CN104168006A - 一种延迟开关机电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种延迟开关机电路，包括晶体管、电子开关、上电启动电路、机械开关、短路检测电路、程控开关电路、触发脉冲检测电路和定时延迟电路，所述的电子开关的输出端与晶体管的控制端连接，所述的上电启动电路、定时延迟电路和程控开关电路的输出与电子开关的控制端相连，所述的机械开关与上电启动电路、触发脉冲检测电路相连。本发明的电路独立性强，不依赖任何程控芯片。既可以用在大型电器开关设备，也可以用在小型电子产品以及其他任何需要电源开关技术的场合。本发明电路简单易用，成本低廉，实现容易，可靠性强。短路后自动切换电源，撤销后电源自动恢复，关机后真正断电，实现零功耗。

Description

一种延迟开关机电路

技术领域

本发明涉及一种开关机电路，特别是一种延时开关机电路。

背景技术

电子设备的一项基本功能就是开关机。对于一些重要的设备，特别是在关机之前需要保存重要数据的电子设备，简单的切断工作电源必然会导致数据来不及保存而丢失，造成不可估量的损失。所以，为了设备数据的安全，延迟关机成为必不可少的一个环节。

良好的供电系统必须提供安全保护。电子设备工作过程中经常会发生异常导致电源短路。采用熔断丝方式防止电源短路的最大不足就是在熔断丝熔断后必须手工更换熔断丝，带来很大的不方便。

目前，大都数提供开关机电路的设备，特别是PC计算机、手持移动设备、工业仪器仪表、智能开关柜等，都是通过程控芯片对电源开关按键检测后，输出一个延迟软开关机信号实现电源通断。一旦程控芯片死机，则无法响应关机信号，而无法关断电源。另外，这种方式并不能实现断电后真正意义上的零功耗，因为需要给程控芯片供电才能检测到开关机信号。

现有的开关机电路，电路过于复杂，成本较高，独立性不强，电源关断不彻底。因此，有必要设计一种简单易用、成本低廉、安全可靠的开关机电路，能够上电后自动启动电源、断开后自动延迟关断、短路后自动切断电源的开关技术。

发明内容

针对现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种具有断开后自动延迟关机、短路后自动切断电源并且可程控关机的、简单易用、成本低廉、安全可靠的延迟开关机电路。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种延迟开关机电路，包括晶体管、电子开关、上电启动电路、机械开关、短路检测电路、程控开关电路、触发脉冲检测电路和定时延迟电路，所述的电子开关的输出端与晶体管的控制端连接，所述的上电启动电路、定时延迟电路和程控开关电路的输出与电子开关的控制端相连，所述的机械开关与上电启动电路、触发脉冲检测电路相连，所述的晶体管的输出为定时延迟电路、短路检测电路、触发脉冲检测电路提供工作电源，所述的晶体管、上电启动电路分别连接有直流输入电源。所述的晶体管是功率型绝缘栅双极型晶体管或功率型MOSFET场效应管或NPN三极管或PNP功率三极管，所述的晶体管通过控制端导通和关断。所述的上电启动电路由电阻和电容构成，所述的上电启动电路通过改变电容值来调节电路启动时间。所述的定时延迟电路控制延迟关机时间，所述的延迟关机时间由RC振荡电路和定时器芯片进行设定。

采用上述技术方案后，本发明具有以下有益效果：(1)本发明的电路独立性强，不依赖任何程控芯片。既可以用在大型电器开关设备，也可以用在小型电子产品以及其他任何需要电源开关技术的场合。(2)本发明电路简单易用，成本低廉，实现容易，可靠性强。短路后自动切换电源，撤销后电源自动恢复，关机后真正断电，实现零功耗。

附图说明

图1为实施例1中延迟开关机电路原理性框图。

图2为实施例1中延迟开关机电路连接图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步的解释。

如图1所示，一种延迟开关机电路，包括晶体管、电子开关、上电启动电路、机械开关、短路检测电路、程控开关电路、触发脉冲检测电路和定时延迟电路，所述的电子开关的输出端与晶体管的控制端连接，所述的上电启动电路、定时延迟电路和程控开关电路的输出与电子开关的控制端相连，所述的机械开关与上电启动电路、触发脉冲检测电路相连，所述的晶体管的输出为定时延迟电路、短路检测电路、触发脉冲检测电路提供工作电源，所述的晶体管、上电启动电路分别连接有直流输入电源。

当机械开关闭合时，上电启动电路启动，输出启动信号，导致电子开关工作，进一步驱动晶体管导通，输出直流，为后续的负载提供工作电源。

当机械开关断开后，触发脉冲检测电路接收到一个关断信号，启动定时延迟电路工作，当设定的延迟时间到达之后，定时延迟电路输出信号使电子开关停止工作，进而导致晶体管断开，实现电路延迟关机。

当负载两端的直流输出短路时，短路检测电路输出信号给电子开关，进而导致晶体管断开，从而自动关断，保护负载。一旦短路撤销，上电启动电路启动，输出有效信号给电子开关，进一步驱动晶体管导通，输出直流，恢复负载工作电源。

