一种用于表箱开关监控设备的开关机电路的制作方法

1.本发明涉及表箱开关监控设备领域，具体是一种用于表箱开关监控设备的开关机电路。


背景技术：

2.表箱开关监控为电池供电和市电供电双电源供电，现有技术一般通过电容的充放电来来实现电路开关机的切换，通过二极管、三极管来实现电平转换，由于二极管的压降特性与三极管的开关电压近似，所以会不稳定。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明提供一种用于表箱开关监控设备的开关机电路，通过一个按键实现开关机，即短按进行开机，长按进行关机，避免了传统的通过电容充放电来实现开关机的方法，提高了反应速度，且通过小信号控制功率电路，使得关机后整个设备无功耗，达到对电池的保护的目的，同时也方便用户使用。
4.一种用于表箱开关监控设备的开关机电路，包括电池、按键、二极管d2、mos管、按键状态检测模组、电池输出电压检测模组以及mos管控制模组，电池vbat通过mos管给系统供电，电池vbat通过二极管d2与按键连接后接地，所述按键状态检测模组用于检测按键的开闭状态，所述mos管控制模组根据所述按键状态检测模组检测的按键的开闭状态控制mos管的通断，所述电池输出电压检测模组用于检测用于检测mos管导通后输出的电池电压是否正常。
5.进一步的，所述电池与mos管的第一端连接，mos管的第二端作为输出端与电池电压输出端连接，mos管的第一端过电阻r2与二极管d2的阳极连接，mos管q1的第三端过电阻r3与二极管d2的阳极连接，二极管d2的阴极通过按键接地。
6.进一步的，所述按键状态检测模组包括依次连接的电源、电阻r1、二极管d1，二极管d1的阳极通过电阻r1与电源vcc连接，二极管d1的阴极通过按键sw1接地，二极管d1的阳极作为按键状态输出接口与mcu连接。
7.进一步的，所述电池输出电压检测模组包括串接在mos管第二端的电阻r4和电阻r5，电阻r4和电阻r5的串接节点作为电池电压检测端接入mcu。
8.进一步的，所述mos管控制模组包括三极管q2、电阻r6和电阻r7，三极管q2的集电极通过电阻r3与mos管q1的第三端连接，三极管q2的发射极接地，三极管q2的基极通过电阻r7与mcu的控制输出端连接，三极管q2的基极与发射极之间接入电阻r6，mcu的控制输出端根据按键状态输出接口检测的按键状态输出相应的高低电平以控制三极管q2的开断，进而控制mos管的开断。
9.本发明通过一个按键实现表箱开关监控设备的一键开关机功能，短按进行开机，长按进行关机，并且实现关机后整个设备无功耗；mcu通过检测按键状态来控制mos管的通断，从而实现整个系统的开关机，避免了传统的通过电容充放电来实现开关机的方法，提高
了反应速度；通过小信号控制功率电路，使得关机后整个设备无功耗，达到对电池的保护的目的，同时也方便用户使用；相对于传统的纯硬件设计更简单，状态可监控。
附图说明
10.图1是本发明用于表箱开关监控设备的开关机电路的结构示意图。
具体实施方式
11.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
12.请参阅图1，本发明实施例提供一种用于表箱开关监控设备的开关机电路，包括电池vbat、按键sw1、二极管d2、mos管q1、按键状态检测模组1、电池输出电压检测模组2以及mos管控制模组3，电池vbat通过mos管q1给系统供电，电池vbat通过二极管d2与按键sw1连接后接地，所述按键状态检测模组1用于检测按键sw1的开闭状态，所述mos管控制模组3根据所述按键状态检测模组1检测的sw1的开闭状态控制mos管q1的通断，即整个系统的开关机通过控制mos管q1的通断来控制电源。
13.所述按键状态检测模组1包括依次连接的电源vcc、电阻r1、二极管d1，二极管d1的阳极通过电阻r1与电源vcc连接，二极管d1的阴极通过按键sw1接地，按键sw1用于实现开关机功能。当按键sw1按下时，二极管d1导通，此时二极管d1的阳极为低电平，当松开按键sw1时，二极管d1截至，此时二极管d1的阳极为电源vcc的电压，即为高电平。二极管d1的阳极作为按键状态输出接口key_sta与mcu连接。
14.所述电池vbat与mos管q1的第一端连接，mos管q1的第二端作为输出端与电池电压输出端vbat_out连接，mos管q1的第一端过电阻r2与二极管d2的阳极连接，mos管q1的第三端过电阻r3与二极管d2的阳极连接，二极管d2的阴极与按键sw1连接。
15.所述电池输出电压检测模组2包括串接在mos管q1第二端的电阻r4和电阻r5，电阻r4和电阻r5的串接节点作为电池电压检测端vbat_adc接入mcu，用于检测电池是否正常，保证正常电源切换。
