CN202443282U - 零功耗待机电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及零功耗待机电路,其包括电源、按键开关机电路、开关电路、微处理器电路,其中所述按键开关机电路与微处理器电路、开关电路分别电性连接,开关电路的输入端与电源电性连接。本实用新型通过简单的电路实现了零待机功耗,减少了能量损耗,通过单按键方式简化了产品的设计,整个电路工作时耗电小于5mA,实现了低功耗控制。并且微处理器电路具有可扩展性,可以配合后级其它电路执行其它的工作,电路功能扩展性强,另外,双电源电路供给时通过程序的改变可以将此电路做为开关机电路同时是电池充电电路,简化了电路降低了成本。

Description

零功耗待机电路
技术领域
本实用新型涉及一种电源开关电路,具体涉及电池或电源外部适配器供电的数码类产品、便携类医疗产品的零功耗待机电路。
背景技术
随着数码类产品便携电子产品的普及化,越来越多的产品开始使用电池类产品供电,方便及可移动,电池的低功耗、低损耗成为大家所必需解决的问题。目前,数码类产品以及便携式医疗产品在很大一部分时间内都处于待机状态。我们市场上采用的由电池或电源外部适配器供电的上述产品的待机功耗较大,其高功率待机不仅费电,还可能会造成器件老化等问题。
目前市场上主要用两种方案:
1、轻触开关关闭功能后,用机械式拨动开关彻底断开电源,这种方式虽可以达到零待机效果,但实际用户需要多一个关掉机械开关的步骤,二次关机,操作复杂,且产品设计中需要留开关位置,模具度复杂,且机械开关寿命较短,且时间久些易开关接触不良,且小体积产品的情况下,无法做到控制关断大电流产品 ,例如MP3、MP4产品。
2、软关机,机器休眠到最低功耗;用轻触开关关掉各操作功能,让机器处于带电的休眠状态,这种方式在关机状态下仍有一定的待机电流约在100uA 左右;例如便携式式医疗雾化器,因为属简易操作型,全机仅设有1个轻触开关功能;电子产品未使用时,电池仍在耗电,时间久了电池电量耗尽,如果是锂电池有耗尽的可能性,这使得这类产品只能在说明书中严格的注明出货路途中或长时间不使用时要取出电池,这样增加了操作和运输成本,有诸多不便。
实用新型内容
针对现有技术的不足,本实用新型提供一种零功耗待机电路,其设计简单化、用户操作简单化,单键实现开关机功能,工作时整个电路耗电小于5mA,关机后彻底断开电池耗电流,实现待机零功耗。
为实现上述目的,本实用新型采用如下技术方案:
零功耗待机电路,其包括电源、按键开关机电路、开关电路、微处理器电路,其中所述按键开关机电路与微处理器电路、开关电路分别电性连接,开关电路的输入端与电源电性连接。
作为一种优选方案,所述开关电路包括MOS管Q1、MOS管Q2,电阻R1、电阻R4,所述MOS管Q1的源极连接至电源,MOS管Q1的漏极与MOS管Q2的漏极电性连接,MOS管Q1和MOS管Q2的栅极均通过电阻R1连接至按键开关机电路,电阻R4的一端连接至MOS管Q1的源极和电源之间,另一端连接至MOS管Q1的栅极和电阻R1之间。
作为改进,所述按键开关机电路包括电阻R3、电阻R2、二极管D1、二极管D2、三极管Q3、按键开关SW1,三极管Q3的基极通过电阻R3连接至微处理器电路的输出端,三极管Q3的发射极接地,三极管Q3的集电极接至电阻R1,电阻R2的一端接于电阻R3和三极管Q3的基极之间,另一端接地,微处理器电路的按键检测端通过二极管D1连接至按键开关SW1,二极管D2的阳极接至三极管Q3的集电极,其阴极通过按键开关SW1接地。
优选地,所述零功耗待机电路进一步包括微处理器供电电路,所述微处理器供电电路的输入端与MOS管Q2的源极电性连接,其输出端与微处理器电路的电源输入端电性连接。
