一種帶自動重啟動功能的零功耗待機電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種帶自動重啟動功能的零功耗待機電路，包括第一充放電電路、第二充放電電路、開關電路、控制信號輸入電路以及按鍵信號輸出電路；開關電路的輸出端連接用電負載；第一充放電電路的輸出端連接在第二充放電電路的輸入端；第二充放電電路的輸出端連接開關電路的輸入端；控制信號輸入電路的輸出端連接第一充放電電路或第二充放電電路的輸入端；按鍵信號輸出電路包括輕觸開關，輕觸開關打開和閉合，改變按鍵信號輸出電路的輸出端電平；按鍵信號輸出電路的輸入端連接第一充放電電路的輸出端。本實用新型實現了0功耗待機，且可在運行中斷電再來電時自動重啟運行，電路結構簡單，體積小、成本低、可靠性高。
【專利說明】
一種帶自動重啟動功能的零功耗待機電路
技術領域
[0001]本實用新型涉及待機電路，具體涉及帶自動重啟動功能的零功耗待機電路。
【背景技術】
[0002]為了實現綠色節能，一般家電都有待機功耗要求，IEC要求小于0.5W。而功能復雜的控制器，由于IC較多，就算待機時都工作在睡眠模式，也很難直接達到低功耗要求，需通過電源開關切斷總電源來實現。這種方法雖能滿足要求，但是電源開關體積大、成本高，不美觀且很難同時做到運行完畢后單片機能自動切斷電源以及運行途中斷電再來電后單片機能自動重啟運行。
【實用新型內容】
[0003]針對現有技術的不足，本實用新型公開了一種帶自動重啟動功能的零功耗待機電路。
[0004]本實用新型的技術方案如下:
[0005]—種帶自動重啟動功能的零功耗待機電路，包括MCU，M⑶包括多個I /0端，還包括第一充放電電路、第二充放電電路、開關電路、控制信號輸入電路以及按鍵信號輸出電路；第一充放電電路和第二充放電電路都包括電容，第一充放電電路和第二充放電電路的輸出端的電流變化速度慢于輸入端的電流變化速度;開關電路包括開關元件，開關元件為三極管或者MOS管;開關電路的輸出端連接用電負載和MCU的電源端;第一充放電電路的輸出端連接在第二充放電電路的輸入端;第二充放電電路的輸出端連接開關電路的輸入端;控制信號輸入電路的輸入端連接MCU的第一 I/O端，輸出端連接第一充放電電路或第二充放電電路的輸入端;按鍵信號輸出電路包括輕觸開關，輕觸開關打開和閉合，改變按鍵信號輸出電路的輸出端電平;按鍵信號輸出電路的輸出端連接MCU的第二 I/O端;按鍵信號電路的輸入端連接第一充放電電路或第二充放電電路的輸入端。
[0006]其進一步的技術方案為:所述開關電路包括NPN型的第四三極管、PNP型的第五三極管、第四電阻和第三電阻;第四電阻和第三電阻串聯，此串聯回路的第一端連接電源端，第二端連接第四三極管的集電極;第四三極管的基極為開關電路的輸入端，發射極接地;第五三極管的基極連接第四電阻和第三電阻的公共端，發射極連接電源端，集電極為開關電路的輸出端。
[0007]其進一步的技術方案為:所述開關電路的輸出端連接用電負載，開關電路的輸出端還連接有穩壓電路，所述穩壓電路的輸出端連接MCU的電源端。
[0008]其進一步的技術方案為:所述第二充放電電路包括第二電容和第二電阻，第二電容的第一端和第二電阻第一端相連接;第二電容的第二端接地;第二電阻的第二端為第二充放電電路的輸出端;第二電容和第二電阻的公共端為第二充放電電路的的輸出端。
[0009]其進一步的技術方案為:所述第一充放電電路包括PNP型的第二三極管和第一電容;第二三極管的基極為第一充放電電路的輸入端，發射極連接電源端，集電極為第一充放電電路的輸出端。
