CN104868588A - 一种用于专变采集终端的交直流切换及按键唤醒控制电路 - Google Patents

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本发明公开了一种用于专变采集终端的交直流切换及按键唤醒控制电路，复位芯片D9接NPN三极管V34的基极，V34的集电极接PNP三极管V33的集电极；CPU接复位芯片D9的WDI引脚，D9的复位引脚接NPN三极管V14的基极，V14的集电极接V33的基极；按键K4的输入端连接VCC和Vbat，输出信号接PNP三极管V54的发射极，直流电压12V接V54的基极；电压信号经电阻R129、R132、R139接入NPN三极管V40的基极，V40的集电极连接PMOS管D17的栅极，D17的漏极连接Vbat。实现了在交流供电与镍氢电池直流供电之间的自动切换；通过按键唤醒直流供电并按程序要求将电池电源完全关断。

Description

一种用于专变采集终端的交直流切换及按键唤醒控制电路
技术领域
本发明涉及一种用电信息采集终端中的电源切换控制电路，具体涉及一种用于专变采集
终端的交直流切换及按键唤醒控制电路。
背景技术
在用电信息采集产品中，电池的使用非常普遍。由于作为现有技术的电源切换控制电路设计上存在缺陷，很多电源切换控制电路无法实现系统供电的无缝自动切换。因此，在这种情况下，需要采用清晰的多逻辑电源切换电路。
另外，用电信息终端普遍具有按键唤醒功能。按照现有控制电路的设计，电池供电完成必须的功能后通常将部分电路切换成低功耗状态，无法实现真正的电池关断，导致电池长期处于耗电状态，直至将电池电压耗尽。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于专变采集终端的交直流切换及按键唤醒控制电路，实现在交流供电与镍氢电池直流供电之间的自动切换；通过按键唤醒直流供电并按程序要求将电池电源完全关断。
解决本发明技术问题的技术方案如下。
一种用于专变采集终端的交直流切换及按键唤醒控制电路，其特征在于它包括系统CPU，复位芯片D9和作为复用按键的按键K4；12V直流信号经电阻R1和电阻R2分压后接入复位芯片D9的电压比较器输入端，复位芯片D9的电压比较器输出端经互相串联的电阻R41和电阻R111接NPN三极管V34的基极，NPN三极管V34的集电极经电阻R129接PNP三极管V33的集电极；系统CPU的输出喂狗信号端接复位芯片D9的WDI引脚，复位芯片D9的复位引脚经电阻R79接NPN三极管V14的基极，NPN三极管V14的集电极经电阻R110连接NPN三极管V33的基极；按键K4的一个信号输入端经二极管V56连接系统电源VCC，另一个信号输入端经二极管V74连接镍氢电池正极Vbat，按键K4的信号输出端接PNP三极管V54的发射极，PNP三极管V54的集电极经电阻R139接NPN三极管V40的基极，NPN三极管V40的基极还通过电阻R132连接于NPN三极管V34的集电极与电阻R129之间线路上；NPN三极管V40的集电极连接PMOS管D17的栅极，PMOS管D17的漏极连接镍氢电池正极Vbat；12V直流信号经反向二极管V53接PNP三极管V54的基极；按键K4的信号输出端还通过电阻R137连接系统CPU的一个I/O口。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明电路能够监测经AC-DC输出的交流电压，
低于设定值时将系统工作电源切换成镍氢电池供电。系统将设定的停电事件上传主站后，主系统CPU电路发出复位信号将镍氢电池供电切除，终端停止工作；通过按键唤醒电路实现了终端正常启动读取系统信息。本发明能够实现交直流供电的实时无缝切换，电池按键唤醒及电池自动切除功能。本发明电源切换逻辑清晰，做到了无缝切换。本发明电路逻辑简单，保证了系统工作的稳定性和可靠性。
附图说明
图1是本发明的电路图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图进一步说明本发明。
如图1所示，本发明的实施例包括型号为SAM9260的系统CPU和复位芯片D9（型号SP706TEN-L、厂家EXAR），还包括作为复用按键的按键K4。12V直流信号经电阻R1、R2分压后接入复位芯片D9的电压比较器输入端，复位芯片D9的电压比较器输出端经互相串联的电阻R41和电阻R111接NPN三极管V34的基极，NPN三极管V34的集电极经电阻R129接入PNP三极管V33的集电极。
系统CPU的输出喂狗信号端接复位芯片D9的WDI引脚，复位芯片D9的复位引脚经电阻R79接NPN三极管V14的基极，NPN三极管V14的集电极经电阻R110连接NPN三极管V33的基极。
按键K4的一个信号输入端经二极管V56连接系统电源VCC，另一个信号输入端经二极管V74连接镍氢电池正极Vbat，按键K4的信号输出端接PNP三极管V54的发射极，PNP三极管V54的集电极经电阻R139接NPN三极管V40的基极，NPN三极管V40的基极还通过电阻R132连接于NPN三极管V34的集电极与电阻R129之间线路上。NPN三极管V40的集电极连接PMOS管D17的栅极，PMOS管D17的漏极连接镍氢电池正极Vbat。
12V直流信号经反向二极管V53接PNP三极管V54的基极。
按键K4的信号输出端还通过电阻R137连接系统CPU的一个通用I/O口。
现场终端可通过按键方式实现按键唤醒终端功能，复位电路通过复位信号实现电池输出
自锁，保证镍氢电池供电给主系统工作。
（1）、终端交流供电时，主系统CPU电源由AC-DC产生的12V直流经DC-DC、LDO
产生的3.3V供电，同时12V直流电对镍氢电池充电，复用按键实现正常按键功能，此时镍氢电池不对系统供电，即使点击复用按键镍氢电池也不对系统供电。
（2）、终端交流供电时，主系统CPU电路发出正常的软件看门狗复位信号，此时不会触
发镍氢电池供电。
（3）、交流掉电后，电压监测电路比较器监测直流12V降至电压阀值7.1V时，输出电压
预警信号，同时自动将镍氢电池切换给系统供电，如果此时恢复交流电压，直流电压升至8.9V时，系统自动切断镍氢电池供电，转换成交流供电。
   （4）、镍氢电池供电后，复用按键实现正常按键功能；系统将重要信息传递至主站后，
主系统CPU电路发出不喂狗信号，复位电路发出复位信号传输至PMOS电路，将镍氢电池切除供电。
本发明的逻辑切换的实现步骤如下：
1）、终端类产品需要在终端交流断电之后能无缝切换到电池供电。当检测到12V电源的电压低于比较器输入的下限时，输出低电平即VO_PRE为低电平，且此时复位芯片2未复位。由表1可知，BAT_EN置低将PMOS D17打开，将电池电源Vbat切入，实现电源无缝切换。
表1:真值表
    
