基于微型脈沖供電式光電倒置開(kāi)關(guān)的設計
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
復雜可編程邏輯器件CPLD 是從PAL、GAL基礎上發(fā)展起來(lái)的高密度PLD 器件， 它規模較大，可以代替幾十甚至上百通用IC 接口芯片。CPLD用于系統硬件設計中。不僅簡(jiǎn)化電路設計， 而且可以節省電路開(kāi)銷(xiāo)。
CPLD 控制模塊主要由受光電耦合電路控制的脈沖電壓發(fā)生電路、延時(shí)上電控制信號發(fā)生電路、時(shí)鐘電路和電源管理電路組成。
脈沖電壓發(fā)生電路和延時(shí)上電控制信號發(fā)生電路由CPLD 為主構成， CPLD 選用的是萊迪斯公司的型號為ispMA CH 4032ZE, ispMACH 4032ZE是1. 8 V 供電的低功耗器件， 采用球柵陣列封裝。
時(shí)鐘電路為CPLD 提供時(shí)鐘信號， 采用EpsonToy ocom 公司型號為SG3030LC 的晶體振蕩器， 輸出頻率是32 768Hz。
電源管理電路采用MAXIM 公司的型號為MAX6138 的集成電路芯片， 輸出1. 8 V 電壓， 給復雜可編程邏輯器件ispMACH 4032ZE 供電，MAX6138 集成電路芯片以及晶體振蕩器SG3030LC 的供電電源由與微型開(kāi)關(guān)連接的存儲測試系統提供。時(shí)鐘電路及電源管理電路原理圖如圖3 示， CPLD 內部邏輯電路原理圖如圖4 示。
圖4 中CLK 是時(shí)鐘信號， CLRIN 是復位信號，U4~ U 8 均為硬件描述語(yǔ)言VHDL ( Very Highspeed Integr ated Circuit Hardw are DescriptionLanguage) 編寫(xiě)的集成電路芯片。脈沖電壓發(fā)生電路由CPLD 的內部邏輯電路的12 位二進(jìn)制異步計數器U 4、7 位二進(jìn)制異步計數器U5、D 觸發(fā)器U7和非門(mén)U9 構成。脈沖電壓發(fā)生電路產(chǎn)生驅動(dòng)紅外發(fā)光二極管的脈沖信號IR, 脈沖電壓的頻率是4Hz, 占空比為1：2 047, 將發(fā)光二極管的功耗減小到恒壓供電時(shí)的1/ 2 047。利用脈沖電壓驅動(dòng)方式能夠降低紅外發(fā)光二極管的平均電流， 容許較大的峰值電流流過(guò)， 增加紅外發(fā)光二極管發(fā)射的紅外光的強度， 這就增加了該微型開(kāi)關(guān)開(kāi)/ 關(guān)狀態(tài)的穩定性和可靠性并且降低功耗。
紅外發(fā)光二極管的工作電流有正向工作電流和峰值電流兩項， 其中正向工作電流是指采用直流恒定電流驅動(dòng)方式時(shí)的平均工作電流， 峰值電流是指采用直流脈沖電流驅動(dòng)方式時(shí)的峰值驅動(dòng)電流。
紅外發(fā)光二極管的正向工作電流I FP 與峰值電流I P之間的關(guān)系是：
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