一种电源开关及机顶盒的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种电源开关及机顶盒，该电源开关包括电源输入端、上拉电阻、MOS晶体管单元、第一电容、电源输出端及开关弹片；MOS晶体管单元包括一个MOS晶体管或者多个并联的MOS晶体管，MOS晶体管单元的栅极与开关弹片一端连接，开关弹片另一端接地，MOS晶体管单元的源极与电源输入端连接，MOS晶体管单元的漏极与第一电容一端连接，第一电容另一端接地，电源输出端与MOS晶体管单元的漏极连接，上拉电阻一端与电源输出端连接，另一端与MOS晶体管单元的栅极连接。本发明电源开关采用同样的封装能够承受更大的电流，在大电流时不受开关封装的限制，电流开关在大电流下不必进行大的封装，从而减小了电源开关的体积和成本。
【专利说明】 一种电源开关及机顶盒
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种开关，尤其涉及一种电源开关及机顶盒。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的不断发展，越来越多的功能模块集成到一个电器设备上，这样直接导致电器设备的功耗增加，从而流过电源开关的电流也急增。
[0003]传统的低电压电源开关通过弹片的接触与断开实现电路的导通与关断。由于弹片材料及成本的制约，小电流的电源开关封装可以做小些，进行小的封装，大电流的电源开关封装则必须要做大些，必须进行大的封装。但是，大的电源开关封装会占用电器设备较大的体积和空间，也会使电源开关的成本大大增加。电器设备如果为大电流而不想使用大封装的电源开关，电源开关将长期处于超额电流下工作，将会导致电源开关上的压降过大，影响电器设备的稳定性能，严重会使电源开关寿命减少甚至烧毁，这样就使得电器设备只能使用大封装的电源开关，电器设备体积和成本都大幅增加。
[0004]
【发明内容】
[0005]有鉴于此，有必要针对上述低电压大电流电源开关必须进行大的封装，占用较大体积和成本增加的问题，提供一种电源开关。
[0006]同时，有必要提供一种上述电源开关的机顶盒。
[0007]—种电源开关，包括:电源输入端、上拉电阻、MOS晶体管单兀、第一电容、电源输出端及开关弹片；所述MOS晶体管单元包括一个MOS晶体管或者多个并联的MOS晶体管，所述MOS晶体管单元的栅极与开关弹片一端连接，开关弹片另一端接地，所述MOS晶体管单元的源极与所述电源输入端连接，所述MOS晶体管单元的漏极与第一电容一端连接，第一电容另一端接地，所述电源输出端与所述MOS晶体管单元的漏极连接，所述上拉电阻一端与电源输出端连接，另一端与MOS晶体管单元的栅极连接，所述开关弹片闭合时所述MOS晶体管单元导通，所述开关弹片断开时，上拉电阻使所述MOS晶体管单元截止。
[0008]在其中的一个实施例中，所述MOS晶体管采用P沟道MOS晶体管。
[0009]在其中的一个实施例中，所述MOS晶体管单元包括两个并联连接的MOS晶体管。
[0010]在其中的一个实施例中，所述上拉电阻的阻值为1K欧姆。
[0011]在其中的一个实施例中，所述第一电容为22uF。
[0012]在其中的一个实施例中，所述电源开关还包括泄放电阻；所述泄放电阻一端与所述电源输出端连接，另一端接地。
[0013]在其中的一个实施例中，所述泄放电阻的阻值为IK欧姆。
[0014]在其中的一个实施例中，所述电源开关还包括第二电容及第三电容；所述第二电容和第三电容的一端均与所述MOS晶体管单元的栅极连接，所述第二电容和第三电容的另一端接地。
[0015]在其中的一个实施例中，所述第二电容为0.luF，第三电容为luF。
[0016]一种机顶盒，包括电源开关，所述电源开关为上述的电源开关。
[0017]上述电源开关及机顶盒，开关弹片连接MOS晶体管单元栅极，通过开关弹片来控制MOS晶体管单元的导通和截止，实现电源开关的开断，由于MOS晶体管的封装尺寸在低压情况下不受电流的改变而改变，通过调整MOS晶体管的数目或者使用不同性能的MOS晶体管，就能够实现用小的封装使电源开关能够流过大电流，电源开关采用同样的封装能够承受更大的电流，在大电流时不受开关封装的限制，电流开关在大电流下不必进行大的封装，从而减小了电源开关的体积和成本。同时，该电源开关在使用时还能有效的避免产生电火花的现象，更加安全。
