CN102571048A

CN102571048A - 机顶盒系统总电源的开关控制电路

Info

Publication number: CN102571048A
Application number: CN2011104582614A
Authority: CN
Inventors: 林志洪; 王国华; 刘灵辉
Original assignee: Fujian Star Net eVideo Information Systems Co Ltd
Current assignee: Fujian Star Net eVideo Information Systems Co Ltd
Priority date: 2011-12-30
Filing date: 2011-12-30
Publication date: 2012-07-11

Abstract

本发明提供一种机顶盒系统总电源的开关控制电路，包括控制电路、开关电路、输出电路和延时保护电路，延时保护电路连接于控制电路与开关电路之间，该延时保护电路采用RC延时电路。利用电容两端电压差不能突变的原理，保证场效应管不会在上电瞬间打开，从而避免开关电路在电源起来之前产生尖峰脉冲，起到保护MOS管，使其不容易损坏的作用。

Description

机顶盒系统总电源的开关控制电路

技术领域

本发明提供一种开关控制电路，尤其涉及一种机顶盒系统总电源的开关控制电路。

背景技术

常用的机顶盒系统总电源的开关处理控制电路如图1所示。

机顶盒系统总电源的开关电路一般采用MOS管作为开关管，利用单片机的IO口控制MOS管的开关，控制系统的上电与下电。MOS管的开关通过控制MOS管G极和S极或D极的压差实现。为了得到MOS管G极和S极或D极的压差，一般会采用三极管搭建相关电路，如图1中的Q1和Q2所示。这样的电路设计虽然能实现电路的预期功能，但是电路存在设计缺陷，实测效果不好。由于该电路一般用于系统的总电源开关控制，电路设计不好容易导致系统整体电源的不稳定，主要的设计缺点如下：

缺点1：使用该电路设计，输出端的VCC12V，在系统电源起来之前的100ms左右，会有一个8V-12V的尖峰脉冲；尖峰脉冲产生的原因是，系统上电的瞬间，MOS管的源极和栅极有瞬间的压差，MOS短暂的打开，如图4所示，会导致输出端有尖峰脉冲的电压出现。这样，会导致系统上电时序受到影响，可能会导致系统无法正常启动，另外，还会导致系统启动的噪音偏大。

缺点2：使用该电路的设计方式，MOS管U1容易损坏，因为MOS管的栅极属于高输入阻抗器件，比较敏感，电路并未对MOS管的G极进行保护处理。

发明内容

本发明提供一种机顶盒系统总电源的开关控制电路，解决现有技术中电源电路产生尖峰脉冲，硬件容易损坏的技术问题；

为解决上述技术问题，本发明提供一种机顶盒系统总电源的开关控制电路，包括控制电路、开关电路、输出电路和延时保护电路，所述开关电路包括开关场效应管，所述延时保护电路位于所述控制电路与所述开关电路之间，所述延时保护电路连接所述开关场效应管的源极，其连接的接点为第一接点，外置电源连接所述第一接点；所述输出电路与所述开关场效应管的漏极相接；所述控制电路用于控制所述开关场效应管的栅-漏极之间或者栅-源极之间的电压差；所述延时保护电路采用RC延时电路。

其中，所述延时保护电路包括第一电容，第二电阻；所述第二电阻的一端与控制电路相连接，连接的接点为第二接点；所述第二电阻的另一端与所述第一电容的一端相连接，连接的接点为第三接点；所述第一电容的另一端与开关场效应管的源极相连接，并与外置的电源相连接。

其中，所述延时保护电路中，所述第一电容为105μF，所述第二电阻为100KΩ

其中，包括第三电阻，所述第三电阻一端与所述第三接点相连接，另一端与所述开关场效应管的栅极相连接。

其中，所述延时保护电路还包括第一二极管，所述第一二极管与所述第二电阻并联。

其中，所述的控制电路包括第一电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第二二极管、第一三极管和第二三极管；所述第五电阻的一端与外置的常备电源连接，另一端与所述第二二极管的正极相连接，连接的接点为第四接点，所述第四接点与外置的单片机的控制口相连接；所述第二二极管的负极通过第四电阻连接到第二三极管的基极；所述第二三极管的发射极与接地端相连接，集电极与所述第一三极管的基极相连接，所述第二三极管的集电极还与所述第一电阻的一端相连接，所述第一电阻的另一端为所述第一接点；所述的第一三极管的集电极为所述第二接点，所述第一三极管的发射级与接地端相连接；所述第二接点还与所述第六电阻的一端相连接，所述第六电阻的另一端与第一接点相接。

