CN218387470U - 一种控制电源通断电路及电源电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种控制电源通断电路及电源电路，其中控制电源通断电路包括自恢复开关、快恢复二极管、控制器、第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元；自恢复开关的另一端与快恢复二极管的第二引脚连接；控制器的第一引脚与快恢复二极管的第一引脚连接；第一开关单元的第一引脚与自恢复开关的另一端、快恢复二极管的第二引脚连接；第一开关单元的第二引脚接地；第一开关单元的第三引脚与控制器的第二引脚、控制器的VCC引脚连接；第二开关单元的第一引脚与快恢复二极管的第三引脚连接；第二开关单元的第二引脚接地；第二开关单元的第三引脚与第三开关的第一引脚连接；第三开关单元的第二引脚与电源保护电路的输出端连接；第三开关单元的第三引脚与电源输出端连接。

Description

一种控制电源通断电路及电源电路

技术领域

本实用新型涉及电池电源管理技术领域，更具体的，涉及一种控制电源通断电路及电源电路。

背景技术

锂电池是以含锂的化合物作正极，在充放电过程中，通过锂离子在电池正负极之间的往返脱出和嵌入实现充放电的一种二次电池。锂离子电池内部主要由正极、负极、电解质及隔膜组成。目前锂电池应用非常广泛，但也存在以下不足：

1、衰老：与其它充电电池不同，锂离子电池的容量会缓慢衰退，与使用次数有关，也与温度有关。这种衰退的现象可以用容量减小表示，也可以用内阻升高表示。因为与温度有关，所以在工作电流高的电子产品更容易体现；

2、不耐受过充、过放：过充电时，过量嵌入的锂离子会永久固定于晶格中，无法再释放，可导致电池寿命短。过放电时，电极脱嵌过多锂离子，可导致晶格坍塌，从而缩短寿命。因此大部分锂电池应用都需要加防过充、过放。

因此，在电视机、音响等一些由电池供电的电子消费品中，一般设置有控制电源通断电路，主要用于对设备的电源调整。现有的控制电源通断电路大多数通过拨动开关来完全的关闭电路，而这个拨动开关一般设置在电器设备的正面或侧面，影响了产品的整体美观，对负载也有一定的要求，而且电路结构复杂，不适合在小型化电子产品上应用。

实用新型内容

本实用新型为了解决以上现有技术存在的不足与缺陷的问题，提供了一种控制电源通断电路及电源电路。

为实现上述本实用新型目的，采用的技术方案如下：

一种控制电源通断电路，连接在电源保护电路与电源输出端之间，包括自恢复开关、快恢复二极管、控制器、第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元；

所述的自恢复开关的一端接电源BAT+，所述的自恢复开关的另一端与快恢复二极管的第二引脚电性连接；

所述的控制器的第一引脚与快恢复二极管的第一引脚电性连接；

所述的第一开关单元的第一引脚分别与所述的自恢复开关的另一端、快恢复二极管的第二引脚电性连接；

所述的第一开关单元的第二引脚接地；

所述的第一开关单元的第三引脚分别与所述的控制器的第二引脚、控制器的VCC引脚电性连接；

所述的第二开关单元的第一引脚与快恢复二极管的第三引脚电性连接；

所述的第二开关单元的第二引脚接地；

所述的第二开关单元的第三引脚与第三开关的第一引脚电性连接；

所述的第三开关单元的第二引脚用于与电源保护电路的输出端连接；

所述的第三开关单元的第三引脚用于与电源输出端电性连接。

本实用新型的工作原理：所述的第三开关单元用于控制电源的通断；所述的第二开关单元的导通由自恢复开关的状态、控制器的第一引脚输出的高低电平进行控制，根据所述的第二开关单元的导通进而控制第三开关单元的通断；

在起始状态下，所述的第三开关单元处于截止状态即断开状态。所述的第一开关单元根据自恢复开关状态进行导通，将自恢复开关状态信号通过第一开关单元输入控制器的第一引脚；当控制器根据第一引脚接收到自恢复开关状态信号后，通过控制器的第一引脚相应的电平控制第二开关单元的导通，进而控制第三开关单元的通断。