[0018]
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是一个实施例中电源开关的结构示意图；
图2是另一个实施例中电源开关的结构示意图。
[0020]
【具体实施方式】
[0021]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0022]图1是一个实施例中电源开关的结构示意图。该电源开关包括电源输入端5V_IN、上拉电阻Rl、(MOSFET)MOS晶体管单元Qn、第一电容Cl、电源输出端5V_0UT以及开关弹片SW。MOS晶体管单元Qn包括一个MOS晶体管或者多个并联的MOS晶体管(多个MOS晶体管并联即多个MOS晶体管的栅极连接在一起，多个MOS晶体管的源极连接在一起，多个MOS晶体管的漏极连接在一起)。MOS晶体管单元Qn的栅极与开关弹片SW —端连接，开关弹片SW另一端接地。MOS晶体管单元Qn的源极与电源输入端5V_IN连接。MOS晶体管单元Qn的漏极与第一电容Cl 一端连接，第一电容Cl另一端接地。电源输出端5V_0UT与MOS晶体管单元Qn的漏极连接。上拉电阻Rl —端与电源输出端5V_IN连接，另一端与MOS晶体管单元Qn的栅极连接。开关弹片SW闭合(接触)时拉低MOS晶体管单元Qn的栅极电位，MOS晶体管单元Qn导通；开关弹片SW断开时，上拉电阻Rl拉高MOS晶体管单元Qn的栅极电位，使MOS晶体管单元Qn截止。
[0023]MOS晶体管单元Qn中MOS晶体管的数目根据电源开关所需承受的最大电流以及MOS晶体管正常工作的最大电流进行调整。同时，为保证上拉电阻Rl能起到优良的效果且降低成本，上拉电阻Rl的阻值选为1K欧姆。第一电容Cl为22uF。
[0024]在进一步的实施例中，如图2所示，MOS晶体管单元Qn中的MOS晶体管采用P沟道MOS晶体管(P-CHANNAL M0SFET)。P沟道MOS晶体管正常工作电流大多能达到5A左右。MOS晶体管单元Qn包括两个并联连接的MOS晶体管，分别为MOS晶体管Ql及MOS晶体管Q2。两个MOS晶体管Ql和Q2的栅极互相连接后与开关弹片SW —端及上拉电阻Rl另一端连接、源极互相连接后与电源输入端5V_IN连接、漏极互相连接后与第一电容Cl 一端及电源输出端5V_0UT连接。开关弹片SW闭合时拉低MOS晶体管Ql和Q2的栅极电位，使MOS晶体管Ql和Q2导通，电流由源极流向漏极，由漏极流向电源输出端5V_0UT并流出；开关弹片SW断开时，上拉电阻Rl拉高MOS晶体管Ql和Q2的栅极电位，使MOS晶体管Ql和Q2截止，电源开关断开。MOS晶体管Ql和Q2均采用P沟道MOS晶体管，两个P沟道MOS晶体管并联的电流能够达到1A左右，这样能够满足绝大多数电器设备的要求，同时在保证电源开关性能的前提下尽可能少的用MOS晶体管，控制了电源开关的性能。在其他实施方式中，如果需要更大的电流，则只需要再增加MOS晶体管的数目即可。
[0025]同时，由于开关弹片SW断开后，电源输出端5V_0UT后的电路中具有较多电容，会存储很大的能量，在开关弹片SW断开后不能很快的释放，电压下降很慢，使得电路的不能立即关断，这将对电源开关的性能造成很大的影响。为快速的泄放掉该能量，该电源开关还包括泄放电阻R2。泄放电阻R2—端与电源输出端5V_0UT连接，另一端接地。当开关弹片Sff断开后，电路上存储的能量通过泄放电阻R2快速的泄放掉，从而使得电路快速关断。
[0026]为保证能尽快的进行泄放，泄放电阻R2的阻值是至关重要的，在该实施例中，泄放电阻R2的阻值为IK欧姆，使电源开关的释放达到最快的同时，又使电源开关导通时R2能量损耗达到最优。
[0027]此外，该电源开关还包括第二电容C2及第三电容C3，用来对电源开关进行滤波。第二电容C2及第三电容C3 —端均与MOS晶体管单元Qn的栅极连接(也即与开关弹片SW一端连接)，另一端接地。为保证第二电容C2及第三电容C3能够进行最优的滤波，该实施例中，第二电容C2为0.luF，第三电容C3为luF。
