一种双稳态电子开关的制作方法
1.本实用新型涉及电子开关技术领域，具体涉及一种双稳态电子开关。
背景技术：
2.电子设备的电源开关通常包含启动和关闭两个状态，实现的形式包括机械式开关、双稳态机械开关等。其中机械式开关属于机械式接触，触点在接触瞬间会出现弹跳，引起电源振荡，有可能导致电源跌落或后级系统重启，电流过大时也有可能引起触点打火，引发火灾。并且在开启瞬间，由于后级系统的大容量储能电容的充电效应，系统中会出现很大的冲击电流，所以在刚开始充电的时候，其冲击电流非常大，容易损坏设备设施。传统机械式自锁双稳态开关，受机械自锁结构限制，大电流开关频繁操作很容易疲劳损坏，并且因为开关与电源是串联关系，一旦损坏容易造成较大故障或事故。
技术实现要素：
3.针对上述问题，本实用新型提供一种双稳态电子开关，可用于在电子设备的电源输入，实现单按钮开关双稳态的开关功能，同时也避免电源接通和关断时的较大冲击对后级电路的影响，安全可靠。
4.本实用新型采用下述的技术方案：
5.一种双稳态电子开关，包括pmos、二极管d1、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、nmos、电容c1、发光二极管d2、按钮开关s1；所述pmos源极连接正极输入端vin、漏极连接二极管d1的正极、栅极连接电阻r5；所述二极管d1负极连接正极输出端vout；所述电阻r5另一端连接nmos漏极；所述nmos的源极连接负极输入端；所述电阻r2一端连接在pmos漏极与二极管d1正极之间、另一端依次连接电阻r3、电容c1、负极输入端；所述nmos的栅极连接在电阻r3与电容c1之间；从所述正极输出端vout连接电阻r4一端，所述电阻r4另一端连接发光二极管d2的正极，所述发光二极管d2的负极连接负极输出端；所述电阻r1一端连接正极输入端vin、另一端连接在pmos栅极与电阻r5之间；所述按钮开关s1一端连接在电阻r5与nmos漏极之间，另一端连接在电阻r2与电阻r3之间。
6.进一步的，所述pmos型号选用irf9540；所述nmos型号选用2n7002l；所述二极管d1型号选用10a01-t；所述电阻r1为51kω；所述电阻r2为510kω；所述电阻r3为510kω；所述电阻r4为2kω；所述电容c1为4.7uf。
7.进一步的，电阻r5阻值可调，当输入电压小于20v时将电阻r5阻值调至0欧，输入电压大于20v时，电阻r5阻值的取值应满足：在nmos导通时，电阻r5与电阻r1的分压使pmos的v
gs
电压大于-20v小于-5v，确保pmos饱和导通输出最大电流。
8.本实用新型的有益效果是：
9.1、防抖动，避免了机械式开关在电源接通瞬间的抖动，消除安全隐患。
10.2、本实用新型采用旁路轻触开关，触发电流很小，毫安级别，不存在过热、大电流打火等现象，使用寿命远超传统机械式开关。
11.3、本实用新型利用rc充放电特性，起到缓启动的作用，使其后级电路避免开启瞬间的大电流冲击。
12.4、利用nmos的v
gs
需到达3v才饱和导通和pmos的v
gs
电压小于-4v时才饱和导通这一特点，使整个电路具有反接保护的能力。
附图说明
13.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本实用新型的一些实施例，而非对本实用新型的限制。
14.图1为本实用新型结构示意图；
15.图2为传统机械式开关开始充电时的电流图；
16.图3为本实用新型开始充电时的电流图。
具体实施方式
17.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举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”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
18.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
19.如图1所示，一种双稳态电子开关，包括pmos、二极管d1、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、nmos、电容c1、发光二极管d2、按钮开关s1；所述pmos源极连接正极输入端vin、漏极连接二极管d1的正极、栅极连接电阻r5；所述二极管d1负极连接正极输出端vout；所述电阻r5另一端连接nmos漏极；所述nmos的源极连接负极输入端；所述电阻r2一端连接在pmos漏极与二极管d1正极之间、另一端依次连接电阻r3、电容c1、负极输入端；所述nmos的栅极连接在电阻r3与电容c1之间；从所述正极输出端vout连接电阻r4一端，所述电阻r4另一端连接发光二极管d2的正极，所述发光二极管d2的负极连接负极输出端；所述电阻r1一端连接正极输入端vin、另一端连接在pmos栅极与电阻r5之间；所述按钮开关s1一端连接在电阻r5与nmos漏极之间，另一端连接在电阻r2与电阻r3之间。
