CN201780549U - 多状态开关控制装置及系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种多状态开关控制装置及系统，该多状态开关控制装置适用于一计算机，所述计算机内设置一片上系统，该多状态开关控制装置包括一开关、一主控电路、一计时电路及一电源输出电路，该主控电路分别与该开关、计时电路及电源输出电路电性连接，该电源输出电路与所述片上系统相连，当开关被接通时，所述主控电路控制该电源输出电路输出一电源控制信号给片上系统，进而控制该计算机开机或进入待机状态；所述计时电路对开关接通的持续时间进行计时，且当时间到达一预设时间后，所述主控电路控制该电源输出电路输出一关机信号给该片上系统，进而控制该计算机关机。

Description

多状态开关控制装置及系统
技术领域
本实用新型涉及一种多状态开关控制装置及系统，尤其涉及一种用于控制计算机进行开关机或进入待机状态的多状态开关控制装置及系统。
背景技术
计算机内一般均会设置一片上系统(system on chip，SoC)及一微控制器，通过对该微控制器进行编程，可利用该微控制器输出相应的控制信号给SoC，进而控制该计算机开关机或进入待机状态。
然而，现有的微控制器一般价格较为昂贵，不利于计算机整体成本的降低。另外，上述计算机于该现有微控制器及SoC的控制下关机后，该微控制器仍然会保持输出一备用待机电压给计算机内的主机板，以为计算机的重新启动作准备。若计算机于关机后长时间未使用，所述备用待机电压将导致电能的无谓损耗，不利于节约能源。
实用新型内容
鉴于以上内容，有必要提供一种成本较低且可有效降低能源损耗的多状态开关控制装置。
另，有必要提供一种具有该多状态开关控制装置的系统。
一种多状态开关控制装置，适用于一计算机，所述计算机内设置一片上系统，该多状态开关控制装置包括一开关、一主控电路、一计时电路及一电源输出电路，该主控电路分别与该开关、计时电路及电源输出电路电性连接，该电源输出电路与所述片上系统相连，当开关被接通时，所述主控电路控制该电源输出电路输出一电源控制信号给片上系统，进而控制该计算机开机或进入待机状态；所述计时电路对开关接通的持续时间进行计时，且当时间到达一预设时间后，所述主控电路控制该电源输出电路输出一关机信号给该片上系统，进而控制该计算机关机。
优选地，该开关包括一静触点及一动触点，该静触点通过一电阻连接至一第一电源，动触点则连接至所述主控电路。
优选地，该主控电路包括一NPN型的第一三极管及一NPN型的第二三极管，该第一三极管的基极连接至所述动态端，还通过一电阻连接至一第一节点，该第一三极管的发射极连接至所述第一节点，该第一三极管的集电极通过一电阻连接至所述第二三极管的集电极，还通过一组串联的电阻接地，该第二三极管的基极通过一电阻连接至一第二节点，该第二三极管的集电极连接至电源输出电路，该第二三极管的发射极接地。
优选地，该第二三极管的集电极通过一电容接地，以过滤所述第一三极管输出的电压中包含的交流成分。
优选地，该主控电路包括一NPN型的第三三极管，该第三三极管的发射极接地，该第三三极管的集电极连接至所述电源输出电路，该第三三极管的基极连接至第二三极管的集电极，用于对第一三极管输出的电压进行放大后输出给所述电源输出电路。
优选地，该电源输出电路包括一PNP型的第四三极管，该第四三极管的基极通过一电阻连接至第三三极管的集电极，该基极还通过一组串联的电阻及电容连接至第一三极管的基极，所述第四三极管的发射极连接至该第一电源，并连接至所述串联的电阻及电容之间，该第四三极管的集电极连接至所述片上系统，以为所述片上系统提供所述电源控制信号或关机信号。
优选地，该第四三极管的集电极还连接至所述串联的电阻之间，用于将所述电源控制信号回馈给该主控电路。
优选地，该计时电路包括一电阻及一组并联的电容，该电阻的二端分别连接至所述第一节点及第二节点，所述并联的电容的一端连接至所述第二节点，另一端接地。
