CN111654277A - 一种开关电路及应用该开关电路的打印机使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种开关电路，包括开机模块，与电源电连接，用于电路的通电导通；按键，操作以用于开关机和复用功能的实现；保持模块，与按键、开机模块电连接，用于保持开机模块的导通；关机模块，与保持模块电连接，用于开机模块的断电；控制模块，与按键、关机模块电连接，用于根据检测到的按键信号控制输出复用功能信号或关机信号。该开关电路通过一个按键即能够进行开关操作以及各种功能复用，使得产品结构简单、成本低。本发明还涉及一种打印机的使用方法，打印机应用前述的开关电路；通过操作按键，实现但打印机的开关机以及功能复用。该打印机使用方法操作更加简便。

Description

一种开关电路及应用该开关电路的打印机使用方法

技术领域

本发明涉及一种开关电路，本发明还涉及一种应用该开关电路的打印机使用方法。

背景技术

打印机被广泛的应用于办公室以及家庭中，现有的打印机上通常设置多个按键以用于控制不同的功能，如设置有开关键以专门用于进行打印机的开关操作，设置有功能键以用于实现打印机不同的功能的控制。如授权公告号为CN210634282U(申请号为201920914389.9)的中国实用新型专利《一种高精度热敏打印机》，其中公开的打印机中则专门设置了开关机电路已经对应的开关按键，开关机电路接收开关按键输出的按键开关信号进行打印机的开关控制。这种开关按键多数采用机械固定按键，例如船形开关，钮子开关，按压自锁开关，开关按键需要单独放置操作位置且仅具有电源开通和断开的功能，无法实现对开关按键的复用功能使用。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术提供一种通过一个按键即能够进行开关操作以及各种功能复用的开关电路。

本发明所要解决的第二个技术问题是针对上述现有技术提供一种操作更加方便的打印机使用方法。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种开关电路，其特征在于：包括

开机模块，与电源电连接，用于电路的通电导通；

按键，操作以用于开关机和复用功能的实现；

保持模块，与所述按键、开机模块电连接，用于保持开机模块的导通；

关机模块，与保持模块电连接，用于开机模块的断电；

控制模块，与所述按键、关机模块电连接，用于根据检测到的按键信号控制输出复用功能信号或关机信号。

作为改进，还包括用于在输出负载感性过大时配合保持模块以实现开机模块保持导通或关断的特殊保持模块，所述特殊保持模块与开机模块、保持模块、关机模块电连接。

优选地，所述开机模块采用PMOS管；所述保持模块采用NPN三极管；所述关机模块采用NPN三级管；所述的特殊保持模块采用PNP三极管或者PMOS管。

优选地，所述开关电路包括PMOS管，所述PMOS管的源极与电源电连接，所述PMOS管的漏极与待供电的负载电连接；

所述PMOS管通过第一分压电路与按键电连接，所述第一分压电路包括依次串联连接的第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻，第一电阻的第一端与PMOS管的源极电连接，所述第一电阻的第二端分别与PMOS管的栅极、第二电阻的第一端电连接，第二电阻的第二端与第三电阻的第一端电连接，第三电阻的第二端与第四电阻的第一端电连接，第四电阻的第二端通过第一二极管与按键的第一端电连接，其中第四电阻的第二端与第一二极管的正极电连接，第一二极管的负极与按键的第一端电连接，按键的第二端接地；

所述按键的第一端通过按键信号传输电路与控制模块的信号输入端电连接，所述按键信号传输电路包括第二二极管、第八电阻、第九电阻和第十电阻，第二二极管的负极与按键的第一端电连接，第八电阻、第九电阻串联连接，第八电阻的第一端与控制模块的电源供应端电连接，第八电阻的第二端与第九电阻的第一端电连接，第九电阻的第二端接地，第十电阻的第一端与控制模块的信号输入端电连接，第十电阻的第二端与第八电阻的第二端电连接；

所述保持模块包括第一NPN三极管，所述第一NPN三极管的基极通过第二分压电路与PMOS管的漏极电连接，第一NPN三极管的集电极与第三电阻的第二端电连接，第一NPN三极管的发射极通过第十一电阻接地；所述第二分压电路包括依次串联连接的第五电阻、第六电阻、第七电阻，第五电阻的第一端与PMOS管的漏极电连接，第五电阻的第二端与第六电阻的第一端电连接，第六电阻的第二端与第七电阻的第一端电连接，第七电阻的第二端接地，第七电阻的两端之间还并联连接有第一电容；