20.所述pmos型号为irf9540；所述nmos型号为2n7002l；所述二极管d1型号为10a01-t；所述电阻r1为51kω；所述电阻r2为510kω；所述电阻r3为510kω；所述电阻r4为2kω；所述电容c1为4.7uf。
21.电阻r5阻值可选，当输入电压小于20v时将电阻r5短接，输入电压大于20v时，电阻r5阻值的取值满足，在nmos导通时，电阻r5与电阻r1的分压使pmos的v
gs
电压大于-20v小于-5v，pmos的v
gs
电压在-10v～-20v之间时为最佳。
22.工作原理：按钮开关s1按下前，nmos的v
gs
电压为零，nmos截止，pmos的v
gs
电压为0，pmos截止无输出；当按下按钮开关s1，电容c1充电，nmos的v
gs
电压上升至约3v时nmos导通并
迅速饱和。pmos的v
gs
电压小于-4v，pmos饱和导通，正极输出端vout有输出，发光二极管d2亮，放开按钮开关s1，电容c1通过电阻r2、电阻r3继续充电，pmos、nmos状态被锁定；当再次按下按钮开关s1时，由于nmos处于饱和导通状态，漏极电压约为0v，电容c1通过电阻r3放电，放至低于3v时，nmos截止，pmos的vgs电压大于-4v，pmos截止，vout无输出，发光二极管d2，放开按钮开关s1，电容c1通过电阻r2、电阻r3及外电路继续放电，pmos、nmos维持截止状态。
23.传统机械式开关，在开启瞬间，由于后级系统的大容量储能电容的充电效应，系统中会出现很大的冲击电流，所以在刚开始充电的时候，其冲击电流非常大，如图2所示。
24.本实用新型利用rc充放电特性，充电回路的电压关系为：vin-》r1-》r5-》s1-》r3-》c1-》地，因此受控的nmos的v
gs
电压存在一个从低到高的变化过程，时间在秒级。同样的，所述电路中的pmos的v
gs
是由低到高的缓慢变化过程。如图3中，所述pmos由截止状态到饱和状态的变化过程，所述时间从0到达t1时，pmos完全饱和导通，最终控制了输出电流的上升斜率和幅值，使其后级电路避免开启瞬间的大电流冲击。图3中0～t1为电源缓启动时间。
25.通过图2与图3的对比可以得出本实用新型具有良好的稳定性。
26.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
技术特征：
1.一种双稳态电子开关，其特征在于，包括pmos、二极管d1、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、nmos、电容c1、发光二极管d2、按钮开关s1；所述pmos源极连接正极输入端vin、漏极连接二极管d1的正极、栅极连接电阻r5；所述二极管d1负极连接正极输出端vout；所述电阻r5另一端连接nmos漏极；所述nmos的源极连接负极输入端；所述电阻r2一端连接在pmos漏极与二极管d1正极之间、另一端依次连接电阻r3、电容c1、负极输入端；所述nmos的栅极连接在电阻r3与电容c1之间；从所述正极输出端vout连接电阻r4一端，所述电阻r4另一端连接发光二极管d2的正极，所述发光二极管d2的负极连接负极输出端；所述电阻r1一端连接正极输入端vin、另一端连接在pmos栅极与电阻r5之间；所述按钮开关s1一端连接在电阻r5与nmos漏极之间，另一端连接在电阻r2与电阻r3之间。2.根据权利要求1所述的一种双稳态电子开关，其特征在于，所述电阻r5为可调电阻，当正极输入端vin的输入电压小于20v时，将所述电阻r5调至0欧；当正极输入端vin的输入电压大于20v时，满足当nmos导通时电阻r5与电阻r1的分压使nmos的v
gs
电压大于-20v小于-5v。
技术总结
本实用新型公开了一种双稳态电子开关，包括PMOS、二极管D1、电阻R1至电阻R5、MOS、电容C1、发光二极管D2、按钮开关S1；所述PMOS源极连接正极输入端Vin、漏极连接D1正极、栅极连接R5；所述D1负极连接正极输出端Vout；所述R5另一端连接MOS漏极；所述MOS的源极连接负极输入端；所述R2一端连接在PMOS漏极与D1正极之间、另一端依次连接R3、C1、负极输入端；所述MOS的栅极连接在R3与C1之间；所述R4一端连接正极输出端Vout、另一端连接D2正极，所述D2负极连接负极输出端；所述R1一端连接Vin、另一端连接在PMOS栅极与R5之间；所述S1一端连接在R5与MOS漏极之间，另一端连接在R2与R3之间。本实用新型具有防电流抖动、使用寿命长、缓冲启动、反接保护、保护后级电路的优点。保护后级电路的优点。保护后级电路的优点。
