CN218413260U - 一种按键控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种按键控制电路，属于电子产品技术领域，电路包括与电源连接的电源管理模块，管理电源提供的输入电压和系统电压；与电源管理模块连接的按键模块，根据用户按压操作接通或断开电源，控制系统电压的输入；分别与按键模块和电源管理模块连接的控制模块，根据按键模块的接通或断开生成对应的电源控制信号，输出给电源管理模块，使电源管理模块对应进行电源管理；以及分别与电源和按键模块连接的延时自锁模块，根据系统电压工作，对按键模块的接通操作进行延时，闭环控制电源自锁，延时控制模块的工作。本实用新型解决了现有技术中电子产品的电源按键在上电时容易造成误触发的问题，达到对电源按键进行延时自锁的效果。

Description

一种按键控制电路

技术领域

本实用新型涉及电子产品技术领域，特别涉及一种按键控制电路。

背景技术

目前的电子产品中，常规的按键控制电路一般通过在电源按键上并联电容来实现按键控制，该方式存在的缺陷是，在通电瞬间会对电容充电，容易造成电源按键误触发。如果该电子产品是电池供电，在电池接通的瞬间就会造成产品自动开机，无法满足电子产品的延时开关控制需求；如果该电子产品在产线上组装，带电操作的误触发还可能会导致损坏产品或设备等严重后果。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于：提供一种按键控制电路，旨在解决现有技术中电子产品的电源按键在上电时容易造成误触发的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型提出一种按键控制电路，与电源连接，所述电路包括：

电源管理模块，与所述电源连接，用于管理电源提供的输入电压和系统电压；

按键模块，与所述电源管理模块连接，用于根据用户按压操作接通或断开所述电源，控制所述系统电压的输入；

控制模块，分别与所述按键模块和所述电源管理模块连接，用于根据所述按键模块的接通或断开生成对应的电源控制信号，输出所述电源控制信号给电源管理模块，使所述电源管理模块对应进行电源管理；

延时自锁模块，分别与所述电源和所述按键模块连接，用于根据所述系统电压工作，对所述按键模块的接通操作进行延时，闭环控制电源自锁，延时所述控制模块的工作。

可选地，上述按键控制电路中，所述延时自锁模块包括电容C1、电阻R1、电阻R2和三极管Q1；

所述电容C1的一端与所述电源连接，另一端与所述电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另一端分别与所述电阻R1的一端和所述三极管Q1的基极连接，所述三极管Q1的集电极与所述按键模块连接，所述电阻R1的另一端和所述三极管Q1的发射极均接地。

可选地，上述按键控制电路中，所述延时自锁模块还包括二极管D1；

所述二极管D1的负极与所述电容C1的另一端连接，正极接地。

可选地，上述按键控制电路中，所述电源包括：

工作电源，用于提供所述输入电压；

供电电源，用于提供所述系统电压；

所述供电电源与所述电容C1的一端连接。

可选地，上述按键控制电路中，所述电源管理模块包括开关管Q2和三极管Q3；

所述开关管Q2的漏极与所述供电电源连接，源极与所述工作电源连接，所述工作电源还通过第一滤波单元分别与所述按键模块和所述开关管Q2的栅极连接，所述开关管Q2的栅极还通过电阻R4与所述三极管Q3的集电极连接，所述三极管Q3的基极通过第二滤波单元与所述控制模块连接，还通过所述第二滤波单元与发射极连接，所述三极管Q3的发射极还接地。

可选地，上述按键控制电路中，所述第一滤波单元包括并联的电阻R3和电容C2；

所述电阻R3的一端和所述电容C2的一端均与所述工作电源连接，所述电阻R3的另一端和所述电容C2的另一端均与所述按键模块连接，还与所述开关管Q2的栅极和所述电阻R4连接。

可选地，上述按键控制电路中，所述第二滤波单元包括电阻R5、电阻R6和电容C3；

所述三极管Q3的基极通过所述电阻R5与所述控制模块连接，所述电阻R6的一端和所述电容C3的一端均与所述三极管Q3的基极连接，还与所述电阻R5连接，所述电阻R6的另一端和所述电容C3的另一端均与所述三极管Q3的发射极连接，并接地。

