CN102799130B - 低电压微功耗电源开关及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电子设备电源控制开关，特别是低电压微功耗电源开关及控制方法，其特征是：包括开关电路、控制电路和电源转换电路，其中，电源转换电路是V3232，控制电路是MSP430，开关电路包括一个MOS管、一个pnp三极管和一个npn三极管，电池负端输出与设备地端连接，电池正端输出分成两路；第二路有三个支路与电池正端电连接。它提供了一种静态功耗小的低电压微功耗电源开关及控制方法，以便电子设备在电池供电时，采用的软件控制触发开关减少设备不工作时的静态功耗。

Description

低电压微功耗电源开关及控制方法
技术领域
本发明涉及一种电子设备电源控制开关，特别是低电压微功耗电源开关及控制方法。
背景技术
电子设备电源开关中，特别是手持式电子设备电源开关，人们更倾向于使用软件控制的触发式开关。触发式开关机械行程短，便于实现设备的完美外观设计，对于软件控制的触发式开关，最终的实现是控制一个功率型MOS管的导通与截止。但大多数手持设备采用电池供电，手持设备供电电池电压大多在3V~5V之间，对于3V~5V之间的电压，不能使一个功率型MOS管完全导通或截止，影响了电子设备的静态功耗。
发明内容
本发明的目的是提供一种静态功耗小的低电压微功耗电源开关及控制方法，以便电子设备在电池供电时，采用的软件控制触发开关减少设备不工作时的静态功耗。
本发明的目的是这样实现的，低电压微功耗电源开关，其特征是：包括开关电路、控制电路和电源转换电路，其中，电源转换电路是V3232，控制电路是MSP430，开关电路包括一个MOS管、一个pnp三极管和一个npn三极管，电池负端输出与设备地端连接，电池正端输出分成两路，第一路与MOS管源极s电连接，MOS管漏极d与负载电源端电连接，在MOS管栅极g与源极s之间连接有电阻R4，栅极g为控制端CTR；第二路有三个支路与电池正端电连接，第一支路与二极管正极电连接，通过二极管负极和电阻R5到控制电路的V430；第二支路通过两个串联连接的电阻R6、R3与npn三极管集电极电连接，npn三极管发射极接电池负端，npn三极管基极与电源转换电路的K3232接口电连接；第三支路与pnp三极管发射极电连接，pnp三极管集电极与电源转换电路的V3232接口电连接，pnp三极管基极与电阻R6、R3串联连接点电连接。
所述的MOS管是P沟道MOS管。
低电压微功耗电源开关控制方法，初始状态下，MSP430带电处于休眠，K3232处于关状态，V3232下拉到地，电平转换升压电路不工作，CTR被上拉到电池电压，MOS管Q2处于关断；当S1按下，达到一次正确的按键后，MSP430首先开启K3232，V3232得电，电平转换升压电路工作；MSP430然后开启K_A，CTR得到一个负电压，MOS管Q2开启，为后端电路供电，系统开机；当S1再次有效按下，MSP430先由BK_Sig给出关机信号，延时一定时间后，先关断K_A，CTR产生一个高于5V的电压，MOS管Q2关断，系统关机，再次延时，MSP430关断K3232，V3232在R8的下拉之下，电平转换升压电路放电停止工作，CTR端的高压逐渐下降到与电池电压相等并保持，而MOS管Q2一直处于关断状态，系统维持关机。
本发明的优点是：（1）采用P沟道MOS管作为开关管的开关电路，（2）采用MSP430单片机作为控制开关的控制开关电路，（3）采用电平转换升压器件的电平转换升压电路，电池经过MOS管Q2为设备系统供电，MOS管Q2受CTR端控制。电池同时引出一路电压到V430，为开关控制器430单片机供电。电池另接R2，R3，pnp三极管Q3，npn三极管Q1，R1构成的电路为电平转换升压电路供电，其供电受K3232控制，在关机状态下仅有MSP430工作，而MSP430休眠状态下的功耗不到1uA，经过实际电路测试，此电子开关在关机状态下的功耗仅有0.7uA左右。
附图说明
下面结合实施例附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明实施例开关电路电路图；
图2是本发明实施例控制电路MSP430电路图；
图3是本发明实施例电源转换电路电路图。
具体实施方式
如图1、图2、图3所示，低电压微功耗电源开关总体由图1、图2、图3三部分构成，图1、图2、图3分别对应开关电路、控制电路和电源转换电路，其中，电源转换电路是V3232，控制电路是MSP430，开关电路包括一个MOS管、一个pnp三极管和一个npn三极管，电池负端输出与设备地端连接，电池正端输出分成两路，第一路与MOS管源极s电连接，MOS管漏极d与负载电源端电连接，在MOS管栅极g与源极s之间连接有电阻R4，栅极g为控制端CTR；第二路有三个支路与电池正端电连接，第一支路与二极管正极电连接，通过二极管负极和电阻R5到控制电路的V430；第二支路通过两个串联连接的电阻R6、R3与npn三极管集电极电连接，npn三极管发射极接电池负端，npn三极管基极与电源转换电路的K3232接口电连接；第三支路与pnp三极管发射极电连接，pnp三极管集电极与电源转换电路的V3232接口电连接，pnp三极管基极与电阻R6、R3串联连接点电连接。
MOS管是P沟道MOS管。
由图1看出，BAT为系统供电电池，电压范围为3V~5V，电池经过MOS管Q2为设备系统供电，MOS管Q2受CTR端控制。电池同时引出一路电压到V430，为开关控制器430单片机供电。电池另接R2，R3，pnp三极管Q3，npn三极管Q1，R1构成的电路为电平转换升压电路供电，其供电受K3232控制。
开关实现的过程如下：如图1、图2、图3所示，初始状态下，MSP430带电处于深度休眠，K3232处于关状态，V3232下拉到地，电平转换升压电路不工作，CTR被上拉到电池电压，MOS管Q2处于关断；当S1按下，MSP430首先开启K3232，V3232得电，电平转换升压电路工作；MSP430然后开启K_A，CTR得到一个负电压，MOS管Q2开启，为后端电路供电，系统开机；当S1再次有效按下，MSP430先由BK_Sig给出关机信号，延时一定时间后，先关断K_A，CTR产生一个高于5V的电压，MOS管Q2关断，系统关机，再次延时，MSP430关断K3232，V3232在R8的下拉之下，电平转换升压电路放电停止工作，CTR端的高压逐渐下降到与电池电压相等并保持，而MOS管Q2一直处于关断状态，系统维持关机。
由于图2中的MSP430和图3中的V3232其电路结构在书上有说明，本发明说明书中不作过多说明。
由以上过程分析可知，在关机状态下仅有MSP430工作，而MSP430休眠状态下的功耗不到1uA，经过实际电路测试，此电子开关在关机状态下的功耗仅有0.7uA左右。 

