一种开关机控制电路及使用其的电子设备的制作方法

1.本技术涉及电子设备控制电路技术领域，尤其是涉及一种开关机控制电路及使用其的电子设备。


背景技术：

2.现有电子设备的开机键一般实现方式有两种：一是物理开关，控制电源，一种是轻触开关，控制信号。控制电源只能实现电源的开机和关机；轻触开关是信号控制，可以通过信号电平的长短，实现开机、关机或者待机功能。
3.目前使用单一开关实现开机关机待机功能的方案基本上均使用单片机（控制器）以软件方式实现，需要对单片机进行软件编程调试，去抖采集，逻辑处理，后期软件升级等操作，单片机控制器实现在逻辑处理，升级方面有其劣势，同时单片机可能造成死机等问题。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术的问题，本技术提供一种开关机控制电路开关机控制电路及使用其的电子设备，利用电子电路的搭建实现逻辑控制来代替单片机实现对电子设备的开关机，减少单片机开发任务，减少因软件造成的各种问题，减少软件升级造成的麻烦。
5.第一方面，本技术提供的一种开关机控制电路采用如下的技术方案：
6.一种开关机控制电路，接于电子设备的控制器和电源之间，其特征在于：包括依次连接的开关、控制电路、逻辑与电路和第一开关电路，
7.所述开关：用于根据受短按或长按为所述控制电路提供不同的电平信号，
8.所述控制电路：用于在所述开关受短按开机时，提供两个高电平信号至逻辑与电路的两个输入端，在所述开关被松开后，只能提供的一个高电平信号和一个低电平信号时，令已上电的电子设备的控制器为所述逻辑与电路提供一个高电平信号替换该低电平信号，在所述开关受短按关机，只能提供的两个高电平信号时，令已上电的电子设备的控制器为所述逻辑与电路提供一个低电平信号替换其中一个高电平信号，在所述开关受长按强制关机时，提供一个高电平信号和一个低电平信号至逻辑与电路的两个输入端，
9.所述逻辑与电路：用于在接收到两个高电平信号时输出高电平信号，在接收到一个低电平信号时，输出低电平信号，
10.所述第一开关短路：用于根据逻辑与电路输出的电平信号控制所述电源输出电压或者停止输出电压。
11.通过以上的技术方案，在所述开关受短按开机时，利用控制电路提供两个高电平信号至逻辑与电路的两个输入端，逻辑与电路输出高电平控制第一开关电路导通，使得电源输出电压使电子设备上电，
12.在所述开关被松开后，控制电路只能提供的一个高电平信号和一个低电平信号时，由于电子设备已经上电，控制电路可令已上电的电子设备的控制器为所述逻辑与电路
提供一个高电平信号替换该低电平信号，使得逻辑与电路依然收到两个高电平，可输出高电平，维持第一开关电路导通，进而维持电源输出，为电子设备供电，
13.在所述开关受短按关机，控制电路只能提供的两个高电平信号时，此时电子设备是上电状态，令已上电的电子设备的控制器为所述逻辑与电路提供一个低电平信号替换其中一个高电平信号，使得逻辑与电路收到一个低电平，可输出低电平使第一开关电路断开，进而关断电源，停止为电子设备供电，
14.在所述开关受长按强制关机时，控制电路提供一个高电平信号和一个低电平信号至逻辑与电路的两个输入端，使得逻辑与电路收到一个低电平，可输出低电平使第一开关电路断开，进而关断电源，停止为电子设备供电，实现强制关机，
15.本技术方案主要依赖硬件电路实现控制电子设备的开关机，减少单片机开发任务，减少因软件造成的各种问题，减少软件升级造成的麻烦。
16.作为优选的方案，所述控制电路包括开关状态信号传输电路、第一电平转换电路和第二电平转换电路，
17.所述开关：用于将受按压后产生的控制电平信号分别传输至第一电平转换电路和第二电平转换电路，
18.所述开关状态信号传输电路：用于将所述开关的状态信号传输至电子设备的控制器，所述开关的状态信号包括开关被按下产生的电平信号和开关被松开产生的电平信号，
19.所述第一电平转换电路：用于将所述控制电平信号转换为第一电平信号并传输至所述逻辑与电路，所述第一电平信号是根据所述开关被按压时间的长短产生的不同的电平信号，
20.所述第二电平转换电路：用于将所述控制电平信号转换为第二电平信号并传输至所述逻辑与电路，并将来自所述电子设备的控制器的第三电平信号传输至所述逻辑与电路，所述第三电平信号和所述第二电平信号的电平相反，