优选地,所述零功耗待机电路进一步包括滤波电容CE1、滤波电容CE2,所述滤波电容CE1的一端连接MOS管Q2的源极,另一端接地,所述滤波电容CE2的一端接至微处理器供电电路的输出端,另一端接地。
作为另一种优选方案,所述开关电路为继电器,所述继电器的输入端与电源电性连接,继电器的控制端与案件开关电路电性连接。
作为改进,所述按键开关电路包括按键开关SW1、电阻R2、电阻R3、三极管Q3,电源通过按键开关SW1连接至微处理器电路的按键检测端,三极管Q3的基极通过电阻R3连接至微处理器电路的输出端,三极管Q3的发射极接地,三极管Q3的集电极接至继电器的控制端,电阻R2的一端接于电阻R3和三极管Q3的基极之间,另一端接地。
优选地,所述零功耗待机电路进一步包括微处理器供电电路,所述微处理器供电电路的输入端通过二极管D3连接至按键开关SW1和微处理器电路的按键检测端之间,其输出端与微处理器电路的电源输入端电性连接。
优选地,所述零功耗待机电路进一步包括滤波电容CE1、滤波电容CE2,所述滤波电容CE1的一端连接继电器的输出端,另一端接地,所述滤波电容CE2的一端接至微处理器供电电路的输出端,另一端接地。
优选地,所述继电器为常开继电器。
本实用新型所阐述的零功耗待机电路,与现有技术相比,其有益效果在于:本实用新型通过简单的电路实现了零待机功耗,减少了能量损耗,通过单按键方式简化了产品的设计,整个电路工作时耗电小于5mA ,实现了低功耗控制。并且微处理器电路具有可扩展性,可以配合后级其它电路执行其它的工作,电路功能扩展性强,另外,双电源电路供给时通过程序的改变可以将此电路做为开关机电路同时是电池充电电路,简化了电路降低了成本,并且,本实用新型开关电路还可以适用于电池的反接保护。
附图说明
附图1为本实用新型零功耗待机电路的实施例一的电路原理图;
附图2为本实用新型零功耗待机电路的实施例二的电路原理图。
具体实施方式
下面,结合附图以及具体实施方式,对本实用新型的零功耗待机电路做进一步描述,以便于更清楚的理解本实用新型所要求保护的技术思想。
实施例一
如图1所示,零功耗待机电路,其包括电源、按键开关机电路2、开关电路3、微处理器(MCU)电路1、微处理器供电电路5,按键开关机电路2与微处理器电路1、开关电路3分别电性连接,开关电路1的输入端与电源电性连接,其输出端连接负载,即工作电路4,开关电路1的输出端并通过微处理器供电电路5连接至微处理器电路1。
具体地,开关电路3包括MOS管Q1、MOS管Q2,电阻R1、电阻R4。需要说明的是,本实用新型较佳的实施例中,电源为电池BAT和扩展外部供电6(即电源外部适配器)双电源方式,若采用单电源供电方式,则可采用一个MOS管即可。MOS管Q1的源极连接至电源,MOS管Q1的漏极与MOS管Q2的漏极电性连接,MOS管Q2的源极连接至工作电路4,MOS管Q1和MOS管Q2的栅极均通过电阻R1连接至按键开关机电路,电阻R4的一端连接至MOS管Q1的源极和电源之间,另一端连接至MOS管Q1的栅极和电阻R1之间。按键开关机电路2包括电阻R3、电阻R2、二极管D1、二极管D2、三极管Q3、按键开关SW1,三极管Q3的基极通过电阻R3连接至微处理器电路的输出端,三极管Q3的发射极接地,三极管Q3的集电极接至电阻R1,电阻R2的一端接于电阻R3和三极管Q3的基极之间,另一端接地,微处理器电路的按键检测端通过二极管D1连接至按键开关SW1,二极管D2的阳极接至三极管Q3的集电极,其阴极通过按键开关SW1接地。微处理器供电电路5的输入端与MOS管Q2的源极电性连接,其输出端与微处理器电路1的电源输入端电性连接。
另外,用于对工作电路4和微处理器电路1的供电电源进行滤波的滤波电容CE1的一端连接MOS管Q2的源极,另一端接地,用于对微处理器电路1的供电电源的供电电源进行进一步滤波的滤波电容CE2的一端接至微处理器供电电路的输出端,另一端接地。
其工作原理为:
