CN208158558U - 一种电脑设备上电延时开机和掉电延时关机保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种电脑设备上电延时开机和掉电延时关机保护电路，包括一个12v开关电源E1、一个单片机U1、两个稳压芯片U2‑U3、一个电脑设备Z1、六个电容C1‑C6，七个电阻R1‑R7,两个继电器K1‑K2，两个NPN型三极管Q1‑Q2，一个电池E2，本实用新型实现了上电后延时2秒钟开机，防止外接220v交流电源刚上电后立即给电脑设备上电而造成冲击，从而损坏电脑设备；另一方面也实现了掉电后对电脑设备断电后延时3秒关机，从而更好地保护了电脑设备，并在现场验证效果良好。
Description
技术领域
本实用新型涉及多媒体电脑设备开关机电路技术领域，具体为一种电脑设备上电延时开机和掉电延时关机保护电路。
背景技术
随着电子行业的快速发展，多媒体展厅等电脑设备的使用越来越广泛，可是大多数多媒体展厅等电脑设备都不具有上电延时开机和掉电延时关机保护功能，一旦发生突然的断电或者人为原因的非法关机都会对多媒体展厅等电脑设备造成灾难性的影响，可能会对多媒体展厅等电脑设备的重要数据丢失，也会造成多媒体展厅等电脑设备一定程度的伤害。因此，目前大部分存储设备都会在电路设计上增加冗余设计的掉电保护电路。因此，有必要申请一种电脑设备上电延时开机和掉电延时关机保护电路来解决上述问题。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种电脑设备上电延时开机和掉电延时关机保护电路，以解决上述背景技术中提出的问题，为此本人经过了深入的研究，反复实验改进，设计出本电路，并在现场验证效果良好。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种技术方案：一种电脑设备上电延时开机和掉电延时关机保护电路，包括一个12v开关电源E1、一个单片机U1、两个稳压芯片U2-U3、一个电脑设备Z1、六个电容C1-C6，七个电阻R1-R7,两个继电器K1-K2，两个NPN型三极管Q1-Q2，一个电池E2；其中：12v开关电源E1的输入端与外接220v交流电源连接，12v开关电源E1的输出端的V+端经二极管D1与电脑设备Z1的VD12端连接，12v开关电源E1的输出端的V-端接地，并分别与单片机U1的GND端和电脑设备Z1的GND端连接，12v开关电源E1的输出端的V+端与经二极管D1分别与电容C1的一端、电容C2的一端和稳压芯片U2的输入端连接，电容C1的另一端和电容C2的另一端接地，稳压芯片U2的接地端接地，稳压芯片U2的输出端分别与电容C3的一端、电容C4的一端和稳压芯片U3的输入端连接，电容C3的另一端和电容C4的另一端接地，稳压芯片U3的接地端接地，稳压芯片U3的输出端分别与电容C5的一端、电容C5的一端连接，电容C5的另一端和电容C6的另一端接地，稳压芯片U3的输出端与单片机U1的VCC端连接，12v开关电源E1的输出端的V+端经电阻R3与继电器K1的常开端连接，继电器K1的公共端与电池E2的正极连接，电池E2的负极接地，继电器K1的控制端的一端经二极管D3与继电器K1的控制端的另一端连接，继电器K1的控制端的另一端接VD12，继电器K1的控制端的一端与NPN型三极管Q1的集电极连接，NPN型三极管Q1的发射极接地，NPN型三极管Q1的基极经电阻R1与单片机U1的P0.0端口连接，继电器K2的公共端与电池E2的正极连接，继电器K2的控制端的一端经二极管D4与继电器K2的控制端的另一端连接，继电器K2的控制端的另一端接VD12，继电器K2的控制端的一端与NPN型三极管Q2的集电极连接，NPN型三极管Q2的发射极接地，NPN型三极管Q2的基极经电阻R2与单片机U1的P0.1端口连接，继电器K2的常开端经二极管D2与二极管D1的输出端连接，继电器K2的常开端经电阻R6、电阻R7接地，电阻R6与电阻R7公共端与单片机U1的AD11输入端连接，12v开关电源E1的输出端的V+端经电阻R4、电阻R5接地，电阻R4与电阻R5公共端与单片机U1的AD10输入端连接，单片机U1的P0.2端口与电脑设备Z1的POWER端口连接。