21.所述逻辑与电路：用于接收所述第一电平信号和所述第二电平信号，或接收所述第一电平信号和所述第三电平信号，进行逻辑与处理后输出控制信号至所述第一开关电路，
22.所述第一开关电路：用于控制所述电子设备的电源的输出电压或停止输出电压。
23.通过以上的技术方案，设计第一电平转换电路和第二电平转换电路来实现将开关在不同的按压状态下产生的电平进行转换，进而控制逻辑与电路输出合适的电平控制第一开关电路的导通或断开，实现控制电源是否为电子设备供电，即实现对电子设备的开关机进行控制。
24.作为优选的方案，所述开关状态信号传输电路包括第二开关电路，所述第二开关电路接于所述开关和所述电子设备的控制器之间。
25.通过以上的技术方案，电子设备在开机状态时，当开关被按下时，可以通过第二开关电路产生中断信号，通知电子设备的控制器，控制器通过该中断信号的低电平时间判断是否关机。
26.作为优选的方案，所述第一电平转换电路包括充放电电路：用于在开关被短按时，输出第一类第一电平信号，在开关被长按时，输出第二类第一电平信号，所述第一类第一电平信号和第二类第二电平信号为相反的两个电平信号。
27.通过以上的技术方案，利用充放电电路，在开关被短按时，充放电电路充电未满或在放电时，输出第一类第一电平信号，在开关被长按时，充放电电路充电已满，输出第二类第一电平信号，由此可根据开关被短按或者长按，提供不同的反馈电平至逻辑与电路。
28.作为优选的方案，所述逻辑与电路包括第七电阻、第八电阻、第二场效应管和第三场效应管，所述第七电阻的一端与所述第一电平转换电路的输出端、所述第二场效应管的源极连接，所述第七电阻的另一端与所述第二场效应管的栅极、所述第三场效应管的漏极连接，所述第二场效应管的漏极与所述第一开关电路的输入端连接，所述第三场效应管的源极接地，所述第八电阻接于所述第三场效应管的栅极和地之间，所述第三场效应管的栅极与所述第二电平转换电路连接。
29.通过以上的技术方案，利用电平信号控制两个场效应管的导通与否，实现逻辑输出，电路简单，成本低，性能稳定。
30.作为优选的方案，所述第一开关电路包括第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第四电容、第五电容、场效应管和第四三极管，所述第十二电阻的一端与所述逻辑与电路的输出端连接，所述第十二电阻的另一端与所述第九电阻的一端、所述第四三极管的基极连接，所述第四三极管的发射极接地，所述第四三极管的集电极与所述第十电阻的一端连接，所述第十电阻的另一端与所述场效应管的栅极连接。
31.所述场效应管为p沟道场效应管，所述第十一电阻的一端、所述第四电容的一端、所述场效应管的栅极，所述第五电容的一端均与所述第十电阻的另一端连接，所述第四电容的另一端、所述第十一电阻的另一端、所述场效应管的源极均与第一电压输出端sw_12v0连接，所述场效应管的漏极和所述第五电容的另一端均与第二电压输出端vcc_12v连接。
32.通过以上的技术方案，电源开关由一个高电压、大电流沟道场效应管和一个三极管组成，三级管来实现控制p-mos管的g级，上电时有下拉电阻r9 控制默认状态为低电平，三极管基极被拉到低，三极管不导通，p-mos管的g级为高，p-mos管截止，p-mos管不导通，12v电源不输出，当三极管的基极输入高电平时，三极管饱和导通， p-mos管的g级缓慢变为低电平，p-mos管导通，从而开启开关，导通电源，其中第四电容和第十电阻0 组成一个缓启动电路，通过充放电实现缓慢上电。
33.作为优选的方案，所述第一类第一电平信号为高电平，所述第二类第一电平信号为低电平，所述充放电电路包括第一电阻、第二电阻、第一电容和第一二极管，所述第一电阻的一端接地，所述第一电阻的另一端与所述第二电阻的一端、第一二极管的负极连接，所述第二电阻的另一端与所述第一二极管的正极、所述第一电容的一端连接，所述第一电容的另一端接地，所述第一电阻和第二电阻之间的节点为所述充放电电路的输入端，所述第一二极管的正极与所述第一电容之间的节点为所述充放电电路的输出端。
34.通过以上的技术方案，由于第一类第一电平信号为高电平，所述第二类第一电平信号为低电平，因此，需要设计充放电电路来实现充电但未充满时输出低电平，充电充满时输出高电平，放电时输出低电平，以此来根据开关受按压的情况输出不同的电平至逻辑与电路。