2）、当停电事件上传完毕时，有些终端无法及时切断电池，如果市电不及时恢复很
容易将备用电池电量耗光，严重影响电池使用寿命。在电池供电时本发明电路可实现自动关机功能。当系统复位时复位芯片2发出复位信号，信号置低，关断NPN三极管V14、PNP三极管V33和PNP三极管V40，进而关断PMOS D17切断电池供电，实现自动关机。
3）、当需要按键唤醒时，按下按键K4。此时12V电源的滤波电容C3中已经没有电荷，
相当于图1中WAKE置高。故此可以通过按键K4、反向二极管V53、电阻R178、电容C3构成的回路将PNP三极管V54打开，进而打开PMOS D17，直到复位信号置高将PMOS D17保持住，实现按键唤醒。
4）、检测到12V电源电压高于输入上限时，输出高电平，导通NPN三极管V34并关断NPN三极管V40，进而关断PMOS D17，从而完成由电池供电到市电供电的无缝切换。

Claims (1)

1.一种用于专变采集终端的交直流切换及按键唤醒控制电路，其特征在于它包括系统CPU，复位芯片D9和作为复用按键的按键K4；12V直流信号经电阻R1和电阻R2分压后接入复位芯片D9的电压比较器输入端，复位芯片D9的电压比较器输出端经互相串联的电阻R41和电阻R111接NPN三极管V34的基极，NPN三极管V34的集电极经电阻R129接PNP三极管V33的集电极；系统CPU的输出喂狗信号端接复位芯片D9的WDI引脚，复位芯片D9的复位引脚经电阻R79接NPN三极管V14的基极，NPN三极管V14的集电极经电阻R110连接NPN三极管V33的基极；按键K4的一个信号输入端经二极管V56连接系统电源VCC，另一个信号输入端经二极管V74连接镍氢电池正极Vbat，按键K4的信号输出端接PNP三极管V54的发射极，PNP三极管V54的集电极经电阻R139接NPN三极管V40的基极，NPN三极管V40的基极还通过电阻R132连接于NPN三极管V34的集电极与电阻R129之间线路上；NPN三极管V40的集电极连接PMOS管D17的栅极，PMOS管D17的漏极连接镍氢电池正极Vbat；12V直流信号经反向二极管V53接PNP三极管V54的基极；按键K4的信号输出端还通过电阻R137连接系统CPU的一个I/O口。
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