[0010]其進一步的技術方案為:所述按鍵信號輸出電路包括NPN型的第三三極管、第五電阻、第六電阻;所述第五電阻和第六電阻串聯，此串聯電路的第一端連接+5V電源，第二端為按鍵信號輸出電路的輸出端;第三三極管的基極連接輕觸按鍵的第一端，發射極接地，集電極連接第五電阻和第六電阻的公共端;輕觸按鍵的第二端連接+5V電壓;第三三極管和輕觸按鍵的公共端為按鍵信號輸出電路的輸入端，連接在第一充放電電路的輸出端;所述控制信號輸入電路的輸出端連接在第一充放電電路的輸入端。
[0011]其進一步的技術方案為:所述按鍵信號輸出電路包括第二二極管、第五電阻、第六電阻;所述第五電阻和第六電阻串聯，此串聯電路的第一連接+5V電源，第二端為按鍵信號輸出電路的輸出端;第五電阻和第六電阻的公共端連接第二二極管的正向端;第二二極管的負向端連接輕觸按鍵的第一端;輕觸按鍵的第二端接地;第二二極管和觸按鍵的公共端為按鍵信號輸出電路的輸入端，連接在第一充放電電路的輸出端;所述控制信號輸入電路的輸出端連接在開關電路的輸入端。
[0012]本實用新型的有益技術效果是:
[0013]1、本實用新型可通過復用普通輕觸按鍵信號，實現M⑶的開關機。
[0014]2、斷電再來電時，本實用新型可通過通電瞬間電容的充電，實現MCU自動重啟動功能。而且本實用新型可通過調整電阻、電容參數，靈活改變開機通電延遲時間，即使開機按鍵按得再快，控制器亦可及時響應，提高了用戶的滿意度。
[0015]3、本實用新型成本低，體積小，只需普通電阻電容及二、三極管即可實現。
[0016]4、本實用新型實現了 O功耗待機，使M⑶滿足了低功耗待機要求。
[0017]5、本實用新型解決了 O功耗待機電路無法實現斷電/來電控制器自動重啟的難題。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型的框圖。
[0019]圖2是實施例1的電路圖。
[0020]圖3是實施例2的電路圖。
【具體實施方式】
[0021]圖1是本實用新型的框圖。本實用新型MCU，還包括第一充放電電路、第二充放電電路、開關電路、控制信號輸入電路、按鍵信號輸出電路。
[0022]第一充放電電路和第二充放電電路都包括電容，由于電容的充放電原理，第一充放電電路和第二充放電電路的輸出端的電流變化速度慢于輸入端的電流變化速度，即當輸入端的電流急劇變化時，輸出端的電流緩慢變化，直至電容充/放電完成。
[0023]MQJ為為微控制單元(Micro Control Unit)，即是本實用新型的負載之一，同時也是本實用新型的一個組成部分，本實用新型結合MCU共同實現功能。本實用新型適用于任意型號的MCU，這是由于本實用新型中只涉及到了簡單的MCU輸入輸出端口的高低電平控制，任意型號的MCU均可實現此種功能。MCU包括多個I /0端。
[0024]開關電路包括開關元件，開關元件為三極管或者MOS管;開關電路的輸出端連接用電負載和MCU的電源端。
[0025]第一充放電電路的輸出端連接在第二充放電電路的輸入端;第二充放電電路的輸出端連接開關電路的輸入端；
[0026]控制信號輸入電路的輸入端連接M⑶的第一I/O端，輸出端連接第一充放電電路或第二充放電電路的輸入端；
[0027]按鍵信號輸出電路包括輕觸開關，輕觸開關打開和閉合，可改變按鍵信號輸出電路的輸出端電平;按鍵信號輸出電路的輸出端連接MCU的第二 I/O端;按鍵信號輸出電路的輸入端連接第一充放電電路或第二充放電電路的輸入端。
