CN207283400U - 一种开关机电路及电子产品 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种开关机电路及电子产品，该开关机电路包括开关、电压转换电路、控制器、分压电路，电压转换电路的电压输入端连接直流电源，电压转换电路的电压输出端连接控制器的电压输入端；分压电路包括依次串联的第一分压电阻、第二二极管、第二分压电阻，第一分压电阻与第二二极管的连接节点连接控制器的电平检测端，控制器的信号输出端通过第一二极管连接电压转换电路的使能端；开关的一端连接直流电源，开关的另一端通过上拉电阻连接电压转换电路的使能端。本实用新型的开关机电路，在关机状态下，电压转换电路不工作、控制器也不工作，整个电路处于不工作状态，没有电流消耗，通过一键实现电路的开关机，操作简单，控制灵活、性能稳定。

Description

一种开关机电路及电子产品

技术领域

本实用新型属于电路技术领域，具体地说，是涉及一种开关机电路以及采用所述开关机电路设计的电子产品。

背景技术

目前，随着科技的不断发展，电子产品尤其是便携式产品，一般采用电池供电。这类产品一般会对系统的功耗提出比较严格的要求。一般从工作功耗和待机功耗两方面衡量整个系统的功耗。

在许多领域不仅要求产品的工作功耗尽量小，同时也要求待机功耗尽量小、待机时间尽量长，对待机功耗提出了苛刻要求。但是目前的电子产品中，待机功耗比较大，待机时间比较短，无法满足用户的需求。

发明内容

本实用新型提供了一种开关机电路，降低了待机功耗。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种开关机电路，包括开关、电压转换电路、控制器、分压电路，所述电压转换电路的电压输入端连接直流电源，所述电压转换电路的电压输出端连接控制器的电压输入端；所述分压电路包括依次串联的第一分压电阻、第二二极管、第二分压电阻，所述第二二极管的阳极与第一分压电阻的一端连接，所述第一分压电阻的另一端连接电压转换电路的电压输出端；所述第二二极管的阴极连接第二分压电阻的一端；所述第一分压电阻与第二二极管的连接节点连接控制器的电平检测端，所述控制器的信号输出端连接第一二极管的阳极，所述第一二极管的阴极连接电压转换电路的使能端；所述开关的一端连接直流电源，所述开关的另一端通过上拉电阻连接电压转换电路的使能端；所述开关与上拉电阻的连接节点连接第二二极管的阴极。

进一步的，所述开关与上拉电阻的连接节点通过限流电阻连接第二二极管的阴极。

又进一步的，所述第二分压电阻的另一端接地；所述开关与限流电阻的连接节点通过第三分压电阻接地。

更进一步的，所述开关与上拉电阻的连接节点通过滤波电容接地。

再进一步的，所述第一二极管与电压转换电路的使能端的连接节点通过滤波电容接地。

优选的，所述电压转换电路的电压输出端串联有磁珠。

进一步的，所述电压转换电路为DCDC芯片。

又进一步的，所述第一分压电阻和第二分压电阻的阻值比大于等于10；所述直流电源的电压为12V，所述电压转换电路的电压输出端的输出电压为3.3V。

更进一步的，所述第三分压电阻的阻值、限流电阻的阻值均与第二分压电阻的阻值相等。

本实用新型还提出了一种电子产品，包括所述的开关机电路，所述开关机电路包括开关、电压转换电路、控制器、分压电路，所述电压转换电路的电压输入端连接直流电源，所述电压转换电路的电压输出端连接控制器的电压输入端；所述分压电路包括依次串联的第一分压电阻、第二二极管、第二分压电阻，所述第二二极管的阳极与第一分压电阻的一端连接，所述第一分压电阻的另一端连接电压转换电路的电压输出端；所述第二二极管的阴极连接第二分压电阻的一端；所述第一分压电阻与第二二极管的连接节点连接控制器的电平检测端，所述控制器的信号输出端连接第一二极管的阳极，所述第一二极管的阴极连接电压转换电路的使能端；所述开关的一端连接直流电源，所述开关的另一端通过上拉电阻连接电压转换电路的使能端；所述开关与上拉电阻的连接节点连接第二二极管的阴极。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型的开关机电路，在关机状态下，电压转换电路不工作、控制器也不工作，整个电路处于不工作状态，没有电流消耗，因此整个电路在关机状态下为无功耗状态，即降低了待机功耗，延长了待机时间，延长了直流电源和整个电路的使用寿命，以满足用户需求；本实用新型的开关机电路，在关机状态下，按下开关，使得电压转换电路使能，电压转换电路输出电压给控制器供电，控制器上电开机，控制器的电平检测端接收到高电平，控制器的信号输出端输出高电平信号，以便在开关松开后继续保持电压转换电路持续正常工作，松开开关，整个电路开始正常工作；在正常工作状态下，按下开关，控制器的电平检测端接收到高电平，控制器的信号输出端输出低电平信号，松开开关，电压转换电路的使能端为低电平，电压转换电路不工作，控制器掉电，整个电路掉电，处于待机状态；即本实用新型的开关机电路通过一键实现电路的开关机，操作简单，控制灵活、性能稳定；而且，整个电路结构简单、便于实现、成本低。