进一步的，所述电阻R4和电阻R6为金属电阻，其阻值为5.1K，精度为1/1000；所述电阻R5和电阻R7为金属电阻，其阻值为1K，精度为1/1000。
进一步的，所述稳压芯片U2的型号为7805，所述稳压芯片U3的型号为lm1117。
进一步的，所述电池E2由3节18650锂离子电池组成， 18650锂离子电池的标称电压为3.7v，充电截止电压为4.2v，其容量为2200mAh。
进一步的，所述单片机U1的型号为C8051F380。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型实现了上电后延时2秒钟开机，防止外接220v交流电源刚上电后立即给电脑设备上电而造成冲击，从而损坏电脑设备；另一方面也实现了掉电后对电脑设备断电后延时3秒关机，从而更好地保护了电脑设备，并在现场验证效果良好。
附图说明
图1为本实用新型电路原理图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种电脑设备上电延时开机和掉电延时关机保护电路，包括一个12v开关电源E1、一个单片机U1、两个稳压芯片U2-U3、一个电脑设备Z1、六个电容C1-C6，七个电阻R1-R7,两个继电器K1-K2，两个NPN型三极管Q1-Q2，一个电池E2；其中：12v开关电源E1的输入端与外接220v交流电源连接，12v开关电源E1的输出端的V+端经二极管D1与电脑设备Z1的VD12端连接，12v开关电源E1的输出端的V-端接地，并分别与单片机U1的GND端和电脑设备Z1的GND端连接，12v开关电源E1的输出端的V+端与经二极管D1分别与电容C1的一端、电容C2的一端和稳压芯片U2的输入端连接，电容C1的另一端和电容C2的另一端接地，稳压芯片U2的接地端接地，稳压芯片U2的输出端分别与电容C3的一端、电容C4的一端和稳压芯片U3的输入端连接，电容C3的另一端和电容C4的另一端接地，稳压芯片U3的接地端接地，稳压芯片U3的输出端分别与电容C5的一端、电容C5的一端连接，电容C5的另一端和电容C6的另一端接地，稳压芯片U3的输出端与单片机U1的VCC端连接，12v开关电源E1的输出端的V+端经电阻R3与继电器K1的常开端连接，继电器K1的公共端与电池E2的正极连接，电池E2的负极接地，继电器K1的控制端的一端经二极管D3与继电器K1的控制端的另一端连接，继电器K1的控制端的另一端接VD12，继电器K1的控制端的一端与NPN型三极管Q1的集电极连接，NPN型三极管Q1的发射极接地，NPN型三极管Q1的基极经电阻R1与单片机U1的P0.0端口连接，继电器K2的公共端与电池E2的正极连接，继电器K2的控制端的一端经二极管D4与继电器K2的控制端的另一端连接，继电器K2的控制端的另一端接VD12，继电器K2的控制端的一端与NPN型三极管Q2的集电极连接，NPN型三极管Q2的发射极接地，NPN型三极管Q2的基极经电阻R2与单片机U1的P0.1端口连接，继电器K2的常开端经二极管D2与二极管D1的输出端连接，继电器K2的常开端经电阻R6、电阻R7接地，电阻R6与电阻R7公共端与单片机U1的AD11输入端连接，12v开关电源E1的输出端的V+端经电阻R4、电阻R5接地，电阻R4与电阻R5公共端与单片机U1的AD10输入端连接，单片机U1的P0.2端口与电脑设备Z1的POWER端口连接。
进一步的，所述电阻R4和电阻R6为金属电阻，其阻值为5.1K，精度为1/1000；所述电阻R5和电阻R7为金属电阻，其阻值为1K，精度为1/1000。
