一种用于低压电源的按钮接通/关断控制电路的制作方法

1.本发明涉及低压电源技术领域，尤其涉及一种用于低压电源的按钮接通/关断控制电路。


背景技术：

2.直流电源的接通关断控制电路，有自锁开关控制和非自锁开关控制，智能便携式设备多采用具有更优美学设计的非自锁开关控制，现有技术用于电源的接通关断控制的非自锁开关控制电路有：非自锁开关加微处理器组合控制的方式；按钮接通关断控制芯片（以下简称“控制芯片”）控制的方式。
3.现有技术应用方面存在的问题有：第一种方式需要微处理器监测按钮开关接通时间，识别时间长短由微处理器产生开关信号，实现电源接通关断。当微处理器软件未正常运行，再加上供电类型为内置电池时，不能由按钮执行电源关断操作。
4.第二种方式应用时，由于各大厂商的控制芯片最低需1.5v供电，因此不能直接控制小于1.5v电源的接通关断，并且关断电流最小为2.2ua，关断效果还有提升空间。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种用于低压电源的按钮接通/关断控制电路，解决了采用常规控制芯片不能直接接通/关断低压电源的问题。
6.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是这样的：一种用于低压电源的按钮接通/关断控制电路，包括第一级开关电路、升压电路、第二级开关电路和按钮；所述第一级开关电路包括mos管开关电路；所述第二级开关电路包括控制芯片、pmos管和cr电路；其中第一级开关电路与升压电路相连，经升压电路升压后与控制芯片和pmos管相连，以为控制芯片和pmos管供电；同时所述控制芯片也与pmos管相连，以进行pmos管的通断控制；所述pmos管用于为后端电路供电，并将输出电压反馈到mos管开关电路；所述按钮与mos管开关电路相连，用于控制mos管开关电路的通断，同时还经cr电路后与控制芯片相连；cr电路提供电容储能，并延时电容上电平变化速度，便于控制芯片能够检测到按钮动作；由于控制芯片工作的前提是按钮已经被持续按下，由于控制芯片上电后按钮已经处于按下状态，如果控制芯片的检测脚直接连接到按钮上，检测脚监测不到按钮按下的动作中产生的电平信号变化，即控制芯片不能检测识别按钮动作，因此需要在检测脚上连接一cr电路，再连接到按钮，当按钮被按下时，电容上的电平缓慢下降，容易被刚上电的控制芯片检测到，控制芯片才能正常工作；当控制芯片检测到按钮被按下持续的时间达到控制芯片执行接通pmos管动作的时间时，控制芯片控制pmos管接通；当控制芯片检测到按钮被按下持续的时间达到控制芯片执行关断pmos管动作的时间时，控制芯片控制pmos管关断；低压电源接入mos管开关电
路，mos管开关电路同时受到按钮控制和pmos管控制，当按钮按下，电源由mos管开关电路导通到升压电路，电源升压后向控制芯片和pmos管供电，控制芯片持续监测按钮状态，当检测到按钮按下持续的时间达到控制芯片执行接通动作的时间时，控制芯片控制pmos管导通，pmos管上电后，电压作为控制信号作用到mos管开关电路，此时存在按钮和pmos管同时作用到mos管开关电路，因此当按钮松开后，mos管开关电路也不会断电，至此完成低压电源的接通；当电源接通后，控制芯片持续监测按钮状态，当按钮持续按下时间达到控制芯片执行关断动作的时间时，控制芯片控制pmos管关断，不再维持mos管开关电路的接通状态，此时由按钮的按下状态维持mos管开关电路的接通状态，一旦按钮松开，此状态不再维持，mos管开关电路关断，至此完成了低压电源的关断。
