CN207801898U - 一种开关机电路 - Google Patents

Abstract

一种开关机电路，其包括电源输入端口、电源输出端口、分压电路、轻触按键、自锁开关电路、三极管开关电路、按键检测电路、MCU供电电路、MCU；电源输入端口与分压电路、自锁开关电路的输入端相连；自锁开关电路的输出端与MCU供电电路、三极管开关电路的输入端相连；三极管开关电路的输出端与电源输出端口相连；轻触按键一端与分压电路的输出端、按键检测电路的检测端相连，轻触按键的另一端与自锁开关电路的第一受控端相连；按键检测电路的输出端与MCU的IO3口相连；MCU供电电路的输出端与MCU相连；MCU的IO2口与自锁开关电路的第二受控端相连；MCU的IO1口与三极管开关电路的受控端相连。本实用新型功能丰富，关机状态静态电流低，适合于嵌入式终端使用。

Description

一种开关机电路

技术领域

本实用新型涉及开关机电路领域，特别是指一种开关机电路。

背景技术

由于目前嵌入式终端的功能发展越来越丰富，相对应的，嵌入式终端的器件也越来越复杂，因此对于嵌入式终端的功耗要求也就越来越高，因此对于嵌入式终端的开关机电路要求也就越来越改。

目前行常用的开关机电路有以下几种。

第一种：采用传统机械开关对电源进行硬开硬关，一般使用船型开关或拨动开关。其优点是电路简单，不需要控制系统；其缺点是开关机会产生电源抖动，影响系统可靠性，而且具有关机动作的不可预测性，对复杂系统来说，突然的断电会对系统产生破坏，比如正在读写数据突然断电关机会导致数据丢失或存储器的损坏。

第二种：针对有电池供电的设备，通过主控芯片检测开关机轻触按键的状态来实现硬开硬关软关等功能，优点是可以实现单键复用，例如关机时长按开关机轻触按键开机，开机时长按开关机轻触按键关机，开机时短按开关机轻触按键进入待机状态；其缺点是可靠性差，在主控芯片死机的情况下无法实现关机，需要插拔电池彻底断电才能关机。

第三种：个人计算机上广泛应用的开关机电路，由外设控制芯片控制开关机，可以实现开关机轻触按键的功能定义，但电路实现复杂，关机时的静态功耗高，不适合于要求关机电路功能丰富，关机状态静态电流要求非常低的嵌入式终端。

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，其功能丰富，关机状态静态电流低，适合于嵌入式终端使用。

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，其包括电源输入端口、电源输出端口、分压电路、轻触按键、自锁开关电路、三极管开关电路、按键检测电路、MCU供电电路、MCU；所述的电源输入端口与分压电路、自锁开关电路的输入端相连；所述的自锁开关电路的输出端与MCU供电电路、三极管开关电路的输入端相连；所述的三极管开关电路的输出端与所述的电源输出端口相连；所述的轻触按键的一端与所述的分压电路的输出端相连，所述的轻触按键的另一端与所述的自锁开关电路的第一受控端相连；所述的轻触按键的一端还与所述的按键检测电路的检测端相连，所述的按键检测电路的输出端与所述的MCU的IO3口相连；所述的MCU供电电路的输出端与所述的MCU的电源端相连；所述的MCU的IO2口与所述的自锁开关电路的第二受控端相连；所述的MCU的IO1口与所述的三极管开关电路的受控端相连。

所述的分压电路包括相连的电阻R2和电阻R15；所述的电阻R2和所述的电阻R15的公共端为所述的分压电路的输出端；所述的电阻R2的另一端为所述的分压电路的输入端，所述的电阻R15的另一端接地。

