CN105720960B - 开关机电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种开关机电路，解决了现有技术的不足，技术方案为：LDO电源电路的输出端与开关控制电路的输入端电连接，开关控制电路的第一输出端与逻辑或运算电路的第一输入端连接，开关控制电路的第一输出端还通过复位电路与开关机控制芯片的复位口电连接，开关控制电路的第二输出端与开关机控制芯片的一个输入输出口电连接，逻辑或运算电路的第二输入端与开关机控制芯片的一个输入输出口连接，逻辑或运算电路的输出单与DC‑DC电源电路的使能端连接，DC‑DC电源电路的输出端分别与复位电路的电源端和开关机控制芯片的电源口连接，指示灯电路的输入端和蜂鸣器电路的控制端均与开关机控制芯片的一个输入输出口电连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种医疗仪器，特别涉及一种开关机电路。
背景技术
在很多电子产品中，一种常用的开关机方式是这样实现的，开关机控制芯片一直处于工作状态，持续不断的监测开关机按键的动作，当开关机按键触发时，执行开机或者关机命令。这种常用的开关机方式，对于一些便携式的电池供电设备来说，在设备处于关机状态时，由于开关机控制芯片仍在工作，不可避免的要消耗一部分电池的容量。这部分容量看似微不足道，但在实际应用中，却是影响电池续航时间的重要因素之一。同时，当大多数类似设备采用这种开关机方式时，开机检测所消耗的这部分能量，就不能忽视了。在提倡节能环保的今天，设计一种更优的开关机方法，不仅可以避免这种无谓的资源浪费，而且对于电池而言，也是非常有必要的。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术存在由于开关机控制芯片仍在工作，不可避免的要消耗一部分电池的容量的问题，提供了一种可以避免这种无谓的资源浪费开关机电路。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种开关机电路，由设备电池供电，包括LDO电源电路、逻辑或运算电路、开关控制电路、复位电路、开关机控制芯片、DC-DC电源电路、指示灯电路和蜂鸣器电路，DC-DC电源电路的输入端与设备电池连接，LDO电源电路的输入端与设备电池连接，LDO电源电路的输出端与开关控制电路的输入端电连接，开关控制电路的第一输出端与逻辑或运算电路的第一输入端连接，开关控制电路的第一输出端还通过复位电路与开关机控制芯片的复位口电连接，开关控制电路的第二输出端与开关机控制芯片的一个输入输出口电连接，逻辑或运算电路的第二输入端与开关机控制芯片的一个输入输出口连接，逻辑或运算电路的输出端与DC-DC电源电路的使能端连接，DC-DC电源电路的输出端分别与复位电路的电源端和开关机控制芯片的电源口连接，所述指示灯电路的输入端和蜂鸣器电路的控制端均与所述开关机控制芯片的一个输入输出口电连接。本发明中可采用STM32F103C8T6或其他控制类芯片作为开关机控制芯片，LDO电源电路可采用XC6202P332PR芯片或类似LDO电源芯片，DC-DC电源电路可采用MP1584DC-DC电源芯片或类似DC-DC电源芯片，本发明使用的时候，只要开关控制电路或开关机控制芯片两者之一输出控制信号，DC-DC电源芯片就都能开始供电，通过这种形式可以在关机时对开关机控制芯片进行完全断电，而且本发明设置了复位电路，通过复位电路可以强行使开关机控制芯片进行复位，使用方法与现有开关电路几乎一样，但是开关机控制芯片能够完全断电，从而节省电能。
作为优选，所述指示灯电路的输入端还与所述逻辑或运算电路的第一输入端连接。
作为优选，蜂鸣器电路的电源端与DC-DC电源电路的输出端连接，
作为优选，逻辑或运算电路为或门，或门的第一输入端与开关机控制芯片的一个输入输出口电连接，或门的第二输入端与开关控制电路的第一输出端电连接，或门的输出端与DC-DC电源电路的使能端连接。
作为优选，逻辑或运算电路包括实现或门作用第一二极管和实现或门作用第二二极管，实现或门作用第一二极管的阳极与开关机控制芯片的一个输入输出口电连接，实现或门作用第二二极管的阳极与开关控制电路的第一输出端连接，实现或门作用第一二极管和实现或门作用第二二极管的阴极均与所述DC-DC电源电路的使能端连接。