16.所述mos管控制模组3包括三极管q2、电阻r6和电阻r7，三极管q2的集电极通过电阻r3与mos管q1的第三端连接，三极管q2的发射极接地，三极管q2的基极通过电阻r7与mcu的控制输出端pw_on/off连接，三极管q2的基极与发射极之间接入电阻r6。mcu的控制输出端pw_on/off根据按键状态输出接口key_sta和电池电压检测端vbat_adc的状态输出相应的高低电平以控制三极管q2的开断，进而控制mos管q1的开断。
17.本发明工作原理介绍如下：
18.本实施例中q1为pmos管，当关机时，只存在电池电压vbat，mos管q1的栅极(即第三端)为高阻态，mos管q1截止，vbat_out无输出，此时短按按键sw1，mos管q1的通过二极管d2、按键sw1连接到地，mos管的gs压差为-vbat，满足q1导通条件，q1导通，系统上电，mcu开始工作，key_sta为输入状态检测角，默认为3.3v高电平，此时按键sw1按下，mcu检测到输入状态为低，且小于设定时间阈值时，判定此时按键sw1为开机动作，mcu控制pw_on/off引脚维持
输出高电平，q2为npn三极管，vbe压差为3.3v，满足导通条件，q2导通，q1管栅极为低电平，gs压差为-vbat，满足q1导通条件，系统保持上电。
19.当开机时，系统上电，长按按键sw1，mcu进行检测，当检测按下状态大于设定时间阈值时判定为关机事件，驱动pw_on/off引脚输出低电平，此时q2管vbe无压差，不满足导通条件，q2截止，q1管栅极为高阻态，q1截至，vbat_out无输出，系统下电关机。
20.本发明相比现有技术去掉了电容的充放电电路，现有的技术都是通过电容的充放电来实现开关机的切换，优化后提高了反应时间；且实现了表箱开关监控设备的一键开关机，通过按键sw1一键实现开关机功能；另外关机后设备无功耗，实现对电池的保护，vbat为整个系统的电源，关机后电阻r2和q1都没有对地形成回路，所以关机后功耗为0。
21.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种用于表箱开关监控设备的开关机电路，其特征在于：包括电池、按键、二极管d2、mos管、按键状态检测模组、电池输出电压检测模组以及mos管控制模组，电池vbat通过mos管给系统供电，电池vbat通过二极管d2与按键连接后接地，所述按键状态检测模组用于检测按键的开闭状态，所述mos管控制模组根据所述按键状态检测模组检测的按键的开闭状态控制mos管的通断，所述电池输出电压检测模组用于检测用于检测mos管导通后输出的电池电压是否正常。2.如权利要求1所述的用于表箱开关监控设备的开关机电路，其特征在于：所述电池与mos管的第一端连接，mos管的第二端作为输出端与电池电压输出端连接，mos管的第一端过电阻r2与二极管d2的阳极连接，mos管q1的第三端过电阻r3与二极管d2的阳极连接，二极管d2的阴极通过按键接地。3.如权利要求1所述的用于表箱开关监控设备的开关机电路，其特征在于：所述按键状态检测模组包括依次连接的电源、电阻r1、二极管d1，二极管d1的阳极通过电阻r1与电源vcc连接，二极管d1的阴极通过按键sw1接地，二极管d1的阳极作为按键状态输出接口与mcu连接。4.如权利要求2所述的用于表箱开关监控设备的开关机电路，其特征在于：所述电池输出电压检测模组包括串接在mos管第二端的电阻r4和电阻r5，电阻r4和电阻r5的串接节点作为电池电压检测端接入mcu。5.如权利要求2所述的用于表箱开关监控设备的开关机电路，其特征在于：所述mos管控制模组包括三极管q2、电阻r6和电阻r7，三极管q2的集电极通过电阻r3与mos管q1的第三端连接，三极管q2的发射极接地，三极管q2的基极通过电阻r7与mcu的控制输出端连接，三极管q2的基极与发射极之间接入电阻r6，mcu的控制输出端根据按键状态输出接口检测的按键状态输出相应的高低电平以控制三极管q2的开断，进而控制mos管的开断。

技术总结
本发明提供一种用于表箱开关监控设备的开关机电路，包括电池、按键、二极管D2、MOS管、按键状态检测模组、电池输出电压检测模组以及MOS管控制模组，电池VBAT通过MOS管给系统供电，电池VBAT通过二极管D2与按键连接后接地，所述按键状态检测模组用于检测按键的开闭状态，所述MOS管控制模组根据所述按键状态检测模组检测的按键的开闭状态控制MOS管的通断，所述电池输出电压检测模组用于检测用于检测MOS管导通后输出的电池电压是否正常。本发明通过一个按键实现表箱开关监控设备的一键开关机功能，短按进行开机，长按进行关机，并且实现关机后整个设备无功耗。现关机后整个设备无功耗。现关机后整个设备无功耗。


技术研发人员：黄智明 杨艳 董耀明 熊明俊 石婕 李鹏 刘军芳 周杰 郑佳馨 陈慧 周慧 朱思亦
受保护的技术使用者：国网湖北省电力有限公司武汉供电公司
技术研发日：2023.05.19
技术公布日：2023/8/21