所述的自锁开关电路包括电阻R3、电阻R6、电阻R8、电阻R11、电阻R12、电阻R16、电阻R17、电容C1、MOS管Q1、稳压管Z1、三极管Q3、三极管Q5、三极管Q7；所述的MOS管Q1为P沟道MOS管，所述的三极管Q5和所述的三极管Q7为NPN型三极管；所述的三极管Q3为PNP型三极管；MOS管的Q1的S极与电阻R3的一端、电阻R6的一端、三极管Q3的e极相连，MOS管的Q1的G极与电阻R6的另一端、电阻R11的一端、三极管Q3的c极相连，电阻R3的另一端与稳压管Z1的负极、电阻R8的一端相连，稳压管Z1的正极接地，电阻R8的另一端与三极管Q3的b极相连，电阻R11的另一端与三极管Q5的c极相连，三极管Q5的e极接地，三极管Q5的b极与三极管Q7的c极、电阻R12的一端、电阻R16的一端、电容C1的一端相连，电阻R12的另一端与MOS管Q1的D极相连，电阻R16的另一端接地，电容C1的另一端接地；电阻R17的一端与三极管Q7的b极相连，三极管Q7的e极接地；所述的MOS管Q1的S极为所述的自锁开关电路的输入端，所述的MOS管Q1的D极为所述的自锁开关电路的输出端，所述的三极管Q5的b极为所述的自锁开关电路的第一受控端，所述的电阻R17的另一端为所述的自锁开关电路的第二受控端。

所述的按键检测电路包括电阻R10、电阻R14、电阻R18、电阻R19、三极管Q6、三极管Q8；所述的三极管Q6为NPN型三极管，所述的三极管Q8为PNP型三极管；三极管Q8的e极与所述的MCU供电电路的输出端相连，三极管Q8的e极还与电阻R10的一端相连，三极管Q8的b极与电阻R14的一端相连，三极管Q8的c极与电阻R18的一端、电阻R19的一端相连，电阻R18的另一端接地；三极管Q6的b极与电阻R19的另一端相连，三极管Q6的c极与电阻R10的另一端相连，三极管Q6的e极接地；所述的电阻R14的另一端为所述的按键检测电路的检测端；所述的三极管Q6的c极为所述的按键检测电路的输出端。

所述的三极管开关电路包括电阻R7、电阻R9、电阻R13、MOS管Q2、三极管Q4；所述的MOS管Q2位P沟道MOS管，所述的三极管Q4为NPN型三极管；电阻R7的一端与MOS管Q2的S极相连，电阻R7的另一端与MOS管Q2的G极、电阻R9的一端相连；电阻R9的另一端与三极管Q4的c极相连，三极管Q4的b极与电阻R13的一端相连，三极管Q4的e极接地；所述的MOS管Q2的S极为三极管开关电路的输入端，所述的MOS管Q2的D极为三极管开关电路的输出端，所述的电阻R13的另一端为三极管开关电路的受控端。

所述的一种开关机电路还包括系统电源电路、CPU；所述的系统电源电路的输入端与电源输出端口相连，所述的系统电源电路的输出端与CPU的电源端相连，所述的CPU通过串行通信总线与MCU相连。

采用上述技术方案后，本实用新型应用于电子产品的设备时，在设备处于关机状态时，通过按压轻触按键使得自锁开关电路导通并自锁，此时MCU供电电路开启给MCU供电，MCU开始工作，然后MCU通过IO1口使三极管开关电路导通而使设备处于开机状态。当设备处于开机机状态时，MCU通过按键检测电路检测轻触按键的按压时长，MCU根据不同的按压时长控制自锁开关机电路和三极管开关电路的导通与否；当按压时长大于等于关机阈值时，MCU通过IO2口使得自锁开关机电路关闭，自锁开关机电路关闭则MCU供电电路、MCU、按键检测电路、三极管开关电路均不工作，此时本实用新型静态电流小，设备达到完全断电关机状态；当按压时长处于待机范围时，MCU通过IO1口使得三极管开关机电路关闭，此时设备处于待机状态。因此本实用新型一种开关机电路，能对一个轻触按键的按压实现开机、关机、待机功能，功能丰富；而且关机状态时本实用新型静态电流小，适合嵌入式终端使用。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为本实用新型的电路图。

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1和图2所示，本实用新型揭示了一种开关机电路，其包括电源输入端口、电源输出端口、分压电路、轻触按键、自锁开关电路、三极管开关电路、按键检测电路、MCU供电电路、MCU。

