阅读说明：本技术 一种防电磁干扰的电子开关系统 (Electromagnetic interference prevention electronic switch system ) 是由 刘禹 李佳欢 王新华 于 2019-10-08 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种防电磁干扰的电子开关系统,主控器定时读取编码电路输出端的电平信号,当处于关闭状态的激光器需要开启时,开关控制器为编码电路的输入端提供电平信号,编码电路对输入端的电平信号进行编码,且编码后的电平信号与预设在主控芯片中的开启电平信号一致,则主控器利用PWM驱动模块向激光器发送PWM驱动信号,控制激光器开启；当处于工作状态的激光器需要关闭时,开关控制器为编码电路的输入端提供电平信号,编码电路对输入端的电平信号进行编码,且编码后的电平信号与预设在主控芯片中的关闭电平信号一致,则主控器利用PWM驱动模块向激光器发送PWM驱动信号,控制激光器关闭。本发明提高了设备灵敏度。(The invention provides an electromagnetic interference prevention electronic switch system.A main controller reads level signals at the output end of an encoding circuit at regular time, when a laser in a closed state needs to be started, a switch controller provides the level signals for the input end of the encoding circuit, the encoding circuit encodes the level signals at the input end, and the encoded level signals are consistent with starting level signals preset in a main control chip, so that the main controller sends PWM driving signals to the laser by utilizing a PWM driving module to control the laser to be started; when the laser in the working state needs to be turned off, the switch controller provides a level signal for the input end of the coding circuit, the coding circuit codes the level signal of the input end, and the coded level signal is consistent with a turn-off level signal preset in the main control chip, so that the main controller sends a PWM driving signal to the laser by using the PWM driving module to control the laser to be turned off. The invention improves the sensitivity of the device.)

一种防电磁干扰的电子开关系统

技术领域

本发明属于开关电路技术领域，尤其涉及一种防电磁干扰的电子开关系统。

背景技术

随着电子技术的进步和计算机技术及人工智能的普及，大量的电路采用逻辑芯片来控制，控制电压越来越低，功耗越来越小，逻辑规模越来越大，同时对电磁环境的要求越来越高，而伴随着自动化程度的提高越来越多的电气产品在我们周围产生大量的电磁干扰。目前国内用于医疗的激光手术的二氧化碳激光器和射频激光器的控制发射开关多采用电子开关，只要接通工作电源，在控制端输入设定的高电平或低电平信号，控制系统就发出PWM信号启动激光器发出强激光切割人体皮肤或者用于医疗美容。受到电磁干扰的影响，传统的电子开关如单一的高低电平控制的电子开关引起激光器误动的概率不断提高，造成人体伤害的案例变多。诸如此类由单一电子开光控制的仪器、设备、及关键部件状况与此类似。

目前我们通常采用的软件结合硬件防干扰的方法为：在软件识别到启动信号为高电平或者为低电平时，在程序中增加时间判断来躲过电磁干扰信号，例如：当程序判断到开关信号时必须大于30ms后才确认是启动信号，小于30ms的信号认为是干扰信号。这样一定程度上可以减少电磁干扰误动的概率，但是电磁干扰的环境的不确定性也会造成软件防抖失效同时也减低了设备的灵敏度。能否采用一种方法避免这种由电磁干扰造成电子开关误动，同时保留设备的灵敏度，大幅度减低电磁干扰误动的概率。也就是现有技术中单一电子开关端口为了躲避电磁干扰大多在软件上加了防抖时间即软件发现有端口是启动状态0或1(0V或+5V)并且要保持一定时间后才能确认是启动信号。但是这种判断方法减低了设备的灵敏度。

发明内容

发明目的：为解决现有技术中存在灵敏度低等问题，本发明提供一种防电磁干扰的电子开关系统；

技术方案：本发明提供一种防电磁干扰的电子开关系统，该系统应用于激光器的开启或关闭，包括:编码电路、开关控制器、PWM驱动模块、主控器；

开关控制器用于供操作人员输入开启/关闭的指令，并根据输入的指令向编码电路输入相应的电平信号；编码电路用于对开关控制器输入的电平信号进行编码并输出，主控器读取编码电路输出的编码形式的电平信号，并与预设的开启/关闭电平信号进行比较，若与预设的开启/关闭电平信号一致，则利用PWM驱动模块向激光器发送相应的开启/关闭PWM驱动信号，从而控制激光器开启/关闭。

进一步的，主控器定时读取编码电路输出的电平信号。

进一步的，所述编码电路包括第一～第四三极管、第一～第四电阻；所述第一、四三极管为NPN型三极管，所述第二，三三极管为PNP型三极管；

第一三极管的发射极连接第一电阻的一端，第一电阻的另外一端接地，第一三极管的集电极连接+5V电源；第二三极管的发射极连接第二电阻的一端，第二电阻的另外一端接+5V电源，第二三极管的集电极接地；第三三极管的发射极连接第三电阻的一端，第三电阻的另外一端接+5V电源，第三三极管的集电极接地；第四三极管的发射极接地，集电极连接第四电阻的一端，第四电阻的另外一端连接+5v电源；所述第一～第四三极管的基极均为编码电路的输入端，第一～第四三极管的发射极均为编码电路的输出端。

