专利名称：直流稳压电源开关及电子装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子电路技术，尤其涉及一种直流稳压电源开关及电子装置。
背景技术：
在传统的电子系统设计中，一般用的是机械式开关来控制电源的开启和断开；这种开关对应两种状态，即开关的开启状态和关闭状态，在控制电源的通断过程中，直接参与在电路中工作。机械式开关开启的瞬间需要承受很大的电流冲击，会产生电磁干扰，甚至有可能产生电弧火花，会直接影响到开关的使用寿命。由于传统的机械式开关的体积比较大，安装比较占空间，而现在的电子设计系统趋于小型化和智能化方向的发展，因此，传统的机械式开关会影响整体的装配效果。另外，机械式开关由于记忆上一次的状态，如果不人为的更改开关状态，开关将不会改变状态，不具备停电自锁功能，会造成能源的浪费。鉴于传统的机械式开关的以上缺点，业内出现了直流稳压电源开关，其中一种已知的直流稳压电源开关具有一个555的芯片和一个D触发器芯片，控制的原理都是利用D触发器的CLK检测脉冲信号使D触发器的输出状态翻转。不过其支持的直流稳压电源为一个固定值5V，如果该系统的供电VCC为12V时，该设计的电路系统将会由于器件的供电超出其正常供电范围而非正常工作或者不工作，并且此系统中用到的555芯片，成本比较高。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种直流稳压电源开关及电子装置，旨在解决现有的直流稳压电源开关输入电压范围窄，且成本较高的问题。本实用新型是这样实现的，一种直流稳压电源开关，包括开关装置模块、电源选择保护模块、脉冲发生模块、D触发器模块以及电源开关模块，其中所述开关装置模块的输出端连接于所述脉冲发生模块；所述电源选择保护模块的输出端连接于所述脉冲发生模块以及所述D触发器模块；所述脉冲发生模块的输出端连接于所述D触发器模块；所述D触发器模块的输出端连接于所述电源开关模块。较优的，所述电源选择保护模块包括电阻R8、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14以及三极管Q4，其中，所述三极管Q4的基极连接于所述电阻Rll的第一端以及所述电阻R12的第二端，所述三极管Q4的集电极连接于所述电阻R13的第一端，所述三极管Q4的发射极连接于所述电阻R8的第二端以及所述电阻R14的第二端；所述电阻Rll的第二端、所述电阻R13的第二端以及所述电阻R14的第一端连接到输入电压VIN ;所述电阻R12的第一端以及所述电阻R8的第一端连接到接地电压GND。较优的，所述电源选择保护模块中的所述电阻(R14)的第二端还连接于所述脉冲发生模块以及所述D触发器模块。较优的，所述D触发器模块包括D触发器、电容C4、电阻R3以及电阻R4，其中，所述D触发器的·引脚通过电阻R4连接到电源电压VCC，所述D触发器的·引脚通过电阻R3连到电源电压VCC、且通过电容C4连接到接地电压GND。[0009]较优的，所述D触发器的CLK引脚连接于所述脉冲发生模块中三极管Ql的集电极。较优的，所述电源电压VCC的电压值为5V。较优的，所述脉冲发生模块包括电阻R2、三极管Ql以及电容C3，其中，所述三极管Ql的基极连接于所述开关装置模块，所述三极管Ql的发射极连接到所述接地电压GND，所述三极管Ql的集电极通过所述电阻R2连 接到电源电压VCC且通过所述电容C3连接到接地电压GND。较优的，所述开关装置模块包括轻触开关SW1，所述轻触开关SWl的一端连接于所述脉冲发生模块，所述轻触开关SWl的另一端连接于接地电压GND。较优的，所述电源开关模块包括电阻R9、电阻RlO、电容C6、电容C7、场效应管Q2以及场效应管Q3，其中，所述场效应管Q2的栅极连接于所述D触发器模块，所述场效应管Q2的源极连接到接地电压GND，所述场效应管Q2的漏极通过所述电阻RlO连接到所述场效应管Q3的栅极、且通过所述电阻R9连接到输入电压VIN，所述场效应管Q3的源极连接到输入电压VIN，所述场效应管Q3的漏极连接到输出电压V0UT、且通过并联的所述电容C6以及所述电容C7连接到接地电压GND。本实用新型的另一目的在于提供一种电子装置，其包括以上任一种所述的直流稳压电源开关。本实用新型所公开的直流稳压电源开关，输入电压范围宽，电路简单，成本较低，且具备停电自锁功能，稳定性好，可靠性高，装配效果美观，适用范围广。