35.作为优选的方案，所述第二开关电路包括第一三极管，所述第一三极管是高电平有效的第一三极管。
36.通过以上的技术方案，系统在开机状态时，当开关被短按时，可以通过第一三极管
进行反向，产生中断信号给电子设备的控制器，控制器通过该信号的低电平时间判断是否关机。第四三极管的作用是反向和信号隔离，只有高电平才有效才能保证输出低电平信号给控制器。
37.作为优选的方案，所述第一电平转换电路还包括第一反相电路，所述第一反相电路接于所述开关和所述电子设备的控制器之间。
38.通过以上的技术方案，由于开关被短按时提供的是低电平，而第一三极管为高电平有效，因此，需要通过第一反相电路对低电平信号进行反相处理为高电平，才能令第一三极管导通，给控制器传输低电平信号。
39.作为优选的方案，所述第一电平转换电路还包括第二反相电路，所述第二反相电路接于所述充放电电路和所述逻辑与电路之间。
40.通过以上的技术方案，增加第二反相电路是为了配合在前端增加的第一反相电路使用，如果前端不增加第一反相电路，此处也可以不增加第二反相电路。
41.作为优选的方案，所述第二电平转换电路包括第二二极管、第三二极管、第六电阻和第十三电阻，所述第二二极管的正极与所述第一反相电路的输出端连接，所述第二二极管的负极与所述第六电阻的一端连接，所述第六电阻的另一端与所述逻辑与电路连接，所述第十三电阻的一端与所述控制器连接，所述第十三电阻的另一端与所述第三二极管的正极连接，所述第三二极管的负极与所述第二二极管的负极连接。
42.通过以上的技术方案，利用第二电平转换电路为逻辑与电路提供合适的电平，即当第一反相电路输出的电平不能达到控制第一开关电路导通或者断开的目的时，另外从控制器获取合适的电平信号给逻辑与电路，以使得逻辑与电路输出控制电平控制第一开关电路的导通或断开，进而控制电子设备的开关机。
43.作为优选的方案，所述第二电平转换电路还包括第四二极管，所述第四二极管的正极与所述控制器的网络接口连接，所述第四二极管的负极与所述第二二极管的负极连接。
44.通过以上的技术方案，通过使用网络接口实现关机后，可通过网络远程实现开机功能。
45.第二方面，本技术提供一种电子设备，其技术方案如下：
46.一种电子设备，包括控制器和以上任一技术方案所述的开关机控制电路，所述开关机控制电路分别与电源和所述控制器连接。
47.通过以上的技术方案，在电子设备中配备本技术的开关机控制电路，利用电子电路的搭建实现逻辑控制来代替单片机实现对电子设备的开关机，减少单片机开发任务，减少因软件造成的各种问题，减少软件升级造成的麻烦。
48.综上所述，本技术主要包括以下有益技术效果：
49.（1）在所述开关受短按开机时，利用控制电路提供两个高电平信号至逻辑与电路的两个输入端，逻辑与电路输出高电平控制第一开关电路导通，使得电源输出电压使电子设备上电，
50.在所述开关被松开后，控制电路只能提供的一个高电平信号和一个低电平信号时，由于电子设备已经上电，控制电路可令已上电的电子设备的控制器为所述逻辑与电路提供一个高电平信号替换该低电平信号，使得逻辑与电路依然收到两个高电平，可输出高
电平，维持第一开关电路导通，进而维持电源输出，为电子设备供电，
51.在所述开关受短按关机，控制电路只能提供的两个高电平信号时，此时电子设备是上电状态，令已上电的电子设备的控制器为所述逻辑与电路提供一个低电平信号替换其中一个高电平信号，使得逻辑与电路收到一个低电平，可输出低电平使第一开关电路断开，进而关断电源，停止为电子设备供电，
52.在所述开关受长按强制关机时，控制电路提供一个高电平信号和一个低电平信号至逻辑与电路的两个输入端，使得逻辑与电路收到一个低电平，可输出低电平使第一开关电路断开，进而关断电源，停止为电子设备供电，实现强制关机，
53.本技术方案主要依赖硬件电路实现控制电子设备的开关机，减少单片机开发任务，减少因软件造成的各种问题，减少软件升级造成的麻烦，本技术主要保护硬件电路的架构，对于控制器的软件部分不作保护。
54.其次的，本技术还包括以下有益技术效果：
55.（2）利用充放电电路，在开关被短按时，充放电电路充电未满或在放电时，输出第一类第一电平信号，在开关被长按时，充放电电路充电已满，输出第二类第一电平信号，由此可根据开关被短按或者长按，提供不同的反馈电平至逻辑与电路。