所述关机模块包括第二NPN三极管，所述第二NPN三极管的基极通过关机信号传输电路与控制模块的信号输出端电连接，第二NPN三极管的发射极接地，第二NPN三极管的集电极与第七电阻的第一端电连接；所述关机信号传输电路包括第十二电阻和第十三电阻，第十二电阻的第一端与控制模块的信号输出端电连接，第十二电阻的第二端、第十三电阻的第一端分别与第二NPN三极管的基极电连接，第十三电阻的第二端接地。

作为改进，所述特殊保持模块包括PNP三极管，PNP三极管的基极与第一电阻的第二端电连接，PNP三极管的发射极与第一电阻的第一端电连接，PNP三极管的集电极与第六电阻的第一端电连接；

并且不设置第五电阻或者断开第五电阻与PMOS管的漏极的电连接。

优选地，所述按键为轻触开关。

优选地，所述控制模块采用单片机或者SoC芯片。

本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种打印机的使用方法，其特征在于，所述打印机应用如权利要求1至7任一权利要求所述的开关电路；

打印机处于通电关闭状态时，通过操作按键，打印机中的开关电路，使得打印机通电开机而处于待机状态；

然后再通过操作按键响应当前控制模块的不同工作控制节点，以实现不同功能工作的响应控制；

采用设定的关机操作方法操作按键，打印机中开关电路的关机模块工作，进而控制模块控制打印机断电。

优选地，设定的关机操作方法为长按一定时间的操作按键，控制模块获取按键的操作信号，进而通过关机模块实现开关电路断电，进而实现打印机断电。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明中的开关电路，在保持电路维护通电的基础上，通过按键和控制模块的配合，能够实现按键的功能复用，通过按键、控制模块、关机模块之间的配合，能够实现开关电路的软关机。即通过一个按键即能完成开机、功能控制以及关机等各种操作，如此可以减少按键的设置量，使用在产品上时，减小了按键空间设置的难度，同时节省了成本，使得做出产品更加简洁美观。

而应用了该开关电路的打印机的使用方法，操作时，无需再对按键的功能进行记忆或者识别，操作更加简单，操作的体验感更好。

附图说明

图1为本发明实施例一中开关电路的电路图。

图2为本发明实施例二中开关电路的电路图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例一

如图1所示，本实施例中的开关电路，包括开机模块Q1、按键SW1、保持模块Q2、关机模块Q3、控制模块，根据负载的情况可以选择使用特殊保持模块Q4。

开机模块Q1与电源、待供电的负载电连接，用于电路的通电导通，如该开关电路应用于打印机时，开机模块Q1的输出端则与打印机中的功能电路板的供电端电连接。

按键SW1可以采用现有技术中的各种按键SW1，本实施例中的按键SW1选用轻触开关，使用时，操作按键SW1以用于开关机和复用功能的实现。

保持模块Q2分别与按键SW1、开机模块Q1电连接，用于保持开机模块Q1的导通；

关机模块Q3与保持模块Q2电连接，用于开机模块Q1的断电；

控制模块与按键SW1、关机模块Q3电连接，用于根据检测到的按键SW1信号控制输出复用功能信号或关机信号。本实施例中的控制模块可以采用单片机或SoC芯片。

本实施例中，开关电路包括PMOS管，所述PMOS管的源极与电源电连接，PMOS管的漏极与待供电的负载电连接；

PMOS管通过第一分压电路与按键SW1电连接，第一分压电路包括依次串联连接的第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4，第一电阻R1的第一端与PMOS管的源极电连接，所述第一电阻R1的第二端分别与PMOS管的栅极、第二电阻R2的第一端电连接，第二电阻R2的第二端与第三电阻R3的第一端电连接，第三电阻R3的第二端与第四电阻R4的第一端电连接，第四电阻R4的第二端通过第一二极管D1与按键SW1的第一端电连接，其中第四电阻R4的第二端与第一二极管D1的正极电连接，第一二极管D1的负极与按键SW1的第一端电连接，按键SW1的第二端接地；

按键SW1的第一端通过按键信号传输电路与控制模块的信号输入端GPIO1电连接，按键信号传输电路包括第二二极管D2、第八电阻R8、第九电阻R9和第十电阻R10，第二二极管D2的负极与按键SW1的第一端电连接，第八电阻R8、第九电阻R9串联连接，第八电阻R8的第一端与控制模块的电源供应端电连接，第八电阻R8的第二端与第九电阻R9的第一端电连接，第九电阻R9的第二端接地，第十电阻R10的第一端与控制模块的信号输入端GPIO1电连接，第十电阻R10的第二端与第八电阻R8的第二端电连接；

