CN109327215A - 开关机控制电路 - Google Patents

Abstract

一种开关机控制电路，用于对装置的开关机进行控制。开关机控制电路包括电源输入端，D触发器，开关控制电路，延迟电路及供电控制电路。其中，D触发器与电源输入端电性连接，以根据电源输入端输入的电源，设定D触发器的初始输出状态。开关控制电路与D触发器电性连接，用于控制设定装置的开关机状态。延迟电路分别与D触发器和开关控制电路电性连接，用于根据D触发器的输出状态和开关控制电路的控制，相应控制D触发器的输出状态。供电控制电路与电源输入端和D触发器电性连接，以根据D触发器的输出状态，相应对装置进行供电或停止供电。本发明的供电控制电路能轻松实现装置的开关机，极大方便了用户的操作，也节省开发的成本。

Description

开关机控制电路

技术领域

本发明涉及控制电路，尤其涉及一种开关机控制电路。

背景技术

现有技术中，在网络通信产品中，如在路由器中，为实现对输入电源的开关机控制，为了实现短按开机、长按关机功能，常见的做法有使用微处理器(Micro processorControl Unit，简称MCU)进行控制，但是需要编写控制程序，并且需要进行多次调试，浪费时间和人力，由于控制芯片价格较贵，会增加成本。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种开关机控制电路及前端电路，以降低开发成本。

本发明实施方式提供的一种开关机控制电路，用于对装置的开关机进行控制。开关机控制电路包括电源输入端，D触发器，开关控制电路，延迟电路及供电控制电路。其中，电源输入端用于接入电源。D触发器与电源输入端电性连接，以根据电源输入端输入的电源，设定D触发器的初始输出状态。开关控制电路与D触发器电性连接，用于控制设定装置的开关机状态。延迟电路分别与D触发器和开关控制电路电性连接，用于根据D触发器的输出状态和开关控制电路的控制，相应控制D触发器的输出状态。供电控制电路与电源输入端和D触发器电性连接，以根据D触发器的输出状态，相应对装置进行供电或停止供电。

优选地，电源输入端电性连接第一电阻的第一端，第一电阻的第二端电性连接D触发器的置“1”控制端，第一电阻的第二端通过第一电容接地。电源输入端电性连接第二电阻的第一端，第二电阻的第二端电性连接D触发器的置“0”控制端。

优选地，开关控制电路包括开关及第一场效应管。第一场效应管的第一端通过开关接地。第一场效应管的第二端电性连接D触发器的时钟输入端，第一场效应管的第二端还通过第三电阻电性连接电源输入端，第一场效应管的第二端还通过第二电容接地，第一场效应管的第三端通过第三电容接地，且第一场效应管的第三端还通过第四电阻电性连接D触发器的第一输出端。

优选地，第一场效应管为N型金属氧化物半导体场效应晶体管，第一场效应管的第一端为源极，第一场效应管的第二端为漏极，第一场效应管的第三端为栅极。

优选地，延迟电路包括：稳压二极管，第一三极管，第二三极管及第二场效应管。稳压二极管的阴极电性连接D触发器的电平输入端。第一三极管的第一端通过第五电阻电性连接第一场效应管的第一端，第一三极管的第二端接地。第二三极管的第一端电性连接稳压二极管的阳极，第二三极管的第一端还通过第六电阻电性连接第一场效应管的第一端，第二三极管的第二端通过第七电阻端电性连接稳压二极管的阴极，第二三极管的第三端电性连接第一三极管的第三端，第二三极管的第三端还通过第四电容接地。第二场效应管的第一端接地。第二场效应管的第二端电性连接D触发器的时钟输入端，第二场效应管的第三端电性连接第二三极管的第三端。

优选地，第一三极管为NPN三极管，第一三极管的第一端为基极，第一三极管的第二端为发射极，第一三极管的第三端为集电极。第二三极管为PNP三极管，第二三极管的第一端为基极，第二三极管的第二端为发射极，第二三极管的第三端为集电极。第二场效应管为N型金属氧化物半导体场效应晶体管，第二场效应管的第一端为源极，第二场效应管的第二端为漏极，第一场效应管的第三端为栅极。