优选地，所述的第一开关单元包括第一三极管、第一限流电阻、第二限流电阻；

所述的第一三极管的集电极通过第一限流电阻分别与所述的控制器的第二引脚、控制器的VCC引脚电性连接；

所述的第一三极管的发射极接地；

所述的第一三极管的基极通过第二限流电阻分别与所述的自恢复开关的另一端、快恢复二极管的第二引脚电性连接。

所述的控制电源通断电路还包括第一电阻；

所述的第一电阻的一端接控制器的电源V_MCU；

所述的第一电阻的另一端分别与第一开关单元的第三引脚、控制器的第二引脚电性连接。

再进一步地，所述的控制电源通断电路还包括第三限流电阻；

所述的第三限流电阻的一端与所述的自恢复开关的另一端电性连接；

所述的第三限流电阻的另一端分别与所述的第一开关单元的第一引脚、快恢复二极管的第二引脚电性连接。

再进一步地，所述的控制电源通断电路还包括第一下拉电阻；

所述的第一下拉电阻的一端分别与第三限流电阻的另一端、第一开关单元的第一引脚、快恢复二极管的第二引脚电性连接；

所述的第一下拉电阻的另一端接地。

优选地，所述的控制电源通断电路还包括第二下拉电阻，

所述的第二下拉电阻的一端分别与快恢复二极管的第三引脚、第二开关单元的第一引脚电性连接；

所述的第二下拉电阻的另一端接地。

进一步地，所述的第二开关单元包括第四限流电阻、第二三极管；

所述的第四限流电阻的一端分别与第二下拉电阻的一端、快恢复二极管的第三引脚电性连接；

所述的第四限流电阻的另一端与第二三极管的基极电性连接；

所述的第二三极管的发射极接地；

所述的第二三极管的集电极与第三开关的第一引脚电性连接。

再进一步地，所述的第三开关单元包括第一电容、第五限流电阻、PMOS管；

所述的PMOS管的栅极分别与第二三极管的集电极、第一电容的一端、第五限流电阻的一端电性连接；

所述的PMOS管的源极分别与第一电容的另一端、第五限流电阻的另一端、电源保护电路的输出端电性连接；

所述的PMOS管的漏极用于与电源输出端电性连接。

优选地，所述的控制电源通断电路还包括第二电容；

所述的第二电容的一端与PMOS管的漏极电性连接；

所述的第二电容的另一端接地。

一种电源电路，包括电池、电源保护电路、电源输出端；所述的电池的正负极分别与电源保护电路的输入端电性连接；还包括所述的控制电源通断电路；

所述的电源保护电路的输出端与第三开关单元的第二引脚电性连接；

所述的第三开关单元的第三引脚与电源输出端电性连接，用于输出电源。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型所述的第一开关单元根据自恢复开关状态进行导通，将自恢复开关状态信号通过第一开关单元输入控制器的第一引脚；当控制器根据第一引脚接收到自恢复开关状态信号后，通过控制器的第一引脚相应的电平控制第二开关单元的导通，进而控制第三开关单元的通断。通过软硬件结合实现具有低功耗的控制电源通断电路，能彻底关断电池电源，有效的避免不完全关断电池电源，导致耗电，缩短寿命的问题，且电路结构简单，适用于小型化电子产品。

附图说明

图1是控制电源通断电路的详细电路图。

图2是电源电路的原理框图。

图中，1-第一开关单位、2-第二开关单元、3-第三开关单元。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做详细描述。

实施例1

如图1所示，一种控制电源通断电路，连接在电源保护电路与电源输出端之间，包括自恢复开关S1、快恢复二极管D1、控制器、第一开关单元1、第二开关单元2、第三开关单元3；

所述的自恢复开关S1的一端接电源BAT+，所述的自恢复开关S1的另一端与快恢复二极管D1的第二引脚电性连接；

所述的控制器的第一引脚与快恢复二极管D1的第一引脚电性连接；

所述的第一开关单元1的第一引脚分别与所述的自恢复开关S1的另一端、快恢复二极管D1的第二引脚电性连接；

所述的第一开关单元1的第二引脚接地；

所述的第一开关单元1的第三引脚分别与所述的控制器的第二引脚、控制器的VCC引脚电性连接；

所述的第二开关单元2的第一引脚与快恢复二极管D1的第三引脚电性连接；

所述的第二开关单元2的第二引脚接地；

所述的第二开关单元2的第三引脚与第三开关的第一引脚电性连接；

所述的第三开关单元3的第二引脚用于与电源保护电路的输出端连接；

所述的第三开关单元3的第三引脚用于与电源输出端电性连接。

本实用新型的工作原理：所述的第三开关单元3用于控制电源的通断；所述的第二开关单元2的导通由自恢复开关S1的状态、控制器的第一引脚输出的高低电平进行控制，根据所述的第二开关单元2的导通进而控制第三开关单元3的通断；

