CN212484119U - 电源开关控制电路及装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电源开关控制电路及装置，该电源开关控制电路应用于包括电源的装置，包括检测电路、开关电路以及在被外部触发时产生触发信号的按键，其中：按键分别与检测电路的检测端和开关电路的输出端连接，检测电路的输出端与开关电路的控制端连接，开关电路的输入端与电源的输出端连接；检测电路，用于在接收到触发信号且检测到装置正在运行时，向开关电路发出待机控制信号；开关电路，用于在接收到待机控制信号时关断以控制电源停止供电。本实用新型通过各硬件电路模块的设置实现在待机状态下电源停止输出，节约了能耗，弥补了目前内置电源的设备仅能使用软件降频或关闭内核的方式降低能耗的缺陷。

Description

电源开关控制电路及装置

技术领域

本实用新型涉及电路电子领域，尤其涉及一种电源开关控制电路及装置。

背景技术

随着社会的发展，人们对于能源利用的要求越来越高，尤其对于一些消费类电子产品，仅当其符合数据指标条件时，才被允许销售。而当这些产品内置电源时，在待机状态下仍会产生电量损耗。相对地，在内置电源的电子产品实际研发过程中，受芯片方案的限制，部分产品却又无法通过软件降频或者关闭内核的方式来降低自身的功耗，因此，急需一种电源开关控制方案来弥补上述缺陷。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种电源开关控制电路及装置，旨在解决待机状态下产生电量损耗且无法通过软件降频或者关闭内核的方式降低损耗的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种电源开关控制电路，应用于包括电源的装置，电源开关控制电路包括检测电路、开关电路以及在被外部触发时产生触发信号的按键，其中：

按键分别与检测电路的检测端和开关电路的输出端连接，检测电路的输出端与开关电路的控制端连接，开关电路的输入端与电源的输出端连接；

检测电路，用于在接收到触发信号且检测到装置正在运行时，向开关电路发出待机控制信号；

开关电路，用于在接收到待机控制信号时关断以控制电源停止供电。

可选地，检测电路包括控制器和检测单元，其中：

检测单元的输入端作为检测电路的检测端，输出端与控制器的检测端连接；

控制器的输出端作为检测电路的输出端；

检测单元，用于在接收到触发信号时，向控制器发出高电平；

控制器，用于在接收到高电平且检测到装置正在运行时，向开关电路发出待机控制信号。

可选地，检测单元包括第一二极管、第一三极管、第一供电模块、第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第一电容，其中：