1.  开机。轻触按键开关SW1按下,经二极管D2、电阻R1使MOS管Q1和MOS管Q2的栅极均为低电平,此时MOS管Q1和MOS管Q2导通,电池BAT的电压通过微处理器供电电路5供电给微处理器电路1,微处理器电路1开始工作,其按键检测端(即KEY管脚(图未示))检测按键状态(此时KEY管脚为低电压第一次);微处理器电路1的输出端输出开机高电平经电阻R3到三极管Q3,三极管Q3导通锁定MOS管Q1和MOS管Q2的栅极电压均为低电平,电路正常供电给工作电路4,开机动作完成。
2.  关机。轻触按键开关SW1按下,经二极管D1拉低微处理器电路1的按键检测端为低电压(KEY管脚为低电平第二次),微处理器电路1检测到此低电平,执行关机动作,使其输出端由原来的高电平转为低电平,经电阻R3到三极管Q3,三极管Q3截止,轻触按键开关SW1松开后,MOS管Q1和MOS管Q2的栅极经电阻R4供电转为高电平,MOS管Q1和MOS管Q2均关断,后级供电断开,工作电路4停止工作,关机动作完成进入待机状态,此时电池电压无法通过MOS管Q1和MOS管Q2,电流为0uA,实现了静态零功耗待机功能。
本实施例通过简单的电路实现了零待机功耗,延长了电池使用时间,减少了能量损耗,通过单按键方式简化了产品的设计,并通过MOS管低阻特性可通过大电流,整个电路工作时耗电小于5mA,实现了低功耗控制。并且微处理器电路具有可扩展性,可以配合后级其它电路执行其它的工作(例如过流保护等),电路功能扩展性强,双电源电路供给时通过程序的改变可以将此电路做为开关机电路同时也是电池充电电路,简化了电路降低了成本。一般电池反接于电路中时,可能会发生电池膨胀、漏液甚至爆炸等问题,而在本实用新型实施例中,电池反接于电路中时,开关电路一直处于断开状态,无法形成闭合回路。因此,本实用新型实施例的开关电路还可以直接作为电池的反接保护电路使用,该反接保护功能同样适用于实施例二。
实施例二
如图2所示,其与实施例一的区别在于开关电路采用继电器J1。
具体地,零功耗待机电路,其包括电源、按键开关机电路7、开关电路8、微处理器(MCU)电路1、微处理器供电电路5,按键开关机电路7与微处理器电路1、开关电路8分别电性连接,开关电路8的输入端与电源电性连接,其输出端连接负载,即工作电路4。
开关电路8为继电器J1,在本实用新型较佳的实施例中,继电器J1采用常开继电器。继电器J1的输入端与电源电性连接,其控制端与案件开关电路电性连接,其输出端与工作电路4电性连接。按键开关电路7包括按键开关SW1、电阻R2、电阻R3、三极管Q3,电源通过按键开关SW1连接至微处理器电路的按键检测端,三极管Q3的基极通过电阻R3连接至微处理器电路的输出端,三极管Q3的发射极接地,三极管Q3的集电极接至继电器的控制端,电阻R2的一端接于电阻R3和三极管Q3的基极之间,另一端接地。微处理器供电电路5的输入端通过二极管D3连接至按键开关SW1和微处理器电路的按键检测端之间,其输出端与微处理器电路的电源输入端电性连接。
另外,用于对工作电路4和微处理器电路1的供电电源进行滤波的滤波电容CE1的一端连接MOS管Q2的源极,另一端接地,用于对微处理器电路1的供电电源的供电电源进行进一步滤波的滤波电容CE2的一端接至微处理器供电电路的输出端,另一端接地。
其工作原理为:
1.开机。轻触按键开关SW1按下,电池BAT的电压通过按键开关SW1、微处理器供电电路5供电给微处理器电路1,微处理器电路1开始工作,其按键检测端(即KEY管脚(图未示))检测按键状态(此时KEY管脚为低电压第一次);微处理器电路1的输出端输出开机高电平经电阻R3到三极管Q3,三极管Q3导通,继电器J1的控制端控制继电器J1的输入端和输出端导通,电路正常供电给工作电路4,开机动作完成。