[0028]涉及到具體的電路結構，本實用新型可以有多種實施方式，以下用兩個典型的實施例來說明本實用新型的具體電路結構和工作原理。
[0029]實施例1:
[0030]圖2是實施例1的電路圖。
[0031]如圖2所示，開關電路包括NPN型的第四三極管Q4、PNP型的第五三極管Q5、第四電阻R4和第三電阻R3 ;第四電阻R4和第三電阻R3串聯，此串聯回路的一端連接電源端VCC_INN，另一端連接第四三極管Q4的集電極;第四三極管Q4的基極為開關電路的輸入端，發射極接地;第五三極管Q5的基極連接第四電阻R4和第三電阻R3的公共端，發射極連接電源端VCC_INN，集電極為開關電路的輸出端。
[0032]開關電路的輸出端VCC_0UT連接用電負載，開關電路的輸出端VCC_0UT還可連接有穩壓電路，穩壓電路可包括+5V、+3.3V等各種型號的穩壓芯片，穩壓芯片輸入端連接在開關電路的輸出端VCC_0UT，輸出端輸出+5V、+3.3V等電壓，連接在MCU的電源端口。
[0033]第二充放電電路包括第二電容C2和第二電阻R2，第二電容C2的第一端和第二電阻R2第一端相連接，第二電容C2的第二端接地，第二電阻R2的第二端為第二充放電電路的輸出端;第二電容C2和第二電阻R2的公共端為第二充放電電路的輸出端。
[0034]第一充放電電路包括PNP型的第二三極管Q2和第一電容Cl。第二三極管Q2的基極為第一充放電電路的輸入端，發射極連接電源端VCC_INN，集電極為第一充放電電路的輸出端。
[0035]按鍵信號輸出電路包括PNP型的第三三極管Q3、第五電阻R5、第六電阻R6。第五電阻R5和第六電阻R6串聯，此串聯電路的一端連接5V電源，另一端為按鍵信號輸出電路的輸出端KEY_PWR ο第三三極管Q3的基極連接輕觸按鍵SW9的第一端，發射極接地，集電極連接第五電阻R5和第六電阻R6的公共端;第三三極管Q3的基極和輕觸按鍵SW9的公共端為按鍵信號輸出電路的輸入端，連接在第一充放電電路的輸出端;控制信號輸入電路的輸出端連接在第一充放電電路的輸入端。
[0036]實施例1的工作原理為:
[0037]輕觸按鍵SW9按下時，輕觸按鍵SW9將電源端VCC_IN接入了第二充放電電路，給第二電容C2充電，以及使得第四三極管Q4、第五三極管Q5都開通，開關電源的輸出端VCC_0UT輸出電壓，用電負載得電。且MCU的電源端也被輸入了+5V電壓，MCU正常工作。
[0038]同時，輕觸按鍵SW9未被按下時，第三三極管Q3未導通，按鍵信號輸出電路的輸出端KEY_PWR輸出高電平信號，按下輕觸按鍵SW9，第三三極管Q3導通，按鍵信號輸出電路的輸出端KEY_PWR輸出了一個低電平信號，這一信號傳輸給了 MCU。
[0039]由于輕觸按鍵SW9本身的特性，在按下之后很短時間內就會重新斷開。輕觸按鍵SW9斷開后，第二電容C2通過第二電阻R2和第四三極管Q4緩慢放電，此過程中第五三極管Q5繼續開通，給MCU充分的自檢時間。具體的，第二電容的C2放電時間可通過調整第二電阻R2和第二電容C2的值改變。
[0040]當MCU正常工作后，M⑶的第一 I/O端輸出高電平，此高電平輸入控制信號輸入電路，通過第一三極管Q1、第二三極管Q2、第二電阻、第四三極管Q4這一通路，保持第五三極管Q5持續開通，則MCU可持續正常工作。用電負載也正常得電。
[0041 ]當M⑶運行完畢后，的第一I/0端輸出低電平，第五三極管Q5關閉，則相當于總電源切斷，MCU進入O功耗待機模式。
