術特徵觸摸式電子開關前級，包括直流電源DC、手摸觸頭SA、電壓比較器 ICl-A電路，電壓比較器ICl採用的型號為LM393，在電壓比較器ICl-A的反相端接有一個電壓嵌位電路，在電壓比較器ICl中ICl-A的輸出端接有抗幹擾電路；各部分電路的組成及元器件相互間的連接特徵電壓比較器ICl-A電路電壓比較器ICl-A的3腳接電阻Rl的一端和手摸觸頭SA 的一端，電阻Rl的另一端接直流電源DC正極VCC，手摸觸頭SA的另一端接電路地GND，電壓比較器ICl-A的2腳接電壓嵌位電路，電壓比較器ICl-A的8腳接直流電源DC正極VCC， 電壓比較器ICl-A的4腳接電路地GND，電壓比較器ICl-A的1腳接抗幹擾電路；電壓嵌位電路由3隻開關二極體Dl D3與電阻R2組成，3隻開關二極體Dl D3相互串接後的開關二極體Dl的正極接直流電源DC正極VCC，開關二極體D3的負極接電壓比較器ICl-A的2腳和電阻R2的一端，電阻R2的另一端接電路地GND ；抗幹擾電路中的電解電容Cl的負極和電阻R3的一端接電壓比較器ICl-A的1腳， 電解電容Cl的正極和電阻R3的另一端接直流電源DC正極VCC。
電路工作原理觸摸式電子開關前級的電路核心元件是電壓比較器IC1。在手摸觸頭SA沒有被觸摸時，直流電源DC經電阻Rl，使電壓比較器ICl-A的3腳(同相輸入端) 為高電位，電阻R2和開關二極體Dl D3把比較器ICl-A的2腳反相端置於2. IV電位，電壓比較器ICl-A的3腳> 2腳，ICl-A的1腳輸出為高電位。當手摸觸頭SA被觸摸時，ICl-A的3腳的電位< 2腳電位，電壓比較器ICl-A的狀態被翻轉。電壓比較器ICI是高增益、寬頻帶器件，其輸出端到輸入端有寄生電容而很容易受到幹擾產生振蕩，這種現象多出現在當比較器輸出端電平改變狀態的間隙，通過在電源電路加旁路濾波並不能解決這個問題，所以通常電源不需要加旁路電容。為防止交流電或電源幹擾脈衝竄入引發寄生振蕩，在電壓比較器ICl輸出端與輸入端之間接入電容Cl和電阻R3。
附圖1是本發明提供一個觸摸式電子開關前級的實施例電路工作原理圖；附圖1 中觸摸式電子開關電路中使用LM393型集成電路IC1，每隻LM393型集成電路中有兩組相互獨立的電壓比較器，本發明僅使用其中的1組，即IC1-A。
具體實施例方式按照說明書附圖1所示電路工作原理圖和
及以下所述的技術要求實施， 即可實現本發明。元器件的參數及選擇技術要求ICl為電壓比較器，型號選用LM393，LM393由兩個獨立的電壓比較器構成。它的電源可以由寬範圍的單個正電壓供電，工作電壓2 36V，也可以由正負兩個電壓供電，即 士 1 士 18V，LM393 的輸出可與 TTL，DTL, MOS, CMOS 等兼容；Dl D3選用1N4148型矽開關二極體；電阻選用功率為1/8W金屬膜電阻，電阻Rl的阻值為IM Ω ；電阻R2和電阻R4、R5、 R7的阻值均為IOK Ω ；電阻R3、R6的阻值均為100K Ω ；C1、C2為電解電容，其容量分別為100yF/16V,470yF/16V ；SA為手摸觸頭，可用兩塊小金屬片製作；本實施例的直流電源工作電壓為3 12V，推薦直流電源電壓使用6V。製作與電路調試觸摸式電子開關上的手摸觸頭開關SA是由兩塊小金屬片相距1mm，用鉚釘分別固定在絕緣板上。在使用觸摸式電子開關時，其電路附近有強電力設備工作，為了避免或減輕電磁幹擾，手摸觸頭SA與電路之間的連接線用金屬屏蔽線，並將屏蔽線接地，電子電路板外面建議套用金屬外殼。電壓比較器ICl沒有使用到的引腳必須全部接地。
權利要求
1. 一種觸摸式電子開關前級，包括直流電源DC、手摸觸頭SA和電壓比較器ICl-A電路，其特徵在於電壓比較器ICl採用集成電路的型號為LM393，在電壓比較器ICl-A的反相端接有一個電壓嵌位電路，在電壓比較器ICl中ICl-A的輸出端接有抗幹擾電路；電壓比較器ICl-A電路中的電壓比較器ICl-A的3腳接電阻Rl的一端和手摸觸頭SA 的一端，電阻Rl的另一端接直流電源DC正極VCC，手摸觸頭SA的另一端接電路地GND，電壓比較器ICl-A的2腳接電壓嵌位電路，電壓比較器ICl-A的8腳接直流電源DC正極VCC， 電壓比較器ICl-A的4腳接電路地GND，電壓比較器ICl-A的1腳接抗幹擾電路；電壓嵌位電路由3隻開關二極體Dl D3與電阻R2組成，3隻開關二極體Dl D3相互串接後的開關二極體Dl的正極接直流電源DC正極VCC，開關二極體D3的負極接電壓比較器ICl-A的2腳和電阻R2的一端，電阻R2的另一端接電路地GND ；抗幹擾電路中的電解電容Cl的負極和電阻R3的一端接電壓比較器ICl-A的1腳，電解電容Cl的正極和電阻R3的另一端接直流電源DC正極VCC。
全文摘要
本發明是關於一種觸摸式電子開關前級。該觸摸開關前級包括直流電源DC、手摸觸頭SA和電壓比較器IC1-A電路，其特徵是電壓比較器IC1採用的型號為LM393，在電壓比較器IC1-A的反相端接有一個電壓嵌位電路，在電壓比較器IC1中IC1-A的輸出端接有抗幹擾電路。本發明能克服機械式開關存在體積大、按觸力大、切換速度低、易磨損、觸點易產生火花等各種缺陷。由於LM393的輸入阻抗較高，觸摸開關的整機輸入電流極小，觸摸開關的輸入/輸出電平符合數字電路的接口電平等要求，可用於驅動光、電、磁或驅動三極體、可控矽、繼電器等自動控制電路。
文檔編號H03K17/96GK102386906SQ20111038218
公開日2012年3月21日 申請日期2011年11月25日 優先權日2011年11月25日
發明者何林, 王寅寅 申請人:王寅寅