CN104753145A - 一种具有自锁功能的电源开关 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电路设计技术领域，尤其涉及一种具有自锁功能的电源开关，该电源开关由第一MOS管、第二MOS管、第一三极管、第二三极管、第三三极管、充电器和电池等其他元器件构成，电子设备的系统电源可以由充电器通过第一MOS管供给，同时还可由电池通过第二MOS管供给，第一三极管和第二三极管构成的自锁电路可以有效的控制电子设备与电池的可靠性断开或可靠性连接，以保证最大限度的降低电池的电量消耗，适用于电子设备的远程运输等各种场合。

Description

一种具有自锁功能的电源开关
技术领域
本发明涉及电路设计技术领域，尤其涉及一种具有自锁功能的电源开关。
背景技术
随着社会的发展，越来越多的电子设备，如手机，pad，游戏机等电子产品的电源不可拆卸，用户可直接对电源进行充电并使用该电子设备。
但是电子设备等产品从出厂到用户手中，要经历大量的时间，并且要经过各种运输过程。一方面，电子设备带电运输不安全，而且会耗电；另一方面，当电子设备到达客户手中时，可能会因为电量耗尽，导致电子设备有可能不能开机，被认为是故障设备退回，由此浪费了大量的运输成本和时间成本。
中国专利(CN201854053U)记载了一种具有自锁功能的周期唤醒电源电路，包括外部Key信号、自锁信号、周期性唤醒信号等进行共同控制，实现自锁功能；其中，自锁信号产生电路产生高电平自锁LOCK信号，用于锁定电源驱动电路，或周期性唤醒信号产生电路用于开启电源驱动电路，该专利可以有效的减少电池量的功耗，延长电池使用寿命。
上述专利虽然可以减少电池的电量消耗，但是无法有效的保证电子设备和供电电池有效断开或联接，节电效果并不适合电子设备的长途运输。
因此，亟需一种新型的电源电路以解决上述缺陷成为本领域技术人员致力于研究的方向。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提供了一种具有自锁功能的电源开关，该电源开关可以由充电器通过MOS管供给，同时还可由电池通过MOS管供给，并且可以控制电子设备与电池的可靠性断开或可靠性连接，以保证最大限度的降低电池的电量消耗，有效的解决了现有技术中的缺陷。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：
一种具有自锁功能的电源开关，其中，应用于对电子设备的系统电源进行充电中，所述开关包括：
第一MOS管、第二MOS管、第一三极管、第二三极管、第三三极管、充电器、电池和电压源；
所述第二三极管的发射极连接所述电压源，所述第二三极管的集电极分别连接所述第三三极管的集电极和所述第一三极管的基极，所述第三三极管的发射极接地；
所述第一三极管的集电极分别连接所述电压源、所述第二晶体管的基极和所述第二MOS管的栅极，所述第一三极管的发射极接地；
所述第二MOS管的源极通过所述电池接地，所述第二MOS管的漏极连接所述系统电源；
所述系统电源连接所述第一MOS管的源极，所述第一MOS管的漏极连接所述充电器；
其中，所述充电器还分别连接所述第三三极管的集电极和所述第三三极管的发射极，所述第一三极管和所述第二三极管通过形成自锁状态，以控制所述电池与所述电子设备的通断。
较佳的，上述的具有自锁功能的电源开关，其中，所述第一MOS管的源极通过串联一电感与所述系统电源连接。
较佳的，上述的具有自锁功能的电源开关，其中，所述第三三极管的基极通过并联的第二电阻和第三电容与接地端连接。
较佳的，上述的具有自锁功能的电源开关，其中，所述第一三极管的基极与所述第三三极管的集电极之间通过并联的第七电阻和第二电容与接地端连接。
较佳的，上述的具有自锁功能的电源开关，其中，所述第一三极管的集电极通过并联的第一电阻和第一电容与所述电压源连接。
较佳的，上述的具有自锁功能的电源开关，其中，所述电压源通过一第三电阻与所述第二三极管的发射极连接。
较佳的，上述的具有自锁功能的电源开关，其中，所述充电器通过一第五电阻与所述第三三极管的集电极连接。
较佳的，上述的具有自锁功能的电源开关，其中，所述第五电阻与所述第三三极管的集电极具有一公共节点，该公共节点通过一第六电阻连接至所述第三三极管的发射极。
较佳的，上述的具有自锁功能的电源开关，其中，所述第一MOS管为NMOS管，所述第二MOS管为PMOS管。
较佳的，上述的具有自锁功能的电源开关，其中，所述第一三极管和第三三极管均为NPN型三极管，所述第二三极管为PNP型三极管。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：