程控关机电路可以控制电子开关断开晶体管，实现程控关机。

所述的晶体管是功率型绝缘栅双极型晶体管或功率型MOSFET场效应管或NPN三极管或PNP功率三极管，所述的晶体管通过控制端导通和关断。所述的电子开关是MOSFET场效应管或NPN三极管或PNP三极管，所述的电子开关通过控制端导通和关闭。所述的上电启动电路由电阻和电容构成。当机械开关闭合时，电容瞬间导通，通过电阻分压产生一个有效的控制信号，驱动电子开关导通，进一步控制晶体管导通，为负载提供工作电源。

晶体管导通后，一旦负载两端的工作电源短路，电容开始充电，短路检测电路产生一个无效的控制信号，关断电子开关，进一步关断晶体管直流输出，保护负载。一旦短路撤销，电容开始放电，电阻分压后重新产生一个有效的控制信号，接通电子开关，进一步接通晶体管，恢复负载工作电源。

当负载正常工作时，一旦机械开关断开，电容开始放电，产生一个关断脉冲给触发脉冲检测电路，启动定时延迟电路工作，计时结束后，定时延迟电路产生一个关断信号给电子开关，进一步使晶体管关断负载工作电源。

机械开关断开后，输出的关机信号供给程控芯片。程控芯片可以通过程控关机电路控制电子开关，进一步使晶体管关断负载工作电源。

如图2所示，由SW1构成的机械开关，由PMOS管Q1构成的晶体管，由电阻R1,R2，NMOS管Q4构成的电子开关，由电容C1,C2,电阻R9,R3,R4构成的上电启动电路，由电阻R3,R4构成短路检测电路，有电容C2,C2，电阻R9,R5,R6,R7,NMOS管Q5构成的触发脉冲检测电路，由电阻R8,R11,R12,R13,电容C3，NPN三极管Q2和集成块U2构成的定时延迟电路，由电阻R13,R10，NPN三极管Q3构成的程控关机电路。Vin为直流输入电源，Vout为直流输出电源，也是负载的工作电源。

在SW1闭合之前，由于R1的作用，PMOS管Q1的栅极G端为高电平，Q1的漏极D端与源极S不通，Vout没有输出(Vout＝0)。当开关SW1闭合时，电容C1,C2瞬间接通，Vout瞬间为高电平，经过电阻R3,R4的分压，在Q4的栅极形成高电平，接通Q4的源极S和漏极D，进一步导致Q1的栅极为低电平，使Q1的源极S和漏极D导通，Vout输出有效(Vout≈Vin)。从而完成一次上电启动过程。

上电启动完成后，由于Q1的导通，使得Vout输出有效，同时,Vout的输出使Q4的栅极电压得以持续保持，也使得Vout一直有效。

上电启动完成后，一旦Vout输出短路(Vout＝0)，则电容C1,C2开始充电，Q4的栅极G变为低电平，使得Q4的源极S和漏极D不通，在电阻R1的作用下，Q1的栅极G变为高电平，导致Q1的源极S与漏极D不通，Vout输出无效(Vout＝0)，负载电源断开。一旦负载短路撤销，由于电容C1,C2的放电，Vout瞬间变成高电平，使得Q4的栅极G变为高电平，进一步导致Q1的源极S与漏极D接通，从而重新输出Vout(Vout≈Vin)，恢复负载工作电源。

上电启动完成后，如果断开SW1，则Vout经过电容C2,C1和电阻R5,R6形成充电回路，并在NMOS管Q5的栅极形成一个下降沿脉冲信号，进一步在定时芯片U2的MR手动控制端产生一个触发脉冲，启动U2开始计时，当U2按电阻R11,R12和C3设定的延迟时间到达后，U2的O端输出一个高电平信号驱动三极管Q2导通，进一步使得Q4的栅极G变成低电平，导致Q1关断输出Vout(Vout＝0)，从而实现延迟关机的效果。

上电启动完成后，一旦断开SW1，则产生关断信号Pin_B到程控芯片，程控芯片接收到该信号后，可以根据芯片运行的需要输出高电平驱动信号Pin_A，使得三极管Q3导通，进一步使得Q4的栅极变成低电平，导致Q1关断输出Vout(Vout＝0)，从而实现程控关机的效果。

所有检测电路由Vout提供工作电源，一旦输出关断，使得Vout＝0，则整个电路全部停止工作，真正实现零功耗。

Claims (4)

1.一种延迟开关机电路，包括晶体管、电子开关、上电启动电路、机械开关、短路检测电路、程控开关电路、触发脉冲检测电路和定时延迟电路，其特征在于所述的电子开关的输出端与晶体管的控制端连接，所述的上电启动电路、定时延迟电路和程控开关电路的输出与电子开关的控制端相连，所述的机械开关与上电启动电路、触发脉冲检测电路相连，所述的晶体管的输出为定时延迟电路、短路检测电路、触发脉冲检测电路提供工作电源，所述的晶体管、上电启动电路分别连接有直流输入电源。

2.根据权利要求1所述的一种延迟开关机电路，其特征在于所述的晶体管是功率型绝缘栅双极型晶体管或功率型MOSFET场效应管或NPN三极管或PNP功率三极管，所述的晶体管通过控制端导通和关断。

3.根据权利要求1所述的一种延迟开关机电路，其特征在于所述的上电启动电路由电阻和电容构成，所述的上电启动电路通过改变电容值来调节电路启动时间。

4.根据权利要求1所述的一种延迟开关机电路，其特征在于所述的定时延迟电路控制延迟关机时间，所述的延迟关机时间由RC振荡电路和定时器芯片进行设定。