CN216356662U - 一种脉冲自锁按键电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种脉冲自锁按键电路，包括与电池BMS的脉冲控制脚2电连接的MOS管Q1的源极，MOS管Q1的漏极同时与电阻R1的一端、电阻R3的一端、按键S1的一端电连接，电阻R1的另一端同时与+3.3V参考端、电阻R2的一端电连接，MOS管Q1的栅极同时与电阻R2的另一端、电阻R3的另一端电连接，按键S1的另一端接地。还包括与电池BMS的脉冲控制脚2电连接的解锁电路，按键S1的一端还与检测电路电连接。本方案按键脉冲自锁会使按键对电池的再一次脉冲失效，从而保护电池正常供电及电池正常充电。本方案确保不确定和无意识的错误按键信号，以及胡乱关机，使充电电压突然上窜的损坏电路的现象不会发生。
Description
技术领域
本实用新型涉及脉冲自锁电路技术领域，尤其涉及一种脉冲自锁按键电路。
背景技术
如图1所示，现有电池开机和关机控制电路，电池BMS（为BATTERY MANAGEMENTSYSTEM电池管理系统的缩写）接口(CON1) 5PIN中2脚是带内置上拉的脉冲控制脚，电池开机条件是：当电池关闭时需要一个向下的大于0.1秒的脉冲才能开启。当SW1按键按下时通过二极管D1正向导通CON1的2脚被拉低，产生第一个下拉脉冲，电池开启输出电压供电。电池关机时，再次按下SW1(或由MCU发关机信号给Q1输出一个拉低电平）按键，通过二极管D1产生第二个下拉脉冲，BMS就会关闭电池输出。（MCU是英文Microcontroller Unit的简称，中文叫微控制器，其实就是单片机）
现有电池开机和关机控制电路， 在正常的放电使用中开关机能正常实现，电池只识别来的脉冲的次数，来一次就开，再来一次就关。但是，如果正在使用中或正在为电池充电时，若按下SW1按键就会产生再一次的脉冲，使用中被无意关掉，此时如果在充电关机就会造成充电电路掉电，由于充电时电流大关闭时电压会突然挑起而造成电路的损坏。这种情况可能来自有意或是无意识的按键动作，但对电路来讲确实是按动了按键，也产生了再一次脉冲，电池也分不清是有意还是无意，就关闭了。
由此可见，现有电池开机和关机控制电路，存在以下缺陷：
（1）缺乏对脉冲有效控制；
（2）没有保护功能。
为了克服上述不足，我们发明了一种脉冲自锁按键电路。
实用新型内容
本实用新型的发明目的在于解决现有电池开机和关机控制电路，存在缺乏对脉冲有效控制，没有保护功能的问题。具体解决方案如下：
一种脉冲自锁按键电路，包括与电池BMS的脉冲控制脚2电连接的MOS管Q1的源极，MOS管Q1的漏极同时与电阻R1的一端、电阻R3的一端、按键S1的一端电连接，电阻R1的另一端同时与+3.3V参考端、电阻R2的一端电连接，MOS管Q1的栅极同时与电阻R2的另一端、电阻R3的另一端电连接，按键S1的另一端接地。
进一步地，还包括与电池BMS的脉冲控制脚2电连接的解锁电路，所述按键S1的一端还与检测电路电连接。
进一步地，所述解锁电路的输入端与MCU芯片U2的21脚电连接。
进一步地，所述检测电路由MCU芯片U2的22脚及导线KEY_POWER组成。
进一步地，所述解锁电路包括作为其输出端的三极管Q2的集电极，解锁电路的输入端为电阻R4的一端，三极管Q2的基极同时与电阻R4的另一端、电阻R5的一端电连接，三极管Q2的发射极、电阻R5的另一端同时接地。
可选地，所述MCU芯片U2的型号为STM32F030K6。
可选地，所述MOS管Q1的型号为AO3407。
可选地，所述三极管Q2的型号为MMBT4401。
可选地，所述按键S1为轻触式按键。
优选地，所述电阻R1阻值为10K，电阻R2阻值为1K，电阻R3阻值为20K。
综上所述，采用本实用新型的技术方案具有以下有益效果：
本实用新型解决了现有电池开机和关机控制电路，存在缺乏对脉冲有效控制，没有保护功能的问题。本方案具有以下优点：
（1）按键可以实现第一次的开机，但开机后按键信号到电池部分会被电路锁住，不会对误动作和再次按下而干扰。
（2）按键脉冲自锁会使按键对电池的再一次脉冲失效，从而保护电池正常供电以及电池正常充电。
（3）电路虽然对输出的脉冲进行了自锁，按键的高低电平信号确没有消失，可以通过各种按键输入来输出关机信号，确保不确定和无意识的错误按键信号，以及胡乱关机，使充电电压突然上窜的损坏电路的现象不会发生。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例的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部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还能够根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有电池开机和关机控制电路的电路图；
图2为本实用新型的一种脉冲自锁按键电路的电路图；
图3为本实用新型的MCU的电路图。
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。