本发明公开了一种具有自锁功能的电源开关，由第一MOS管、第二MOS管、第一三极管、第二三极管、第三三极管、充电器和电池等其他元器件构成，系统电源可以由充电器通过第一MOS管供给，同时还可由电池通过第二MOS管供给，第一三极管和第二三极管构成的自锁电路可以有效的控制电子设备与电池的可靠性断开或可靠性连接，以保证最大限度的降低电池的电量消耗，适用于电子设备的远程运输等各种场合。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未可以按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
图1是本发明中具有自锁功能的电源开关的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的说明，但是不作为本发明的限定。
为解决现有技术中，因电子设备的电池电量耗尽，导致电子设备有可能不能开机，被认为是故障设备退回，由此浪费了大量的运输成本和时间成本等诸多缺陷，本发明提供了一种自锁功能的电源开关，该电源开关主要由第一MOS管MOS1、第二MOS管MOS2、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、充电器Vcharger端口和电池Battery等诸多元器件构成，其中，系统电源Vsys可以由充电器通过第一MOS管MOS1供给，同时还可由电池通过第二MOS管MOS2供给，第一三极管Q1和第二三极管Q2构成的自锁电路可以有效的控制电子设备与电池的可靠性断开或可靠性连接，以保证最大限度的降低电池的电量消耗。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
具体的，如图1所示具有自锁功能的电源开关的结构示意图，该电源开关应用于对电子设备的系统电源进行充电，其主要由第一MOS管MOS1、第二MOS管MOS2、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、充电器Vcharger和电池Battery等诸多元器件构成。
其中，充电器连接第一MOS管的漏极，第一MOS管的源极连接系统电源，并且电池连接第二MOS管的源极(电池的另外一端连接接地端)，第二MOS管的漏极连接系统电源Vsys。因此系统电源可以由充电器通过第一MOS管供给，同时还可由电池通过第二MOS管供给，
在一可选但非限制性的实施例中，第一MOS管的源极通过串联一电感与系统电源连接。
一个电压源Vbatt通过一第三电阻R3连接第二三极管Q2的发射极，第二三极管的集电极连接第三三极管的集电极，第三三极管的发射极接地；
第一三极管的集电极分别连接电池、第二晶体管的基极和第一MOS管的栅极，第一三极管的基极连接第二三极管的集电极，且第一三极管的发射极接地；
在一可选但非限制性的实施例中，第三三极管的基极通过并联的第二电阻R2和第三电容C3与接地端连接，即第二电阻R2和第三电容C3并联之后，接入至第三三极管的基极和接地端。
在一可选但非限制性的实施例中，第一三极管的基极与第三三极管的集电极之间通过并联的第七电阻R7和第二电容C2与接地端连接。
在一可选但非限制性的实施例中，第一三极管的集电极通过并联的第一电阻R1和第一电容C1与电压源连接，当然，第二MOS管的栅极也通过并联的第一电阻R1和第一电容C1与电压源连接。
充电器还分别连接第三三极管的集电极和第三三极管的发射极，具体的，充电器通过一第五电阻R5与第三三极管的集电极连接，第五电阻R5与第三三极管的集电极具有一公共节点，该公共节点通过一第六电阻R6与第三三极管的发射极连接。进而连接为一个完整的具有自锁功能的电源开关的电路。
在一可选但非限制性的实施例中，第一MOS管为NMOS管、第二MOS管为PMOS管。第一三极管和第三三极管均为NPN型三极管，第二三极管为PNP型三极管。
其中，第一三极管和第二三极管通过形成自锁状态，以控制电池与电子设备(具体为电子设备的系统电源)的通断。
工作原理：
在电子设备出厂检测合格之后，可将充电器插入设备。
其中，第三三极管的基极可通过一输入/输出端口GPIO1进行高低电平的设置，如可以通过软件设置GPIO1＝1，此时第三三极管Q3导通，第一三极管的基极电压V1b＝0，变为低电平，故第一三极管处于断开状态。第一三极管处于断开状态，则第二MOS管的栅极电压或第一三极管的集电极电压V1c＝Vbatt，变为高电平，故第二MOS管MOS2关断。因此电池无法对系统电源进行供电，即电池和设备断开。设备的系统电源Vsys由Vcharger通过第一MOS管MOS1和电感L供给。