优选地，装置在开机的状态时，当开关闭合时间达到预设时间，供电控制电路停止对装置供电。装置在开机的状态时，当开关闭合时间未达到预设时间，供电控制电路继续对装置供电。

优选地，供电控制电路包括第三场效应管，第三场效应管的第一端电性连接电源输入端，第三场效应管的第二端电性连接装置的供电端，第三场效应管的第三端电性连接D触发器的第一输出端，第三场效应管的第三端还通过第八电阻电性连接第三场效应管的第一端。

优选地，第三场效应管为P型金属氧化物半导体场效应晶体管，第三场效应管的第一端为源极，第三场效应管的第二端为漏极，第三场效应管的第三端为栅极。

优选地，D触发器的第二输出端与D触发器的电平输入端电性连接。

本发明的供电控制电路通过短按按钮和长按按钮的方式轻松实现装置的开关机，极大方便了用户的操作，也节省开发的成本。

附图说明

图1为本发明一实施方式的电路示意图。

图2为本实施方式的D触发器的功能示意图。主要元件符号说明

开关机控制电路 10

电源输入端 A1

D触发器 A2

开关控制电路 A3

延迟电路 A4

供电控制电路 A5

开关 But

第一电容 C1

第二电容 C2

第三电容 C3

电平输入端 D1

直流电源 DC

装置 Dev

置“1”控制端 Pre

时钟输入端 CLK

置“0”控制端 CLR

第一输出端 Q

第二输出端 Q’

第一三极管 Q1

第二三极管 Q2

第一电阻 R1

第二电阻 R2

第三电阻 R3

第四电阻 R4

第五电阻 R5

第六电阻 R6

第七电阻 R7

第八电阻 R8

第一场效应管 T1

第二场效应管 T2

第三场效应管 T3

稳压二极管 Z1

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图1，图1为本发明一实施方式的电路示意图。

一种开关机控制电路10用于对装置Dev的开关机进行控制。所说的装置Dev指的是，需要向外获取电源进行上下电的设备，如路由器，机顶盒等通讯产品。在本实施方式中，开关机控制电路10包括电源输入端A1，D触发器A2，开关控制电路A3，延迟电路A4及供电控制电路A5。

其中，电源输入端A1主要用于接入电源。如图1所示，本实施方式中的接入电源为直流电源DC，以对开关机控制电路10和后续接入的装置Dev进行供电。D触发器A2与电源输入端A1电性连接，以根据电源输入端A1输入的电源，设定D触发器A2的初始输出状态。开关控制电路A3与D触发器A2电性连接，用于控制设定装置Dev的开关机状态。延迟电路A4分别与D触发器A2和开关控制电路A3电性连接，用于根据D触发器A2的输出状态和开关控制电路A3的控制，相应控制D触发器A2的输出状态。供电控制电路A5与电源输入端A1和D触发器A2电性连接，以根据D触发器A2的输出状态，相应对装置Dev进行供电或停止供电。

在本实施方式中，电源输入端A1电性连接第一电阻R1的第一端，第一电阻R1的第二端电性连接D触发器A2的置“1”控制端Pre，第一电阻R1的第二端通过第一电容C1接地。电源输入端A1电性连接第二电阻R2的第一端，第二电阻R2的第二端电性连接D触发器A2的置“0”控制端CLR。

开关控制电路A3包括开关But及第一场效应管T1。第一场效应管T1，第一场效应管T1的第一端通过开关But接地。第一场效应管T1的第二端电性连接D触发器A2的时钟输入端CLK，第一场效应管T1的第二端还通过第三电阻R3电性连接电源输入端A1，第一场效应管T1的第二端还通过第二电容C2接地，第一场效应管T1的第三端通过第三电容C3接地，且第一场效应管T1的第三端还通过第四电阻R4电性连接D触发器A2的第一输出端Q，D触发器A2的第二输出端Q’与D触发器A2的电平输入端D1电性连接，D触发器A2的第一输出端Q和第二输出端Q’的输出电压相反。即如果D触发器A2的第一输出端Q输出高电平，第二输出端Q’将输出低电平。如果D触发器A2的第一输出端Q输出低电平，第二输出端Q’将输出高电平。