在起始状态下，所述的第三开关单元3处于截止状态即断开状态。所述的第一开关单元1根据自恢复开关S1状态进行导通，将自恢复开关S1状态信号通过第一开关单元1输入控制器的第二引脚；当控制器根据第二引脚接收到自恢复开关S1状态信号后，通过控制器的第一引脚输出相应的电平控制第二开关单元2的导通，进而控制第三开关单元3的通断。

实施例2

实施例1的基础上，更具体地，如图1所示，所述的第一开关单元1包括第一三极管、第一限流电阻R2、第二限流电阻R3；

所述的第一三极管的集电极通过第一限流电阻R2分别与所述的控制器的第二引脚、控制器的VCC引脚电性连接；

所述的第一三极管Q1的发射极接地；

所述的第一三极管Q1的基极通过第二限流电阻R3分别与所述的自恢复开关S1的另一端、快恢复二极管D1的第二引脚电性连接。

当自恢复开关S1按下瞬间，电池电源BAT_IN通过快恢复二极管D1的第二引脚、第三引脚，输入高电平导通第二开关单元2，由此第三开关单元3也导通，电源打开，此时，控制器可正常工作；同时电池电源BAT_IN通过第二限流电阻R3，输出高电平导通第一三极管Q1，经第一限流电阻R2，输出一个低电平信号KEY到控制器的第二引脚，控制器检测到一定时长的低电平KEY信号，控制器将电源状态从断开状态转为导通状态，输出一个固定的高电平信号POWER_EN通过控制器的第一引脚经快恢复二极管D1的第一引脚、第三引脚输出保持高电平。

在一个具体的实施例中，所述的控制电源通断电路还包括第一电阻R1；

所述的第一电阻R1的一端接控制器的电源V_MCU；

所述的第一电阻R1的另一端分别与第一开关单元1的第三引脚、控制器的第二引脚电性连接。

所述的第一电阻R1的作用相当于上拉电阻，将控制器的第二引脚保持在高电平状态，因此KEY信号默认上拉为高电平。当第一三极管导通时，所述的控制器的第二引脚的电平变化低电平。

在一个具体的实施例中，所述的控制电源通断电路还包括第三限流电阻R4；

所述的第三限流电阻R4的一端与所述的自恢复开关S1的另一端电性连接；

所述的第三限流电阻R4的另一端分别与所述的第一开关单元1的第一引脚、快恢复二极管D1的第二引脚电性连接。

所述的电池电源BAT_IN通过第三限流电阻R4、第二限流电阻R3，输出高电平导通第一三极管Q1。

在一个具体的实施例中，所述的控制电源通断电路还包括第一下拉电阻R5；

所述的第一下拉电阻R5的一端分别与第三限流电阻R4的另一端、第一开关单元1的第一引脚、快恢复二极管D1的第二引脚电性连接；

所述的第一下拉电阻R5的另一端接地。

在所述的第一下拉电阻R5的作用，所述的第一三极管Q1的基极处于低电平状态，因此第一三极管Q1保持在截止状态，只有当所述的自恢复开关S1按下时，产生高电平使得第一三极管Q1导通，经第一限流电阻R2，输出一个低电平信号KEY到控制器的第一引脚。

在一个具体的实施例中，所述的控制电源通断电路还包括第二下拉电阻R6，

所述的第二下拉电阻R6的一端分别与快恢复二极管D1的第三引脚、第二开关单元2的第一引脚电性连接；

所述的第二下拉电阻R6的另一端接地。

起始状态下，快恢复二极管D1的第三引脚默认通过下拉电阻R12，第二开关单元2中的第二三极管Q2的基极为低电平，因此第二三极管Q2截止，也即第二开关单元2处于截止状态。且所述的第三开关单元3处于截止状态，因此电源保护电路的输出端到电源输出端断开，无法输出电源。

在一个具体的实施例中，所述的第二开关单元2包括第四限流电阻R7、第二三极管Q2；

所述的第四限流电阻R7的一端分别与第二下拉电阻R6的一端、快恢复二极管D1的第三引脚电性连接；

所述的第四限流电阻R7的另一端与第二三极管Q2的基极电性连接；

所述的第二三极管Q2的发射极接地；

所述的第二三极管Q2的集电极与第三开关的第一引脚电性连接。

当自恢复开关S1按下瞬间，电池电源BAT_IN可以通过第三限流电阻R4，经快恢复二极管D1的第二引脚、第三引脚，第四限流电阻R7，输入高电平导通第二三极管Q2；由导通后的第二三极管Q2进一步控制第三开关单元3的导通，电源打开。