可选地，上述按键控制电路中，所述开关管Q2采用P沟道型场效应晶体管，所述三极管Q1和所述三极管Q3均采用NPN型三极管。

可选地，上述按键控制电路中，所述按键模块包括电源按键KEY1、二极管D2和二极管D3；

所述电源按键KEY1的第一端与所述延时自锁模块连接，第二端置空，第三端接地，第四端分别与所述二极管D2的负极和所述二极管D3的负极连接，所述二极管D2的正极与所述电源管理模块连接，所述二极管D3的正极与所述控制模块连接。

可选地，上述按键控制电路中，所述控制模块包括控制器U1，所述控制器U1采用可编程控制器；

所述控制器U1的输入端与所述按键模块连接，输出端与所述电源管理模块连接。

本实用新型提供的上述一个或多个技术方案，可以具有如下优点或至少实现了如下技术效果：

本实用新型提出的一种按键控制电路，通过电源管理模块管理电源提供的输入电压和系统电压，按键模块根据用户按压操作接通或断开电源，控制系统电压的输入，控制模块根据按键模块的接通或断开生成对应的电源控制信号，输出给电源管理模块，使电源管理模块对应进行电源管理，实现了按键控制系统电源的目的，还通过延时自锁模块对按键模块的接通操作进行延时，闭环控制电源自锁，延时控制模块的工作，实现对电源按键进行延时自锁的效果；本实用新型的电路既可以实现轻触短按开机，又可避免通电瞬间易误触发的问题，提高了按键延时工作的稳定性，从而提高了电子产品的稳定性和安全性。

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为本实用新型按键控制电路第一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型按键控制电路第二实施例的电路原理图。

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。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，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，在本实用新型中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的装置或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种装置或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括该要素的装置或者系统中还存在另外的相同要素。本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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；可以是两个元件内部的连通，也可以是两个元件的相互作用关系。本实用新型中，若有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“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。本实用新型中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本实用新型的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。另外，各个实施例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。

鉴于现有技术中电子产品的电源按键在上电时容易造成误触发的技术问题，本实用新型提供了一种按键控制电路，具体实施例及实施方式如下：

实施例一

参照图1，图1为本实用新型按键控制电路第一实施例的结构示意图；本实施例提出一种按键控制电路，该按键控制电路与电源连接。其中，电源可以是电子产品内置电池，也可以是电子产品外部连接的电源设备。

该电路可以包括：

电源管理模块，与所述电源连接，用于管理电源提供的输入电压和系统电压；

按键模块，与所述电源管理模块连接，用于根据用户按压操作接通或断开所述电源，控制所述系统电压的输入；

控制模块，分别与所述按键模块和所述电源管理模块连接，用于根据所述按键模块的接通或断开生成对应的电源控制信号，输出所述电源控制信号给电源管理模块，使所述电源管理模块对应进行电源管理；

延时自锁模块，分别与所述电源和所述按键模块连接，用于根据所述系统电压工作，对所述按键模块的接通操作进行延时，闭环控制电源自锁，延时所述控制模块的工作。

其中，该电路可以应用于任意一种电子产品的系统中，具体可以应用于支持短按开关键或电源键进行开机或者支持按键延时的电子产品，比如应用于一些内置电池供电的电子产品的系统中。输入电压是指供电点处提供的电压，系统电压是指在额定电压范围内、电子产品正常工作时所需的电压。电源管理模块可以包括管理电源的输入与否以及输入电压的选择等，还可以包括管理电源输入的不同电压值，具体可根据实际需要设定。按键模块可以包括按压式开关、开合式开关等电源按键。控制模块可以包括微控制器、单片机等可编程控制器及其外围器件。延时自锁模块可以通过常规电子器件，如三极管和电阻实现，也可以通过集成电路芯片或逻辑电路芯片实现。

具体工作过程为：

在按键未接通时，电源管理模块虽然可以接收电源提供的输入电压，但并不会给电子产品的内部系统通电；在用户按压按键，使按键接通后，电子产品的电源回路接通，电源管理模块根据输入电压工作，使系统接收电源提供的系统电压，实现系统上电；系统电压输入后，延时自锁模块进行延时处理，维持按键的闭合短路，使控制模块延时接收按键操作的检测信号，然后在控制模块根据按键操作开始工作，生成电源控制信号给电源管理模块后，实现开机闭环控制电源自锁，保证系统内部的电压稳定；直到按键断开时，再执行关机操作，断开系统电压的输入，实现系统掉电。