在本实施方式中，第一场效应管T1为N型金属氧化物半导体场效应晶体管，第一场效应管T1的第一端为源极，第一场效应管T1的第二端为漏极，第一场效应管T1的第三端为栅极。在其他实施方式中，也可以根据本案第一场效应管T1的连接关系，置换为其他类型的开关管。

延迟电路A4包括：稳压二极管Z1，第一三极管Q1，第二三极管Q2及第二场效应管T2。

稳压二极管Z1的阴极电性连接D触发器A2的电平输入端D1。第一三极管Q1的第一端通过第五电阻R5电性连接第一场效应管T1的第一端，第一三极管Q1的第二端接地。第二三极管Q2的第一端电性连接稳压二极管Z1的阳极，第二三极管Q2的第一端还通过第六电阻R6电性连接第一场效应管T1的第一端，第二三极管Q2的第二端通过第七电阻R7端电性连接稳压二极管Z1的阴极，第二三极管Q2的第三端电性连接第一三极管Q1的第三端，第二三极管Q2的第三端还通过第四电容接地。第二场效应管T2的第一端接地。第二场效应管T2的第二端电性连接D触发器A2的时钟输入端CLK，第二场效应管T2的第三端电性连接第二三极管Q2的第三端。

在本实施方式中，第一三极管Q1为NPN型的三极管，第一三极管Q1的第一端为基极，第一三极管Q1的第二端为发射极，第一三极管Q1的第三端为集电极。第二三极管Q2为PNP型三极管，第二三极管Q2的第一端为基极，第二三极管Q2的第二端为发射极，第二三极管Q2的第三端为集电极。第二场效应管T2为N型金属氧化物半导体场效应晶体管，第二场效应管T2的第一端为源极，第二场效应管T2的第二端为漏极，第一场效应管T1的第三端为栅极。

供电控制电路A5包括第三场效应管T3。第三场效应管T3的第一端电性连接电源输入端A1，第三场效应管T3的第二端电性连接装置Dev的供电端，第三场效应管T3的第三端电性连接D触发器A2的第一输出端Q，第三场效应管T3的第三端还通过第八电阻R8电性连接第三场效应管T3的第一端。在本实施方式中，第三场效应管T3为P型金属氧化物半导体场效应晶体管，第三场效应管T3的第一端为源极，第三场效应管T3的第二端为漏极，第三场效应管T3的第三端为栅极。

在本实施方式中，第一至第六电阻及第八电阻的阻值可为1000欧姆，第七电阻的阻值可为1000000欧姆，第一至第三电容的容值可为10nF，第四电容的容值可为4700nF。

图2为本实施方式的D触发器A2的功能示意图。如图2所示，在本实施方式中，当D触发器A2的置“1”控制端Pre接入低电平，D触发器A2的置“0”控制端CLR接入高电平时，D触发器A2的第一输出端Q输出高电平，第二输出端Q’输出低电平。当电源输入端A1最初接入直流电源DC时，电流从电源输入端A1进入开关机控制电路10。此时，第一电容C1会经由第一电阻R1进行充电，由于第一电容C1充电造成了电压到达高电平的延迟。因此，电源输入端A1最初接入直流电源DC时，D触发器A2的置“1”控制端Pre接入低电平，D触发器A2的置“0”控制端CLR接入高电平，D触发器A2的第一输出端Q输出高电平，第二输出端Q’输出低电平。第三场效应管T3由于接收到D触发器A2的第一输出端Q输出的高电平而不导通，即此时装置Dev得不到直流电源DC的供电。