当操作完成后，充电器拔出，设备彻底断电，此时和普通的电池可取设备电池去掉特性一样，设备可以常时间长途运输，安全可靠。同时，因为V1c等于电压源Vbatt，变为高电平，第二三极管Q2断开，V1b＝0；第一三极管Q1和第二三极管Q2形成自锁状态，保证电池和设备可靠断开。
当电子设备到达客户手上时，将充电器插入设备。
其中，GPIO1处于悬浮状态(GPIO1要选择上电复位为低电平的管脚，避免上电误动作)，又有下拉电阻即第二电阻R2，故GPIO1＝0，此时第三三极管Q3断开；Vcharger经过第五电阻R5和第六电阻R6分压后，第一三极管的基极电压V1b＝1，变为高电平，故第一三极管处于导通状态。第一三极管处于导通状态，则第二MOS管的栅极电压或第一三极管的集电极电压V1c＝0，变为低电平，故第二MOS管MOS2导通。因此电池可通过第二MOS管MOS2对系统电源进行供电，即电池和设备可靠连接，去掉充电器后该电子设备也可以正常开机。
同时应为V1c＝0，变为低电平，第二三极管Q2导通，V1b＝1，第一三极管Q1和第二三极管Q2形成自锁状态，保证电池和设备可靠联接。
在本发明实施例中，在电子设备运输过程中，第一三极管Q1和第二三极管Q2处于断开状态，没有功耗。在正常使用过程中，Vbatt通过第一电阻R1和第三电阻R3限流放电，如果第一电阻R1和第三电阻R3选择百千欧姆级电阻，功耗只有几十微安培，相对电子设备待机毫安级电流可忽略不计，最大限度的降低电池的电量消耗。
综上所述，本发明公开了一种具有自锁功能的电源开关，由第一MOS管、第二MOS管、第一三极管、第二三极管、第三三极管、充电器和电池等其他元器件构成，系统电源可以由充电器通过第一MOS管供给，同时还可由电池通过第二MOS管供给，第一三极管和第二三极管构成的自锁电路可以有效的控制电子设备与电池的可靠性断开或可靠性连接，以保证最大限度的降低电池的电量消耗，适用于电子设备的远程运输等各种场合。
本领域技术人员应该理解，本领域技术人员在结合现有技术以及上述实施例可以实现所述变化例，在此不做赘述。这样的变化例并不影响本发明的实质内容，在此不予赘述。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种具有自锁功能的电源开关，其特征在于，应用于对电子设备的系统电源进行充电，所述开关包括：
第一MOS管、第二MOS管、第一三极管、第二三极管、第三三极管、充电器、电池和电压源；
所述第二三极管的发射极连接所述电压源，所述第二三极管的集电极分别连接所述第三三极管的集电极和所述第一三极管的基极，所述第三三极管的发射极接地；
所述第一三极管的集电极分别连接所述电压源、所述第二晶体管的基极和所述第二MOS管的栅极，所述第一三极管的发射极接地；
所述第二MOS管的源极通过所述电池接地，所述第二MOS管的漏极连接所述系统电源；
所述系统电源连接所述第一MOS管的源极，所述第一MOS管的漏极连接所述充电器；
其中，所述充电器还分别连接所述第三三极管的集电极和所述第三三极管的发射极，所述第一三极管和所述第二三极管通过形成自锁状态，以控制所述电池与所述电子设备的通断。
2.如权利要求1所述的具有自锁功能的电源开关，其特征在于，所述第一MOS管的源极通过串联一电感与所述系统电源连接。
3.如权利要求1所述的具有自锁功能的电源开关，其特征在于，所述第三三极管的基极通过并联的第二电阻和第三电容与接地端连接。
4.如权利要求1所述的具有自锁功能的电源开关，其特征在于，所述第一三极管的基极与所述第三三极管的集电极之间通过并联的第七电阻和第二电容与接地端连接。
5.如权利要求1所述的具有自锁功能的电源开关，其特征在于，所述第一三极管的集电极通过并联的第一电阻和第一电容与所述电压源连接。
6.如权利要求1所述的具有自锁功能的电源开关，其特征在于，所述电压源通过一第三电阻与所述第二三极管的发射极连接。
7.如权利要求1所述的具有自锁功能的电源开关，其特征在于，所述充电器通过一第五电阻与所述第三三极管的集电极连接。
8.如权利要求7所述的具有自锁功能的电源开关，其特征在于，所述第五电阻与所述第三三极管的集电极具有一公共节点，该公共节点通过一第六电阻连接至所述第三三极管的发射极。
9.如权利要求1所述的具有自锁功能的电源开关，其特征在于，所述第一MOS管为NMOS管，所述第二MOS管为PMOS管。
10.如权利要求1所述的具有自锁功能的电源开关，其特征在于，所述第一三极管和第三三极管均为NPN型三极管，所述第二三极管为PNP型三极管。
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