[0042]當運行過程中，電源端VCC_IN斷電再來電時，電源端VCC_IN通過第二三極管Q2給第一電容Cl充電，在第一電容Cl充滿前，第二三極管Q2、第四三極管Q4、第五三極管Q5均處于開通狀態，MCU可進入正常工作狀態，此時MCU檢查復位前狀態，如果沒發現有任務未結束的，則M⑶不做任何操作，第一電容Cl充電結束后，第二三極管Q2關閉，隨后第四三極管Q4、第五三極管Q5關閉，M⑶重新進入O功耗待機模式。反之，如果發現有任務未結束，M⑶的第一I/O端輸出低電平并繼續未完成的工作，即實現了斷電又來電后的自動重啟動功能。
[0043]實施例2:
[0044]圖3是實施例2的電路圖。
[0045]如圖3所示，實施例2中，開關電路、第二充放電電路、第一充放電電路的具體電路結構與連接方式都與實施例1相同。
[0046]按鍵信號輸出電路包括第二二極管D2、第五電阻R5、第六電阻R6。第五電阻R5和第六電阻R6串聯，此串聯電路的一端連接+5 V電源，另一端為按鍵信號輸出電路的輸出端KEY_PWR;第五電阻R5和第六電阻R6的公共端連接第二二極管D2的正向端；第二二極管D2的負向端連接輕觸按鍵SW9的第一端，輕觸按鍵SW9的第二端接地;第二二極管D2和輕觸按鍵SW9的公共端為按鍵信號輸出電路的輸入端，連接在第一充放電電路的輸出端;控制信號輸入電路的輸出端連接在開關電路的輸入端。
[0047]實施例2的工作原理為:
[0048]輕觸按鍵SW9未被按下時，第二二極管D2未導通，按鍵信號輸出電路的輸出端KEY_PWR輸出高電平信號，按下輕觸按鍵SW9，第二二極管D2導通，按鍵信號輸出電路的輸出端KEY_PWR輸出了一個低電平信號，這一信號傳輸給了MCU。第二三極管Q2也同時被開通。
[0049]第二三極管Q2給第二電容C2充電，并使得第五三極管Q5導通，使MCU開始運行JCU通過控制信號輸入電路的輸入端P0WER_0N控制第四三極管Q4和第五三極管Q5維持或者切斷總電源。
[0050]當運行過程中，電源端VCC_IN斷電再來電時，實施例2的工作原理與實施例1相同。
[0051]和實施例1相比，實施例2所需的元器件更少。
[0052]實施例1和實施例2僅為本實用新型的兩種典型的結構，及在不改變電路基本架構的前提下，對實施例1和實施例2的略微修改包括但不限于:增減電阻、電容、二極管和三極管的個數，更改相關電子器件的參數、型號，將三極管改成MOS管等，均屬于本實用新型的保護范圍。
[0053]以上所述的僅是本實用新型的優選實施方式，本實用新型不限于以上實施例。可以理解，本領域技術人員在不脫離本實用新型的精神和構思的前提下直接導出或聯想到的其他改進和變化，均應認為包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種帶自動重啟動功能的零功耗待機電路，包括MCU，MCU包括多個I/O端，其特征在于:還包括第一充放電電路、第二充放電電路、開關電路、控制信號輸入電路以及按鍵信號輸出電路;第一充放電電路和第二充放電電路都包括電容，第一充放電電路和第二充放電電路的輸出端的電流變化速度慢于輸入端的電流變化速度;開關電路包括開關元件，開關元件為三極管或者MOS管;開關電路的輸出端連接用電負載和MCU的電源端;第一充放電電路的輸出端連接在第二充放電電路的輸入端;第二充放電電路的輸出端連接開關電路的輸入端;控制信號輸入電路的輸入端連接MCU的第一 I /0端，輸出端連接第一充放電電路或第二充放電電路的輸入端;按鍵信號輸出電路包括輕觸開關，輕觸開關打開和閉合，改變按鍵信號輸出電路的輸出端電平;按鍵信號輸出電路的輸出端連接MCU的第二 I/O端;按鍵信號電路的輸入端連接第一充放電電路或第二充放電電路的輸入端。