进一步的，所述稳压芯片U2的型号为7805，所述稳压芯片U3的型号为lm1117。
进一步的，所述电池E2由3节18650锂离子电池组成， 18650锂离子电池的标称电压为3.7v，充电截止电压为4.2v，其容量为2200mAh。
进一步的，所述单片机U1的型号为C8051F380。
工作原理：在初始状态下，12v开关电源E1和电池E2都没有电，两个继电器K1-K2不进行吸合，电脑设备Z1不工作。当外接220v交流电源上电时，此时12v开关电源E1有电，12v开关电源E1的输出端通过二极管D1与电脑设备Z1的VD12端连接，实现了外接220v交流电源给电脑设备Z1的12v供电。同时，12v开关电源E1的输出端经二极管D1后由稳压芯片7805和稳压芯片lm1117降压后与单片机U1的VCC端连接，实现了外接220v交流电源给单片机U1的3.3v供电。
单片机U1上电工作后，通过P0.0端口输出为高电平，输出的高电平通过电阻R1使得NPN型三极管Q1导通，三极管Q1导通后使继电器K1的控制端起作用，继电器K1的公共端与常开端连接，实现了外接220v交流电源通过电阻R3对电池E2充电，经过充电的电池E2达到一定容量后也通过二极管D1给单片机U1和电脑设备Z1供电，此时12v开关电源E1和电池E2同时给单片机U1和电脑设备Z1，并且谁的电压高就由谁供电。
单片机U1上电后延时2秒钟，通过P0.2端口输出给电脑设备Z1的POWER端口一个高电平，实现对电脑设备Z1上电延时2秒钟后开机，此好处为防止外接220v交流电源刚上电后立即给电脑设备Z1上电而造成冲击，从而损坏电脑设备Z1。
12v开关电源E1经电阻R4、电阻R5后接地，电阻R4与电阻R5分压后进入到单片机U1的AD10输入通道，单片机的A/D转换器经运算后实现了对12v开关电源E1电压的测试，其中电阻R4、电阻R5均为金属电阻，精度为1/1000，也实现了对12v开关电源E1电压的高精度测试。
单片机U1通过P0.1端口输出为高电平，输出的高电平通过电阻R2使得NPN型三极管Q2导通，三极管Q2导通后使继电器K2的控制端起作用，继电器K2的公共端与常开端连接，继电器K2的公共端与电池E2的正极连接，实现了电池E2给单片机U1和电脑设备Z1供电。
电池E2经电阻R6、电阻R7后接地，电阻R6与电阻R7分压后进入到单片机U1的AD11输入通道，单片机的A/D转换器经运算后实现了对电池E2的电压的测试，其中电阻R6、电阻R7均为金属电阻，精度为1/1000，也实现了对电池E2电压的高精度测试。当进入单片机的A/D转换器AD11输入通道经运算后，当电池E2电压低于12.0v时开始对电池E2进行充电，当进入单片机的A/D转换器AD11输入通道经运算后电池E2电压高于12.3v时停止对电池E2停止充电，
当外接220v交流电源断电时，继电器K2一直保持接通状态，此时由电池E2供电，单片机U1的实时测量A/D输入通道AD10和AD11的电压，也就是实现了对12v开关电源E1电压和电池E2电压的测量，当12v开关电源E1电压小于电池E2电压时，单片机U1认为此时是外接220v交流电源掉电状态，并开始计时，计时超过3秒后，单片机U1的P0.2端口输出给电脑设备Z1的POWER端口一个高电平，实现了对电脑设备Z1断电后延时3秒关机，从而保护了电脑设备Z1。