优选地，该多状态开关控制装置包括一片上系统接口电路，所述片上系统接口电路包括一NPN型的第五三极管，该第五三极管的基极通过一电阻接地，还通过一电阻连接至所述第一节点，该第五三极管的集电极通过一电阻连接至一第二电源，还通过一电阻连接至所述片上系统，以输出一唤醒信号给该片上系统。
优选地，该片上系统接口电路还包括一组串联的电阻，所述串联的电阻一端连接至片上系统，以接收来自片上系统的信号，所述串联的电阻的另一端接地，所述第二节点连接至所述串联的电阻之间。
一种多状态开关控制系统，其包括一上述所述的多状态开关控制装置及一计算机。
相较现有技术，本实用新型所述的多状态开关控制系统不需设置微控制器，仅需根据用户的不同需求来定义该开关的状态，以为该片上系统提供电源或切断电源，使得该片上系统可在开关的控制下控制该计算机开关机或使其处于待机状态。如此，可有效降低该计算机的功耗，达到节能省电的目的，并有助于降低该计算机的整体成本。
附图说明
图1为本实用新型较佳实施方式中多状态开关控制系统的功能框图。
图2为图1所示多状态开关控制系统的电路图。
主要元件符号说明
多状态开关控制装置      100
计算机                  200
开关                    11
主控电路                12
计时电路                13
电源输出电路    14
SoC接口电路     15
SoC             20
电源控制端      21
唤醒信号端      22
关机信号端      23
电阻            R1-R15
电容            C1-C4
静触点          S1
动触点          S2
第一三极管      Q1
第二三极管      Q2
第三三极管      Q3
第四三极管      Q4
第五三极管      Q5
第一节点        J1
第二节点        J2
第一电源        VDD
第二电源        VCC
具体实施方式
请参阅图1，本实用新型较佳实施方式提供一种多状态开关控制系统(图未标)，该多状态开关控制系统包括一多状态开关控制装置100及一计算机200。该计算机200内设置有一片上系统(system onchip，SoC)20。该多状态开关控制装置100包括一开关11、一主控电路12、一计时电路13、一电源输出电路14及一SoC接口电路15。其中，该主控电路12分别与开关11、计时电路13、该电源输出电路14及SoC接口电路15电性连接；该电源输出电路14及SoC接口电路15均连接至该SoC20。所述主控电路12可于该开关11的控制下输出相应的电源控制信号或关机信号给该SoC20，进而使得该SoC20于该电源控制信号或关机信号的控制下使得该计算机200进行相应的开关机或待机动作。
于本实施例中，该SoC20可以为一型号为BCM7405的芯片，其包括一电源控制端21、一唤醒信号端22及一关机信号端23。
请一并参阅图2，该开关11包括一静触点S1及一动触点S2，其中静触点S1通过一电阻R1连接至一第一电源VDD，动触点S2则连接至所述主控电路12。
该主控电路12包括一NPN型的第一三极管Q1、一NPN型的第二三极管Q2及一NPN型的第三三极管Q3。该第一三极管Q1的基极连接至开关11的动态端S2，一电阻R2一端连接至该第一三极管Q1的基极，另一端连接至一第一节点J1。该第一三极管Q1的发射极连接至所述第一节点J1。该第一三极管Q1的集电极通过一电阻R3连接至所述第二三极管Q2的集电极，还通过一组串联的电阻R4、R5接地。该第二三极管Q2的基极通过一电阻R6连接至一第二节点J2，第二三极管Q2的发射极接地，所述第二三极管Q2的集电极还通过一电容C1接地，所述电容C1用于过滤所述第一三极管Q1的集电极输出的电压中包含的交流成分。该第三三极管Q3的发射极接地；该第三三极管Q3的集电极连接至所述电源输出电路14；该第三三极管Q3的基极连接至所述第二三极管Q2的集电极，用于对来自该第一三极管Q 1的输出电压进行放大后输出给该电源输出电路14。