结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本实用新型所提出的开关机电路的一种实施例的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细地说明。

本实施例的开关机电路主要包括按键开关SW1、电压转换电路U1、控制器U2、分压电路，电压转换电路U1的电压输入端Vin连接直流电源V_IN，电压转换电路U1的电压输出端Vout连接控制器U2的电压输入端Vin；分压电路包括依次串联的第一分压电阻R1、第二二极管D2、第二分压电阻R4，第二二极管D2的阳极与第一分压电阻R1的一端连接，第一分压电阻R1的另一端连接电压转换电路U1的电压输出端；第二二极管D2的阴极连接第二分压电阻R4的一端，第二分压电阻R4的另一端接地；第一分压电阻R1与第二二极管D2的连接节点连接控制器U2的电平检测端I/O2，控制器U2的信号输出端I/O1连接第一二极管D1的阳极，第一二极管D1的阴极连接电压转换电路U1的使能端En；开关SW1的一端连接直流电源V_IN，开关SW1的另一端通过上拉电阻R2连接电压转换电路U1的使能端En；开关SW1与上拉电阻R2的连接节点连接第二二极管D2的阴极，参见图1所示。

在整个电路关机（待机）状态下，直流电源（如电池）依然保持供电状态，如V_IN=12V。由于此时电压转换电路U1的使能端En为低电平，电压转换电路U1不工作，电压转换电路U1的电压输出端Vout输出的电压为0V，因此，控制器U2也不工作，此时，整个电路处于不工作状态，没有电流消耗，即整个电路关机状态下为无功耗状态。

在电路关机状态下，当按键开关SW1按下时，D1、D2处于反向截止状态，直流电源V_IN通过SW1提供高电平信号至电压转换电路U1的使能端En，电压转换电路U1开始工作，电压转换电路U1的电压输出端Vout输出电压，控制器U2上电开机，开始工作，同时，控制器U2的电平检测端I/O2被第一分压电阻R1上拉为高电平，表示有按键按下，控制器U2的信号输出端I/O1输出高电平信号，D1正向导通，即控制器U2输出的高电平通过D1传输至电压转换电路U1的使能端En，以保持电压转换电路U1的使能状态，整个电路开机，开始正常工作。

此时松开SW1，电压转换电路U1的电压输出端输出的电压经过第一分压电阻R1和第二分压电阻R4的分压后，第一分压电阻R1和第二二极管D2连接节点处为低电平，即控制器U2的电平检测端I/O2为低电平。也就是说， SW1按下时，控制器U2的信号输出端I/O1为高电平；SW1松开时，控制器U2的信号输出端I/O1为低电平。

R2的阻值选择应该考虑到直流电流V_IN的电压以及电压转换电路U1的使能端En的耐压范围。调整R1、R4的阻值比例，使得SW1松开后，经过R1、R4的分压，控制器U2的电平检测端I/O2为低电平。在本实施例中，R1与R4的阻值比大于等于10，直流电源V_IN的电压为12V，电压转换电路U1的电压输出端Vout的输出电压为3.3V；以保证R1、R4分压后，控制器U2的电平检测端I/O2为低电平。例如，R1与R4的阻值比等于10，SW1按下时，D2反向截止，控制器U2的电平检测端I/O2被第一分压电阻R1上拉为高电平（3.3V）；SW1松开时，忽略D2的压降，R1、R4分压，R1与D2的连接节点处的电压为0.3V，即控制器U2的电平检测端I/O2为低电平（0.3V）。在本实施例中，设定小于1V的为低电平，大于1V的为高电平。

整个电路正常工作期间，U2的信号输出端I/O1输出高电平信号，以维持电压转换电路U1使能，控制器U2始终检测电平检测端I/O2的电平高低，当检测到高电平时，说明SW1按下，控制器U2的信号输出端I/O1输出低电平信号，松开SW1，电压转换电路U1停止工作，不再输出电压，控制器U2也停止工作，整个电路关机。

本实施例的开关机电路，在关机状态下，电压转换电路U1不工作、控制器U2也不工作，整个电路处于不工作状态，没有电流消耗，因此整个电路在关机状态下为无功耗状态，即降低了待机功耗，延长了待机时间，延长了直流电源和整个电路的使用寿命，以满足用户需求；本实施例的开关机电路，在关机状态下，按下按键SW1，使得电压转换电路U1使能，电压转换电路U1输出电压给控制器U2供电，控制器U2上电开机，控制器U2的电平检测端I/O2接收到高电平，控制器U2的信号输出端I/O1输出高电平信号，以便在SW1松开后继续保持电压转换电路U1持续正常工作，松开SW1，整个电路开始正常工作，控制器U2的电平检测端I/O2由于R1和R4的分压作用变为低电平；在正常工作状态下，按下按键开关SW1，控制器U2的电平检测端I/O2再次接收到高电平，即在开机状态下SW1按键按下，控制器U2的信号输出端I/O1输出低电平信号，松开按键开关SW1后，电压转换电路U1的使能端En为低电平，电压转换电路U1不工作，控制器U2掉电，整个电路掉电，处于待机状态；即本实施例的开关机电路通过一键实现电路的开关机，操作简单，控制灵活、性能稳定；而且，整个电路结构简单、便于实现、成本低。

