CN206894613U - 一种开关机电路 - Google Patents

Abstract

一种开关机电路，配合有内置电池、MCU以及外围系统，其包括电源端BAT、第一稳压电路、第二稳压电路、开关POWER、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D1、电阻R1、电阻R2、充电检测端CHG_DET。本实用新型在保留了省电模式和充电开机的功能的基础上，能实现一键开关机，并解决了MCU供电被锁死的问题。

Description

一种开关机电路

技术领域

本实用新型涉及电路结构，特别是指一种开关机电路。

背景技术

如图1所示，此电路是现有用于内置电池设备的开关机电路，其配合内置电池、MCU和外围系统使用，可实现在充电时无论设备是否开机，MCU和其他外围系统都能工作。

具体的，此电路具有电源端BAT、第一稳压电路、第二稳压电路，电源端BAT通过一个开关POWER和一个二极管D1与第一稳压电路的输入端相连，所述第一稳压电路的输出端与MCU的VCC脚相连用于给MCU供电；

所述电源端BAT还通过一开关电路与第二稳压电路相连，所述电源端BAT与开关电路的输入端相连，开关电路的输出端与第二稳压电路相连，所述第二稳压电路的输出端连接外围系统的电源脚；所述输出端还通过二极管D2与第一稳压电路的输入端相连，所述开关电路的控制端分别连接有MCU的HOOK脚以及充电检测端CHG_DET；所述开关电路的控制端为高电平有效。

内置电池通过电源端BAT接入电路中，在闭合开关POWER后，内置电池的电压第一稳压电路供电给MCU，MCU的HOOK脚输出高电平使得开关电路导通，此时外围系统的输入端就可以接入内置电池， 第二稳压电路的输出端输出电压给外围系统供电，并且输出端还给第一稳压电路的输入端供电；在电池电量低时，MCU的HOOK脚输出低电平以关闭开关电路来关闭外围系统的供电，实现一个省电模式的功能。当设备充电时，充电检测端CHG_DET端存在高电平使得开关电路导通，电池的电压经过第二稳压电路给外围系统供电，此时即使开关POWER没有打开，第一稳压电路的输入端也能从第二稳压电路的输出端得到输入电压，进而第一稳压电路给MCU供电。

此电路有一个缺点，当MCU出现死机后，如果HOOK脚输出是低电平，此时第一稳压电路的输入端只受到开关POWER的控制，可以通过断开开关POWER来断开第一稳压电路的输入端来停止对MCU的供电，然后再闭合开关POWER给MCU供电，实现MCU的重启；但是当MCU出现死机后，如果HOOK脚处于常高的电平状态，此时第一稳压电路的输入有两部分，一部分直接来自内置电池的供电，另一部分来自第二稳压电路的输出端的供电，此时即使按下断开开关POWER，第一稳压电路的输入端还是存在第二稳压电路的输出端的供电，不能断开MCU的供电，MCU的供电被锁死，用户只能等到内置电池的电量耗尽，设备自动关机后才能重启。目前普遍的做法是增加一个复位按键来实现MCU的重启，但是这样的做法即增加成本也容易造成用户抱怨。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种开关机电路，在保留了省电模式和充电开机的功能的基础上能实现一键开关机，并解决了MCU供电被锁死的问题。

为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种开关机电路，配合有内置电池、MCU以及外围系统，其包括电源端BAT、第一稳压电路、第二稳压电路、开关POWER、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电阻R1、电阻R2、充电检测端CHG_DET，所述电源端BAT用于连接内置电池;所述电源端BAT连接开关POWER的一端，开关POWER的另一端连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极与第一稳压电路的输入端相连，所述第一稳压电路的输出端与MCU的VCC脚相连用于给MCU供电；所述电源端BAT通过开关电路与第二稳压电路相连，所述开关电路具有输入端、输出端、控制端，所述开关电路的控制端为高电平有效；所述电源端BAT与开关电路的输入端相连，开关电路的输出端与第二稳压电路的输入端相连；所述开关电路的控制端连接二极管D3的阳极，二极管D3的阴极连接MCU的HOOK脚; 所述开关电路的控制端还连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端与二极管D4的阴极相连，二极管D4的阳极连接所述充电检测端CHG_DET；所述开关电路的控制端还连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接二极管D1的阳极；所述第二稳压电路的输出端连接外围系统给外围系统供电；第二稳压电路的输出端还连接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极连接二极管D1的阴极。