Claims (1)

1.低电压微功耗电源开关控制方法，其特征是：初始状态下，MSP430带电处于休眠，K3232处于关状态，V3232接口下拉到地，电源转换电路不工作，CTR被上拉到电池电压，MOS管Q2处于关断；当S1按下，达到一次正确的按键后，MSP430首先开启K3232，V3232接口得电，电源转换电路工作；MSP430然后开启K_A，CTR得到一个负电压，MOS管Q2开启，为后端电路供电，系统开机；当S1再次有效按下，MSP430先由BK_Sig给出关机信号，延时一定时间后，先关断K_A，CTR产生一个高于5V的电压，MOS管Q2关断，系统关机，再次延时，MSP430关断K3232，V3232接口在R8的下拉之下，电源转换电路放电停止工作，CTR端的高压逐渐下降到与电池电压相等并保持，而MOS管Q2一直处于关断状态，系统维持关机；该低电压微功耗电源开关，包括开关电路、控制电路和电源转换电路，其中，电源转换电路包括V3232接口，控制电路是MSP430，开关电路包括一个MOS管、一个pnp三极管和一个npn三极管，电池负端输出与设备地端连接，电池正端输出分成两路，第一路与MOS管源极s电连接，MOS管漏极d与负载电源端电连接，在MOS管栅极g与源极s之间连接有电阻R4，栅极g为控制端CTR；第二路有三个支路与电池正端电连接，第一支路与二极管正极电连接，通过二极管负极和电阻R5到控制电路的V430；第二支路通过两个串联连接的电阻R6、R3与npn三极管集电极电连接，npn三极管发射极接电池负端，npn三极管基极与控制电路MSP430的K3232接口电连接；第三支路与pnp三极管发射极电连接，pnp三极管集电极与电源转换电路的V3232接口电连接，pnp三极管基极与电阻R6、R3串联连接点电连接；所述的MOS管是P沟道MOS管。
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