本实施例的按键控制电路，通过电源管理模块管理电源提供的输入电压和系统电压，按键模块根据用户按压操作接通或断开电源，控制系统电压的输入，控制模块根据按键模块的接通或断开生成对应的电源控制信号，输出给电源管理模块，使电源管理模块对应进行电源管理，实现了按键控制系统电源的目的，还通过延时自锁模块对按键模块的接通操作进行延时，闭环控制电源自锁，延时控制模块的工作，实现对电源按键进行延时自锁的效果；本实用新型的电路既可以实现轻触短按开机，又可避免通电瞬间易误触发的问题，提高了按键延时工作的稳定性，从而提高了电子产品的稳定性和安全性。

实施例二

参照图2，图2为本实用新型按键控制电路第二实施例的电路原理图；在实施例一的基础上，本实施例继续提出一种按键控制电路。

进一步地，如图2所示，所述延时自锁模块可以包括电容C1、电阻R1、电阻R2和三极管Q1；

所述电容C1的一端与所述电源连接，另一端与所述电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另一端分别与所述电阻R1的一端和所述三极管Q1的基极连接，所述三极管Q1的集电极与所述按键模块连接，所述电阻R1的另一端和所述三极管Q1的发射极均接地。

其中，三极管Q1可以采用NPN型三极管。通过一个电容、两个电阻和一个三极管即可实现延时自锁模块的功能，即对按键模块的接通操作进行延时，闭环控制电源自锁，延时控制模块的工作。通过常规且低成本的电子器件实现，可以降低电路成本，从而降低电子产品的成本。

更进一步地，如图2所示，所述延时自锁模块还可以包括二极管D1；

所述二极管D1的负极与所述电容C1的另一端连接，正极接地。

其中，二极管D1可以采用整流二极管，给延时自锁模块提供限流保护。

进一步地，所述电源可以包括：

工作电源，用于提供所述输入电压；

供电电源，用于提供所述系统电压；

如图2所示，所述供电电源与所述电容C1的一端连接。

具体的，工作电源可以提供输入电压INPUT_POWER，供电电源用于提供系统电压SYSTEM_POWER。供电电源与延时自锁模块连接，具体与其中的电容C1的一端连接，使系统电压SYSTEM_POWER可以输入至延时自锁模块，给电容C1充电。

进一步地，如图2所示，所述电源管理模块包括开关管Q2和三极管Q3；

所述开关管Q2的漏极与所述供电电源连接，源极与所述工作电源连接，所述工作电源还通过第一滤波单元分别与所述按键模块和所述开关管Q2的栅极连接，所述开关管Q2的栅极还通过电阻R4与所述三极管Q3的集电极连接，所述三极管Q3的基极通过第二滤波单元与所述控制模块连接，还通过所述第二滤波单元与发射极连接，所述三极管Q3的发射极还接地。

其中，开关管Q2可以采用P沟道型场效应晶体管(PMOS管)，三极管Q3可以采用NPN型三极管。第一滤波单元可以是RC电路、LC电路或RLC电路，第二滤波单元也可以是RC电路、LC电路、RLC电路或RRC电路，第一滤波单元和第二滤波单元可以相同，也可以不同。

更进一步地，如图2所示，所述第一滤波单元包括并联的电阻R3和电容C2；

所述电阻R3的一端和所述电容C2的一端均与所述工作电源连接，所述电阻R3的另一端和所述电容C2的另一端均与所述按键模块连接，还与所述开关管Q2的栅极和所述电阻R4连接。

其中，电阻R3和电容C2构成的RC滤波电路，可以对工作电源提供的输入电压INPUT_POWER进行整流或滤波处理后，提供给按键模块。

更进一步地，如图2所示，所述第二滤波单元包括电阻R5、电阻R6和电容C3；

所述三极管Q3的基极通过所述电阻R5与所述控制模块连接，所述电阻R6的一端和所述电容C3的一端均与所述三极管Q3的基极连接，还与所述电阻R5连接，所述电阻R6的另一端和所述电容C3的另一端均与所述三极管Q3的发射极连接，并接地。