附图说明
56.图1是本技术一种开关机控制电路实施例的电路示意图。
57.附图标记说明：
58.1、第二开关电路；2、充放电电路；3、第一反相电路；4、第二反相电路；5、第二电平转换电路；6、逻辑与电路；7、第一开关电路。
具体实施方式
59.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1及实施例，对本技术作进一步详细说明。
60.实施例一。
61.本技术的一种开关机控制电路，接于电子设备的控制器和电源之间，包括依次连接的开关、开关状态信号传输电路、第一电平转换电路、第二电平转换电路5、逻辑与电路6和第一开关电路7，
62.所述开关：用于将受按压后产生的控制电平信号分别传输至第一电平转换电路和第二电平转换电路5，
63.所述开关状态信号传输电路：用于将所述开关的状态信号传输至电子设备的控制器，所述开关的状态信号包括开关被按下产生的电平信号和开关被松开产生的电平信号，
64.所述第一电平转换电路：用于将所述控制电平信号转换为第一电平信号并传输至所述逻辑与电路6，所述第一电平信号是根据所述开关被按压时间的长短产生的不同的电平信号，
65.所述第二电平转换电路5：用于将所述控制电平信号转换为第二电平信号并传输至所述逻辑与电路6，并将来自所述电子设备的控制器的第三电平信号传输至所述逻辑与电路6，所述第三电平信号和所述第二电平信号的电平相反，
66.所述逻辑与电路6：用于接收所述第一电平信号和所述第二电平信号，或接收所述第一电平信号和所述第三电平信号，进行逻辑与处理后输出控制信号至所述第一开关电路7，
67.所述第一开关电路7：用于控制所述电子设备的电源的输出电压或停止输出电压。
68.所述开关状态信号传输电路包括第二开关电路1，所述第二开关电路1接于所述开关和所述电子设备的控制器之间。
69.所述第一电平转换电路包括充放电电路2：用于在开关被短按时，输出第一类第一电平信号，在开关被长按时，输出第二类第一电平信号，所述第一类第一电平信号和第二类第二电平信号为相反的两个电平信号。
70.具体的，如图1所示，所述逻辑与电路6包括第七电阻r7、第八电阻r8、第二场效应管q2和第三场效应管q3，所述第七电阻r7的一端与所述第一电平转换电路的输出端、所述第二场效应管q2的源极连接，所述第七电阻r7的另一端与所述第二场效应管q2的栅极、所述第三场效应管q3的漏极连接，所述第二场效应管q2的漏极与所述第一开关电路7的输入端连接，所述第三场效应管q3的源极接地，所述第八电阻r8接于所述第三场效应管q3的栅极和地之间，所述第三场效应管q3的栅极与所述第二电平转换电路5连接。
71.所述第一开关电路7包括第九电阻r9、第十电阻r10、第十一电阻r11、第十二电阻r12、第十一电阻r11、第四电容c4、第五电容c5、场效应管、第四三极管q4，所述第十二电阻r12的一端与所述逻辑与电路6的输出端连接，所述第十二电阻r12的另一端与所述第九电阻r9的一端、所述第四三极管q4的基极连接，所述第四三极管q4的发射极接地，所述第四三极管q4的集电极与所述第十电阻r10的一端连接，所述第十电阻r10的另一端与所述场效应管q5的栅极连接。
72.所述场效应管q5为p沟道场效应管，所述第十一电阻r11的一端、所述第四电容c4的一端、所述场效应管q5的栅极，所述第五电容c5的一端均与所述第十电阻r10的另一端连接，所述第四电容c4的另一端、所述第十一电阻r11的另一端、所述场效应管q5的源极均与第一电压输出端sw_12v0连接，所述场效应管q5的漏极和所述第五电容c5的另一端均与第二电压输出端vcc_12v连接。
73.所述第一类第一电平信号为高电平，所述第二类第一电平信号为低电平，所述充放电电路2包括第一电阻r1、第二电阻r2、第一电容c1和第一二极管d1，所述第一电阻r1的一端接地，所述第一电阻r1的另一端与所述第二电阻r2的一端、第一二极管d1的负极连接，所述第二电阻r2的另一端与所述第一二极管d1的正极、所述第一电容c1的一端连接，所述第一电容c1的另一端接地，所述第一电阻r1和第二电阻r2之间的节点为所述充放电电路2的输入端，所述第一二极管d1的正极与所述第一电容c1之间的节点为所述充放电电路2的输出端。
