CN213637701U - 一种单按键实现开关机以及关机保护的电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单按键实现开关机以及关机保护的电路，利用三极管作为开关原理，电容充放电以及结合MOS晶体管开关原理以及二极管的单项导通能力实现单按键开关机电路以及关机时间可以调整的功能。本实用新型的开关机控制电路的工作原理，无需使用芯片方案，设计成本低，关机时间可以电路设计调节，简单实用。

Description

一种单按键实现开关机以及关机保护的电路

技术领域

本实用新型涉及电路，具体的说是涉及一种单按键实现开关机以及关机保护的电路。

背景技术

目前有许多的产品以及应用场合需要实现一键开机以及关机的功能，特别在用于公共的工作区以及人员流动密集区的照明控制，以及其它控制领域同时需要具有电源保护功能，防止按键被误操作导致系统功能失效的场合。

现有技术需要通过专业的控制芯片IC输出，成本高。

实用新型内容

针对现有技术中的不足，本实用新型要解决的技术问题在于提供了一种单按键实现开关机以及关机保护的电路，设计该电路的目的是降低成本。

为解决上述技术问题，本实用新型通过以下方案来实现：本实用新型的一种单按键实现开关机以及关机保护的电路，包括供电电源V1，所述供电源V1的负极接地，其正极端分别电连接有：

开关键S1A，所述开关键S1A的另一端分别连接有电阻R3和电阻R9，所述电阻R3的另一端连接至一PNP型三极管Q3的发射极，所述电阻R9的另一端连接至一NPN型三极管Q9的基极，所述PNP型三极管Q3的集电极连接有电阻R10，其基极端连接电阻R13，所述电阻R10和所述电阻R13的另一端均接地且连接至所述NPN型三极管Q9的发射极，所述NPN型三极管Q9的发射极和基极之间连接有电阻R18；

电阻R14，所述电阻R14的另一端连接至所述NPN型三极管Q9的集电极；

电阻R7；

PNP型三极管Q5的发射极，所述PNP型三极管Q5的基极连接有电阻R4，所述电阻R4的另一端连接至所述电阻R14和所述NPN型三极管Q9的集电极之间的电路节点上，PNP型三极管Q5的集电极分别连接有电阻R1和电阻R5，所述电阻R5的另一端接地，所述PNP型三极管Q5的发射极与所述NPN型三极管Q9的集电极连接；

电阻R15，所述电阻R15的另一端连接至所述NPN型三极管Q9的集电极和一电阻R2的一端，所述电阻R2的另一端连接至一NPN型三极管Q4的基极，所述NPN型三极管Q4的的发射极接地，其集电极连接有电阻R6，所述电阻R6的另一端连接所述电阻R1的另一端、有极性电容C1的正极和MOS晶体管Q7的栅极，所述MOS晶体管Q7的源极接地，其漏极连接所述电阻R7的另一端、二极管D1的负极和一电阻R12，所述二极管D1的正极分别连接至所述PNP型三极管Q3的集电极、MOS晶体管Q1的栅极；

MOS晶体管Q2的漏极端，所述MOS晶体管Q2的栅极和漏极之间连接有电阻R8，其源极分别连接电阻R11、PNP型三极管Q10的发射极、电阻R_load，所述电阻R_load的另一端接地，所述MOS晶体管Q2的栅极还连接至所述MOS晶体管Q1的漏极、一NPN型三极管Q8的集电极，所述MOS晶体管Q1的源极和所述NPN型三极管Q8的发射极相连并接地，所述NPN型三极管Q8的基极连接至一PNP型三极管Q6的集电极、电阻R16，所述PNP型三极管Q6的发射极连接所述电阻R11的另一端，其基极连接至所述PNP型三极管Q10的集电极、电阻R17，所述电阻R16、电阻R17的另一端互接并连接至所述NPN型三极管Q8的发射极，所述PNP型三极管Q10的基极连接有电阻R12，所述电阻R12的另一端连接至所述二极管D1的负极。

进一步的，所述供电电源V1为5V且开关键S1A没有按下时，所述电路的各支路电压为0V。

进一步的，所述供电电源V1为5V且开关键S1A没有按下时，所述PNP型三极管Q3导通，所述MOS晶体管Q1的栅极电压＝5V并形成导通电路，所述MOS晶体管Q2的栅极电压＝0V，其源极电压为系统电源，所述MOS晶体管Q2导通。

进一步的，所述开关键S1A按下后，所述PNP型三极管Q6导通，进而所述NPN型三极管Q8导通，从而使所述MOS晶体管Q2的栅极得电，此时，所述开关键S1A松开或按下，供电电源持续电输出至电阻R_load端。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果是：本实用新型的电路利用三极管作为开关原理，电容充放电、结合MOS管开关原理、二极管的单项导通能力，实现单按键开关机电路以及关机时间可以调整的功能。