该计时电路13包括一电阻R7及一组并联的电容C2、C3，该电阻R7的二端分别连接至所述第一节点J1及第二节点J2。所述并联的电容C2、C3一端连接至所述第二节点J2，另一端接地。
该电源输出电路14包括一PNP型的第四三极管Q4。该第四三极管Q4的基极通过一电阻R8连接至所述第三三极管Q3的集电极。该第四三极管Q4的基极还通过一组串联的电阻R9及电容C4连接至所述第一三极管Q1的基极。所述第四三极管Q4的发射极连接至该第一电源VDD，并连接至所述串联的电阻R9及电容C4之间。该第四三极管Q4的集电极连接至所述电源控制端21，用于为所述SoC20提供该电源控制信号或关机信号。该第四三极管Q4的集电极还连接至所述串联的电阻R4、R5之间，用于将所述电源控制信号回馈给该主控电路12。
所述SoC接口电路15包括一NPN型的第五三极管Q5，该第五三极管Q5的基极通过一电阻R10接地，还通过一电阻R11连接至该第一节点J1。该第五三极管Q5的集电极通过一电阻R12连接至一第二电源VCC，还通过一电阻R13连接至所述唤醒信号端22，用于输出一唤醒信号给该SoC20。
该关机信号端23通过一组串联的电阻R14、R15接地，所述第二节点J2连接至电阻R14、R15之间，该关机信号可从关机信号端23经过电阻R14输送给该主控电路12。
下面将介绍所述多状态开关控制系统的具体工作原理。
于本实施例中，首先定义接通开关11时，表示用户对计算机200进行开机或待机操作；定义持续接通开关11时，表示用户对计算机200进行关机操作。
当接通所述开关11时，所述主控电路12中的第一三极管Q1导通，该第一三极管Q1的集电极输出高电压。因为开关11的动触点S2通过电阻R2连接至该第一节点J1，所以该第一节点J1处的电压为高电平，使得该并联的电容C2、C3开始充电，而因该开关11仅接通一次，故电容C2、C3无法持续充电，从而使得第二三极管Q2基极的电压小于该第二三极管Q2的启动电压，该第二三极管Q2截止。此时，该第一三极管Q1集电极的电压通过电阻R3施加于第三三极管Q3的基极上，使得该第三三极管Q3导通。该第三三极管Q3将第一三极管Q1中集电极的电压放大后输出给第四三极管Q4，使得该第四三极管Q4导通。此时，该第四三极管Q4的集电极将输出一高电平(即所述电源控制信号)给该电源控制端21，以为该SoC20提供电源，进而使得SoC20启动并正常工作，以控制该计算机200开机或进入待机状态。
可以理解，该电源控制端21输出的电压将通过电阻R4和电阻R3返回施加于该第三三极管Q3的基极上。故该第三三极管Q3及第四三极管Q4将持续导通，如此使得该主控电路12具有记忆功能。即即使接通开关11后马上断开，亦能使得该电源控制端21输出一持续的电源控制信号，以为SoC20持续供电。
另外，若接通所述开关11前该计算机200已处于待机状态时，则接通该开关11后，因为该第一节点J1端的电压为高电平，将使得该第五三极管Q5导通，进而使得输入至唤醒信号端22的电压为低电平。故当SoC20处于持续供电的情况下，所述主控电路12还可输出一唤醒信号给该SoC20，使得该SoC20于唤醒信号的控制下使计算机200进行开机操作。
当持续接通该开关11时，施加于该第一节点J1上的电压将使得并联的电容C2、C3持续充电。当用户持续接通的时间使得电容C2、C3两端的电压达到所述第二三极管Q2的启动电压时，所述第二三极管Q2将导通。此时，该第三三极管Q3的基极电压将变为低电平，即该第三三极管Q3及第四三极管Q4均截止。当第四三极管Q4截止时，该第四三极管Q4的集电极输出至电源控制端21的电压将变为低电平(即所述关机信号)，进而切断该SoC20的电源，使得该SoC20停止工作，以控制计算机200关机。
可以理解，该SoC20内还可存储一预设时间，当该计算机200一直处于开机状态，且超过该预设时间时，所述SoC20可直接通过该关机信号端23输出一高电平给该第二三极管Q2，使得该第二三极管Q2导通，进而使得第三三极管Q3和第四三极管Q4截止，最终切断该SoC20的电源，使得该计算机200关机。
