針對存儲測試技術對測試系統低功耗的要求， 研制了微型脈沖供電式光電倒置開關。介紹了研制背景和意義， 闡述了設計過程及工作原理。此種開關是一種新型開關， 具有低電壓驅動、低功率損耗、微小體積、延時功能和適用于批量生產的微型器件， 其工作時不需要人為接觸操作， 只需要將開關倒置， 就能實現關、開狀態的單向轉換。該微型開關是電源控制技術的關鍵技術， 也是實現存儲測試系統微功耗的關鍵部件， 實驗已取得預期的效果。

　　在應用存儲測試技術進行現場測試時， 測試系統通常安裝在被測體上， 由于被測體所處的環境惡劣， 對測試系統提出了嚴格要求： 微體積、微功耗、高可靠性、耐高低溫、抗高沖擊和抗振動等。微體積的要求使得存儲測試系統對電源的體積要求極為苛刻， 為此要盡可能地降低整個測試系統的功耗。例如， 火炮膛壓測試是檢測火炮系統性能的重要手段， 中北大學研制的放入式電子測壓器在測量火炮膛壓時， 必須隨彈藥保高溫( + 55 ℃) 或低溫( - 40℃) 或常溫( + 20℃) 達48 h, 放入式電子測壓器必須在彈藥保溫前放入藥筒中， 因此， 在保溫前把電子測壓器接通電源， 但是只維持等待工作狀態( 電流小于60uA ) , 在實彈射擊試驗前通過某種微型倒置開關使電子測壓器進入全工作狀態( 電流小于6mA) , 在火炮膛壓測試結束后測試系統又自動轉入數據保持狀態， 維持低功耗， 讀出數據后立刻斷電， 這樣可實現測試系統的微功耗。電源控制技術是存儲測試系統微功耗的關鍵技術， 而微型倒置開關是實現測試系統微功耗的關鍵部件。

　　1 系統總體設計及實現

　　微型脈沖供電式光電倒置開關由光電控制模塊和CPLD 控制模塊組成， 原理框圖如圖1 所示。

　　圖1 中D1 是紅外發光二極管， Q1 是光敏三極管， IR 是脈沖電壓信號， ID 是光敏三極管的輸出信號， PON 是延時上電控制信號。為了降低光電倒置開關的功耗， 光電控制模塊的紅外發光二極管采用脈沖驅動方式。CPLD 控制模塊產生驅動紅外發光二極管的脈沖電壓信號， 同時產生延時上電控制信號控制存儲測試系統的工作狀態。

　　2 光電控制模塊設計

　　光電控制模塊主要由光電耦合電路及光發射-接收結構組成。光電耦合電路由紅外發光二極管、光敏三極管及限流電阻組成。光發射-接收結構內部是錐體結構， 外部是T 型結構， 小鋼球置于光發射-接收結構的內部， 小鋼球在其內部能自由活動。

　　光發射-接收結構的外壁上設置有透光孔， 紅外發光二極管和光電三極管光路對準相對安裝在透光孔位置， 紅外光發射與接收的方式采用直射式， 如圖2所示。

　　紅外發光二極管具有能耗小、響應速度快、抗干擾能力和可靠耐用等優點。紅外發光二極管作為發射器把電信號轉換為紅外光信號， 光敏三極管作為接收器， 接收到紅外光信號再將紅外光信號轉換為電信號。在本微型開光設計過程中選用與紅外發光二極管配套的光敏三極管。

　　當光電開關處于倒置狀態時， 如圖2( b) 所示，小鋼球擋住透光孔， 隔斷光路， 光敏三極管輸出低電平; 當光電開關處于正置狀態時， 如圖2( a) 所示，小鋼球不會擋光， 紅外光路導通， 光電三極管的發射極輸出脈沖信號， 此脈沖信號與驅動發光二極管的脈沖電壓信號頻率相同， 占空比相同。