附图说明

图1为本实用新型电路中的第一局部电路图。

图2为本实用新型电路中、与第一局部电路连接的第二局部电路图。

图3为本实用新型电路中连接的设备电路局部一图。

图4为本实用新型电路中连接的设备电路局部二图。

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，使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。显然，本实用新型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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1：本实用新型的具体结构如下：

请参照附图1-4，本实用新型的一种单按键实现开关机以及关机保护的电路，包括供电电源V1，所述供电源V1的负极接地，其正极端分别电连接有：

开关键S1A，所述开关键S1A的另一端分别连接有电阻R3和电阻R9，所述电阻R3的另一端连接至一PNP型三极管Q3的发射极，所述电阻R9的另一端连接至一NPN型三极管Q9的基极，所述PNP型三极管Q3的集电极连接有电阻R10，其基极端连接电阻R13，所述电阻R10和所述电阻R13的另一端均接地且连接至所述NPN型三极管Q9的发射极，所述NPN型三极管Q9的发射极和基极之间连接有电阻R18；

电阻R14，所述电阻R14的另一端连接至所述NPN型三极管Q9的集电极；

电阻R7；

PNP型三极管Q5的发射极，所述PNP型三极管Q5的基极连接有电阻R4，所述电阻R4的另一端连接至所述电阻R14和所述NPN型三极管Q9的集电极之间的电路节点上，PNP型三极管Q5的集电极分别连接有电阻R1和电阻R5，所述电阻R5的另一端接地，所述PNP型三极管Q5的发射极与所述NPN型三极管Q9的集电极连接；

电阻R15，所述电阻R15的另一端连接至所述NPN型三极管Q9的集电极和一电阻R2的一端，所述电阻R2的另一端连接至一NPN型三极管Q4的基极，所述NPN型三极管Q4的的发射极接地，其集电极连接有电阻R6，所述电阻R6的另一端连接所述电阻R1的另一端、有极性电容C1的正极和MOS晶体管Q7的栅极，所述MOS晶体管Q7的源极接地，其漏极连接所述电阻R7的另一端、二极管D1的负极和一电阻R12，所述二极管D1的正极分别连接至所述PNP型三极管Q3的集电极、MOS晶体管Q1的栅极；

MOS晶体管Q2的漏极端，所述MOS晶体管Q2的栅极和漏极之间连接有电阻R8，其源极分别连接电阻R11、PNP型三极管Q10的发射极、电阻R_load，所述电阻R_load的另一端接地，所述MOS晶体管Q2的栅极还连接至所述MOS晶体管Q1的漏极、一NPN型三极管Q8的集电极，所述MOS晶体管Q1的源极和所述NPN型三极管Q8的发射极相连并接地，所述NPN型三极管Q8的基极连接至一PNP型三极管Q6的集电极、电阻R16，所述PNP型三极管Q6的发射极连接所述电阻R11的另一端，其基极连接至所述PNP型三极管Q10的集电极、电阻R17，所述电阻R16、电阻R17的另一端互接并连接至所述NPN型三极管Q8的发射极，所述PNP型三极管Q10的基极连接有电阻R12，所述电阻R12的另一端连接至所述二极管D1的负极。

实施例2：

以下是本实用新型电路的工作原理：

如图1-4所示，图1和图2中的电路通过A、B、C三个接点连接，图3-4中，设备的一个端子通过电路连接至开关键S1A与所述电阻R3之间的电路节点上，其另一个端子连接至MOS晶体管Q2的源极。

假设，系统中，供电电源V1为5V，当开关键S1A没有按下时，系统的各个支路的电压为0V。

当开关键S1A按下之后PNP型三极管Q3导通从而使MOS晶体管Q1的栅极电压VG(Q1)＝5V,进而MOS晶体管Q1导通，此时，MOS晶体管Q2的栅极电压VG(Q2)＝0V，VG(Q2)＝0V，由于MOS晶体管Q2的源极电压为系统电源，使得VGS＝-5V，从而MOS晶体管Q2导通，电阻R_load代表系统负载，电路中所示的VCC_OUT为系统电源供电，也就是负载的电压，MOS晶体管Q2导通后VCC_OUT的电压等于供电电压5V。

实施例3：

当开关键S1A按下之后，系统VCC_OUT正式供电，同时PNP型三极管Q6导通。PNP型三极管Q6导通之后，NPN型三极管Q8导通，从而使MOS晶体管Q2的栅极电压VG(Q2)起到系统自锁电功能。此时，开关键S1A不管是松开或者按下，系统的电源VCC_OUT一直有输出，不会断电。也就是说当系统正常供电之后，即使误操作使开关键S1A来回按下，都不影响电源的输出，起到了关机保护的作用。