在一个具体的实施例中，所述的第三开关单元3包括第一电容C1、第五限流电阻R8、PMOS管Q3；

所述的PMOS管Q3的栅极分别与第二三极管Q2的集电极、第一电容C1的一端、第五限流电阻R8的一端电性连接；

所述的PMOS管Q3的源极分别与第一电容C1的另一端、第五限流电阻R8的另一端、电源保护电路的输出端电性连接；

所述的PMOS管Q3的漏极用于与电源输出端电性连接。

由于在起始状态下，第二三极管Q2截止，经电源保护电路的输出端经第五限流电阻R8输出高电平到PMOS管Q3的栅极，PMOS管Q3截止，电源断开。当自恢复开关S1按下瞬间，输入高电平导通第二三极管Q2，PMOS管Q3的栅极与GND导通，为低电平，此时PMOS管Q3导通，电源打开。

在一个具体的实施例中，所述的控制电源通断电路还包括第二电容C2；

所述的第二电容C2的一端与PMOS管Q3的漏极电性连接；

所述的第二电容C2的另一端接地。

所述的第二电容C2将输出电源与GND断隔开。

具体地，本实施例的工作原理具体如下：在起始状态下，快恢复二极管D1的第三引脚默认通过第二下拉电阻R6，因此第二三极管Q2的基极为低电平，第二三极管Q2截止，经电源保护电路的输出端输出的电池电源BAT_IN经第五限流电阻R8输出高电平到PMOS管Q3的栅极，PMOS管Q3截止，电源断开。当自恢复开关S1按下瞬间，电源BAT+通过第三限流电阻R4，经快恢复二极管D1的第二引脚、第三引脚、第四限流电阻R7，输入高电平导通第二三极管Q2，PMOS管Q3的栅极与GND导通，为低电平，PMOS管Q3导通，电源打开。此时，控制器可正常工作，同时，电源BAT+通过第三限流电阻R4、第二限流电阻R3、第一下拉电阻R5，输出高电平导通第一三极管Q1，经第一限流电阻R2，输出一个低电平信号KEY到控制器的第二引脚，控制器检测到一定时长的低电平KEY信号后，将电源状态从断开状态转为导通状态，通过控制器的第一引脚输出一个固定的高电平信号POWER_EN经快恢复二极管D1的第一引脚、第三引脚输出保持高电平，确保自恢复开关S1在自动断开时，电池电源保持导通。

KEY信号默认上拉为高电平，再次按下松开自恢复开关S1时，控制器的第二引脚检测到下降沿脉冲信号KEY信号，控制器检测到当前电源状态为导通状态，则将电源状态从导通状态转为断开状态，通过控制器的第一引脚输出一个固定的低电平信号POWER_EN输入快恢复二极管D1的第一引脚，此时第二三极管Q2和PMOS管Q3截止，电源断开，回到起始状态下。

本实施例所述的控制器可以选用51单片机、STM单片机等等。所述的快恢复二极管D1的型号为4148CC。

实施例3

如图2所示，一种电源电路，包括电池、电源保护电路、电源输出端；所述的电池的正负极分别与电源保护电路的输入端电性连接；还包括如实施例1或实施例2所述的控制电源通断电路；

所述的电源保护电路的输出端与第三开关单元3的第二引脚电性连接；

所述的第三开关单元3的第三引脚与电源输出端电性连接，用于输出电源。

所述的电池为可充电的锂电池。所述的电源保护电路可以采用常规的电路设计，主要包括锂电池保护芯片，如8205、或2120-CB、HY2120-CB，具体根据单节电池或双节电池选用锂电池保护芯片，具体可以根据锂电池保护芯片的引脚定义连接即可，在此不再详细展开说明。

本实施例通过控制电源通断电路控制电源保护电路、电源输出端之间的通断，进而控制电池的电源通断。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种控制电源通断电路，连接在电源保护电路与电源输出端之间，其特征在于：包括自恢复开关、快恢复二极管(D1)、控制器、第一开关单元(1)、第二开关单元(2)、第三开关单元(3)；