作为优选，所述DC-DC电源电路的使能端还通过电阻R4接地。关机时，由于电阻R4下拉到地，DC-DC电源电路关断无输出，一直到DC-DC电源电路的使能端为高电平时，DC-DC电源电路才输出电流给开关机控制芯片供电。
作为优选，所述开关控制电路包括三极管U4、电阻R10、按键K1、电阻R9、电容C9、电阻R11、电阻R12和电容C10，所述按键K1的第一端与所述三极管U4的集电极连接，所述按键K1的第二端通过电阻R10与三极管U4的基极连接，所述按键K1的第二端还通过电阻R9接地，三极管U4的集电极与所述LDO电源电路的输出端连接，三极管U4的基极通过电容C9接地，三极管U4的发射极通过电阻R11接地，三极管U4的发射极与逻辑或运算电路的第一输入端连接，三极管U4的发射极通过复位电路与开关机控制芯片的复位口电连接，三极管U4的发射极还与电阻R12的第一端连接，电阻R12的第二端通过电容C10接地，电阻R12的第二端还与开关机控制芯片的一个输入输出口电连接。以STM32F103C8T6这一款开关机控制芯片配合举例，当按键K1没有按下时，三极管U4不导通，输出均为持续低电平；当按键K1按下时，三极管U4导通，输出均为持续高电平。当三极管U4发射极为高电平时，DC-DC电源电路的使能端也为高，DC-DC电源电路开始工作，输出电流给复位电路和开关机控制芯片供电。开关机控制芯片上电复位输出高电平信号至逻辑或运算电路的第一输入端，保证DC-DC电源电路的使能端持续为高，使得DC-DC电源电路一直处于工作状态，此时松开按键K1即完成了开机过程。开机后，当按键K1再次被按下时，开关机控制芯片会检测到三极管U4发射极由低电平变为高电平，此时开关机控制芯片上电复位输出低电平信号至逻辑或运算电路的第一输入端，便可以关机。开关控制电路中电容C9的作用是按键去抖，电阻R12与电容C1O的作用是为了保证通过电阻R12的信号会有一定的延时，信号会慢于直接采自三极管U4发射极的信号，保证开关机控制芯片VDDA端在上电之前无信号。
作为优选，所述复位电路包括电阻R14、电阻R13、电容C11、电容C12和场效应管U6，场效应管U6的漏极通过电阻R14与DC-DC电源电路的输出端连接，场效应管U6的栅极通过电阻R13与三极管U4的发射极连接，场效应管U6的栅极通过电容C11接地，场效应管U6的源极接地，场效应管U6的漏极通过电容C12接地，场效应管U6的漏极与开关机控制芯片的复位口电连接。以STM32F103C8T6这一款开关机控制芯片配合举例，其中电阻R14和电容C12是在上电瞬间即完成了开关机控制芯片的复位动作。开机后，按键K1松开，场效应管U6栅极为低电平，场效应管U6关闭，开关机控制芯片的RESET端持续为高电平。当设备程序出现问题无法执行关机程序时，常按按键K1，场效应管U6栅极由低电平变高电平，经电阻R13给电容C11充电，当充电电压达到场效应管U6开启电平时，场效应管U6打开，开关机控制芯片的由高电平变低电平，可以强行复位开关机控制芯片。
本发明的实质性效果是：而本发明在关机后，DC-DC电源电路关断后无输出，信开关机控制芯片彻底断电，即关机后开关机控制芯片不消耗电池容量，同时，本方案实现了单按键开机、关机及复位操作，并且具有声音及指示灯提示功能，可避免设备使用者误操作。
附图说明
图1为本发明中开关机控制芯片的一种电路示意图；
图2为本发明中LDO电源电路的一种电路示意图；
图3为本发明中DC-DC电源电路的一种电路示意图；
图4为本发明中开关控制电路的一种电路示意图；
图5为本发明中复位电路的一种电路示意图；
图6为本发明中逻辑或运算电路的一种电路示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
实施例1：