第一二极管的阴极与按键连接，阳极通过第一电阻与第一三极管的基极连接；

第一三极管的集电极作为检测单元的输出端且通过第二电阻接地，发射极与第一供电模块连接；

第三电阻的一端与第一三极管的发射极连接，另一端与第一三极管的基极连接；

第一电容的一端与第一三极管的集电极连接，另一端接地。

可选地，开关电路包括分压电路、第二二极管、第一开关单元、第二开关单元以及第三开关单元，其中：

第二二极管的阴极与按键连接，阳极分别与第一开关单元的输出端和第三开关单元的控制端连接；

第一开关单元的控制端分别与分压电路的输出端和第二开关单元的输出端连接；

第二开关单元的控制端与检测电路的输出端连接；

第三开关单元的输出端分别与分压单元的输入端和电源的输出端连接。

可选地，第一开关单元包括第二三极管，其中：

第二三极管的发射极接地，集电极作为第一开关单元的输出端，基极作为第一开关单元的控制端。

可选地，第二开关单元包括第三三极管、第四电阻、第五电阻、第六电阻、电解电容和第二供电模块，其中：

第三三极管的发射极接地，集电极通过第四电阻与第二供电模块连接，基极依次通过第五电阻和第六电阻与检测电路的输出端连接；

电解电容的正极与第五电阻和第六电阻相连的结点连接，负极接地。

可选地，第二供电模块包括第三二极管、第二电容、第七电阻和第八电阻，其中：

第二电容的第一端接交流电，第二端与第三二极管的阳极连接；

第三二极管的阴极与第四电阻连接；

第七电阻的一端与第二电容的第一端连接，另一端接地；

第八电阻的一端与第二电容的第二端连接，另一端接地。

可选地，第三开关单元包括MOS管、第九电阻、第十电阻以及第三电容，其中：

MOS管的栅极通过第九电阻与第二二极管的阳极连接，源极与电源的起始端连接，漏极与电源的输出端连接；

第十电阻的一端与MOS管的栅极连接，另一端与MOS管的源极连接，第三电容与第十电阻并联。

可选地，分压电路包括第十一电阻和第十二电阻，其中：

第十一电阻的第一端作为分压电路的输入端，第二端与第十二电阻的第一端连接；

第十二电阻的第一端与第一开关单元的控制端连接，第二端接地。

此外，为实现上述目的，本实用新型还提供一种装置，装置包括电源和电源开关控制电路，电源开关控制电路被配置为如上的电源开关控制电路。

本实用新型中的电源开关控制电路，通过设置检测电路、开关电路以及在被外部触发时产生触发信号的按键，其中：按键分别与检测电路的检测端和开关电路的输出端连接，检测电路的输出端与开关电路的控制端连接，开关电路的输入端与电源的输出端连接；检测电路，用于在接收到触发信号且检测到电源正在供电时，向开关电路发出待机控制信号；开关电路，用于在接收到待机控制信号时关断以控制电源停止供电。其中当有外力触发按键且确认装置正在运行时，将开关电路断开以使电源停止输出，能够保证在设备待机的情况下电源不产生电能损耗，提升了电源的使用时间。另一方面，待机状态下电源的关闭，借助的是电路硬件模块的设计，弥补了目前内置电源的设备仅能使用软件降频或关闭内核的方式降低能耗的缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型电源开关控制电路一实施例的模块示意图；

图2为图1实施例可选的电路结构示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

附图标号说明：

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提供一种电源开关控制电路，参照图1，在一实施例中，该电源开关控制电路包括检测电路10、开关电路20以及在被外部触发时产生触发信号的按键SW；其中：

按键SW分别与检测电路10的检测端和开关电路20的输出端连接，检测电路10的输出端与开关电路20的控制端连接，开关电路20的输入端与电源的输出端SYS_VCC连接；

检测电路10，用于在接收到按键SW发出的触发信号且检测到装置正在运行时，向开关电路20发出待机控制信号；

开关电路20，用于在接收到待机控制信号时关断以控制电源(图未示)停止供电。

上述电源开关控制电路可以和电源一同应用于比如消费类电子产品的装置，可以为手机，数码相机，录音笔等等。电源可以是电池，需要说明的是，对于此类带电源的产品，目前即便在设备待机的情况下也仍然会产生电量损耗，需要反复充电，相当麻烦。

而在本实施例的技术方案中，当用户按下按键SW后，按下按键SW的操作产生外力使按键SW产生了触发信号，检测电路10通过检测端接收到了该触发信号。另外装置的运行状态是正在运行中还是关闭，影响着电源的开关供给控制。当电源正在供电时，即装置正在运行中，检测电路10接收到了触发信号，表示用户按下按键SW旨在控制设备待机，通过发出待机控制信号给开关电路20使开关电路20关断，电源停止输出，能够在设备待机的情况下使电源关闭，不会产生电量损耗，对于电池类产品也间接减少了充电次数，提升了产品体验。再者，本方案仅是通过检测电路10、开关电路20的功能作用和连接关系实现了功耗的降低，弥补了目前内置电源的设备仅能使用软件降频或关闭内核的方式降低能耗的缺陷。

进一步地，请一并参看图1和图2，上述检测电路10可以包括控制器(未标示)和检测单元11，其中：

检测单元11的输入端作为检测电路10的检测端，输出端与控制器的检测端KEY_ON/OFF_DET连接；

控制器的输出端SYS_EN作为检测电路10的输出端；

检测单元11，用于在接收到触发信号时，向控制器发出高电平；控制器，用于在接收到高电平且检测到装置正在运行时，向开关电路20发出待机控制信号。

该控制器可以是MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)，也可以是FPGA(FieldProgrammable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)，MCU或者FPGA可以通过检测口，即控制器的检测端KEY_ON/OFF_DET检测电平的高低，当为高电平时，同时可以通过查看装置的运行状态来执行后续操作。其中，当控制器的检测端KEY_ON/OFF_DET检测到高电平时，且确认装置正在运行后，向开关电路20发送待机控制信号以控制电源停止输出；当检测口检测到低电平，控制器可以不执行操作或者继续通过控制器的检测端KEY_ON/OFF_DET检测。需要说明的是，可以通过电源的供给情况或者装置的芯片运行信号标志等方案确认电源的通电情况，在此不过多赘述。通过控制器和检测单元11的设计给检测电路10的实现提供了技术基础。