其中，电阻R5和电阻R6进行分压处理，和电容C3构成滤波电路，可以对控制模块输出的电源控制信号进行分压处理以及整流或滤波处理后，提供给三极管Q3的基极。通过两个电阻分压之后，并联一个电容，可以滤除干扰信号。

进一步地，如图2所示，所述按键模块包括电源按键KEY1、二极管D2和二极管D3；

所述电源按键KEY1的第一端与所述延时自锁模块连接，第二端置空，第三端接地，第四端分别与所述二极管D2的负极和所述二极管D3的负极连接，所述二极管D2的正极与所述电源管理模块连接，所述二极管D3的正极与所述控制模块连接。

其中，电源按键KEY1可以是轻触开关、按压开关等。电源按键KEY1的第一端具体与延时自锁模块种三极管Q1的集电极连接，二极管D2的正极与电源管理模块连接，具体与第一滤波单元中电容C2的另一端和电阻R3的另一端以及开关管Q2的栅极连接。

进一步地，如图2所示，所述控制模块包括控制器U1，所述控制器U1采用可编程控制器；

所述控制器U1的输入端与所述按键模块连接，输出端与所述电源管理模块连接。

其中，控制器U1可以采用集成控制芯片、微处理器、微控制单元(MCU)等。控制器U1的输入端具体与按键模块中二极管D3的正极连接，检测按键模块中电源按键KEY1的接通或断开操作，采集得到按键检测信号PWR_KEY_DET；输出端具体与电源管理模块的第二滤波单元中的电阻R5连接，生成电源控制信号POWER_EN，并发送给电源管理模块。

具体的，工作原理为：

当电路接上工作电源，接收到输入电压INPUT_POWER时，输入电压INPUT_POWER经电阻R3给开关管Q2的栅极供电，由于此时电源按键KEY1没有按下，与电阻R3连接的二极管D2所在的分支通路和电阻R4所在的分支通路均没有电流流过，即开关管Q2的栅极G电压接近源极S电压，根据PMOS管工作特性，开关管Q2不导通，供电电源没有接入，也就不会提供系统电压SYSTEM_POWER给该电子产品，即系统没有供电；

当按下电源按键KEY1时，开关管Q2的栅极G电压经二极管D2分压，比如为0.6V，然后根据PMOS管工作特性，开关管Q2导通，即系统电压SYSTEM_POWER输入电源管理模块，给系统供电；

同时，系统电压SYSTEM_POWER还输入到延时自锁模块，给电容C1充电，经电阻R2和电阻R1分压后供给三极管Q1的基极，三极管Q1的基极呈高电平，根据NPN三极管工作特性，三极管Q1导通，相当于维持电源按键KEY1的闭合短路状态，即维持开关管Q2导通，持续给系统供电；

给系统供电后，控制模块中的控制器U1开始工作，执行包括复位、自检、初始化等工作后，控制输出端输出电源控制信号POWER_EN，该电源控制信号POWER_EN呈高电平，经电阻R5和电阻R6分压后供给三极管Q3的基极，三极管Q3的基极呈高电平，根据NPN三极管工作特性，三极管Q3导通，电阻R3和电阻R4分压后维持开关管Q2的栅极G电压呈低电平，即维持开关管Q2导通，持续给系统供电，此时，形成开机闭环控制电源自锁；

当电子产品在开机状态，若继续按下电源按键KEY1，即执行关机操作时，控制器U1接收的按键检测信号PWR_KEY_DET经二极管D3下拉为低电平，控制器U1识别到断开按键的操作，执行关机相关处理后，输出的电源控制信号POWER_EN下拉为低电平，此时三极管Q3不导通，开关管Q2的栅极G电压由电阻R3供电，没有分压，即开关管Q2的栅极G电压接近源极S电压，根据PMOS管工作特性，开关管Q2不导通，断开供电电源的接入，也就不会有系统电压SYSTEM_POWER的输入，即系统没有供电，完成系统掉电。

该按键控制电路中，参数的设计可以根据实际需要设置，例如，根据系统执行开机操作，控制器U1稳定自锁的时间来定义延时自锁模块中给电容C1的充电时间，该充电时间的计算式为：

其中，t表示需要给电容C1充电的时间，R₂表示电阻R2的电阻值，单位为欧姆，C₁表示电容C1的电容值，单位为法拉，U表示输入电压INPUT_POWER，单位为伏特，u表示常数，例如，此处可以取值为u＝0.7V。