一种开关机电路，由设备电池供电，包括LDO电源电路、逻辑或运算电路、开关控制电路、复位电路、开关机控制芯片、DC-DC电源电路、指示灯电路和蜂鸣器电路，DC-DC电源电路的输入端与设备电池连接，LDO电源电路的输入端与设备电池连接，LDO电源电路的输出端与开关控制电路的输入端电连接，开关控制电路的第一输出端与逻辑或运算电路的第一输入端连接，开关控制电路的第一输出端还通过复位电路与开关机控制芯片的复位口电连接，开关控制电路的第二输出端与开关机控制芯片的一个输入输出口电连接，逻辑或运算电路的第二输入端与开关机控制芯片的一个输入输出口连接，逻辑或运算电路的输出端与DC-DC电源电路的使能端连接，DC-DC电源电路的输出端分别与复位电路的电源端和开关机控制芯片的电源口连接，所述指示灯电路的输入端和蜂鸣器电路的控制端均与所述开关机控制芯片的一个输入输出口电连接。所述指示灯电路的输入端还与所述逻辑或运算电路的第一输入端连接。蜂鸣器电路的电源端与DC-DC电源电路的输出端连接，逻辑或运算电路包括实现或门作用第一二极管和实现或门作用第二二极管，实现或门作用第一二极管的阳极与开关机控制芯片的一个输入输出口电连接，实现或门作用第二二极管的阳极与开关控制电路的第一输出端连接，实现或门作用第一二极管和实现或门作用第二二极管的阴极均与所述DC-DC电源电路的使能端连接。所述DC-DC电源电路的使能端还通过电阻R4接地。所述开关控制电路包括三极管U4、电阻R10、按键K1、电阻R9、电容C9、电阻R11、电阻R12和电容C10，所述按键K1的第一端与所述三极管U4的集电极连接，所述按键K1的第二端通过电阻R10与三极管U4的基极连接，所述按键K1的第二端还通过电阻R9接地，三极管U4的集电极与所述LDO电源电路的输出端连接，三极管U4的基极通过电容C9接地，三极管U4的发射极通过电阻R11接地，三极管U4的发射极与逻辑或运算电路的第一输入端连接，三极管U4的发射极通过复位电路与开关机控制芯片的复位口电连接，三极管U4的发射极还与电阻R12的第一端连接，电阻R12的第二端通过电容C10接地，电阻R12的第二端还与开关机控制芯片的一个输入输出口电连接。所述复位电路包括电阻R14、电阻R13、电容C11、电容C12和场效应管U6，场效应管U6的漏极通过电阻R14与DC-DC电源电路的输出端连接，场效应管U6的栅极通过电阻R13与三极管U4的发射极连接，场效应管U6的栅极通过电容C11接地，场效应管U6的源极接地，场效应管U6的漏极通过电容C12接地，场效应管U6的漏极与开关机控制芯片的一个复位口电连接。本实施例中采用STM32F103C8T6代表其他等同控制类芯片作为开关机控制芯片，LDO电源电路采用XC6202P332PR芯片代表类似LDO电源芯片，DC-DC电源电路采用MP1584DC-DC电源芯片代表类似DC-DC电源芯片，本实施例使用的时候，只要开关控制电路或开关机控制芯片两者之一输出控制信号，DC-DC电源芯片就都能开始供电，通过这种形式可以在关机时对开关机控制芯片进行完全断电，而且本发明设置了复位电路，通过复位电路可以强行使开关机控制芯片进行复位，使用方法与现有开关电路几乎一样，但是开关机控制芯片能够完全断电，从而节省电能。具体而言，本实施例中，当按键K1没有按下时，三极管U4不导通，输出均为持续低电平；当按键K1按下时，三极管U4导通，输出均为持续高电平。当三极管U4发射极为高电平时，DC-DC电源电路的使能端也为高，DC-DC电源电路开始工作，输出电流给复位电路和开关机控制芯片供电。开关机控制芯片上电复位输出高电平信号至逻辑或运算电路的第一输入端，保证DC-DC电源电路的使能端持续为高，使得DC-DC电源电路一直处于工作状态，此时松开按键K1即完成了开机过程。开机后，当按键K1再次被按下时，开关机控制芯片会检测到三极管U4发射极由低电平变为高电平，此时开关机控制芯片上电复位输出低电平信号至逻辑或运算电路的第一输入端，便可以关机。关机时，由于电阻R4下拉到地，DC-DC电源电路关断无输出，一直到DC-DC电源电路的使能端为高电平时，DC-DC电源电路才输出电流给开关机控制芯片供电。开关控制电路中电容C9的作用是按键去抖，电阻R12与电容C10的作用是为了保证通过电阻R12的信号会有一定的延时，信号会慢于直接采自三极管U4发射极的信号，保证开关机控制芯片VDDA端在上电之前无信号，复位电路中电阻R14和电容C12是在上电瞬间即完成了开关机控制芯片的复位动作。开机后，按键K1松开，场效应管U6栅极为低电平，场效应管U6关闭，开关机控制芯片的RESET端持续为高电平。当设备程序出现问题无法执行关机程序时，常按按键K1，场效应管U6栅极由低电平变高电平，经电阻R13给电容C11充电，当充电电压达到场效应管U6开启电平时，场效应管U6打开，开关机控制芯片的由高电平变低电平，可以强行复位开关机控制芯片。