所述第一稳压电路包括一稳压芯片U1，所述稳压芯片U1的型号为TLV70433。

所述第二稳压电路包括一稳压芯片U2，所述稳压芯片U2的型号为LM7805。

所述开关电路包括三级管Q1、MOS管Q2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、介质电容C1；所述三级管Q1为NPN型三极管，所述MOS管Q2为P沟道MOS管；所述MOS管Q2的源极和电阻R5一端相连，电阻R5和MOS管Q2的公共端为开关电路的输入端，所述MOS管Q2的漏极为开关电路的输出端，MOS管Q2的栅极分别连接电阻R5的另一端和电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极接地，所述三级管Q1的基极为开关电路的控制端，三级管Q1的基极分别连接电阻R4的一端和介质电容C1的一端，所述电阻R4的另一端和介质电容C1的另一端接地。

所述开关电路的输出端和第二稳压电路的输入端之间连接有一电解电容C2，所述电解电容C2的正极分别连接开关电路的输出端和第二稳压电路的输入端，所述电解电容C2的负极接地；所述第二稳压电路的输出端连接有电解电容C3和介质电容C4，所述电解电容C3的正极和介质电容C4的一端与第二稳压电路的输出端相连，所述电解电容C3的负极和介质电容C4的另一端接地。

本实用新型在保留了省电模式和充电开机的功能的基础上，通过开关POWER能实现一键开关机，并且在MCU出现死机时，无论HOOK脚无论是常高还是常低的状态，都能通过断开开关POWER使设备正常关机，解决了MCU供电被锁死的问题。

附图说明

图1为现有的开关机电路的电路原理图；

图2为本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来对本实用新型进行详细阐述。

如图2所示，本实用新型揭示了一种开关机电路，其配合有内置电池、MCU和外围系统，其包括电源端BAT、第一稳压电路、第二稳压电路、开关POWER、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电阻R1、电阻R2、充电检测端CHG_DET，所述电源端BAT用于连接内置电池，所述电源端BAT与内置电池之间可串联二极管D5。

所述电源端BAT连接开关POWER的一端，开关POWER的另一端连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极与第一稳压电路的输入端相连，所述第一稳压电路的输出端与MCU的VCC脚相连用于给MCU供电；所述电源端BAT通过开关电路与第二稳压电路相连，所述开关电路具有输入端、输出端、控制端，所述开关电路的控制端为高电平有效；所述电源端BAT与开关电路的输入端相连，开关电路的输出端与第二稳压电路的输入端相连；所述开关电路的控制端连接二极管D3的阳极，二极管D3的阴极连接MCU的HOOK脚; 所述开关电路的控制端还连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端与二极管D4的阴极相连，二极管D4的阳极连接所述充电检测端CHG_DET；所述开关电路的控制端还连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接二极管D1的阳极；所述第二稳压电路的输出端连接外围系统给外围系统供电；第二稳压电路的输出端还连接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极连接二极管D1的阴极。

当闭合开关POWER时，内置电池给第一稳压电路提供输入电压，第一稳压电路供电给MCU，内置电池还通过电阻R1连接开关电路的控制端，使得开关电路的控制端处于高电平状态，开关电路导通，此时内置电池便可以给第二稳压电路提供输入电压，第二稳压电路的输出端输出电压给外围系统供电，并且第二稳压电路的输出端还给第一稳压电路的输入端供电；因此只需要闭合开关POWER，整机供电都打开。

当内置电池低电量时，MCU的HOOK脚输出低电平，由于二极管D3的单向导通性，则开关电路的控制端为低电平，开关电路关闭，第二稳压电路没有输入，也就关闭了外围系统的供电，实现了一个省电模式的功能。

当设备充电时，充电检测端CHG_DET端存在高电平使得开关电路的控制端为高电平，开关电路导通，内置电池给第二稳压电路提供供电，此时即使开关POWER没有打开，第一稳压电路的输入端也能从第二稳压电路的输出端和充电检测端CHG_DET得到输入电压，进而第一稳压电路给MCU供电，实现了充电开机的功能。

当MCU死机时，可以通过断开开关POWER关闭整机电源；具体的，如果HOOK脚出现常高的电平状态，由于二极管D3和二极管D1的单向导通性，当开关POWER断开，开关电路的控制端为低电平，开关电路断开，第二稳压电路和第一稳压电路均没有输入电压，MCU和外围系统均断电，整机电源关闭；如果HOOK脚出现常低的电平状态时，由于二极管D1的单向导通性，控制端也为低电平，开关电路断开，第二稳压电路也就没有输入电压，外围系统断电，此时开关POWER断开，那么第一稳压电路也就没有了输入电压，MCU断电，整机电源关闭。因此本实用新型可以通过断开开关POWER实现整机断电，不存在MCU供电被锁死的问题。