7.进一步，所述mos管开关电路包括防反接电路和开关电路，防反接电路包括mos管q7、mos管q8和电阻r41，开关电路包括mos管q10、mos管q11、二极管v23、三极管v28和电阻r38，mos管q7的漏极和mos管q8的漏极用于与低压电源输出端相连，mos管q7的栅极和mos管q8的栅极经电阻r41后接地，mos管q7的源极和mos管q8的源极同时与mos管q10的源极、mos管q11的源极相连，且mos管q7的源极、mos管q8的源极还经电阻r38后与二极管v23的阳极和三极管v28的集电极相连，mos管q10的栅极和mos管q11的栅极也同时与二极管v23的阳极和三极管v28的集电极相连；所述mos管q10的漏极和mos管q11的漏极同时与升压电路的输入端相连；所述二极管v23的阴极与按钮相连；三极管v28的基极与pmos管输出端相连，三极管v28的发射极接地；当电源反接时，mos管q7、mos管q8的栅极和源极之间是正电压差，mos管处于关断状态，因此可实现防反接保护功能；通过控制mos管q10、mos管q11的栅极和源极之间电压差来实现其导通关断。
8.进一步，所述第二级开关电路包括pmos管q6，控制芯片d7， 电容c32和电阻r29，其中，电容c32和电阻r29组成cr电路，升压电路输出端与控制芯片d7的vin端相连，且控制芯片d7的vin端经电容c27后接地；控制芯片d7的pb端经电阻r29后与二极管v14的阳极相连，二极管v14的阴极与按钮相连，同时，控制芯片d7的pb端经电容c32后接地；控制芯片d7的en端与pmos管q6的源极和栅极相连，pmos管q6的源极和栅极之间还并联有电阻r37，该电阻r37与升压电路输出端相连；控制芯片d7的kill端与pmos管q6的漏极相连，且控制芯片d7的kill端与pmos管q6漏极之间还连接有电阻r39，pmos管q6漏极用于输出电压，同时pmos管q6漏极还与三极管v28的基极相连；控制芯片d7的gnd端、ont端和pdt端均接地。
9.进一步，所述控制芯片d7采用ltc系列开关芯片。
10.与现有技术相比，本发明具有如下优点：本发明由mos管开关电路作为低压电源的第一级开关，具备防反接电路，低关断电流，低阻抗设计，关断电流小于1ua；由控制芯片作为低压电源的第二级开关，具有接通关断延时自动控制功能，避免采用微处理器控制时，程序故障导致的无法关断现象；本发明电路的优点是适用于电压小于1.5v的电源，工作电压低，电路功耗低，关断电流低，导通阻抗小，电压降损耗小，支持电源输入防反接，降低电源关闭状态时电流泄漏，降低电源开启工作时电量损耗，可应用于各类低压电池供电的便携式设备的电源接通关断控制。
附图说明
11.图1为本发明一种用于低压电源的按钮接通/关断控制电路的示意图；图2为本发明第一级开关电路的示意图；图3为本发明第二季开关电路的示意图。
具体实施方式
12.下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
13.实施例1：参见图1
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图3，一种用于低压电源的按钮接通/关断控制电路，包括第一级开关电路、升压电路、第二级开关电路和按钮；所述第一级开关电路包括mos管开关电路；所述第二级开关电路包括控制芯片、pmos管和cr电路；其中第一级开关电路与升压电路相连，经升压电路升压后与控制芯片和pmos管相连，以为控制芯片和pmos管供电；同时所述控制芯片也与pmos管相连，以进行pmos管的通断控制；所述pmos管用于为后端电路供电，并将输出电压反馈到mos管开关电路；所述按钮与mos管开关电路相连，用于控制mos管开关电路的通断，同时还经cr电路后与控制芯片相连；cr电路提供电容储能，并延时电容上电平变化速度，便于控制芯片能够检测到按钮动作。
14.当控制芯片检测到按钮被按下持续的时间达到控制芯片执行接通pmos管动作的时间时，控制芯片控制pmos管接通；当控制芯片检测到按钮被按下持续的时间达到控制芯片执行关断pmos管动作的时间时，控制芯片控制pmos管关断。