显然，本新型所述的多状态开关控制系统不需设置微控制器，仅需根据用户的不同需求来定义该开关11的状态，以为该SoC20提供电源或切断电源，使得该SoC20于开关11的控制下控制该计算机200开关机或使其处于待机状态。如此，可有效降低该计算机200的功耗，达到节能省电的目的，并有助于降低该计算机200的整体成本。

Claims (11)

1.一种多状态开关控制装置，适用于一计算机，所述计算机内设置一片上系统，其特征在于：该多状态开关控制装置包括一开关、一主控电路、一计时电路及一电源输出电路，该主控电路分别与该开关、计时电路及电源输出电路电性连接，该电源输出电路与所述片上系统相连，当开关被接通时，所述主控电路控制该电源输出电路输出一电源控制信号给片上系统，进而控制该计算机开机或进入待机状态；所述计时电路对开关接通的持续时间进行计时，且当时间到达一预设时间后，所述主控电路控制该电源输出电路输出一关机信号给该片上系统，进而控制该计算机关机。
2.如权利要求1所述的多状态开关控制装置，其特征在于：所述开关包括一静触点及一动触点，该静触点通过一电阻连接至一第一电源，动触点则连接至所述主控电路。
3.如权利要求2所述的多状态开关控制装置，其特征在于：该主控电路包括一NPN型的第一三极管及一NPN型的第二三极管，该第一三极管的基极连接至所述动态端，还通过一电阻连接至一第一节点，该第一三极管的发射极连接至所述第一节点，该第一三极管的集电极通过一电阻连接至所述第二三极管的集电极，还通过一组串联的电阻接地，该第二三极管的基极通过一电阻连接至一第二节点，该第二三极管的集电极连接至电源输出电路，该第二三极管的发射极接地。
4.如权利要求3所述的多状态开关控制装置，其特征在于：该第二三极管的集电极通过一电容接地，以过滤所述第一三极管输出的电压中包含的交流成分。
5.如权利要求4所述的多状态开关控制装置，其特征在于：该主控电路包括一NPN型的第三三极管，该第三三极管的发射极接地，该第三三极管的集电极连接至所述电源输出电路，该第三三极管的基极连接至第二三极管的集电极，用于对第一三极管输出的电压进行放大后输出给所述电源输出电路。
6.如权利要求5所述的多状态开关控制装置，其特征在于：该电源输出电路包括一PNP型的第四三极管，该第四三极管的基极通过一电阻连接至第三三极管的集电极，该基极还通过一组串联的电阻及电容连接至第一三极管的基极，所述第四三极管的发射极连接至该第一电源，并连接至所述串联的电阻及电容之间，该第四三极管的集电极连接至所述片上系统，以为所述片上系统提供所述电源控制信号或关机信号。
7.如权利要求6所述的多状态开关控制装置，其特征在于：该第四三极管的集电极还连接至所述串联的电阻之间，用于将所述电源控制信号回馈给该主控电路。
8.如权利要求3所述的多状态开关控制装置，其特征在于：该计时电路包括一电阻及一组并联的电容，该电阻的二端分别连接至所述第一节点及第二节点，所述并联的电容的一端连接至所述第二节点，另一端接地。
9.如权利要求3所述的多状态开关控制装置，其特征在于：所述多状态开关控制装置包括一片上系统接口电路，所述片上系统接口电路包括一NPN型的第五三极管，该第五三极管的基极通过一电阻接地，还通过一电阻连接至所述第一节点，该第五三极管的集电极通过一电阻连接至一第二电源，还通过一电阻连接至所述片上系统，以输出一唤醒信号给该片上系统。
10.如权利要求3所述的多状态开关控制装置，其特征在于：片上系统接口电路还包括一组串联的电阻，所述串联的电阻一端连接至片上系统，以接收来自片上系统的信号，所述串联的电阻的另一端接地，所述第二节点连接至所述串联的电阻之间。
11.一种多状态开关控制系统，其包括一如权利要求1-10项中任一项所述的多状态开关控制装置及一计算机。
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