实施例4：

系统的关机是需要一直按着开关键S1A不放，关机的时间Toff的时间由电阻R1和有极性电容C1决定。系统关机详细原理如下：

当开关键S1A一直按下时PNP型三极管Q5保持导通状态，电源通过电阻R1向有极性电容C1充电，当有极性电容C1的电压被充电到MOS晶体管Q7的栅源电压VGS(Q7)≈1.75V,MOS晶体管Q11完全导通，导致MOS晶体管Q11的漏极电压VD(Q11)＝0V。此时，二极管D1导通，同时PNP型三极管Q10也导通，致使PNP型三极管Q6的基极电压被拉高到VCC_OUT,从而PNP型三极管Q6、NPN型三极管Q8导通关闭。二极管D1导通后,导通压降约为0.4V，此时MOS晶体管Q1的栅极电压为0.4V，从而MOS晶体管Q1导通关闭，MOS晶体管Q1和MOS晶体管Q8都不导通，导致MOS晶体管Q2被强制关闭，从而实现关机功能。

实施例5：

系统的关机时间Toff由电阻R1和有极性电容C1决定的，假设有极性电容C1充电的瞬即电压为Vc，供电电压为V1,从而算出Vc＝V1*(1-e^(-t/R1*C1))，e＝2.7183。本设计长按开关键S1A关机时Vc＝1.75V，另外V1＝5V，R1＝5MΩ，C1＝3.3Uf,从而算出关机时间Toff≈7.2S左右。

以上原理详细描述了本实用新型开关机控制电路的工作原理，无需使用芯片方案，设计成本低，关机时间可以电路设计调节，简单实用。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，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它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (1)

1.一种单按键实现开关机以及关机保护的电路，包括供电电源V1，其特征在于，所述供电电源V1的负极接地，其正极端分别电连接有：

开关键S1A，所述开关键S1A的另一端分别连接有电阻R3和电阻R9，所述电阻R3的另一端连接至一PNP型三极管Q3的发射极，所述电阻R9的另一端连接至一NPN型三极管Q9的基极，所述PNP型三极管Q3的集电极连接有电阻R10，其基极端连接电阻R13，所述电阻R10和所述电阻R13的另一端均接地且连接至所述NPN型三极管Q9的发射极，所述NPN型三极管Q9的发射极和基极之间连接有电阻R18；

电阻R14，所述电阻R14的另一端连接至所述NPN型三极管Q9的集电极；

电阻R7；

PNP型三极管Q5的发射极，所述PNP型三极管Q5的基极连接有电阻R4，所述电阻R4的另一端连接至所述电阻R14和所述NPN型三极管Q9的集电极之间的电路节点上，PNP型三极管Q5的集电极分别连接有电阻R1和电阻R5，所述电阻R5的另一端接地，所述PNP型三极管Q5的发射极与所述NPN型三极管Q9的集电极连接；

电阻R15，所述电阻R15的另一端连接至所述NPN型三极管Q9的集电极和一电阻R2的一端，所述电阻R2的另一端连接至一NPN型三极管Q4的基极，所述NPN型三极管Q4的发射极接地，其集电极连接有电阻R6，所述电阻R6的另一端连接所述电阻R1的另一端、有极性电容C1的正极和MOS晶体管Q7的栅极，所述MOS晶体管Q7的源极接地，其漏极连接所述电阻R7的另一端、二极管D1的负极和一电阻R12，所述二极管D1的正极分别连接至所述PNP型三极管Q3的集电极、MOS晶体管Q1的栅极；

MOS晶体管Q2的漏极端，所述MOS晶体管Q2的栅极和漏极之间连接有电阻R8，其源极分别连接电阻R11、PNP型三极管Q10的发射极、电阻R_load，所述电阻R_load的另一端接地，所述MOS晶体管Q2的栅极还连接至所述MOS晶体管Q1的漏极、一NPN型三极管Q8的集电极，所述MOS晶体管Q1的源极和所述NPN型三极管Q8的发射极相连并接地，所述NPN型三极管Q8的基极连接至一PNP型三极管Q6的集电极、电阻R16，所述PNP型三极管Q6的发射极连接所述电阻R11的另一端，其基极连接至所述PNP型三极管Q10的集电极、电阻R17，所述电阻R16、电阻R17的另一端互接并连接至所述NPN型三极管Q8的发射极，所述PNP型三极管Q10的基极连接有电阻R12，所述电阻R12的另一端连接至所述二极管D1的负极。

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