其中，所述开关电路还包括体内二极管，所述体内二极管的正极与所述开关场效应管的漏极相连接，所述体内二极管的负极与所述开关场效应管的源极相连接。

其中，所述输出电路包括第一电解电容和与之并联的第二电容，该输出电路并联的一端为输出端，与所述开关场效应管的漏极相接，并联的另一端与接地端相接。

采用上述技术方案，本发明的有益效果是：现有技术中，在上电的瞬间，开关电路的场效应管的源极和栅极有瞬间电压差，该场效应管短暂的打开会导致尖峰脉冲电压的产生，由于本发明在控制电路与开关电路之间设置了RC延迟电路，电容C的作用主要是在上电瞬间，利用电容两端电压差不能突变的原理，保证场效应管不会在上电瞬间打开，从而避免开关电路在电源起来之前产生尖峰脉冲，起到保护MOS管，使其不容易损坏的作用。

附图说明

图1为现有技术的机顶盒系统总电源的开关控制电路的电路图；

图2为本发明提供的机顶盒系统总电源的开关控制电路的示意图；

图3为本发明提供的机顶盒系统总电源的开关控制电路的具体电路图。

图4为现有技术中电路在系统上电瞬间的输出电压的波形图；

图5为本发明在系统上电瞬间的输出电压的波形图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图2以及图3，本发明提供一种机顶盒系统总电源的开关控制电路，包括控制电路、开关电路、输出电路和延时保护电路，所述开关电路包括开关场效应管，所述延时保护电路位于所述控制电路与所述开关电路之间，所述延时保护电路连接所述开关场效应管的源极，其连接的接点为第一接点P1，所述输出电路与所述开关场效应管的漏极相接；所述控制电路用于控制所述开关场效应管的栅-漏极之间或者栅-源极之间的电压差；所述延时保护电路包括第一电容C1，第二电阻R2；所述第二电阻R2的一端与控制电路相连接，连接的接点为第二接点P2；所述第二电阻R2的另一端与所述第一电容C1的一端相连接，连接的接点为第三接点P 3；所述第一电容C1的另一端与开关场效应管的源极相连接，并与外置的电源相连接，在本实施例中，外置的电源为12V。

请参阅图5，采用本实施例的电路，由于在控制电路与开关电路之间设置了RC延迟保护电路，由于在C上串联一个电阻，当电路给C充电时，R起到了一个限流的作用，可见R和C越大，充电的时间就越长，延时的时间就是这个充电的时间；在电路上电的瞬间，利用电容两端电压差不能突变的原理，保证场效应管不会在上电瞬间打开，从而避免开关电路在电源起来之前产生尖峰脉冲，实际的电压波形就为安全的电压跳变。在某些实施例中，所述延时保护电路中，所述第一电容为105μF，所述第二电阻为100KΩ，经过试验证明，该RC延迟保护电路使得开关场效应管的打开时间比系统上电时间延迟有100ms，有效的去除了开关电路在上电瞬间所产生的尖峰脉冲。

在某些实施例，所述延时保护电路还包括第一二极管D1，所述第一二极管D1与所述第二电阻R2并联，这里通过并接一个二极管，为延时保护电路中的第一电容提供快速放电通道，保证系统在快速的开关机的时候也能可靠上电。

本发明的电路还包括第三电阻R3，所述第三电阻R3一端与所述第三接点P3相连接，另一端与所述开关场效应管的栅极相连接。在某些实施例，所述R3取几十欧姆的电阻值，因为开关场效应管的栅极对静电、电流比较敏感，串接了一个小电阻R3，可以很好的保护MOS管，降低MOS管损坏的几率。

在某些实施例中，所述的控制电路包括第一电阻R1、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第二二极管D2、第一三极管Q1和第二三极管Q2；