图I为本实用新型实施方式提供的直流稳压电源开关的结构方框图；图2是本实用新型实施方式提供的直流稳压电源开关的电路结构示意图；图3是本实用新型实施方式提供的直流稳压电源开关中D触发器的真值表。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。本实用新型所提供的直流稳压电源开关，开关时无冲击电流，无电磁干扰，使用寿命长，具备停电自锁功能，同时又支持输入的直流稳压电源范围宽，电路简单，且不需要额外的芯片，成本较低，适用范围广。图I为本实用新型实施方式提供的直流稳压电源开关的结构方框图。如图I所示，直流稳压电源开关包括开关装置模块110、电源选择保护模块120、脉冲发生模块130、D触发器模块140以及电源开关模块150。开关装置模块110的输出端连接于脉冲发生模块130 ；电源选择保护模块120的输出端连接于脉冲发生模块130以及D触发器模块140 ；脉冲发生模块130的输出端连接于D触发器模块140 ;D触发器模块140的输出端连接于电源开关模块150，其中，图I中的箭头表示信号的流向。图2为本实用新型实施方式提供的直流稳压电源开关的电路结构示意图。请同时参见图I及图2，开关装置模块110包括轻触开关SWl以及电阻R1，其中，轻触开关SWl的一端连接于脉冲发生模块130中三极管Ql的基极，轻触开关SWl的另一端连接于接地电压GND。电源选择保护模块120包括电阻R8、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14以及三极管Q4，其中，三极 管Q4的基极B连接于电阻Rll的第一端以及电阻R12的第二端，三极管Q4的集电极C连接于电阻R13的第一端，三极管Q4的发射极E连接于电阻R8的第二端以及电阻R14的第二端；电阻RlI的第二端、电阻R13的第二端以及电阻R14的第一端连接到输入电压VIN;电阻R12的第一端以及电阻R8的第一端连接到接地电压GND。脉冲发生模块130包括电阻R2、三极管Ql以及电容C3，其中，三极管Ql的基极B连接于开关装置模块110，三极管Ql的发射极E连接到接地电压GND，三极管Ql的集电极C通过电阻R2连接到电源电压VCC，同时，三极管Ql的集电极C通过电容C3连接到接地电压 GND。D触发器模块140包括D触发器、电容Cl、电容C2、电容C4、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6以及电阻R7，其中，D触发器的引脚通过电阻R4连接到电源电压VCC，D触发器的引脚通过电阻R3连接到电源电压VCC，同时己豆脚通过电容C4连接到接地电压GND, D触发器的CLK引脚连接于脉冲发生模块130中三极管Ql的集电极C。电源开关模块150包括电阻R9、电阻R10、电容C6、电容C7、场效应管Q2以及场效应管Q3，其中，场效应管Q2的的栅极G通过电阻R6连接于D触发器的Q引脚，场效应管Q2的源极S连接到接地电压GND，场效应管Q2的漏极D通过电阻RlO连接到场效应管Q3的栅极G，同时，场效应管Q2的漏极D通过电阻R9连接到输入电压VIN，场效应管Q3的源极S连接到输入电压(VIN)，场效应管Q3的漏极D连接到输出电压V0UT，同时，场效应管Q3的漏极D通过并联的电容C6以及电容C7连接到接地电压GND。