[發(fā)明專利]一種抗干擾的光電開(kāi)關(guān)電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310542395.3
• 申請(qǐng)日: 2013-11-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103684385A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳張勇;周次平;張濤;萬(wàn)海勝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州優(yōu)邁科技有限公司
• 主分類號(hào): H03K17/94
• 分類號(hào): H03K17/94
• 代理公司: 杭州天勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 解明鎧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光電開(kāi)關(guān)領(lǐng)域，具體涉及一種抗干擾的光電開(kāi)關(guān)電路。

背景技術(shù)

光電開(kāi)關(guān)（光電傳感器）是光電接近開(kāi)關(guān)的簡(jiǎn)稱，它是利用被檢測(cè)物對(duì)光束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測(cè)物體的有無(wú)。物體不限于金屬，所有能反射光線的物體均可被檢測(cè)。

光電開(kāi)關(guān)將輸入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)換為光信號(hào)射出，接收器再根據(jù)接收到的光線的強(qiáng)弱或有無(wú)對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行探測(cè)。安防系統(tǒng)中常使用光電開(kāi)關(guān)煙霧報(bào)警器，工業(yè)中經(jīng)常用光電開(kāi)關(guān)來(lái)記數(shù)機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)次數(shù)。

現(xiàn)有技術(shù)中常采用芯片對(duì)接收器接收的紅外線進(jìn)行處理以及輸出，例如，授權(quán)公告號(hào)為CN201952076U的實(shí)用新型公開(kāi)了一種光電開(kāi)關(guān)電路，包括為整個(gè)電路供電的電源調(diào)整電路，發(fā)射紅外線的方波震蕩紅外發(fā)射電路，發(fā)射的紅外線信號(hào)輸送至紅外線的接收電路，紅外線接收電路根據(jù)紅外線信號(hào)產(chǎn)生高低邏輯電平輸入到邏輯控制電路，邏輯電路將接收到的信號(hào)進(jìn)行邏輯運(yùn)算處理并將處理信號(hào)輸出到輸出電路。

為了延長(zhǎng)光電開(kāi)關(guān)的使用壽命，消除雜光的干擾，申請(qǐng)公布號(hào)為CN102983849A的發(fā)明公開(kāi)了一種對(duì)射式紅外光電開(kāi)關(guān)，用于長(zhǎng)期工作的邊緣檢測(cè)和行程終端位置檢測(cè)的場(chǎng)合，如電梯運(yùn)動(dòng)的平層定位檢測(cè)等，采用多種穩(wěn)壓與保護(hù)電路，由方波發(fā)生器輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射模塊，接收信號(hào)經(jīng)過(guò)動(dòng)態(tài)交流耦合得到信號(hào)給控制輸出電路，具有很強(qiáng)的抗干擾能力；當(dāng)沒(méi)有遮擋物時(shí)，采用正常方波信號(hào)驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射模塊，當(dāng)紅外光被擋住超過(guò)一定時(shí)間后，由單片機(jī)控制進(jìn)入休眠模式，紅外發(fā)射管進(jìn)入循環(huán)間歇工作狀態(tài)(如停止100ms，發(fā)射4ms)；光線沒(méi)有遮擋時(shí)，恢復(fù)常態(tài)；當(dāng)檔板長(zhǎng)時(shí)間遮擋光線時(shí)，可以大大提高發(fā)射管壽命。

利用芯片對(duì)接收器接收到的紅外光進(jìn)行處理，電路的組成相對(duì)簡(jiǎn)單，但是基于芯片使用的穩(wěn)定性相較純硬件的電路較差，因此，在對(duì)可靠性要求較高的場(chǎng)合，采用芯片的穩(wěn)定性不能滿足要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種抗干擾的光電開(kāi)關(guān)電路，應(yīng)用模擬電路消除外界雜光的干擾，具有防誤反射、過(guò)載保護(hù)以及灌電流保護(hù)等功能。

一種抗干擾的光電開(kāi)關(guān)電路，包括依次連接的方波發(fā)生電路、紅外發(fā)射電路、紅外接收處理電路、邏輯判斷電路和狀態(tài)輸出電路，以及為各電路供電的電源電路，所述紅外接收處理電路包括：

光電轉(zhuǎn)換電路，用于將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；

放大電路，用于對(duì)所述電信號(hào)進(jìn)行放大處理；

隔直電容，用于對(duì)放大電路輸出的信號(hào)進(jìn)行隔直處理；

第一比較電路，用于將隔直處理后的信號(hào)與第一基準(zhǔn)電壓相比并輸出第一方波；

調(diào)制電路，用于將所述第一方波進(jìn)行處理并輸出第二方波，該第二方波中每個(gè)周期具有預(yù)設(shè)的低電平時(shí)間；

所述邏輯判斷電路包括：

反相器，反相器的輸出端作為邏輯判斷電路的輸出與狀態(tài)輸出電路相連接；

PNP三極管，發(fā)射極接電源電路，集電極接反相器的輸入端，基極接調(diào)制電路的輸出端；

上拉電容，連接在PNP三極管的基極和電源電路之間，用于根據(jù)第二方波的頻率調(diào)節(jié)控制PNP三極管的基極電壓。

電源電路的作用是將輸入的12V-24V電壓轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的5V電壓供其余部分電路正常穩(wěn)定工作。

作為優(yōu)選，所述調(diào)制電路包括：

充放電路，用于對(duì)第一方波進(jìn)行波形調(diào)制；

第二比較電路，用于將充放電路輸出的信號(hào)與第二基準(zhǔn)電壓相比并輸出所述第二方波。

作為優(yōu)選，所述紅外發(fā)射電路包括：

紅外發(fā)射管；

開(kāi)關(guān)管，用于導(dǎo)通紅外發(fā)射管和電源電路，該開(kāi)關(guān)管受控于所述方波發(fā)生電路的輸出信號(hào)；

分流開(kāi)關(guān)，與所述紅外發(fā)射管并聯(lián)，且該分流開(kāi)關(guān)受控于所述邏輯判斷電路的輸出信號(hào)。

所述紅外接收處理電路通過(guò)純硬件實(shí)現(xiàn)，可靠性較高，具有較強(qiáng)的抗外部光干擾的作用，紅外接收處理電路的具體連接關(guān)系優(yōu)選如下：

所述光電轉(zhuǎn)換電路包括紅外接收管D1，紅外接收管D1的負(fù)極經(jīng)電阻R4接電源電路，紅外發(fā)射管D1的正極依次經(jīng)電阻R2和電阻R5接地。

所述放大電路采用差分放大器U2，差分放大器U2的正向輸入端通過(guò)電阻R8接在電阻R2與紅外接收管D1之間，差分放大器U2的負(fù)向輸入端通過(guò)電阻R9接在電阻R2與電阻R5之間，差分放大器U2的輸出端與隔直電容的一端相連接，隔直電容的另一端接入第一比較電路。