保持模块Q2包括第一NPN三极管，所述第一NPN三极管的基极通过第二分压电路与PMOS管的漏极电连接，第一NPN三极管的集电极与第三电阻R3的第二端电连接，第一NPN三极管的发射极通过第十一电阻R11接地；所述第二分压电路包括依次串联连接的第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7，第五电阻R5的第一端与PMOS管的漏极电连接，第五电阻R5的第二端与第六电阻R6的第一端电连接，第六电阻R6的第二端与第七电阻R7的第一端电连接，第七电阻R7的第二端接地，第七电阻R7的两端之间还并联连接有第一电容C1；

关机模块Q3包括第二NPN三极管，第二NPN三极管的基极通过关机信号传输电路与控制模块的信号输出端GPIO2电连接，第二NPN三极管的发射极接地，第二NPN三极管的集电极与第七电阻R7的第一端电连接；所述关机信号传输电路包括第十二电阻R12和第十三电阻R13，第十二电阻R12的第一端与控制模块的信号输出端GPIO2电连接，第十二电阻R12的第二端、第十三电阻R13的第一端分别与第二NPN三极管的基极电连接，第十三电阻R13的第二端接地。

该开关电路的工作原理如下。

开机操作：用户按下按键SW1，电源输入的电流沿第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一二极管D1、按键SW1路径流通，使开机模块Q1的电压分压变低，即PMOS管的栅极电压低于PMOS管的源极电压，通过电阻第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4的分压作用使作为开机模块Q1的PMOS管导通，电流流经开机模块Q1到待供电的负载供电输出端P2。作为开机模块Q1的PMOS管导通后，同时电流沿PMOS管、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7的路径流通，使作为保持模块Q2的第一NPN管的基极电压升高，第一NPN管导通。一部分电流沿第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一NPN管的路径流通接地，此时按键SW1处断开不再接地。因为作为保持模块Q2的第一NPN管导通，使作为开机模块Q1的PMOS管的栅极电压极始终保持低于源极电压，完成保持开机模块Q1的导通的功能。

按键SW1复用功能：在开机的状态下，用户根据需要实现的不同功能按下按键SW1，因为电路已经保持通电，按键SW1对开机模块Q1不再有效，控制模块的信号输入端GPIO1处的电压会因按键SW1的接地而感应到低电平，控制模块获取到信号输入端GPIO1的低电平信号后，控制模块可以检测到按键SW1的次数和按下时长，进而控制模块的信号输出脚输出对应的功能控制信号，进而实现负载的各功能控制。

关机操作：按照设定的关机方法按压按键SW1，如长时间按压按键SW1，控制模块的信号输入端GPIO1获取低电平信号，并且控制模块对该低电平信号实现计时或者计数，达到设定的计时或者计数时，控制模块则控制信号输出端GPIO2输出高电平，作为关机模块Q3的第二NPN管的基极电压拉高，第二NPN管导通。同时作为保持模块Q2的第一NPN管的基极被接地，使作为保持模块Q2的第一NPN管关断，PMOS管的栅极电压被拉高到电源电压，PMOS管关闭，电流不再输出，供电输出断开，进而实现关机。

前述的开关电路可以应用在打印机中，即在打印机中设置前述的开关电路，开关电路中的按键SW1可以嵌设在打印机面板上方便操作的位置。

而应用前述开关电路的打印机的使用方法为：

打印机处于通电关闭状态时，通过操作按键SW1，打印机中的开关电路导通，使得打印机通电开机而处于待机状态；

然后再通过操作按键SW1响应当前控制模块的不同工作控制节点，以实现不同功能工作的响应控制；

采用设定的关机操作方法操作按键SW1，打印机中开关电路的关机模块Q3工作，进而控制模块控制打印机断电。设定的关机操作方法为长按操作按键SW1，如设置的长按时间阈值为5秒，控制模块获取按键SW1的操作信号超过5秒后，进而通过关机模块Q3实现开关电路断电，进而实现打印机断电。

本发明中的开关电路，在保持电路维护通电的基础上，通过按键SW1和控制模块的配合，能够实现按键SW1的功能复用，通过按键SW1、控制模块、关机模块Q3之间的配合，能够实现开关电路的软关机。即通过一个按键SW1即能完成开机、功能控制以及关机等各种操作，如此可以减少按键SW1的设置量，使用在产品上时，减小了按键SW1空间设置的难度，同时节省了成本，使得做出产品更加简洁美观。