如图2所示，当系统供电(即输入电压)VIN不超过5V时，不需要电源选择保护模块120的保护；当系统供电VIN超过5V时(例如VIN为9V，12V时)，电源选择保护模块120中的电阻R8、电阻R11、电阻R12、电阻R13以及三极管Q4的参数根据系统供电VIN的值来配置，以便调节电源电压VCC的电压，使电源电压VCC的电压值保持为5V左右。由此一来，本实用新型所提供的直流稳压电源开关所支持的输入电压并不限于5V，其支持的输入电压范围较宽。直流稳压电源开关的工作过程包括两个部分即直流稳压电源开关通电时的初始状态确定和开关动作的响应。由于D触发器模块140中D触发器的PM引脚通过电阻R4连接到电源电压VCC，D触发器的引脚通过电阻R3连到电源电压VCC，同时脚通过电容C4连接到接地电压GND0由此，电阻R3和电容C4构成一个RC延时电路，在直流稳压电源开关通电的瞬间，PM引脚为高电平状态，CLR引脚为低电平状态，由图3所示的D触发器的真值表可以看出，此
时，D触发器的输出状态为Q引脚输出低电平，Q引脚输出高电平。这样一来，就可以确定D触发器通电之后的初始状态。D触发器的Q引脚输出低电平时，对于电源开关模块150中的场效应管Q2来说，其栅极G与源极S之间没有压差，因此，场效应管Q2截止，在场效应管Q2截止时，电源开关模块150中的场效应管Q3的栅极G与源极S之间也不存在压差，场效应管Q3也截止，此时，直流稳压电源开关的输出电压VOUT为OV，S卩，VOUT没有输出。从以上分析中可以看出，通电之后，直流稳压电源开关的各节点的电平状态都是确定的。在按下开关装置模块110中轻触开关SWl之前，脉冲发生模块130中三极管Ql的基极B被开关装置模块110中的电阻Rl上拉到电源电压VCC，此时，三极管Ql导通，由于三极管Ql的集电极C和D触发器的CLK引脚直接连接，因此，当三极管Ql导通时，D触发器的CLK引脚被下拉到接地电压GND。按下轻触开关SWl时，三极管Ql的基极B被下拉到接地电压GND，此时三极管Ql截止，三极管Ql的集电极C输出的状态是高电平，也就是说，按下轻触开关SWl的过程对于D触发器的CLK引脚来说是一个上升沿脉冲信号。此时，PM引脚和@引脚都为高电平
状态，由图3所示的D触发器的真值表可以看出，当丽引脚和瓦！引脚均为高电平时，只要D触发器的CLK引脚检测到一个上升沿脉冲信号，D触发器的Q引脚的电平输出状态就会发生翻转，D触发器的Q引脚的电平状态会由原来的低电平翻转为高电平状态。此时，电·源开关模块150中场效应管Q2的栅极G与源极S之间的压差足以使场效应管Q2导通，场效应管Q2导通后，场效应管Q3的栅极G通过电阻RlO和场效应管Q2连接到接地电压GND，场效应管Q3的栅极G与源极S之间的压差足以使场效应管Q3导通。场效应管Q3导通之后，输出电压VOUT输出可以默认为与输入电压VIN相等,这样就打开了输出电压VOUT的输出，相当于机械硬开关的开状态。再次按下轻触开关SWl时，D触发器的Q引脚的电平状态再次发生翻转，场效应管Q2以及场效应管Q3截止，输出电压VOUT没有输出，这样一来，就关闭了 VOUT的输出，相当于机械硬开关的关状态。由以上描述可知，本实用新型提供的直流稳压电源开关中，每按一次轻触开关SWl，D触发器的Q引脚的电平状态就会翻转一次，输出电压VOUT的输出状态也会随着发生一次变化。且后一次变化的结果与前一次结果是的取反。由以上描述可知，本实用新型所公开的直流稳压电源开关，输入电压范围宽，电路简单，且不需要额外的芯片，成本较低。另外，具备停电自锁功能，稳定性好，可靠性高，适用范围广。同时，本实用新型还提供一种电子装置，其包括以上所描述的任一种直流稳压电源开关。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种直流稳压电源开关，包括开关装置模块、电源选择保护模块、脉冲发生模块、D触发器模块以及电源开关模块，其中 所述开关装置模块的输出端连接于所述脉冲发生模块； 所述电源选择保护模块的输出端连接于所述脉冲发生模块以及所述D触发器模块； 所述脉冲发生模块的输出端连接于所述D触发器模块； 所述D触发器模块的输出端连接于所述电源开关模块。