所述的电源输入端口与分压电路、自锁开关电路的输入端相连；所述的自锁开关电路的输出端与MCU供电电路、三极管开关电路的输入端相连；所述的三极管开关电路的输出端与所述的电源输出端口相连；所述的轻触按键的一端与所述的分压电路的输出端相连，所述的轻触按键的另一端与所述的自锁开关电路的第一受控端相连；所述的轻触按键的一端还与所述的按键检测电路的检测端相连，所述的按键检测电路的输出端与所述的MCU的IO3口相连；所述MCU供电电路的输出端与所述的MCU的电源端相连；所述的MCU的IO2口与所述的自锁开关电路的第二受控端相连；所述的MCU的IO1口与所述的三极管开关电路的受控端相连。

所述的分压电路包括相连的电阻R2和电阻R15；所述的电阻R2和所述的电阻R15的公共端为所述的分压电路的输出端；所述的电阻R2的另一端为所述的分压电路的输入端，所述的电阻R15的另一端接地。

所述的自锁开关电路包括电阻R3、电阻R6、电阻R8、电阻R11、电阻R12、电阻R16、电阻R17、电容C1、MOS管Q1、稳压管Z1、三极管Q3、三极管Q5、三极管Q7；所述的MOS管Q1为P沟道MOS管，所述的三极管Q5和所述的三极管Q7为NPN型三极管；所述的三极管Q3为PNP型三极管；MOS管的Q1的S极与电阻R3的一端、电阻R6的一端、三极管Q3的e极相连，MOS管的Q1的G极与电阻R6的另一端、电阻R11的一端、三极管Q3的c极相连，电阻R3的另一端与稳压管Z1的负极、电阻R8的一端相连，稳压管Z1的正极接地，电阻R8的另一端与三极管Q3的b极相连，电阻R11的另一端与三极管Q5的c极相连，三极管Q5的e极接地，三极管Q5的b极与三极管Q7的c极、电阻R12的一端、电阻R16的一端、电容C1的一端相连，电阻R12的另一端与MOS管Q1的D极相连，电阻R16的另一端接地，电容C1的另一端接地；电阻R17的一端与三极管Q7的b极相连，三极管Q7的e极接地；所述的MOS管Q1的S极为所述的自锁开关电路的输入端，所述的MOS管Q1的D极为所述的自锁开关电路的输出端，所述的三极管Q5的b极为所述的自锁开关电路的第一受控端，所述的电阻R17的另一端为所述的自锁开关电路的第二受控端。

所述的按键检测电路包括电阻R10、电阻R14、电阻R18、电阻R19、三极管Q6、三极管Q8；所述的三极管Q6为NPN型三极管，所述的三极管Q8为PNP型三极管；三极管Q8的e极与所述的MCU供电电路的输出端相连，三极管Q8的e极还与电阻R10的一端相连，三极管Q8的b极与电阻R14的一端相连，三极管Q8的c极与电阻R18的一端、电阻R19的一端相连，电阻R18的另一端接地；三极管Q6的b极与电阻R19的另一端相连，三极管Q6的c极与电阻R10的另一端相连，三极管Q6的e极接地；所述的电阻R14的另一端为所述的按键检测电路的检测端；所述的三极管Q6的c极为所述的按键检测电路的输出端。

所述的三极管开关电路包括电阻R7、电阻R9、电阻R13、MOS管Q2、三极管Q4；所述的MOS管Q2位P沟道MOS管，所述的三极管Q4为NPN型三极管；电阻R7的一端与MOS管Q2的S极相连，电阻R7的另一端与MOS管Q2的G极、电阻R9的一端相连；电阻R9的另一端与三极管Q4的c极相连，三极管Q4的b极与电阻R13的一端相连，三极管Q4的e极接地；所述的MOS管Q2的S极为三极管开关电路的输入端，所述的MOS管Q2的D极为三极管开关电路的输出端，所述的电阻R13的另一端为三极管开关电路的受控端。