而应用了该开关电路的打印机的使用方法，操作时，无需再对按键SW1的功能进行记忆或者识别，操作更加简单，操作的体验感更好。

实施例二

如图2所示，本实施例与实施例一的区别仅在于：如果待供电的负载中具有感性器件，输出负载感性过大时，关机时无法及时切断电流，为了完成切断，则可以设置特殊保持模块Q4，同时不设置第五电阻R5或者断开第五电阻R5与PMOS管的漏极的电连接。特殊保持模块Q4与开机模块Q1、保持模块Q2、关机模块Q3电连接，该特殊保持模块Q4配合保持模块Q2以实现开机模块Q1保持导通或关断的状态。

特殊保持模块Q4包括PNP三极管，PNP三极管的基极与第一电阻R1的第二端电连接，PNP三极管的发射极与第一电阻R1的第一端电连接，PNP三极管的集电极与第五电阻R5的第二端电连接。

该开关电路的工作原理为：

开机操作：用户按下按键SW1，电源输入的电流沿第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一二极管D1、按键SW1路径流通，使开机模块Q1的电压分压变低，即PMOS管的栅极电压低于PMOS管的源极电压，通过电阻第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4的分压作用使作为开机模块Q1的PMOS管导通，电流流经开机模块Q1到待供电的负载供电输出端P2。

同时作为特殊保持模块Q4的PNP管的基极电压分压变低，PNP管导通，同时电流沿PNP管、第六电阻R6、第七电阻R7路径流通，使作为保持模块Q2的第一NPN管的基极电压升高，第一NPN管导通。一部分电流沿第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一NPN管的路径流通接地，此时按键SW1处断开不再接地。因为作为保持模块Q2的第一NPN管导通，使作为特殊保持模块Q4的PNP管的基极始终低于发射极电压，保持PNP管导通。同时第一NPN管和PNP管互相保持导通。同时作为开机模块Q1Q1的PMOS管的栅极电压始终保持低于源极电压，完成保持作为开机模块Q1的PMOS管导通的功能。

复用功能：在开机的状态下，用户根据需要实现的不同功能按下按键SW1，因为电路已经保持通电，按键SW1对开机模块Q1不再有效，控制模块的信号输入端GPIO1处的电压会因按键SW1的接地而感应到低电平，控制模块获取到信号输入端GPIO1的低电平信号后，控制模块可以检测到按键SW1的次数和按下时长，进而控制模块的信号输出脚输出对应的功能控制信号，进而实现负载的各功能控制。

关断过程：按照设定的关机方法按压按键SW1，如长时间按压按键SW1，控制模块的信号输入端GPIO1获取低电平信号，并且控制模块对该低电平信号实现计时或者计数，达到设定的计时或者计数时，控制模块则控制信号输出端GPIO2输出高电平，作为关机模块Q3的第二NPN管的基极电压拉高，第二NPN管导通。同时作为保持模块Q2的第一NPN管的基极被接地，使作为保持模块Q2的第一NPN管关断。作为特殊保持模块Q4的PNP管的基极电压被拉高到电源电压，PNP管关闭。同时为开机模块Q1的PMOS管的栅极处的电压被拉高到电源电压，PMOS管关闭，电流不再输出，供电输出断开。

Claims (9)

1.一种开关电路，其特征在于：包括

开机模块(Q1)，与电源电连接，用于电路的通电导通；

按键(SW1)，操作以用于开关机和复用功能的实现；

保持模块(Q2)，与所述按键(SW1)、开机模块(Q1)电连接，用于保持开机模块(Q1)的导通；

关机模块(Q3)，与保持模块(Q2)电连接，用于开机模块(Q1)的断电；

控制模块，与所述按键(SW1)、关机模块(Q3)电连接，用于根据检测到的按键(SW1)信号控制输出复用功能信号或关机信号。

2.根据权利要求1所述的开关电路，其特征在于：还包括用于在输出负载感性过大时配合保持模块(Q2)以实现开机模块(Q1)保持导通或关断的特殊保持模块(Q4)，所述特殊保持模块(Q4)与开机模块(Q1)、保持模块(Q2)、关机模块(Q3)电连接。

3.根据权利要求2所述的开关电路，其特征在于：所述开机模块(Q1)采用PMOS管；所述保持模块(Q2)采用NPN三极管；所述关机模块(Q3)采用NPN三级管；所述的特殊保持模块(Q4)采用PNP三极管或者PMOS管。