本实施例的按键控制电路，通过增加由电容C1充电驱动三极管Q1导通组成的延时自锁模块，联动电源按键KEY1实现短按延时控制的目的，即可实现轻触短按开机，又可避免现有采用普通电容实现延时的方式存在的在生产组装时误触发的问题。该电路可以避免系统上电时造成系统直接开机，没有延时而造成带电操作损坏机器的风险，确保了电子产品生产的安全和保障电子产品功能的稳定性。

需要说明，上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。以上所述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，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种按键控制电路，与电源连接，其特征在于，所述电路包括：

电源管理模块，与所述电源连接，用于管理电源提供的输入电压和系统电压；

按键模块，与所述电源管理模块连接，用于根据用户按压操作接通或断开所述电源，控制所述系统电压的输入；

控制模块，分别与所述按键模块和所述电源管理模块连接，用于根据所述按键模块的接通或断开生成对应的电源控制信号，输出所述电源控制信号给电源管理模块，使所述电源管理模块对应进行电源管理；

延时自锁模块，分别与所述电源和所述按键模块连接，用于根据所述系统电压工作，对所述按键模块的接通操作进行延时，闭环控制电源自锁，延时所述控制模块的工作。

2.如权利要求1所述的按键控制电路，其特征在于，所述延时自锁模块包括电容C1、电阻R1、电阻R2和三极管Q1；

所述电容C1的一端与所述电源连接，另一端与所述电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另一端分别与所述电阻R1的一端和所述三极管Q1的基极连接，所述三极管Q1的集电极与所述按键模块连接，所述电阻R1的另一端和所述三极管Q1的发射极均接地。

3.如权利要求2所述的按键控制电路，其特征在于，所述延时自锁模块还包括二极管D1；

所述二极管D1的负极与所述电容C1的另一端连接，正极接地。

4.如权利要求2所述的按键控制电路，其特征在于，所述电源包括：

工作电源，用于提供所述输入电压；

供电电源，用于提供所述系统电压；

所述供电电源与所述电容C1的一端连接。

5.如权利要求4所述的按键控制电路，其特征在于，所述电源管理模块包括开关管Q2和三极管Q3；

所述开关管Q2的漏极与所述供电电源连接，源极与所述工作电源连接，所述工作电源还通过第一滤波单元分别与所述按键模块和所述开关管Q2的栅极连接，所述开关管Q2的栅极还通过电阻R4与所述三极管Q3的集电极连接，所述三极管Q3的基极通过第二滤波单元与所述控制模块连接，还通过所述第二滤波单元与发射极连接，所述三极管Q3的发射极还接地。

6.如权利要求5所述的按键控制电路，其特征在于，所述第一滤波单元包括并联的电阻R3和电容C2；

所述电阻R3的一端和所述电容C2的一端均与所述工作电源连接，所述电阻R3的另一端和所述电容C2的另一端均与所述按键模块连接，还与所述开关管Q2的栅极和所述电阻R4连接。

7.如权利要求5所述的按键控制电路，其特征在于，所述第二滤波单元包括电阻R5、电阻R6和电容C3；

所述三极管Q3的基极通过所述电阻R5与所述控制模块连接，所述电阻R6的一端和所述电容C3的一端均与所述三极管Q3的基极连接，还与所述电阻R5连接，所述电阻R6的另一端和所述电容C3的另一端均与所述三极管Q3的发射极连接，并接地。

8.如权利要求5所述的按键控制电路，其特征在于，所述开关管Q2采用P沟道型场效应晶体管，所述三极管Q1和所述三极管Q3均采用NPN型三极管。

9.如权利要求1所述的按键控制电路，其特征在于，所述按键模块包括电源按键KEY1、二极管D2和二极管D3；

所述电源按键KEY1的第一端与所述延时自锁模块连接，第二端置空，第三端接地，第四端分别与所述二极管D2的负极和所述二极管D3的负极连接，所述二极管D2的正极与所述电源管理模块连接，所述二极管D3的正极与所述控制模块连接。

10.如权利要求1所述的按键控制电路，其特征在于，所述控制模块包括控制器U1，所述控制器U1采用可编程控制器；

所述控制器U1的输入端与所述按键模块连接，输出端与所述电源管理模块连接。

Images