15.低压电源接入mos管开关电路，mos管开关电路同时受到按钮控制和pmos管控制，当按钮按下，电源由mos管开关电路导通到升压电路，多数仪器后端所需电源一般大于1.5v，因此在mos管开关电路后面连接升压电路，电源升压后向控制芯片和pmos管供电，控制芯片持续监测按钮状态，当检测到按钮按下持续的时间达到控制芯片执行接通动作的时间时，控制芯片控制pmos管导通，pmos管上电后，电压作为控制信号作用到mos管开关电路，此时存在按钮和pmos管同时作用到mos管开关电路，因此当按钮松开后，mos管开关电路也不会断电，至此完成低压电源的接通。
16.当电源接通后，控制芯片持续监测按钮状态，当按钮持续按下时间达到控制芯片执行关断动作的时间时，控制芯片控制pmos管关断，不再维持mos管开关电路的接通状态，此时由按钮的按下状态维持mos管开关电路的接通状态，一旦按钮松开，此状态不再维持，mos管开关电路关断，至此完成了低压电源的关断。
17.进一步，所述mos管开关电路包括防反接电路和开关电路，防反接电路包括mos管q7、mos管q8和电阻r41，开关电路包括mos管q10、mos管q11、二极管v23、三极管v28和电阻r38，mos管q7的漏极和mos管q8的漏极相连后与低压电源输出端相连，mos管q7的栅极和mos管q8的栅极相连后与电阻r41的一端相连，电阻r41的另一端接地，mos管q7的源极和mos管q8的源极相连后与mos管q10的源极、mos管q11的源极相连，且mos管q7的源极、mos管q8的源极与电阻r38的一端相连，电阻r38的另一端与mos管q10的栅极、mos管q11的栅极相连，mos管q10的漏极和mos管q11的漏极相连后与升压电路的输入端相连；mos管q10的栅极和mos管q11的栅极与二极管v23的阳极串联，二极管v23的阴极与按钮相连；mos管q10的栅极和mos管q11的栅极与三极管v28的集电极相连，三极管v28的基极与pmos管输出端相连，三极管
v28的发射极接地；当电源反接时，mos管q7、mos管q8的栅极和源极之间是正电压差，mos管处于关断状态，因此可实现防反接保护功能；通过控制mos管q10、mos管q11的栅极和源极之间电压差来实现其导通关断。
18.进一步，所述pmos管包括pmos管q6，控制芯片包括控制芯片d7，cr电路包括电容c32和电阻r29，升压电路输出端与控制芯片d7的vin端相连，且控制芯片d7的vin端接地；控制芯片d7的pb端与电阻r29的一端相连，控制芯片d7的pb端与电阻r29均与电容c32的一端相连，电容c32的另一端接地，电阻r29的另一端连接有二极管v14的阳极，二极管v14的阴极与按钮相连；控制芯片d7的en端与pmos管q6的源极和栅极相连，pmos管q6的源极和栅极之间还并联有电阻r37，电阻r37与升压电路输出端串联；控制芯片d7的kill端与pmos管q6的漏极相连，且控制芯片d7的kill端与pmos管q6漏极之间还连接有电阻r39，pmos管q6漏极与电阻r39均与三极管v28的基极相连；控制芯片d7的gnd端、ont端和pdt端均接地。
19.所述控制芯片d7采用ltc系列开关芯片（凌力尔特公司生产）。
20.实施例2：与实施例1不同的是，所述mos管采用低导通电阻、低导通电压的mos管si2329；pmos管采用ao3407，控制芯片采用ltc2954；cr电路中的电容值不小于4.7uf，电阻值不小于51kω；二极管采用低反向漏电流二极管bat54。
21.实施例3：与实施例1不同的是，所述mos管采用低导通电阻、低导通电压的mos管si2329，并联方式级联拓扑两个mos管，减小50%导通阻抗；pmos管采用ao3407，控制芯片采用ltc2955；cr电路中的电容值不小于4.7uf，电阻值不小于51kω；二极管采用低反向漏电流二极管bat54。
22.本发明电路的优点是适用于电压小于1.5v的电源，工作电压低，电路功耗低，关断电流低，导通阻抗小，电压降损耗小，支持电源输入防反接，降低电源关闭状态时电流泄漏，降低电源开启工作时电量损耗，可应用于各类低压电池（5号、7号等电池）供电的便携式设备的电源接通关断控制。
23.最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。