2.如權利要求1所述的帶自動重啟動功能的零功耗待機電路，其特征在于:所述開關電路包括NPN型的第四三極管(Q4)、PNP型的第五三極管(Q5)、第四電阻(R4)和第三電阻(R3);第四電阻(R4)和第三電阻(R3)串聯，此串聯回路的第一端連接電源端(VCC_INN)，第二端連接第四三極管(Q4)的集電極;第四三極管(Q4)的基極為開關電路的輸入端，發射極接地;第五三極管(Q5)的基極連接第四電阻(R4)和第三電阻(R3)的公共端，發射極連接電源端(VCC_INN)，集電極為開關電路的輸出端。3.如權利要求1所述的帶自動重啟動功能的零功耗待機電路，其特征在于:所述開關電路的輸出端連接用電負載，開關電路的輸出端還連接有穩壓電路，所述穩壓電路的輸出端連接MCU的電源端。4.如權利要求1所述的帶自動重啟動功能的零功耗待機電路，其特征在于:所述第二充放電電路包括第二電容(C2)和第二電阻(R2)，第二電容(C2)的第一端和第二電阻(R2)第一端相連接;第二電容(C2)的第二端接地;第二電阻(R2)的第二端為第二充放電電路的輸出端;第二電容(C2)和第二電阻(R2)的公共端為第二充放電電路的的輸出端。5.如權利要求1所述的帶自動重啟動功能的零功耗待機電路，其特征在于:所述第一充放電電路包括PNP型的第二三極管(Q2)和第一電容(Cl);第二三極管(Q2)的基極為第一充放電電路的輸入端，發射極連接電源端(VCC_INN)，集電極為第一充放電電路的輸出端。6.如權利要求1所述的帶自動重啟動功能的零功耗待機電路，其特征在于:所述按鍵信號輸出電路包括NPN型的第三三極管(Q3)、第五電阻(R5)、第六電阻(R6);所述第五電阻(R5)和第六電阻(R6)串聯，此串聯電路的第一端連接+5V電源，第二端為按鍵信號輸出電路的輸出端；第三三極管(Q3)的基極連接輕觸按鍵(SW9)的第一端，發射極接地，集電極連接第五電阻(R5)和第六電阻(R6)的公共端;輕觸按鍵(SW9)的第二端連接+5V電壓;第三三極管(Q3)和輕觸按鍵(SW9)的公共端為按鍵信號輸出電路的輸入端，連接在第一充放電電路的輸出端;所述控制信號輸入電路的輸出端連接在第一充放電電路的輸入端。7.如權利要求1所述的帶自動重啟動功能的零功耗待機電路，其特征在于:所述按鍵信號輸出電路包括第二二極管(D2)、第五電阻(R5)、第六電阻(R6);所述第五電阻(R5)和第六電阻(R 6)串聯，此串聯電路的第一連接+5 V電源，第二端為按鍵信號輸出電路的輸出端(KEY_PWR);第五電阻(R5)和第六電阻(R6)的公共端連接第二二極管(D2)的正向端;第二二極管(D2)的負向端連接輕觸按鍵(SW9)的第一端;輕觸按鍵(SW9)的第二端接地;第二二極管(D2)和觸按鍵(SW9)的公共端為按鍵信號輸出電路的輸入端，連接在第一充放電電路的輸出端;所述控制信號輸入電路的輸出端連接在開關電路的輸入端。
【文檔編號】G05B19/042GK205485480SQ201620185613
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月11日
【發明人】王超
【申請人】無錫和晶科技股份有限公司