CN209297244U - 一种工控机定时开关机电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种工控机定时开关机电路，包括电源开关、与电源开关连接的电源管理单元、分别与电源管理单元连接的处理器单元和RTC单元，所述电源管理单元和处理器单元分别与用于对处理器单元进行供电的供电单元连接，所述处理器单元与RTC单元连接，所述供电单元包括用于与外部电源连接的直流输入电路、分别与直流输入电路连接的第一输出电路和第二输出电路，所述第一输出电路和第二输出电路分别与电源管理单元和处理器单元连接形成开关控制结构。通过本实用新型能够有效降低生产维护成本，提高生产效率。
Description
技术领域
本实用新型属于工控机领域，尤其涉及一种工控机定时开关机电路。
背景技术
当前已有的工控机设备中，定时开关机系统由电源开关按钮、处理器(CPU)、微处理器(MCU)、电源管理单元、电池单元、供电单元、RTC单元即实时时钟单元组成。实际情况时，需要对MCU编写控制程序，脱机烧写进芯片中再焊接到电路板上，并且单片机需要有电池模块供电。此定时开关机系统在生产中耗费工时，需要烧录处理器程序，还需烧录单片机程序，单片机烧录失败则须重新拆掉烧录，给生产检测和维护带来极大不便。
实用新型内容
本实用新型的目的是，提供一种工控机定时开关机电路，能够有效降低生产维护成本，提高生产效率。
为实现该目的，提供了一种工控机定时开关机电路，包括电源开关、与电源开关连接的电源管理单元、分别与电源管理单元连接的处理器单元和RTC单元，所述电源管理单元和处理器单元分别与用于对处理器单元进行供电的供电单元连接，所述处理器单元与RTC单元连接，所述供电单元包括用于与外部电源连接的直流输入电路、分别与直流输入电路连接的第一输出电路和第二输出电路，所述第一输出电路和第二输出电路分别与电源管理单元和处理器单元连接形成开关控制结构。
优选地，所述直流输入电路包括用于与外部电源连接的输入接头和与输入接头连接的第五PMOS管，所述第五PMOS管的漏极与输入接头的正极端连接，第五PMOS管的源极通过PTC电阻与第一输出电路和第二输出电路连接，所述PTC电阻与第五PMOS管的源极连接端的相对一端通过第一四三电容与电线连接，所述第五PMOS管的源极还依次通过第五六电阻和第五八电阻与地线连接，所述第五六电阻和第五八电阻的连接端与第五PMOS管的栅极连接。
优选地，所述第五PMOS管的漏极还分别通过TVS二极管、压敏电阻和第一四二电容与地线连接。
优选地，所述第一输出电路包括与直流输入电路连接的第一降压型电源转换芯片、第七PMOS管和第八三极管，所述第一降压型电源转换芯片的输出端与第七PMOS管的源极连接，所述第七PMOS管的漏极与处理器单元连接，所述第七PMOS管的栅极通过第七二电阻与第八三极管的集电极连接，所述第八三极管的发射极与地线连接，第八三极管的基极通过第五六六电阻与电源管理单元连接，所述第七PMOS管的源极通过第六八电阻与第七PMOS管的栅极连接。
优选地，所述第一输出电路输出直流5V电压。
优选地，所述第二输出电路设置有与直流输入电路连接的第二降压型电源转换芯片，所述第二降压型电源转换芯片使能端通过第八零电阻与电源管理单元连接，所述第二降压型电源转换芯片使能端还分别通过第八三电阻和第一六七电容与地线连接，所述第二降压型电源转换芯片使能端还通过第七六电阻与所述第二降压型电源转换芯片的电源端连接，所述第二降压型电源转换芯片输出端通过第二电感与处理器单元连接，所述第二电感与处理器单元连接端还分别通过第一六二电容、第一六三电容、第一六四电容和第一六五电容与地线连接。
优选地，所述第二电感为1uH，所述第一六二电容、第一六三电容、第一六四电容和第一六五电容均为100nF。
优选地，所述电源管理单元包括与处理器单元和供电单元连接的电源管理芯片、第四零PMOS管和第四一PMOS管，所述第四一PMOS管的栅极与RTC单元连接，所述第四一PMOS管的源极与第四零PMOS管的栅极连接，第四一PMOS管的漏极通过第五五七电阻与地线连接，所述第四零PMOS管的源极与供电单元连接，第四零PMOS管的源极通过第五四二电阻与第四零PMOS管的栅极连接并且还依次通过用于放大的第四八二极管和第五四三电阻与第四零PMOS管的栅极连接，所述第四八二极管的正极与第五四三电阻连接，所述第四零PMOS管的漏极通过第一一八电阻与电源管理芯片连接，所述第一一八电阻与电源管理芯片连接端还分别通过第二三零电容和第一一九电阻与地线连接。