当电脑设备Z1关闭后，单片机U1通过P0.1端口控制NPN型三极管Q2，进而控制继电器K2，使得继电器K2的公共端与常闭端连接，电池E2停止供电，系统全部下电，完成了关机过程。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种电脑设备上电延时开机和掉电延时关机保护电路，包括一个12v开关电源E1、一个单片机U1、两个稳压芯片U2-U3、一个电脑设备Z1、六个电容C1-C6，七个电阻R1-R7,两个继电器K1-K2，两个NPN型三极管Q1-Q2，一个电池E2；其特征在于：12v开关电源E1的输入端与外接220v交流电源连接，12v开关电源E1的输出端的V+端经二极管D1与电脑设备Z1的VD12端连接，12v开关电源E1的输出端的V-端接地，并分别与单片机U1的GND端和电脑设备Z1的GND端连接，12v开关电源E1的输出端的V+端与经二极管D1分别与电容C1的一端、电容C2的一端和稳压芯片U2的输入端连接，电容C1的另一端和电容C2的另一端接地，稳压芯片U2的接地端接地，稳压芯片U2的输出端分别与电容C3的一端、电容C4的一端和稳压芯片U3的输入端连接，电容C3的另一端和电容C4的另一端接地，稳压芯片U3的接地端接地，稳压芯片U3的输出端分别与电容C5的一端、电容C5的一端连接，电容C5的另一端和电容C6的另一端接地，稳压芯片U3的输出端与单片机U1的VCC端连接，12v开关电源E1的输出端的V+端经电阻R3与继电器K1的常开端连接，继电器K1的公共端与电池E2的正极连接，电池E2的负极接地，继电器K1的控制端的一端经二极管D3与继电器K1的控制端的另一端连接，继电器K1的控制端的另一端接VD12，继电器K1的控制端的一端与NPN型三极管Q1的集电极连接，NPN型三极管Q1的发射极接地，NPN型三极管Q1的基极经电阻R1与单片机U1的P0.0端口连接，继电器K2的公共端与电池E2的正极连接，继电器K2的控制端的一端经二极管D4与继电器K2的控制端的另一端连接，继电器K2的控制端的另一端接VD12，继电器K2的控制端的一端与NPN型三极管Q2的集电极连接，NPN型三极管Q2的发射极接地，NPN型三极管Q2的基极经电阻R2与单片机U1的P0.1端口连接，继电器K2的常开端经二极管D2与二极管D1的输出端连接，继电器K2的常开端经电阻R6、电阻R7接地，电阻R6与电阻R7公共端与单片机U1的AD11输入端连接，12v开关电源E1的输出端的V+端经电阻R4、电阻R5接地，电阻R4与电阻R5公共端与单片机U1的AD10输入端连接，单片机U1的P0.2端口与电脑设备Z1的POWER端口连接。
2.根据权利要求1所述的一种电脑设备上电延时开机和掉电延时关机保护电路，其特征在于，所述电阻R4和电阻R6为金属电阻，其阻值为5.1K，精度为1/1000；所述电阻R5和电阻R7为金属电阻，其阻值为1K，精度为1/1000。
3.根据权利要求1所述的一种电脑设备上电延时开机和掉电延时关机保护电路，其特征在于，所述稳压芯片U2的型号为7805，所述稳压芯片U3的型号为lm1117。
4.根据权利要求1所述的一种电脑设备上电延时开机和掉电延时关机保护电路，其特征在于，所述电池E2由3节18650锂离子电池组成， 18650锂离子电池的标称电压为3.7v，充电截止电压为4.2v，其容量为2200mAh。
5.根据权利要求1所述的一种电脑设备上电延时开机和掉电延时关机保护电路，其特征在于，所述单片机U1的型号为C8051F380。
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|---|---|---|---|---|
| CN110531643A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-12-03 | 北京特种机械研究所 | 一种无人自动搬运车延时断电控制系统及方法 |
| CN110687837A (zh) * | 2019-08-30 | 2020-01-14 | 浙江威星智能仪表股份有限公司 | 一种基于单片机的掉电检测电路 |
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