接着，在电源输入端A1最初接入直流电源DC后，第一场效应管T1受到D触发器A2的第一输出端Q输出电平的控制。由于D触发器A2的第一输出端Q输出高电平，第一场效应管T1导通。此时，如开关But立即闭合，D触发器A2的时钟输入端CLK通过第一场效应管T1和开关But电性连接到地，即D触发器A2的时钟输入端CLK接收到低电平的电压。接着，当开关But断开，D触发器A2的时钟输入端CLK未能通过第一场效应管T1和开关But电性连接到地，即D触发器A2的时钟输入端CLK接收不到低电平的电压。此时，时钟输入端CLK产生了一个上升沿的电压信号。由于D触发器A2的第二输出端Q’与D触发器A2的电平输入端D1电性连接，此时电平输入端D1为低电平。由于D触发器A2的第一输出端Q在时钟输入端CLK接收到上升沿的电压信号时，即存取电平输入端D1的电压。因此，D触发器A2的第一输出端Q输出低电平，同时D触发器A2的第二输出端Q’相应输出高电平。此时，第三场效应管T3由于接收到D触发器A2的第一输出端Q输出的低电平而导通，即此时装置Dev得到直流电源DC的供电而进入系统上电开机的状态。

接着，第一场效应管T1受到D触发器A2的第一输出端Q输出电平的控制。由于D触发器A2的第一输出端Q此时输出低电平，第一场效应管T1不导通。此时，D触发器A2的第二输出端Q’为高电平，在延迟电路A4中，稳压二极管Z1的阴极电性连接D触发器A2的第二输出端Q’。

如开关But此时断开，第一三极管Q1为导通状态。第四电容受到第一三极管Q1的控制而兩端接地，无法进行充电。此时第二场效应管T2不导通。

如开关But此时闭合，第一三极管Q1经由第五电阻R5和开关But而电性接地，因而第一三极管Q1不导通，第二三极管Q2导通。第四电容随即经由稳压二极管Z1、第七电阻R7和第二三极管Q2形成的充电路径进行充电。在充电过程中，第四电容的电压缓慢上升，在经过预设时间后，第四电容的电压将大于第二场效应管T2的导通电压，第二场效应管T2随即导通。此时，D触发器A2的时钟输入端CLK会经由第二场效应管T2接地，即D触发器A2的时钟输入端CLK收到低电平的信号。预设时间即为第四电容充电达到第二场效应管T2的导通电压的所需时间，可以通过电阻电容回路的充电计算方法计算而得，在此不再详述。

在本实施方式中，预设时间大于5秒。当开关But闭合时间未达到预设时间而断开，第一三极管Q1会在开关But断开后对第四电容进行放电，第四电容中的电量会被放完，预设时间重新计算。此时，由于第四电容的电压还没达到第二场效应管T2的导通电压，因此第二场效应管T2不导通，D触发器A2的时钟输入端CLK未接收到改变的电压信号，D触发器A2的第一输出端Q仍然输出低电平，此时第三场效应管T3仍然导通。因此供电控制电路A5继续对装置Dev供电。当开关But闭合时间达到预设时间之后再断开，此时，由于第四电容的电压在该闭合时间内，已达到第二场效应管T2的导通电压，因此第二场效应管T2会先导通一段时间，然后再由于第四电容的放电后而不导通，使得D触发器A2的时钟输入端CLK先与地连接一段时间后再断开。此时时钟输入端CLK接收到上升沿的电压信号，使得D触发器A2的第一输出端Q输出高电平的电压信号，从而使得第三场效应管T3不导通。供电控制电路A5停止对装置Dev供电。在本实施方式中，开关But可以设置为一按钮，当按钮按下时，开关But闭合，当按钮没按下时，开关But断开。即在本发明中，在关机时刻，按钮短按即实现供电控制电路A5对装置Dev供电，从而装置Dev上电开机。在开机时刻，按钮长按即实现供电控制电路A5停止对装置Dev供电，从而装置Dev没电而关机，如此循环。本发明的供电控制电路A5通过短按按钮和长按按钮的方式轻松实现装置Dev的开关机，极大方便了用户的操作，也节省开发的成本。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种开关机控制电路，用于对装置的开关机进行控制，其特征在于，所述开关机控制电路包括：