可选地，上述检测单元11包括第一二极管D1、第一三极管Q1、第一供电模块VCC_3V3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3以及第一电容C1，其中：

第一二极管D1的阴极与按键SW连接，阳极通过第一电阻R1与第一三极管Q1的基极连接；

第一三极管Q1的集电极作为检测单元11的输出端且通过第二电阻R2接地，发射极与第一供电模块VCC_3V3连接；

第三电阻R3的一端与第一三极管Q1的发射极连接，另一端与第一三极管Q1的基极连接；

第一电容C1的一端与第一三极管Q1的集电极连接，另一端接地。

第一三极管Q1可以是PNP三极管，第一供电模块VCC_3V3可以是从电源处引入的直流电，例如可以是3.3V。

请继续参看图1和图2，可选地，上述开关电路20包括分压电路24、第二二极管D2、第一开关单元21、第二开关单元22以及第三开关单元23，其中：

第二二极管D2的阴极与按键SW连接，阳极分别与第一开关单元21的输出端和第三开关单元23的控制端连接；

第一开关单元21的控制端分别与分压电路24的输出端和第二开关单元22的输出端连接；

第二开关单元22的控制端与检测电路10的输出端连接；

第三开关单元23的输出端分别与分压单元的输入端和电源的输出端SYS_VCC连接。

其中，第二开关单元22和按键SW均能够控制第一开关单元21的导通和关断，进而使得第三开关单元23根据第一开关单元21的通断对应实现导通和关断，最终控制电源的输出状态。

需要说明的是，上述第一开关单元21、第二开关单元22、第三开关单元23以及分压电路24的结构可以根据实际需要进行设置，只要能够实现前述功能即可。

上述第一开关单元21可以包括第二三极管Q2，其中：

第二三极管Q2的发射极接地，集电极作为第一开关单元21的输出端，第二三极管Q2的基极作为第一开关单元21的控制端。

其中，第二三极管Q2作为开关管使用，可以是NPN三极管。

上述第二开关单元22可以包括第三三极管Q3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、电解电容CE和第二供电模块(未标示)，其中：

第三三极管Q3的发射极接地，集电极通过第四电阻R4与第二供电模块连接，第三三极管Q3的基极依次通过第五电阻R5和第六电阻R6与检测电路10的输出端连接；

电解电容CE的正极与第五电阻R5和第六电阻R6相连的结点连接，负极接地。

其中，第三三极管Q3也是作为开关管使用，为NPN三极管。

其中第二供电模块可以与第一供电模块VCC_3V3一致，也可以通过电源线从交流电AC_18V接入。当从交流电AC_18V接入时，上述第二供电模块可以包括第三二极管D3、第二电容C2、第七电阻R7和第八电阻R8，其中：

第二电容C2的第一端接交流电AC_18V，第二端与第三二极管D3的阳极连接；

第三二极管D3的阴极与第四电阻R4连接；

第七电阻R7的一端与第二电容C2的第一端连接，另一端接地；

第八电阻R8的一端与第二电容C2的第二端连接，另一端接地。

当从交流电AC_18V接入表示用户插入有电源线，交流电AC_18V能够供电，此电信号通过第二电容C2、第四电阻R4流向第二三极管Q2使其饱和导通，即第一开关单元21导通，第三开关单元23也导通，使电源的输出端SYS_VCC供电。