当然，为了避免误操作，保证开关机的稳定性，在关机状态下，按下SW1，U1使能，U2上电工作，当控制器U2的电平检测端I/O2检测到的高电平持续时间大于设定开机时间（如2s）时， U2的信号输出端I/O1输出高电平信号，在SW1松开后，U2维持U1的使能，整个电路开机；否则U2的信号输出端I/O1输出低电平信号，在SW1松开后，U1不使能，U2掉电，整个电路仍然处于关机状态。在开机状态下，SW1按下，当控制器U2的电平检测端I/O2检测到的高电平持续时间大于设定关机时间（如3s）时，控制器U2的信号输出端I/O1输出低电平信号，SW1松开后，U1不使能、U2掉电，整个电路关机；否则U2的信号输出端I/O1仍然输出高电平信号，SW1松开后，U2维持U1的使能，整个电路仍保持正常工作状态。高电平持续时间的检测可通过脉宽检测电路等现有技术实现，此处不再赘述。

按键开关SW1与上拉电阻R2的连接节点通过限流电阻R3连接第二二极管D2的阴极，避免在SW1按下时，由于直流电源电流过大损坏第二二极管D2。

按键开关SW1与限流电阻R3的连接节点通过第三分压电阻R5接地。也就是说，在SW1松开时，R3与R5串联后，再与R4并联，以进一步减小R4上的分压，保证R1、R4分压后，U2的电平检测端I/O2为低电平。

为了便于计算，第三分压电阻R5的阻值、限流电阻R3的阻值均与第二分压电阻R4的阻值相等。例如，第一分压电阻R1的阻值为100KΩ，第二分压电阻R4的阻值为10KΩ，第三分压电阻的阻值为10KΩ，限流电阻的阻值为10KΩ。

开关SW1与上拉电阻R2的连接节点通过滤波电容C2接地，以滤除高频杂波，保证信号的稳定性和可靠性。

第一二极管D1与电压转换电路U1的使能端En的连接节点通过滤波电容C1接地，以滤除高频杂波，保证信号的稳定性和可靠性。

在电压转换电路U1的电压输出端Vout串联有磁珠LB，以滤除电磁干扰，保证输出电压的稳定性。

在本实施例中，电压转换电路为DCDC芯片，成本低、结构稳定、性价比高。

出于电路的低成本要求，控制器MCU可以选择功能最简单、价格最低的芯片即可。

基于上述开关机电路的设计，本实施例还提出了一种电子产品，在电子产品中设计有所述的开关机电路。

通过在电子产品中设计所述的开关机电路，一键实现开关机，操作简单，控制灵活、性能稳定；降低了待机功耗，延长了待机时间；而且，整个电路结构简单、便于实现、成本低，降低了整个电子产品的成本。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种开关机电路，其特征在于：包括开关、电压转换电路、控制器、分压电路，所述电压转换电路的电压输入端连接直流电源，所述电压转换电路的电压输出端连接控制器的电压输入端；

所述分压电路包括依次串联的第一分压电阻、第二二极管、第二分压电阻，所述第二二极管的阳极与第一分压电阻的一端连接，所述第一分压电阻的另一端连接电压转换电路的电压输出端；所述第二二极管的阴极连接第二分压电阻的一端；

所述第一分压电阻与第二二极管的连接节点连接控制器的电平检测端，所述控制器的信号输出端连接第一二极管的阳极，所述第一二极管的阴极连接电压转换电路的使能端；

所述开关的一端连接直流电源，所述开关的另一端通过上拉电阻连接电压转换电路的使能端；所述开关与上拉电阻的连接节点连接第二二极管的阴极。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于：所述开关与上拉电阻的连接节点通过限流电阻连接第二二极管的阴极。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于：所述第二分压电阻的另一端接地；所述开关与限流电阻的连接节点通过第三分压电阻接地。

4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于：所述开关与上拉电阻的连接节点通过滤波电容接地。

5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于：所述第一二极管与电压转换电路的使能端的连接节点通过滤波电容接地。

6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于：所述电压转换电路的电压输出端串联有磁珠。

7.根据权利要求1所述的电路，其特征在于：所述电压转换电路为DCDC芯片。

8.根据权利要求1所述的电路，其特征在于：所述第一分压电阻和第二分压电阻的阻值比大于等于10；所述直流电源的电压为12V，所述电压转换电路的电压输出端的输出电压为3.3V。

9.根据权利要求3所述的电路，其特征在于：所述第三分压电阻的阻值、限流电阻的阻值均与第二分压电阻的阻值相等。

10.一种电子产品，其特征在于：包括如权利要求1至9中任一项所述的电路。