2.关机。轻触按键开关SW1按下,按键开关SW1拉低微处理器电路1的按键检测端为低电压(KEY管脚为低电平第二次),微处理器电路1检测到此低电平,执行关机动作,使其输出端由原来的高电平转为低电平,经电阻R3到三极管Q3,三极管Q3截止,轻触按键开关SW1松开后,继电器J1的控制端控制继电器J1的输入端和输出端断开,工作电路4停止工作,关机动作完成进入待机状态,此时电池电压无法通过MOS管Q1和MOS管Q2,电流为0uA,实现了静态零功耗待机功能。但是实施例二相对应实施例一而言,继电器J1相对应MOS管Q1和MOS管Q2的自身耗电量较大。
对于本领域的技术人员来说,可根据以上描述的技术方案以及构思,做出其它各种相应的改变以及变形,而所有的这些改变以及变形都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.零功耗待机电路,其特征在于,其包括电源、按键开关机电路、开关电路、微处理器电路,其中所述按键开关机电路与微处理器电路、开关电路分别电性连接,开关电路的输入端与电源电性连接。
2.根据权利要求1所述的零功耗待机电路,其特征在于,所述开关电路包括MOS管Q1、MOS管Q2,电阻R1、电阻R4,所述MOS管Q1的源极连接至电源,MOS管Q1的漏极与MOS管Q2的漏极电性连接,MOS管Q1和MOS管Q2的栅极均通过电阻R1连接至按键开关机电路,电阻R4的一端连接至MOS管Q1的源极和电源之间,另一端连接至MOS管Q1的栅极和电阻R1之间。
3.根据权利要求2所述的零功耗待机电路,其特征在于,所述按键开关机电路包括电阻R3、电阻R2、二极管D1、二极管D2、三极管Q3、按键开关SW1,三极管Q3的基极通过电阻R3连接至微处理器电路的输出端,三极管Q3的发射极接地,三极管Q3的集电极接至电阻R1,电阻R2的一端接于电阻R3和三极管Q3的基极之间,另一端接地,微处理器电路的按键检测端通过二极管D1连接至按键开关SW1,二极管D2的阳极接至三极管Q3的集电极,其阴极通过按键开关SW1接地。
4.根据权利要求3所述的零功耗待机电路,其特征在于,所述零功耗待机电路进一步包括微处理器供电电路,所述微处理器供电电路的输入端与MOS管Q2的源极电性连接,其输出端与微处理器电路的电源输入端电性连接。
5.根据权利要求4所述的零功耗待机电路,其特征在于,所述零功耗待机电路进一步包括滤波电容CE1、滤波电容CE2,所述滤波电容CE1的一端连接MOS管Q2的源极,另一端接地,所述滤波电容CE2的一端接至微处理器供电电路的输出端,另一端接地。
6.根据权利要求1所述的零功耗待机电路,其特征在于,所述开关电路为继电器,所述继电器的输入端与电源电性连接,继电器的控制端与案件开关电路电性连接。
7.根据权利要求6所述的零功耗待机电路,其特征在于,所述按键开关电路包括按键开关SW1、电阻R2、电阻R3、三极管Q3,电源通过按键开关SW1连接至微处理器电路的按键检测端,三极管Q3的基极通过电阻R3连接至微处理器电路的输出端,三极管Q3的发射极接地,三极管Q3的集电极接至继电器的控制端,电阻R2的一端接于电阻R3和三极管Q3的基极之间,另一端接地。
8.根据权利要求7所述的零功耗待机电路,其特征在于,所述零功耗待机电路进一步包括微处理器供电电路,所述微处理器供电电路的输入端通过二极管D3连接至按键开关SW1和微处理器电路的按键检测端之间,其输出端与微处理器电路的电源输入端电性连接。
9.根据权利要求8所述的零功耗待机电路,其特征在于,所述零功耗待机电路进一步包括滤波电容CE1、滤波电容CE2,所述滤波电容CE1的一端连接继电器的输出端,另一端接地,所述滤波电容CE2的一端接至微处理器供电电路的输出端,另一端接地。
10.根据权利要求6所述的零功耗待机电路,其特征在于,所述继电器为常开继电器。
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