请继续参看图1和图2，可选地，第三开关单元23包括MOS管Q4、第九电阻R9、第十电阻R10以及第三电容C3，其中：

MOS管Q4的栅极通过第九电阻R9与第二二极管D2的阳极连接，源极与电源的起始端B+连接，漏极与电源的输出端SYS_VCC连接；

第十电阻R10的一端与MOS管Q4的栅极连接，另一端与MOS管Q4的源极连接；第三电容C3与第十电阻R10并联。

上述MOS管Q4是PMOS管Q4，也可以用等效的其他开关管或集成电路代替，例如等效的三极管替代。由于MOS管Q4的栅极通过第九电阻R9与第一开关单元21以及按键SW连接，当有按键SW按下时，电源的起始端B+的电流会通过第十电阻R10、第九电阻R9、第二二极管D2和按键SW流入地，电流流经第十电阻R10产生了压降，使MOS管Q4导通。

此外第三开关单元23还可以包括第四电容C4，该第四电容C4与电源的输出端SYS_VCC连接。

进一步地，上述分压电路24包括第十一电阻R11和第十二电阻R12，其中：

第十一电阻R11的第一端作为分压电路24的输入端，第二端与第十二电阻R12的第一端连接；

第十二电阻R12的第一端与第一开关单元21的控制端连接，第二端接地。

第十一电阻R11和第十二电阻R12实际的电阻数量没有限制，可以用等效的多个电阻串联，也可以单一设置，只要满足分压的阻值条件即可。分压电路24的设计，为开关电路20自锁提供了可能。

基于上述图1和图2中涉及的硬件电路结构以及电路连接关系，以下具体说明其实现原理。

带有电源和电源开关控制电路的装置设备有三种运行模式，包括按键关机模式、按键开机模式和插电源线开机模式。

当为按键开机模式时，用户想实现开机的功能，此时会按下按键SW，电源起始端的电流流经第九电阻R9形成压降，使MOS管Q4导通，电源的输出端SYS_VCC上电，其电压通过第十一电阻R11和第十二电阻R12分压，使第二三极管Q2持续导通，最终实现开关电路20的自锁，此时即便用户松开按键SW，MOS管Q4仍然持续导通，控制器的检测端KEY_ON/OFF_DET检测到检测单元11输出高电平，由于此时装置并未开机，因此确认为开机按键按下，随即装置开机工作。

当为按键关机模式时，用户同样会按下按键SW，此时第一三极管Q1饱和导通，控制器会检测到高电平，由于此时装置处于通电运行的工作状态，因此确认用户的操作意图是按键关机，此时可以由控制器的输出端SYS_EN输出待机控制信号，该待机控制信号也可以是高电平信号，使得第三三极管Q3饱和导通，第二三极管Q2截止，MOS管Q4关断，电源的输出端SYS_VCC也即停止供电，带有电源和电源控制装置的设备进入关机或待机状态。

当为电源线接入时，通过交流电AC_18V供电，交流电AC_18V通过第二电容C2、第三二极管D3、第四电阻R4使第二三极管Q2饱和导通，直至第二电容C2充电结束。此时MOS管Q4因为第二三极管Q2饱和导通而导通，电源的输出端SYS_VCC上电，并通过分压电路24分压，使第二三极管Q2继续饱和导通，完成自锁，即即便第二电容C2充电截止，MOS管Q4仍然会导通，电源的输出端SYS_VCC持续上电输出，使装置实现开机工作。需要说明的是，电源线接入实现装置开机的过程中，可以由分压电阻分压后将电压提供给控制器的检测口进行检测，以向控制器输出高电平进行开机确认。

本方案通过硬件电路的设计和连接组合，提供了一种兼具电源线和内置电源接入开机以及在装置待机时断开内置电源输出的开关机控制方案，从硬件层面上实现了产品功耗的降低，此外，硬件电路的结构设计相比软件降频的方案响应速度更快。

本实用新型还提供一种装置，该装置包括电源和电源开关控制电路，该电源开关控制电路的结构可参照上述实施例，在此不再赘述。理所应当地，由于本实施例的装置采用了上述电源开关控制电路的技术方案，因此该装置具有上述电源开关控制电路所有的有益效果。

以上仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电源开关控制电路，其特征在于，应用于包括电源的装置，所述电源开关控制电路包括检测电路、开关电路以及在被外部触发时产生触发信号的按键，其中：