优选地，所述RTC单元设置有RTC时钟芯片，所述RTC时钟芯片的电源端依次通过第四二极管和第五八八电阻与处理器单元连接，所述第四二极管的正极与第五八八电阻连接，所述RTC时钟芯片的电源端还依次通过第五五零电阻和第六一零法拉电容与地线连接。
本实用新型与现有技术相比，其有益效果在于：
在本实用新型中通过电源开关、电源管理单元、处理器单元、RTC单元和供电单元的配合，能够有效降低生产维护成本，提高生产效率。本实用新型不需要无微处理器和电池单元给微处理器供电，无需编写和烧录微处理器程序，节约了设计成本和产品成本。本实用新型的主要控制逻辑由硬件完成，提高了系统的可靠性和稳定性。本实用新型无电池单元给微处理器供电，仅需放置法拉电容给RTC单元供电，降低了关机时功耗，提高了RTC时钟在断电后保持时间。
附图说明
图1为本实用新型的结构框图；
图2为本实用新型中直流输入电路的示意图；
图3为本实用新型中第一输出电路的示意图；
图4为本实用新型中第二输出电路的示意图；
图5为本实用新型中供电单元结构图；
图6为本实用新型中RTC单元的电路示意图；
图7为本实用新型中电源管理单元的电路示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
如图1-7所示，本实用新型提供了一种工控机定时开关机电路，包括电源开关1、与电源开关1连接的电源管理单元2、分别与电源管理单元2连接的处理器单元4和RTC单元5，电源管理单元2和处理器单元4分别与用于对处理器单元4进行供电的供电单元3连接，处理器单元4与RTC单元5连接，供电单元3包括用于与外部电源连接的直流输入电路31、分别与直流输入电路31连接的第一输出电路32和第二输出电路33，第一输出电路32和第二输出电路33分别与电源管理单元2和处理器单元4连接形成开关控制结构。
直流输入电路31包括用于与外部电源连接的输入接头J1和与输入接头J1连接的第五PMOS管Q5，第五PMOS管Q5的漏极与输入接头J1的正极端连接，第五PMOS管Q5的源极通过PTC电阻F3与第一输出电路32和第二输出电路33连接，PTC电阻F3与第五PMOS管Q5的源极连接端的相对一端通过第一四三电容C143与电线连接，第五PMOS管Q5的源极还依次通过第五六电阻R56和第五八电阻R58与地线连接，第五六电阻R56和第五八电阻R58的连接端与第五PMOS管Q5的栅极连接。第五PMOS管Q5的漏极还分别通过TVS二极管D1、压敏电阻RV1和第一四二电容C142与地线连接。第五PMOS管Q5型号为MCQ4435。输入接头J1接外部12V直流电源。
第一输出电路32包括与直流输入电路31连接的第一降压型电源转换芯片U2、第七PMOS管Q7和第八三极管Q8，第一降压型电源转换芯片U2的输出端与第七PMOS管Q7的源极连接，第七PMOS管Q7的漏极与处理器单元4连接，第七PMOS管Q7的栅极通过第七二电阻R72与第八三极管Q8的集电极连接，第八三极管Q8的发射极与地线连接，第八三极管Q8的基极通过第五六六电阻R566与电源管理单元2连接，第七PMOS管Q7的源极通过第六八电阻R68与第七PMOS管Q7的栅极连接。第一输出电路32输出直流5V电压。
第二输出电路33设置有与直流输入电路31连接的第二降压型电源转换芯片U3，第二降压型电源转换芯片U3使能端通过第八零电阻R80与电源管理单元2连接，第二降压型电源转换芯片U3使能端还分别通过第八三电阻R83和第一六七电容与地线连接，第二降压型电源转换芯片U3使能端还通过第七六电阻R76与第二降压型电源转换芯片U3的电源端连接，第二降压型电源转换芯片U3输出端通过第二电感L2与处理器单元4连接，第二电感L2与处理器单元4连接端还分别通过第一六二电容C162、第一六三电容C163、第一六四电容C164和第一六五电容C165与地线连接。第二输出电路33输出直流3V电压。第二电感L2为1uH，第一六二电容C162、第一六三电容C163、第一六四电容C164和第一六五电容C165均为100nF。
在本实施例中，第一降压型电源转换芯片U2和第二降压型电源转换芯片U3型号均为MP2229GQ-Z。第七PMOS管Q7的型号为MCQ4435。第七PMOS管Q7的源极还与处理器单元4连接。