进一步的，该系统还包括第一接线端子；所述第一接线端子具有6个端口，其中一个端口接地，一个端口连接+5V电源，其余四个端口分别连接第一～第四三极管的基极；开关控制器通过第一接线端子为第一～第四三极管的基极提供电平信号。

进一步的，该系统还包括第二接线端子，所述第二接线端子具有4个端口，该四个端口分别连接第一～第四三极管的发射极，所述主控器通过第二接线端子读取第一～第四三极管发射极的电平信号。

进一步的，所述主控器采用STM32F407，编码电路的输出端、PWM驱动模块均与该芯片相应的i/o端口连接。

进一步的，该系统还包括显示器，所述STM32F407定时读取与编码电路的输出端连接的i/o端口的电平信号，如果均是低电平，则STM32F407认定i/o端口故障，并向显示器发送“出现故障”的字样；如果与编码电路的输出端连接的i/o端口的电平持续跳变，则判定为静电影响导致。

有益效果：本发明结构简单，成本低，易于实现，本发采用四路三极管构成编码电路，不需要软件防抖，节省了时间；且该电路降低了因电磁干扰而产生误触的概率。

附图说明

图1是本发明的工作原理图；

图2是本发明的编码电路的电路图；

图3是本发明的方法流程图。

具体实施方式

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

如图1-2所示，本实施例提供一种防电磁干扰的电子开关系统；该系统包括编码电路、开关控制器、PWM驱动模块、主控器、第一接线端子J1、第二端子J2；主控器采用STM32F407芯片，该芯片中包括DSP、FPGA、RAM、FLASH、IO端口和总线。

所述编码电路包括第一～第四三极管、第一～第四电阻；所述第一、四三极管为NPN型三极管，所述第二，三三极管为PNP型三极管。

第一三极管Q1的发射极连接第一电阻R1的一端，第一电阻的另外一端接地，第一三极管的集电极连接+5V电源；第二三极管Q2的发射极连接第二电阻R2的一端，第二电阻的另外一端接+5V电源，第二三极管的集电极接地；第三三极管Q3的发射极连接第三电阻R3的一端，第三电阻的另外一端接+5V电源，第三三极管的集电极接地,第四三极管Q4的发射极接地，集电极连接第四电阻R4的一端，第四电阻的另外一端连接+5v电源；所述第一～第四三极管的基极均为编码电路的输入端，第一～第四三极管的发射极均为编码电路的输出端。

开关控制器用于供操作人员输入开启/关闭的指令，并根据输入的指令向编码电路输入相应的电平信号；编码电路用于对开关控制器输入的电平信号进行编码并输出，主控器读取编码电路输出的编码形式的电平信号，并与预设的开启/关闭电平信号进行比较，若与预设的开启/关闭电平信号一致，则利用PWM驱动模块向激光器发送相应的开启/关闭PWM驱动信号，从而控制激光器开启/关闭。

所述第一接线端子具有6个端口IN-1～IN-6，其中一个端口IN-1接地，IN-6连接+5V电源，其余四个端口IN-5～IN-2分别连接第一～第四三极管的基极；开关控制器通过第一接线端子为第一～第四三极管的基极提供电平信号。

所述第二接线端子具有4个端口OUT-1～OUT4，该OUT-1～OUT4分别连接第一～第四三极管的发射极，所述主控器通过第二接线端子读取第一～第四三极管发射极的电平信号。

如图3所示，本发明应用于激光发生器时的具体流程：

步骤1：对整个电路上电，复位电路，初始化整个电路为待机状态；

步骤2：主控器定时(每隔100μs～200μs)检测与第二接线端子OUT1、OUT2、OUT3和OUT4连接的i/o端口的电平值；

步骤3：如果i/o端口的电平均为0，则认定i/o端口故障，并向显示器发送“出现故障”的字样，则人为关闭系统进行检测；如果i/o端口的电平持续跳变，判定为静电影响导致，直到静电影响消除后转步骤3；若系统没有故障且不受静电影响，转步骤4，

步骤4：当处于关闭状态的激光器需要开启时，操作人员通过开关控制器为编码电路的输入端提供电平信号，编码电路对输入端的电平信号进行编码，且编码后的电平信号与预设在主控器中的开启电平信号一致，当主控器读取到的电平信号与预设的开启电平信号一致时，主控器利用PWM驱动模块向激光器发送PWM驱动信号，从而控制激光器开启，当处于工作状态的激光器需要关闭时，通过开关控制器为编码电路的输入端提供电平信号，编码电路对输入端的电平信号进行编码，且编码后的电平信号与预设在主控器中的关闭电平信号一致，当主控器读取到的电平信号与预设的关闭电平信号一致时，主控器利用PWM驱动模块向激光器发送PWM驱动信号，从而控制激光器关闭。如果激光器已经处于工作状态，但主控器读取到的电平信号与预设的开启电平信号一致、激光器已经处于关闭状态但主控器读取到的电平信号与预设的关闭电平信号一致，则激光器保持当前状态不变。

本实施例中设置开启电平值、关闭电平值分别为1011、0100；当需要开启激光器时，开关控制器为编码电路的输入端提供电平信号为1010；当需要关闭激光器时，开关控制器为编码电路的输入端提供电平信号为0101；

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。