所述的自恢复开关的一端接电源BAT+，所述的自恢复开关的另一端与快恢复二极管(D1)的第二引脚电性连接；

所述的控制器的第一引脚与快恢复二极管(D1)的第一引脚电性连接；

所述的第一开关单元(1)的第一引脚分别与所述的自恢复开关的另一端、快恢复二极管(D1)的第二引脚电性连接；

所述的第一开关单元(1)的第二引脚接地；

所述的第一开关单元(1)的第三引脚分别与所述的控制器的第二引脚、控制器的VCC引脚电性连接；

所述的第二开关单元(2)的第一引脚与快恢复二极管(D1)的第三引脚电性连接；

所述的第二开关单元(2)的第二引脚接地；

所述的第二开关单元(2)的第三引脚与第三开关的第一引脚电性连接；

所述的第三开关单元(3)的第二引脚用于与电源保护电路的输出端连接；

所述的第三开关单元(3)的第三引脚用于与电源输出端电性连接。

2.根据权利要求1所述的控制电源通断电路，其特征在于：所述的第一开关单元(1)包括第一三极管(Q1)、第一限流电阻(R2)、第二限流电阻(R3)；

所述的第一三极管(Q1)的集电极通过第一限流电阻(R2)分别与所述的控制器的第二引脚、控制器的VCC引脚电性连接；

所述的第一三极管(Q1)的发射极接地；

所述的第一三极管(Q1)的基极通过第二限流电阻(R3)分别与所述的自恢复开关的另一端、快恢复二极管(D1)的第二引脚电性连接。

3.根据权利要求1所述的控制电源通断电路，其特征在于：所述的控制电源通断电路还包括第一电阻(R1)；

所述的第一电阻(R1)的一端接控制器的电源V_MCU；

所述的第一电阻(R1)的另一端分别与第一开关单元(1)的第三引脚、控制器的第二引脚电性连接。

4.根据权利要求3所述的控制电源通断电路，其特征在于：所述的控制电源通断电路还包括第三限流电阻(R4)；

所述的第三限流电阻(R4)的一端与所述的自恢复开关的另一端电性连接；

所述的第三限流电阻(R4)的另一端分别与所述的第一开关单元(1)的第一引脚、快恢复二极管(D1)的第二引脚电性连接。

5.根据权利要求4所述的控制电源通断电路，其特征在于：所述的控制电源通断电路还包括第一下拉电阻(R5)；

所述的第一下拉电阻(R5)的一端分别与第三限流电阻(R4)的另一端、第一开关单元(1)的第一引脚、快恢复二极管(D1)的第二引脚电性连接；

所述的第一下拉电阻(R5)的另一端接地。

6.根据权利要求1所述的控制电源通断电路，其特征在于：所述的控制电源通断电路还包括第二下拉电阻(R6)，

所述的第二下拉电阻(R6)的一端分别与快恢复二极管(D1)的第三引脚、第二开关单元(2)的第一引脚电性连接；

所述的第二下拉电阻(R6)的另一端接地。

7.根据权利要求6所述的控制电源通断电路，其特征在于：所述的第二开关单元(2)包括第四限流电阻(R7)、第二三极管(Q2)；

所述的第四限流电阻(R7)的一端分别与第二下拉电阻(R6)的一端、快恢复二极管(D1)的第三引脚电性连接；

所述的第四限流电阻(R7)的另一端与第二三极管(Q2)的基极电性连接；

所述的第二三极管(Q2)的发射极接地；

所述的第二三极管(Q2)的集电极与第三开关的第一引脚电性连接。

8.根据权利要求7所述的控制电源通断电路，其特征在于：所述的第三开关单元(3)包括第一电容(C1)、第五限流电阻(R8)、PMOS管(Q3)；

所述的PMOS管(Q3)的栅极分别与第二三极管(Q2)的集电极、第一电容(C1)的一端、第五限流电阻(R8)的一端电性连接；

所述的PMOS管(Q3)的源极分别与第一电容(C1)的另一端、第五限流电阻(R8)的另一端、电源保护电路的输出端电性连接；

所述的PMOS管(Q3)的漏极用于与电源输出端电性连接。

9.根据权利要求1所述的控制电源通断电路，其特征在于：所述的控制电源通断电路还包括第二电容(C2)；

所述的第二电容(C2)的一端与PMOS管(Q3)的漏极电性连接；

所述的第二电容(C2)的另一端接地。

10.一种电源电路，包括电池、电源保护电路、电源输出端；所述的电池的正负极分别与电源保护电路的输入端电性连接；其特征在于：还包括如权利要求1～9任一项所述的控制电源通断电路；

所述的电源保护电路的输出端与第三开关单元(3)的第二引脚电性连接；

所述的第三开关单元(3)的第三引脚与电源输出端电性连接，用于输出电源。

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