电源管理单元2包括与处理器单元4和供电单元3连接的电源管理芯片U81、第四零PMOS管Q40和第四一PMOS管Q41，第四一PMOS管Q41的栅极与RTC单元5连接，第四一PMOS管Q41的源极与第四零PMOS管Q40的栅极连接，第四一PMOS管Q41的漏极通过第五五七电阻R557与地线连接，第四零PMOS管Q40的源极与供电单元3连接，第四零PMOS管Q40的源极通过第五四二电阻R542与第四零PMOS管Q40的栅极连接并且还依次通过用于放大的第四八二极管D48和第五四三电阻R543与第四零PMOS管Q40的栅极连接，第四八二极管D48的正极与第五四三电阻R543连接，第四零PMOS管Q40的漏极通过第一一八电阻R118与电源管理芯片U81连接，第一一八电阻R118与电源管理芯片U81连接端还分别通过第二三零电容C230和第一一九电阻R119与地线连接。
RTC单元5设置有RTC时钟芯片U80，RTC时钟芯片U80的电源端依次通过第四二极管D49和第五八八电阻R588与处理器单元4连接，第四二极管D49的正极与第五八八电阻R588连接，RTC时钟芯片U80的电源端还依次通过第五五零电阻R550和第六一零法拉电容C610与地线连接。
在本实施例中，RTC时钟芯片U80型号为PCF8563。采用晶体Y7采用32.768KHz时钟晶体。第六一零法拉电容C610为1F。电源管理芯片U81型号为RK808-D。第四八二极管D48用于快速放电，保证频繁快速开关电源时电源管理单元2工作正常。
在本实施例中，工控机一般带LVDS显示屏，使得整机功耗一般大于20W。电源管理单元2用于开启整个系统电源或待机功能或关机。在打开电源开关1后便使能电源管理单元2；电源管理单元2发出使能信号，使能供电单元3给处理器单元4供电；处理器单元4初始化RTC单元5并且根据用户设置的开机时间设置定时中断，并使能RTC单元5进行该中断，当RTC单元5中断溢出，便使能电源管理单元2，从而使能供电单元3给处理器单元4供电，使得系统运行；处理器单元4然后保存重复间隔等参数到本地存储中，下次开机启动后处理器单元4调出该参数进行操作开机。处理器单元4根据用户设置的关机时间，并保存重复间隔等参数到本地存储中，下次开机后调出该参数进行操作进行关机，计时并判断是否时间到，若时间到，则发送指令给电源管理单元2，关闭供电单元3的使能，停止给处理器单元4供电。
以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.一种工控机定时开关机电路，包括电源开关(1)、与电源开关(1)连接的电源管理单元(2)、分别与电源管理单元(2)连接的处理器单元(4)和RTC单元(5)，其特征在于，所述电源管理单元(2)和处理器单元(4)分别与用于对处理器单元(4)进行供电的供电单元(3)连接，所述处理器单元(4)与RTC单元(5)连接，所述供电单元(3)包括用于与外部电源连接的直流输入电路(31)、分别与直流输入电路(31)连接的第一输出电路(32)和第二输出电路(33)，所述第一输出电路(32)和第二输出电路(33)分别与电源管理单元(2)和处理器单元(4)连接形成开关控制结构。
2.根据权利要求1所述的一种工控机定时开关机电路，其特征在于，所述直流输入电路(31)包括用于与外部电源连接的输入接头(J1)和与输入接头(J1)连接的第五PMOS管(Q5)，所述第五PMOS管(Q5)的漏极与输入接头(J1)的正极端连接，第五PMOS管(Q5)的源极通过PTC电阻(F3)与第一输出电路(32)和第二输出电路(33)连接，所述PTC电阻(F3)与第五PMOS管(Q5)的源极连接端的相对一端通过第一四三电容(C143)与电线连接，所述第五PMOS管(Q5)的源极还依次通过第五六电阻(R56)和第五八电阻(R58)与地线连接，所述第五六电阻(R56)和第五八电阻(R58)的连接端与第五PMOS管(Q5)的栅极连接。
3.根据权利要求2所述的一种工控机定时开关机电路，其特征在于，所述第五PMOS管(Q5)的漏极还分别通过TVS二极管(D1)、压敏电阻(RV1)和第一四二电容(C142)与地线连接。