74.所述第二开关电路1包括第一三极管q1，所述第一三极管q1是高电平有效的第一三极管q1，所述第一三极管q1的发射极接地，所述第一三极管q1的基极经第五电阻接至开关sw1，所述第一三极管q1的集电极与控制器的gpio15_0端i连接，且所述第一三极管q1的集电极经第五电阻r5接电源pwr_3v3。
75.所述第一电平转换电路还包括第一反相电路3，所述第一反相电路3接于所述开关和所述电子设备的控制器之间，具体的，第一反相电路3包括芯片u1、第二电容c2，开关sw1
的一端接地，开关sw1的另一端与第三电阻r3的一端、芯片u1的信号输入端a连接，第三电阻r3的另一端接电压pwr_3v3，芯片u1的y端为信号输出端，经第五电阻r5接第一三极管q1的基极。
76.所述第一电平转换电路还包括第二反相电路4，所述第二反相电路4接于所述充放电电路2和所述逻辑与电路6之间，具体的，第二反相电路4包括芯片u2，芯片u2的信号输入端a与充放电电路2的第一电容c1连接，芯片u2的y端为信号输出端。
77.所述第二电平转换电路5包括第二二极管d2、第三二极管d3、第六电阻r6和第十三电阻r13，所述第二二极管d2的正极与所述第一反相电路3的输出端连接，所述第二二极管d2的负极与所述第六电阻r6的一端连接，所述第六电阻r6的另一端与所述逻辑与电路6连接，所述第十三电阻r13的一端与所述控制器的gpio15_3连接，所述第十三电阻r13的另一端与所述第三二极管d3的正极连接，所述第三二极管d3的负极与所述第二二极管d2的负极连接。
78.所述第二电平转换电路5还包括第四二极管d4，所述第四二极管d4的正极与所述控制器的网络接口pme_eth连接，所述第四二极管d4的负极与所述第二二极管d2的负极连接。
79.pme_eth 是由网络接口phy的pme管脚输入，通过使用phy的wol功能可以实现关机后，通过网络远程开机功能。
80.本实施例的工作原理如下：
81.当开关sw1按下，输出低电平至芯片u1，经芯片u1反相后，芯片u1输出高电平，此时为第二电阻r2和第一电容c1组成的充电电路进行充电，充电时间由第二电阻r2和第一电容c1的值决定，在第一电容c1 充满之前，芯片u2的输入端为低电平，芯片u2的输出端为高，也就是逻辑与电路6的一个输入端a为高电平，而逻辑与电路6的另一个输入端b连接在芯片u1的输出端，故此时b点为高电平，故逻辑与电路6输出高电平，第四三极管q4导通，场效应管q5导通，从而开启电源，当电子设备上电后，由电子设备的控制器的管脚控制第三二极管d3 锁存住b点信号为高电平，此时可以松开开关，电路保持开启状态。
82.当需要关机时，可以再次按下开关sw1，当在开机状态下芯片u2的输出为高电平，同样会对充电电路进行充电，同时第一三极管q1 会通知控制器要进行关机，此时控制器会执行一系列关机前的命令操作，保证控制器进行正常的关机，然后使用gpio15_3输出低电平将逻辑与电路6的b点电平拉低，从而实现关机功能。
83.强制关机功能，当电子设备出现问题，需要强制关机时，可以长按开关sw1，此时控制器出现问题，第三二极管d3不能进行控制，芯片u1的输出为高电平，第一二极管d1的输出为高电平，逻辑与电路6的b点为高；充电电路进行充电，因为时间长，可以将第一电容c1充满，充满电后，第一电容c1的电压达到高电平时，即芯片u2的输入端为高电平，经芯片u2反向后，输出端为低电平，即逻辑与电路6的输入端a为低电平，逻辑与电路6输出为低电平，第四三极管截止，实现强制关机。
84.本实施例也可以实现轻触待机的功能，原理和短按开机类似，通过第一三极管q1 通知控制器后，控制器可以读取开关的触发时间，比如1秒内是让控制器进入待机，短按3秒内是关机，长按7秒是强制关机。
85.实施例二。
86.本实施例提供一种电子设备，包括控制器和实施例一的开关机控制电路，所述开关机控制电路分别与电源和所述控制器连接。
87.在电子设备中配备实施例一的开关机控制电路，利用电子电路的搭建实现逻辑控制来代替单片机实现对电子设备的开关机，减少单片机开发任务，减少因软件造成的各种问题，减少软件升级造成的麻烦。
88.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。