综合起来，本实用新型在保留了省电模式和充电开机的功能的基础上，通过开关POWER可以实现一键开关机，并且在MCU出现死机时，无论HOOK脚无论是常高还是常低的状态，都能通过断开开关POWER使设备正常关机，解决了MCU供电被锁死的问题。

具体的，所述第一稳压电路采用集成芯片来实现稳压，所述第一稳压电路包括一稳压芯片U1，所述稳压芯片U1的型号为TLV70433；进一步，所述第二稳压电路也采用集成芯片来实现稳压，所述第二稳压电路包括一稳压芯片U2，所述稳压芯片U2的型号为LM7805；所述开关电路包括三级管Q1、MOS管Q2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、介质电容C1；所述三级管Q1为NPN型三极管，所述MOS管Q2为P沟道MOS管；所述MOS管Q2的源极和电阻R5一端相连，电阻R5和MOS管Q2的公共端为开关电路的输入端，所述MOS管Q2的漏极为开关电路的输出端，MOS管Q2的栅极分别连接电阻R5的另一端和电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极接地，所述三级管Q1的基极为开关电路的控制端，三级管Q1的基极分别连接电阻R4的一端和介质电容C1的一端，所述电阻R4的另一端和介质电容C1的另一端接地。

进一步，为减少电源的谐波，所述开关电路的输出端和第二稳压电路的输入端之间连接有一电解电容C2，所述电解电容C2的正极分别连接开关电路的输出端和第二稳压电路的输入端，所述电解电容C2的负极接地；所述第二稳压电路的输出端连接有电解电容C3和介质电容C4，所述电解电容C3的正极和介质电容C4的一端与第二稳压电路的输出端相连，所述电解电容C3的负极和介质电容C4的另一端接地。

上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。

Claims (5)

1.一种开关机电路，配合有内置电池、MCU以及外围系统，其特征在于：包括电源端BAT、第一稳压电路、第二稳压电路、开关POWER、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电阻R1、电阻R2、充电检测端CHG_DET，所述电源端BAT用于连接内置电池;

所述电源端BAT连接开关POWER的一端，开关POWER的另一端连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极与第一稳压电路的输入端相连，所述第一稳压电路的输出端与MCU的VCC脚相连用于给MCU供电；

所述电源端BAT通过开关电路与第二稳压电路相连，所述开关电路具有输入端、输出端、控制端，所述开关电路的控制端为高电平有效；所述电源端BAT与开关电路的输入端相连，开关电路的输出端与第二稳压电路的输入端相连；所述开关电路的控制端连接二极管D3的阳极，二极管D3的阴极连接MCU的HOOK脚; 所述开关电路的控制端还连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端与二极管D4的阴极相连，二极管D4的阳极连接所述充电检测端CHG_DET；所述开关电路的控制端还连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接二极管D1的阳极；

所述第二稳压电路的输出端连接外围系统给外围系统供电；第二稳压电路的输出端还连接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极连接二极管D1的阴极。

2.如权利要求1所述的一种开关机电路，其特征在于：所述第一稳压电路包括一稳压芯片U1，所述稳压芯片U1的型号为TLV70433。

3.如权利要求1所述的一种开关机电路，其特征在于：所述第二稳压电路包括一稳压芯片U2，所述稳压芯片U2的型号为LM7805。

4.如权利要求1所述的一种开关机电路，其特征在于：所述开关电路包括三级管Q1、MOS管Q2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、介质电容C1；所述三级管Q1为NPN型三极管，所述MOS管Q2为P沟道MOS管；所述MOS管Q2的源极和电阻R5一端相连，电阻R5和MOS管Q2的公共端为开关电路的输入端，所述MOS管Q2的漏极为开关电路的输出端，MOS管Q2的栅极分别连接电阻R5的另一端和电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极接地，所述三级管Q1的基极为开关电路的控制端，三级管Q1的基极分别连接电阻R4的一端和介质电容C1的一端，所述电阻R4的另一端和介质电容C1的另一端接地。

5.如权利要求1所述的一种开关机电路，其特征在于：所述开关电路的输出端和第二稳压电路的输入端之间连接有一电解电容C2，所述电解电容C2的正极分别连接开关电路的输出端和第二稳压电路的输入端，所述电解电容C2的负极接地；所述第二稳压电路的输出端连接有电解电容C3和介质电容C4，所述电解电容C3的正极和介质电容C4的一端与第二稳压电路的输出端相连，所述电解电容C3的负极和介质电容C4的另一端接地。