电源输入端，用于接入电源；

D触发器，与所述电源输入端电性连接，以根据电源输入端输入的电源，设定所述D触发器的初始输出状态；

开关控制电路，与所述D触发器电性连接，用于控制设定所述装置的开关机状态；

延迟电路，分别与所述D触发器和所述开关控制电路电性连接，用于根据所述D触发器的输出状态和所述开关控制电路的控制，相应控制所述D触发器的输出状态；及

供电控制电路，与所述电源输入端和所述D触发器电性连接，以根据所述D触发器的输出状态，相应对所述装置进行供电或停止供电。

2.如权利要求1所述的开关机控制电路，其特征在于，

所述电源输入端电性连接第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端电性连接所述D触发器的置“1”控制端，所述第一电阻的第二端通过第一电容接地；及

所述电源输入端电性连接第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端电性连接所述D触发器的置“0”控制端。

3.如权利要求1所述的开关机控制电路，其特征在于，所述开关控制电路包括：

开关；及

第一场效应管，所述第一场效应管的第一端通过所述开关接地；所述第一场效应管的第二端电性连接所述D触发器的时钟输入端，所述第一场效应管的第二端还通过第三电阻电性连接所述电源输入端，所述第一场效应管的第二端还通过第二电容接地，所述第一场效应管的第三端通过第三电容接地，且所述第一场效应管的第三端还通过第四电阻电性连接所述D触发器的第一输出端。

4.如权利要求3所述的开关机控制电路，其特征在于，所述第一场效应管为N型金属氧化物半导体场效应晶体管，所述第一场效应管的第一端为源极，所述第一场效应管的第二端为漏极，所述第一场效应管的第三端为栅极。

5.如权利要求3所述的开关机控制电路，其特征在于，所述延迟电路包括：

稳压二极管，所述稳压二极管的阴极电性连接所述D触发器的电平输入端；

第一三极管，所述第一三极管的第一端通过第五电阻电性连接所述第一场效应管的第一端，所述第一三极管的第二端接地；

第二三极管，所述第二三极管的第一端电性连接所述稳压二极管的阳极，所述第二三极管的第一端还通过第六电阻电性连接所述第一场效应管的第一端，所述第二三极管的第二端通过第七电阻端电性连接所述稳压二极管的阴极，所述第二三极管的第三端电性连接所述第一三极管的第三端，所述第二三极管的第三端还通过第四电容接地；及

第二场效应管，所述第二场效应管的第一端接地；所述第二场效应管的第二端电性连接所述D触发器的时钟输入端，所述第二场效应管的第三端电性连接所述第二三极管的第三端。

6.如权利要求5所述的开关机控制电路，其特征在于，

所述第一三极管为NPN三极管，所述第一三极管的第一端为基极，所述第一三极管的第二端为发射极，所述第一三极管的第三端为集电极；

所述第二三极管为PNP三极管，所述第二三极管的第一端为基极，所述第二三极管的第二端为发射极，所述第二三极管的第三端为集电极；及

所述第二场效应管为N型金属氧化物半导体场效应晶体管，所述第二场效应管的第一端为源极，所述第二场效应管的第二端为漏极，所述第一场效应管的第三端为栅极。

7.如权利要求3所述的开关机控制电路，其特征在于，所述装置在开机的状态时，当所述开关闭合时间达到预设时间，所述供电控制电路停止对所述装置供电；及所述装置在开机的状态时，当所述开关闭合时间未达到预设时间，所述供电控制电路继续对所述装置供电。

8.如权利要求1所述的开关机控制电路，其特征在于，所述供电控制电路包括第三场效应管，所述第三场效应管的第一端电性连接所述电源输入端，所述第三场效应管的第二端电性连接所述装置的供电端，第三场效应管的第三端电性连接所述D触发器的第一输出端，第三场效应管的第三端还通过第八电阻电性连接所述第三场效应管的第一端。

9.如权利要求8所述的开关机控制电路，其特征在于，所述第三场效应管为P型金属氧化物半导体场效应晶体管，所述第三场效应管的第一端为源极，所述第三场效应管的第二端为漏极，所述第三场效应管的第三端为栅极。

10.如权利要求1所述的开关机控制电路，其特征在于，所述D触发器的第二输出端与所述D触发器的电平输入端电性连接。