所述按键分别与所述检测电路的检测端和所述开关电路的输出端连接，所述检测电路的输出端与所述开关电路的控制端连接，所述开关电路的输入端与所述电源的输出端连接；

所述检测电路，用于在接收到所述触发信号且检测到所述装置正在运行时，向所述开关电路发出待机控制信号；

所述开关电路，用于在接收到所述待机控制信号时关断以控制所述电源停止供电。

2.如权利要求1所述的电源开关控制电路，其特征在于，所述检测电路包括控制器和检测单元，其中：

所述检测单元的输入端作为所述检测电路的检测端，输出端与所述控制器的检测端连接；

所述控制器的输出端作为所述检测电路的输出端；

所述检测单元，用于在接收到所述触发信号时，向所述控制器发出高电平；

所述控制器，用于在接收到所述高电平且检测到所述装置正在运行时，向所述开关电路发出所述待机控制信号。

3.如权利要求2所述的电源开关控制电路，其特征在于，所述检测单元包括第一二极管、第一三极管、第一供电模块、第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第一电容，其中：

所述第一二极管的阴极与所述按键连接，阳极通过第一电阻与所述第一三极管的基极连接；

所述第一三极管的集电极作为所述检测单元的输出端且通过所述第二电阻接地，发射极与第一供电模块连接；

所述第三电阻的一端与所述第一三极管的发射极连接，另一端与所述第一三极管的基极连接；

所述第一电容的一端与所述第一三极管的集电极连接，另一端接地。

4.如权利要求1-3任一项所述的电源开关控制电路，其特征在于，所述开关电路包括分压电路、第二二极管、第一开关单元、第二开关单元以及第三开关单元，其中：

所述第二二极管的阴极与所述按键连接，阳极分别与所述第一开关单元的输出端和所述第三开关单元的控制端连接；

所述第一开关单元的控制端分别与所述分压电路的输出端和所述第二开关单元的输出端连接；

所述第二开关单元的控制端与所述检测电路的输出端连接；

所述第三开关单元的输出端分别与所述分压电路的输入端和所述电源的输出端连接。

5.如权利要求4所述的电源开关控制电路，其特征在于，所述第一开关单元包括第二三极管，其中：

所述第二三极管的发射极接地，集电极作为所述第一开关单元的输出端，基极作为所述第一开关单元的控制端。

6.如权利要求4所述的电源开关控制电路，其特征在于，所述第二开关单元包括第三三极管、第四电阻、第五电阻、第六电阻、电解电容和第二供电模块，其中：

所述第三三极管的发射极接地，集电极通过所述第四电阻与所述第二供电模块连接，基极依次通过第五电阻和第六电阻与所述检测电路的输出端连接；

所述电解电容的正极与所述第五电阻和第六电阻相连的结点连接，负极接地。

7.如权利要求6所述的电源开关控制电路，其特征在于，所述第二供电模块包括第三二极管、第二电容、第七电阻和第八电阻，其中：

所述第二电容的第一端接交流电，第二端与所述第三二极管的阳极连接；

所述第三二极管的阴极与所述第四电阻连接；

所述第七电阻的一端与所述第二电容的第一端连接，另一端接地；

所述第八电阻的一端与所述第二电容的第二端连接，另一端接地。

8.如权利要求4所述的电源开关控制电路，其特征在于，所述第三开关单元包括MOS管、第九电阻、第十电阻以及第三电容，其中：

所述MOS管的栅极通过所述第九电阻与所述第二二极管的阳极连接，源极与所述电源的起始端连接，漏极与所述电源的输出端连接；

所述第十电阻的一端与所述MOS管的栅极连接，另一端与所述MOS管的源极连接，所述第三电容与所述第十电阻并联。

9.如权利要求4所述的电源开关控制电路，其特征在于，所述分压电路包括第十一电阻和第十二电阻，其中：

所述第十一电阻的第一端作为所述分压电路的输入端，第二端与所述第十二电阻的第一端连接；

所述第十二电阻的第一端与所述第一开关单元的控制端连接，第二端接地。

10.一种装置，其特征在于，所述装置包括电源和电源开关控制电路，所述电源开关控制电路被配置为如权利要求1-9任一项所述的电源开关控制电路。

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