如图2至3所示，一种脉冲自锁按键电路，包括与电池BMS的脉冲控制脚2（带有内部上拉电平3V，见图中BMS CTR）电连接的MOS管Q1的源极S，MOS管Q1的漏极D同时与电阻R1的一端、电阻R3的一端、按键S1的一端电连接，电阻R1的另一端同时与+3.3V参考端，对应图中+3.3V_Vref）、电阻R2的一端电连接，MOS管Q1的栅极G同时与电阻R2的另一端、电阻R3的另一端电连接，按键S1的另一端接地。还包括与电池BMS的脉冲控制脚2电连接的解锁电路，按键S1的一端还与检测电路电连接。解锁电路的输入端与MCU芯片U2的21脚（可产生CTR_OFF关机信号）电连接。检测电路由MCU芯片U2的22脚及导线KEY_POWER组成。解锁电路包括作为其输出端的三极管Q2的集电极，解锁电路的输入端为电阻R4的一端，三极管Q2的基极同时与电阻R4的另一端、电阻R5的一端电连接，三极管Q2的发射极、电阻R5的另一端同时接地。
可选地， MCU芯片U2的型号为STM32F030K6，也可用其他替代的MCU型号。MCU芯片U2属于现有技术，其具体的工作原理，在此不作赘述。
可选地， MOS管Q1的型号为AO3407（P沟道管）或者其他替代型号。
可选地，三极管Q2的型号为MMBT4401，或者其他替代型号。
可选地，按键S1为轻触式按键，或者其他型号按键。
优选地，电阻R1阻值为10K，精度为±1%，电阻R2阻值为1K，精度为±1%，电阻R3阻值为20K，精度为±1% 。
本方案的工作过程简述如下：
按键S1第一次按下前，+3.3V参考端（即图中+3.3V_Vref）是0V电压，电路靠电池BMS第2脚上拉提供一个3V的电压，当按键S1按下时，MOS管Q1的漏极D为0V，栅极电平G为0V，此时源极S是3V，刚好符合MOS管Q1的导通条件Vgs<0，从而产生第一个下拉脉冲，电池打开供电，+3.3V参考端就产生3.3V电压。当再次按下按键S1时由于电阻R2已有供电，根据欧姆定律：
Vg=3.3V*R2/(R1+R2)=3.3V*1K/(1K+20K )=3.142V
Vgs=3.142V–3V>0，此时MOS管Q1不能再次导通，从而使输出的下拉脉冲失效不能关闭电池的输出。
当需要关机时，可以自定义关机的方式，比如长按按键S1超过2S（2秒），或是连续按动按键（S1）3次等，再加上MCU芯片会判断是否有充电的设备，一起判断是否可以关机，才会通过向三极管Q2发出一个关机信号CTR_OFF，使三极管Q2导通并输出再一次的脉冲而关机，起到消除误动作和人为防呆作用。
本方案可用于各种需要脉冲自锁的电子产品电路中，成本低、性能可靠。
综上所述，采用本实用新型的技术方案具有以下有益效果：
本实用新型解决了现有电池开机和关机控制电路，存在缺乏对脉冲有效控制，没有保护功能的问题。本方案具有以下优点：
（1）按键可以实现第一次的开机，但开机后按键信号到电池部分会被电路锁住，不会对误动作和再次按下而干扰。
（2）按键脉冲自锁会使按键对电池的再一次脉冲失效，从而保护电池正常供电以及电池正常充电。
（3）电路虽然对输出的脉冲进行了自锁，按键的高低电平信号确没有消失，可以通过各种按键输入来输出关机信号，确保不确定和无意识的错误按键信号，以及胡乱关机，使充电电压突然上窜的损坏电路的现象不会发生。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种脉冲自锁按键电路，其特征在于：包括与电池BMS的脉冲控制脚2电连接的MOS管Q1的源极，MOS管Q1的漏极同时与电阻R1的一端、电阻R3的一端、按键S1的一端电连接，电阻R1的另一端同时与+3.3V参考端、电阻R2的一端电连接，MOS管Q1的栅极同时与电阻R2的另一端、电阻R3的另一端电连接，按键S1的另一端接地。
2.根据权利要求1所述一种脉冲自锁按键电路，其特征在于：还包括与电池BMS的脉冲控制脚2电连接的解锁电路，所述按键S1的一端还与检测电路电连接。
3.根据权利要求2所述一种脉冲自锁按键电路，其特征在于：所述解锁电路的输入端与MCU芯片U2的21脚电连接。
4.根据权利要求3所述一种脉冲自锁按键电路，其特征在于：所述检测电路由MCU芯片U2的22脚及导线KEY_POWER组成。
5.根据权利要求3所述一种脉冲自锁按键电路，其特征在于：所述解锁电路包括作为其输出端的三极管Q2的集电极，解锁电路的输入端为电阻R4的一端，三极管Q2的基极同时与电阻R4的另一端、电阻R5的一端电连接，三极管Q2的发射极、电阻R5的另一端同时接地。
6.根据权利要求3所述一种脉冲自锁按键电路，其特征在于：所述MCU芯片U2的型号为STM32F030K6。
7.根据权利要求1所述一种脉冲自锁按键电路，其特征在于：所述MOS管Q1的型号为AO3407。
8.根据权利要求5所述一种脉冲自锁按键电路，其特征在于：所述三极管Q2的型号为MMBT4401。
9.根据权利要求1所述一种脉冲自锁按键电路，其特征在于：所述按键S1为轻触式按键。
10.根据权利要求1所述一种脉冲自锁按键电路，其特征在于：所述电阻R1阻值为10K，电阻R2阻值为1K，电阻R3阻值为20K。
Priority Applications (1)
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