4.根据权利要求1所述的一种工控机定时开关机电路，其特征在于，所述第一输出电路(32)包括与直流输入电路(31)连接的第一降压型电源转换芯片(U2)、第七PMOS管(Q7)和第八三极管(Q8)，所述第一降压型电源转换芯片(U2)的输出端与第七PMOS管(Q7)的源极连接，所述第七PMOS管(Q7)的漏极与处理器单元(4)连接，所述第七PMOS管(Q7)的栅极通过第七二电阻(R72)与第八三极管(Q8)的集电极连接，所述第八三极管(Q8)的发射极与地线连接，第八三极管(Q8)的基极通过第五六六电阻(R566)与电源管理单元(2)连接，所述第七PMOS管(Q7)的源极通过第六八电阻(R68)与第七PMOS管(Q7)的栅极连接。
5.根据权利要求1或4所述的一种工控机定时开关机电路，其特征在于，所述第一输出电路(32)输出直流5V电压。
6.根据权利要求1所述的一种工控机定时开关机电路，其特征在于，所述第二输出电路(33)设置有与直流输入电路(31)连接的第二降压型电源转换芯片(U3)，所述第二降压型电源转换芯片(U3)使能端通过第八零电阻(R80)与电源管理单元(2)连接，所述第二降压型电源转换芯片(U3)使能端还分别通过第八三电阻(R83)和第一六七电容与地线连接，所述第二降压型电源转换芯片(U3)使能端还通过第七六电阻(R76)与所述第二降压型电源转换芯片(U3)的电源端连接，所述第二降压型电源转换芯片(U3)输出端通过第二电感(L2)与处理器单元(4)连接，所述第二电感(L2)与处理器单元(4)连接端还分别通过第一六二电容(C162)、第一六三电容(C163)、第一六四电容(C164)和第一六五电容(C165)与地线连接。
7.根据权利要求6所述的一种工控机定时开关机电路，其特征在于，所述第二电感(L2)为1uH，所述第一六二电容(C162)、第一六三电容(C163)、第一六四电容(C164)和第一六五电容(C165)均为100nF。
8.根据权利要求1所述的一种工控机定时开关机电路，其特征在于，所述电源管理单元(2)包括与处理器单元(4)和供电单元(3)连接的电源管理芯片(U81)、第四零PMOS管(Q40)和第四一PMOS管(Q41)，所述第四一PMOS管(Q41)的栅极与RTC单元(5)连接，所述第四一PMOS管(Q41)的源极与第四零PMOS管(Q40)的栅极连接，第四一PMOS管(Q41)的漏极通过第五五七电阻(R557)与地线连接，所述第四零PMOS管(Q40)的源极与供电单元(3)连接，第四零PMOS管(Q40)的源极通过第五四二电阻(R542)与第四零PMOS管(Q40)的栅极连接并且还依次通过用于放大的第四八二极管(D48)和第五四三电阻(R543)与第四零PMOS管(Q40)的栅极连接，所述第四八二极管(D48)的正极与第五四三电阻(R543)连接，所述第四零PMOS管(Q40)的漏极通过第一一八电阻(R118)与电源管理芯片(U81)连接，所述第一一八电阻(R118)与电源管理芯片(U81)连接端还分别通过第二三零电容(C230)和第一一九电阻(R119)与地线连接。
9.根据权利要求1所述的一种工控机定时开关机电路，其特征在于，所述RTC单元(5)设置有RTC时钟芯片(U80)，所述RTC时钟芯片(U80)的电源端依次通过第四二极管(D49)和第五八八电阻(R588)与处理器单元(4)连接，所述第四二极管(D49)的正极与第五八八电阻(R588)连接，所述RTC时钟芯片(U80)的电源端还依次通过第五五零电阻(R550)和第六一零法拉电容(C610)与地线连接。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN110825445A (zh) * | 2019-09-29 | 2020-02-21 | 广州视源电子科技股份有限公司 | 交互智能平板的定时开关机系统 |
| CN112332664A (zh) * | 2020-10-20 | 2021-02-05 | 石家庄通合电子科技股份有限公司 | 用于纯电动汽车动力电池监控电源的低功耗待机电路方法 |
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2019
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| CN112332664A (zh) * | 2020-10-20 | 2021-02-05 | 石家庄通合电子科技股份有限公司 | 用于纯电动汽车动力电池监控电源的低功耗待机电路方法 |
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