所述第五电阻R5的一端与外置的常备电源连接，本实施例中，常备电源为5V，另一端与所述第二二极管D2的正极相连接，连接的接点为第四接点P4，所述第四接点P4与外置的单片机的控制口power_en相连接，用于提供控制信号，该控制信号通过控制电路、延时电路，从而控制开关场效应管的栅源极的压差或者栅漏极的压差；所述第二二极管D2的负极通过第四电阻R4连接到第二三极管Q2的基极；所述第二三极管Q2的发射极与接地端相连接，集电极与所述第一三极管Q1的基极相连接，所述第二三极管Q2的集电极还与所述第一电阻R1的一端相连接，所述第一电阻R2的另一端为所述第一接点P1；所述的第一三极管Q1的集电极为所述第二接点P2，所述第一三极管Q1的发射级与接地端相连接；所述第二接点P2还与所述第六电阻R6的一端相连接，所述第六电阻R6的另一端与第一接点P1相接。

所述输出电路包括第一电解电容和与之并联的第二电容，该输出电路并联的一端为输出端，与所述开关场效应管的漏极相接，并联的另一端与接地端相接。该部分电容起到滤波的作用。

在某些实施例，所述开关电路还包括体内二极管，所述体内二极管的正极与所述开关场效应管的漏极相连接，所述体内二极管的负极与所述开关场效应管的源极相连接。采用这种方式，断电后，输出电路的电解电容还有电压通过体内二极管快速释放电荷，起到续流的作用。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种机顶盒系统总电源的开关控制电路，其特征在于：包括控制电路、开关电路、输出电路和延时保护电路，所述开关电路包括开关场效应管，所述延时保护电路位于所述控制电路与所述开关电路之间，所述延时保护电路连接所述开关场效应管的源极，其连接的接点为第一接点，外置电源连接所述第一接点；所述输出电路与所述开关场效应管的漏极相接；所述控制电路用于控制所述开关场效应管的栅-漏极之间或者栅-源极之间的电压差；所述延时保护电路采用RC延时电路。

2.根据权利要求1所述的机顶盒系统总电源的开关控制电路，其特征在于：

所述延时保护电路包括第一电容，第二电阻；所述第二电阻的一端与控制电路相连接，连接的接点为第二接点；所述第二电阻的另一端与所述第一电容的一端相连接，连接的接点为第三接点；所述第一电容的另一端与开关场效应管的源极相连接，并与外置的电源相连接。

3.根据权利要求2所述的机顶盒系统总电源的开关控制电路，其特征在于：所述延时保护电路中，所述第一电容为105μF，所述第二电阻为100KΩ。

4.根据权利要求1所述的机顶盒系统总电源的开关控制电路，其特征在于：还包括第三电阻，所述第三电阻一端与所述第三接点相连接，另一端与所述开关场效应管的栅极相连接。

5.根据权利要求1所述的机顶盒系统总电源的开关控制电路，其特征在于：所述延时保护电路还包括第一二极管，所述第一二极管与所述第二电阻并联。

6.根据权利要求1所述的机顶盒系统总电源的开关控制电路，其特征在于：所述的控制电路包括第一电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第二二极管、第一三极管和第二三极管；

所述第五电阻的一端与外置的常备电源连接，另一端与所述第二二极管的正极相连接，连接的接点为第四接点，所述第四接点与外置的单片机的控制口相连接；所述第二二极管的负极通过第四电阻连接到第二三极管的基极；所述第二三极管的发射极与接地端相连接，集电极与所述第一三极管的基极相连接，所述第二三极管的集电极还与所述第一电阻的一端相连接，所述第一电阻的另一端为所述第一接点；所述的第一三极管的集电极为所述第二接点，所述第一三极管的发射级与接地端相连接；所述第二接点还与所述第六电阻的一端相连接，所述第六电阻的另一端与第一接点相接。

7.根据权利要求1所述的机顶盒系统总电源的开关控制电路，其特征在于：所述开关电路还包括体内二极管，所述体内二极管的正极与所述开关场效应管的漏极相连接，所述体内二极管的负极与所述开关场效应管的源极相连接。

8.根据权利要求1所述的机顶盒系统总电源的开关控制电路，其特征在于：所述输出电路包括第一电解电容和与之并联的第二电容，该输出电路并联的一端为输出端，与所述开关场效应管的漏极相接，并联的另一端与接地端相接。