[0028]该电源开关，开关弹片SW闭合时，拉低MOS晶体管单元Qn的栅极电位，MOS晶体管单元Qn导通，电流由源极流向漏极，由漏极流向电源输出端5V_0UT并流出，使得电源开关导通。开关弹片SW断开时，由于上拉电阻Rl的作用，上拉电阻Rl拉高MOS晶体管单元Qn的栅极电位，使MOS晶体管单元Qn截止，从而使得电源开关断开。
[0029]该电源开关，开关弹片SW连接MOS晶体管单元Qn栅极，通过开关弹片SW来控制MOS晶体管单元Qn的导通和截止，实现电源开关的开断，由于MOS晶体管的封装尺寸在低压情况下不受电流的改变而改变，通过调整MOS晶体管的数目或者使用不同性能的MOS晶体管，就能够实现用小的封装使电源开关能够流过大电流，电源开关采用同样的封装能够承受更大的电流，在大电流时不受开关封装的限制，电流开关在大电流下不必进行大的封装，从而减小了电源开关的体积和成本。同时，该电源开关在使用时还能有效的避免产生电火花的现象，更加安全。该电源开关可适用于机顶盒、路由器、显示器、台灯等各种电器设备上。
[0030]同时，还提供一种机顶盒，该机顶盒包括电源开关。该电源开关为上述的电源开关。
[0031]上述电源开关及机顶盒，开关弹片连接MOS晶体管单元栅极，通过开关弹片来控制MOS晶体管单元的导通和截止，实现电源开关的开断，由于MOS晶体管的封装尺寸在低压情况下不受电流的改变而改变，通过调整MOS晶体管的数目或者使用不同性能的MOS晶体管，就能够实现用小的封装使电源开关能够流过大电流，电源开关采用同样的封装能够承受更大的电流，在大电流时不受开关封装的限制，电流开关在大电流下不必进行大的封装，从而减小了电源开关的体积和成本。同时，该电源开关在使用时还能有效的避免产生电火花的现象，更加安全。
[0032] 以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种电源开关，其特征在于，包括:电源输入端、上拉电阻、MOS晶体管单元、第一电容、电源输出端及开关弹片；所述MOS晶体管单元包括一个MOS晶体管或者多个并联的MOS晶体管，所述MOS晶体管单元的栅极与开关弹片一端连接，开关弹片另一端接地，所述MOS晶体管单元的源极与所述电源输入端连接，所述MOS晶体管单元的漏极与第一电容一端连接，第一电容另一端接地，所述电源输出端与所述MOS晶体管单元的漏极连接，所述上拉电阻一端与电源输出端连接，另一端与MOS晶体管单元的栅极连接，所述开关弹片闭合时所述MOS晶体管单元导通，所述开关弹片断开时，上拉电阻使所述MOS晶体管单元截止。
2.根据权利要求1所述的电源开关，其特征在于，所述MOS晶体管采用P沟道MOS晶体管。
3.根据权利要求2所述的电源开关，其特征在于，所述MOS晶体管单元包括两个并联连接的MOS晶体管。
4.根据权利要求1所述的电源开关，其特征在于，所述上拉电阻的阻值为1K欧姆。
5.根据权利要求1所述的电源开关，其特征在于，所述第一电容为22uF。
6.根据权利要求1所述的电源开关，其特征在于，所述电源开关还包括泄放电阻；所述泄放电阻一端与所述电源输出端连接，另一端接地。
7.根据权利要求6所述的电源开关，其特征在于，所述泄放电阻的阻值为IK欧姆。
8.根据权利要求1所述的电源开关，其特征在于，所述电源开关还包括第二电容及第三电容；所述第二电容和第三电容的一端均与所述MOS晶体管单元的栅极连接，所述第二电容和第三电容的另一端接地。
9.根据权利要求8所述的电源开关，其特征在于，所述第二电容为0.luF，第三电容为IuF0
10.一种机顶盒，包括电源开关，其特征在于，所述电源开关为上述权利要求1至9任一项所述的电源开关。
【文档编号】H03K17/56GK104426513SQ201310362541
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月20日 优先权日:2013年8月20日
【发明者】许凤君, 申灵 申请人:深圳市九洲电器有限公司