所述MCU供电电路为现有技术中的常见的电压转换电路，在此就不再展开说明。

本实用新型应用于电子产品的设备时；电源输入端口用于接入电源，在设备处于关机状态时，通过按压轻触按键，电源便通过分压电路和轻触按键使得三极管Q5导通，三极管Q5的导通使得MOS管Q1导通，而MOS管Q1的输出则会通过电阻R12和电阻R16使得三极管Q5持续导通，此时自锁开关电路导通并自锁；当Q1导通后，MCU供电电路开启给MCU供电，MCU开始工作，然后MCU通过IO1口使三极管Q4导通，三极管Q4导通则MOS管Q2导通，此时三极管开关电路导通而使设备处于开机状态。在设备处于开机状态时，通过按压轻触按键，由于三极管Q5的钳位作用，使得三极管Q8导通，三极管Q8导通则三极管Q6导通，三极管Q6的状态变化则通过IO3口通知MCU，MCU将对轻触按键的不同按压时长作出相应的反应，比如当按压时长大于等于关机阈值时，MCU通过IO2口使得三极管Q7导通，三极管Q7导通使得三极管Q5关闭，三极管Q5关闭则MOS管Q1关闭，MOS管Q1关闭则自锁开关机电路关闭，自锁开关机电路关闭则MCU供电电路、MCU、按键检测电路、三极管开关电路均不工作，此时本实用新型静态电流小，设备达到完全断电关机状态；当按压时长处于待机范围时，MCU通过IO1口使得三极管Q4关闭，三极管Q4关闭则MOS管Q2关闭，MOS管Q2关闭则三极管开关机电路关闭，此时设备处于待机状态。在设备处于开机状态时，如果电源的电压过低时，则MOS管Q1输出的电压不足以使得三极管Q5导通时，三极管Q5截止关闭，那么MOS管Q1也关闭，起到一个欠压保护作用。在设备处于开机状态时，如果电源电压过高时，由于稳压管Z1的钳位作用，三极管Q3导通，那么MOS管Q1关闭，起到一个过压保护作用。

进一步，为扩展MCU的功能，本实用新型还包括系统电源电路、CPU；所述的系统电源电路的输入端与电源输出端口相连，所述的系统电源电路的输出端与CPU的电源端相连，所述的CPU通过串行通信总线与MCU相连，这样CPU就可以对MCU写入数据以实现更多的功能，比如定时开机或定时关机，达到灵活配合配合的目的。所述系统电源电路也是现有技术中常见的电压转换电路，在此也不在展开说明。

综上，本实用新型应用于电子产品的设备时；在设备处于关机状态时，通过按压轻触按键使得自锁开关电路导通并自锁，此时MCU供电电路开启给MCU供电，MCU开始工作，然后MCU通过IO1口使三极管开关电路导通而使设备处于开机状态。当设备处于开机机状态时，MCU通过按键检测电路检测轻触按键的按压时长，MCU根据不同的按压时长控制自锁开关机电路和三极管开关电路的导通与否；当按压时长大于等于关机阈值时，MCU通过IO2口使得自锁开关机电路关闭，自锁开关机电路关闭则MCU供电电路、MCU、按键检测电路、三极管开关电路均不工作，此时本实用新型静态电流小，设备达到完全断电关机状态；当按压时长处于待机范围时，MCU通过IO1口使得三极管开关机电路关闭，此时设备处于待机状态。因此本实用新型一种开关机电路，能对一个轻触按键的按压实现开机、关机、待机功能，功能丰富；而且关机状态时本实用新型静态电流小，适合嵌入式终端使用。

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 (6)

1.一种开关机电路，其特征在于：包括电源输入端口、电源输出端口、分压电路、轻触按键、自锁开关电路、三极管开关电路、按键检测电路、MCU供电电路、MCU；

所述的电源输入端口与分压电路、自锁开关电路的输入端相连；所述的自锁开关电路的输出端与MCU供电电路、三极管开关电路的输入端相连；所述的三极管开关电路的输出端与所述的电源输出端口相连；所述的轻触按键的一端与所述的分压电路的输出端相连，所述的轻触按键的另一端与所述的自锁开关电路的第一受控端相连；所述的轻触按键的一端还与所述的按键检测电路的检测端相连，所述的按键检测电路的输出端与所述的MCU的IO3口相连；所述的MCU供电电路的输出端与所述的MCU的电源端相连；所述的MCU的IO2口与所述的自锁开关电路的第二受控端相连；所述的MCU的IO1口与所述的三极管开关电路的受控端相连。