现有技术在关机后，开关机控制芯片仍在工作，不可避免的要消耗一部分电池的容量；而以上实施例在关机后，DC-DC电源电路关断后无输出，信开关机控制芯片彻底断电，即关机后开关机控制芯片不消耗电池容量，同时，本方案实现了单按键开机、关机及复位操作，并且具有声音及指示灯提示功能，可避免设备使用者误操作。
实施例2
与实施例1基本相同，不同之处在于：逻辑或运算电路为或门，或门的第一输入端与开关机控制芯片的一个输入输出口电连接，或门的第二输入端与开关控制电路的第一输出端电连接，或门的输出端与DC-DC电源电路的使能端连接。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (6)
1.一种开关机电路，由设备电池供电，其特征在于：包括LDO电源电路、逻辑或运算电路、开关控制电路、复位电路、开关机控制芯片、DC-DC电源电路、指示灯电路和蜂鸣器电路，DC-DC电源电路的输入端与设备电池连接，LDO电源电路的输入端与设备电池连接，LDO电源电路的输出端与开关控制电路的输入端电连接，开关控制电路的第一输出端与逻辑或运算电路的第一输入端连接，开关控制电路的第一输出端还通过复位电路与开关机控制芯片的复位口电连接，开关控制电路的第二输出端与开关机控制芯片的一个输入输出口电连接，逻辑或运算电路的第二输入端与开关机控制芯片的一个输入输出口连接，逻辑或运算电路的输出端与DC-DC电源电路的使能端连接，DC-DC电源电路的输出端分别与复位电路的电源端和开关机控制芯片的电源口连接，所述指示灯电路的输入端和蜂鸣器电路的控制端均与所述开关机控制芯片的一个输入输出口电连接；所述指示灯电路的输入端还与所述逻辑或运算电路的第一输入端连接；蜂鸣器电路的电源端与DC-DC电源电路的输出端连接。
2.根据权利要求1所述的开关机电路，其特征在于：逻辑或运算电路为或门，或门的第一输入端与开关机控制芯片的一个输入输出口电连接，或门的第二输入端与开关控制电路的第一输出端电连接，或门的输出端与DC-DC电源电路的使能端连接。
3.根据权利要求1所述的开关机电路，其特征在于：逻辑或运算电路包括实现或门作用第一二极管和实现或门作用第二二极管，实现或门作用第一二极管的阳极与开关机控制芯片的一个输入输出口电连接，实现或门作用第二二极管的阳极与开关控制电路的第一输出端连接，实现或门作用第一二极管和实现或门作用第二二极管的阴极均与所述DC-DC电源电路的使能端连接。
4.根据权利要求2或3所述的开关机电路，其特征在于：所述DC-DC电源电路的使能端还通过电阻R4接地。
5.根据权利要求2或3所述的开关机电路，其特征在于：所述开关控制电路包括三极管U4、电阻R10、按键K1、电阻R9、电容C9、电阻R11、电阻R12和电容C10，所述按键K1的第一端与所述三极管U4的集电极连接，所述按键K1的第二端通过电阻R10与三极管U4的基极连接，所述按键K1的第二端还通过电阻R9接地，三极管U4的集电极与所述LDO电源电路的输出端连接，三极管U4的基极通过电容C9接地，三极管U4的发射极通过电阻R11接地，三极管U4的发射极与逻辑或运算电路的第一输入端连接，三极管U4的发射极通过复位电路与开关机控制芯片的复位口电连接，三极管U4的发射极还与电阻R12的第一端连接，电阻R12的第二端通过电容C10接地，电阻R12的第二端还与开关机控制芯片的一个输入输出口电连接。
6.根据权利要求5所述的开关机电路，其特征在于：所述复位电路包括电阻R14、电阻R13、电容C11、电容C12和场效应管U6，场效应管U6的漏极通过电阻R14与DC-DC电源电路的输出端连接，场效应管U6的栅极通过电阻R13与三极管U4的发射极连接，场效应管U6的栅极通过电容C11接地，场效应管U6的源极接地，场效应管U6的漏极通过电容C12接地，场效应管U6的漏极与开关机控制芯片的复位口电连接。
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