4.根据权利要求3所述的开关电路，其特征在于：所述开机模块(Q1)包括PMOS管，所述PMOS管的源极与电源电连接，所述PMOS管的漏极与待供电的负载电连接；

所述PMOS管通过第一分压电路与按键(SW1)电连接，所述第一分压电路包括依次串联连接的第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)和第四电阻(R4)，第一电阻(R1)的第一端与PMOS管的源极电连接，所述第一电阻(R1)的第二端分别与PMOS管的栅极、第二电阻(R2)的第一端电连接，第二电阻(R2)的第二端与第三电阻(R3)的第一端电连接，第三电阻(R3)的第二端与第四电阻(R4)的第一端电连接，第四电阻(R4)的第二端通过第一二极管(D1)与按键(SW1)的第一端电连接，其中第四电阻(R4)的第二端与第一二极管(D1)的正极电连接，第一二极管(D1)的负极与按键(SW1)的第一端电连接，按键(SW1)的第二端接地；

所述按键(SW1)的第一端通过按键信号传输电路与控制模块的信号输入端(GPIO1)电连接，所述按键信号传输电路包括第二二极管(D2)、第八电阻(R8)、第九电阻(R9)和第十电阻(R10)，第二二极管(D2)的负极与按键(SW1)的第一端电连接，第八电阻(R8)、第九电阻(R9)串联连接，第八电阻(R8)的第一端与控制模块的电源供应端电连接，第八电阻(R8)的第二端与第九电阻(R9)的第一端电连接，第九电阻(R9)的第二端接地，第十电阻(R10)的第一端与控制模块的信号输入端(GPIO1)电连接，第十电阻(R10)的第二端与第八电阻(R8)的第二端电连接；

所述保持模块(Q2)包括第一NPN三极管，所述第一NPN三极管的基极通过第二分压电路与PMOS管的漏极电连接，第一NPN三极管的集电极与第三电阻(R3)的第二端电连接，第一NPN三极管的发射极通过第十一电阻(R11)接地；所述第二分压电路包括依次串联连接的第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、第七电阻(R7)，第五电阻(R5)的第一端与PMOS管的漏极电连接，第五电阻(R5)的第二端与第六电阻(R6)的第一端电连接，第六电阻(R6)的第二端与第七电阻(R7)的第一端电连接，第七电阻(R7)的第二端接地，第七电阻(R7)的两端之间还并联连接有第一电容(C1)；

所述关机模块(Q3)包括第二NPN三极管，所述第二NPN三极管的基极通过关机信号传输电路与控制模块的信号输出端(GPIO2)电连接，第二NPN三极管的发射极接地，第二NPN三极管的集电极与第七电阻(R7)的第一端电连接；所述关机信号传输电路包括第十二电阻(R12)和第十三电阻(R13)，第十二电阻(R12)的第一端与控制模块的信号输出端(GPIO2)电连接，第十二电阻(R12)的第二端、第十三电阻(R13)的第一端分别与第二NPN三极管的基极电连接，第十三电阻(R13)的第二端接地。

5.根据权利要求4所述的开关电路，其特征在于：所述特殊保持模块(Q4)包括PNP三极管，PNP三极管的基极与第一电阻(R1)的第二端电连接，PNP三极管的发射极与第一电阻(R1)的第一端电连接，PNP三极管的集电极与第六电阻(R6)的第一端电连接；

并且不设置第五电阻(R5)或者断开第五电阻(R5)与PMOS管的漏极的电连接。

6.根据权利要求1至5任一权利要求所述的开关电路，其特征在于：所述按键(SW1)为轻触开关。

7.根据权利要求1至5任一权利要求所述的开关电路，其特征在于：所述控制模块采用单片机或SoC芯片。

8.一种打印机的使用方法，其特征在于，所述打印机应用如权利要求1至7任一权利要求所述的开关电路；

打印机处于通电关闭状态时，通过操作按键(SW1)，打印机中的开关电路导通，使得打印机通电开机而处于待机状态；

然后再通过操作按键(SW1)响应当前控制模块的不同工作控制节点，以实现不同功能工作的响应控制；

采用设定的关机操作方法操作按键(SW1)，打印机中开关电路的关机模块(Q3)工作，进而控制模块控制打印机断电。

9.根据权利要求8所述的打印机的使用方法，其特征在于：设定的关机操作方法为长按操作按键(SW1)，控制模块获取按键(SW1)的操作信号，进而通过关机模块(Q3)实现开关电路断电，进而实现打印机断电。

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