2.如权利要求1所述的一种开关机电路，其特征在于：所述的分压电路包括相连的电阻R2和电阻R15；所述的电阻R2和所述的电阻R15的公共端为所述的分压电路的输出端；所述的电阻R2的另一端为所述的分压电路的输入端，所述的电阻R15的另一端接地。

3.如权利要求1所述的一种开关机电路，其特征在于：所述的自锁开关电路包括电阻R3、电阻R6、电阻R8、电阻R11、电阻R12、电阻R16、电阻R17、电容C1、MOS管Q1、稳压管Z1、三极管Q3、三极管Q5、三极管Q7；所述的MOS管Q1为P沟道MOS管，所述的三极管Q5和所述的三极管Q7为NPN型三极管；所述的三极管Q3为PNP型三极管；

MOS管的Q1的S极与电阻R3的一端、电阻R6的一端、三极管Q3的e极相连，MOS管的Q1的G极与电阻R6的另一端、电阻R11的一端、三极管Q3的c极相连，电阻R3的另一端与稳压管Z1的负极、电阻R8的一端相连，稳压管Z1的正极接地，电阻R8的另一端与三极管Q3的b极相连，电阻R11的另一端与三极管Q5的c极相连，三极管Q5的e极接地，三极管Q5的b极与三极管Q7的c极、电阻R12的一端、电阻R16的一端、电容C1的一端相连，电阻R12的另一端与MOS管Q1的D极相连，电阻R16的另一端接地，电容C1的另一端接地；电阻R17的一端与三极管Q7的b极相连，三极管Q7的e极接地；

所述的MOS管Q1的S极为所述的自锁开关电路的输入端，所述的MOS管Q1的D极为所述的自锁开关电路的输出端，所述的三极管Q5的b极为所述的自锁开关电路的第一受控端，所述的电阻R17的另一端为所述的自锁开关电路的第二受控端。

4.如权利要求1所述的一种开关机电路，其特征在于：所述的按键检测电路包括电阻R10、电阻R14、电阻R18、电阻R19、三极管Q6、三极管Q8；所述的三极管Q6为NPN型三极管，所述的三极管Q8为PNP型三极管；

三极管Q8的e极与所述的MCU供电电路的输出端相连，三极管Q8的e极还与电阻R10的一端相连，三极管Q8的b极与电阻R14的一端相连，三极管Q8的c极与电阻R18的一端、电阻R19的一端相连，电阻R18的另一端接地；三极管Q6的b极与电阻R19的另一端相连，三极管Q6的c极与电阻R10的另一端相连，三极管Q6的e极接地；

所述的电阻R14的另一端为所述的按键检测电路的检测端；所述的三极管Q6的c极为所述的按键检测电路的输出端。

5.如权利要求1所述的一种开关机电路，其特征在于：所述的三极管开关电路包括电阻R7、电阻R9、电阻R13、MOS管Q2、三极管Q4；所述的MOS管Q2位P沟道MOS管，所述的三极管Q4为NPN型三极管；

电阻R7的一端与MOS管Q2的S极相连，电阻R7的另一端与MOS管Q2的G极、电阻R9的一端相连；电阻R9的另一端与三极管Q4的c极相连，三极管Q4的b极与电阻R13的一端相连，三极管Q4的e极接地；

所述的MOS管Q2的S极为三极管开关电路的输入端，所述的MOS管Q2的D极为三极管开关电路的输出端，所述的电阻R13的另一端为三极管开关电路的受控端。

6.如权利要求1所述的一种开关机电路，其特征在于：还包括系统电源电路、CPU；所述的系统电源电路的输入端与电源输出端口相连，所述的系统电源电路的输出端与CPU的电源端相连，所述的CPU通过串行通信总线与MCU相连。