2.如权利要求I所述的直流稳压电源开关，其特征在于 所述电源选择保护模块包括电阻(R8)、电阻(Rll)、电阻(R12)、电阻(R13)、电阻(R14)以及三极管(Q4)，其中，所述三极管(Q4)的基极连接于所述电阻(Rll)的第一端以及所述电阻(R12)的第二端，所述三极管(Q4)的集电极连接于所述电阻(R13)的第一端，所述三极管(Q4)的发射极连接于所述电阻(R8)的第二端以及所述电阻(R14)的第二端；所述电阻(Rll)的第二端、所述电阻(R13)的第二端以及所述电阻(R14)的第一端连接到输入电压(VIN);所述电阻(R12)的第一端以及所述电阻(R8)的第一端连接到接地电压(GND)。
3.如权利要求2所述的直流稳压电源开关，其特征在于 所述电源选择保护模块中的所述电阻(R14)的第二端还连接于所述脉冲发生模块以及所述D触发器模块。
4.如权利要求I所述的直流稳压电源开关，其特征在于 所述D触发器模块包括D触发器、电容(C4)、电阻(R3)以及电阻(R4)，其中，所述D触发器的胃引脚通过电阻(R4)连接到电源电压(VCC)，所述D触发器的引脚通过电阻(R3)连到电源电压(VCC)、且通过电容(C4)连接到接地电压(GND)。
5.如权利要求4所述的直流稳压电源开关，其特征在于 所述D触发器的CLK引脚连接于所述脉冲发生模块中三极管(Ql)的集电极。
6.如权利要求4所述的直流稳压电源开关，其特征在于 所述电源电压(VCC)的电压值为5V。
7.如权利要求I所述的直流稳压电源开关，其特征在于 所述脉冲发生模块包括电阻(R2)、三极管(Ql)以及电容(C3)，其中，所述三极管(Ql)的基极连接于所述开关装置模块，所述三极管(Ql)的发射极连接到接地电压(GND)，所述三极管(Ql)的集电极通过所述电阻(R2)连接到电源电压(VCC)且通过所述电容(C3)连接到接地电压(GND)。
8.如权利要求I所述的直流稳压电源开关，其特征在于 所述开关装置模块包括轻触开关(SWl)，所述轻触开关(SWl)的一端连接于所述脉冲发生模块，所述轻触开关(SWl)的另一端连接于接地电压(GND)。
9.如权利要求I所述的直流稳压电源开关，其特征在于 所述电源开关模块包括电阻(R9)、电阻(RlO)、电容(C6)、电容(C7)、场效应管(Q2)以及场效应管(Q3)，其中，所述场效应管(Q2)的栅极连接于所述D触发器模块，所述场效应管(Q2)的源极连接到接地电压(GND)，所述场效应管(Q2)的漏极通过所述电阻(RlO)连接到所述场效应管(Q3)的栅极、且通过所述电阻(R9)连接到输入电压(VIN)，所述场效应管(Q3)的源极连接到输入电压(VIN)，所述场效应管(Q3)的漏极连接到输出电压(VOUT)、且通过并联的所述电容(C6)以及所述电容(C7)连接到接地电压(GND)。
10.一种电子装置，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的直流稳压电源开关。
专利摘要本实用新型涉及电子电路技术，提供了一种直流稳压电源开关及一种电子装置，其中，直流稳压电源开关包括开关装置模块、电源选择保护模块、脉冲发生模块、D触发器模块以及电源开关模块，其中，所述开关装置模块的输出端连接于所述脉冲发生模块；所述电源选择保护模块的输出端连接于所述脉冲发生模块以及所述D触发器模块；所述脉冲发生模块的输出端连接于所述D触发器模块；所述D触发器模块的输出端连接于所述电源开关模块。本实用新型所公开的直流稳压电源开关，输入电压范围宽，电路简单，成本较低，且具备停电自锁功能，稳定性好，可靠性高，装配效果美观，适用范围广。
文档编号G05F1/56GK202735883SQ20122036804
公开日2013年2月13日 申请日期2012年7月28日 优先权日2012年7月28日
发明者余鑫北 申请人:深圳市同洲电子股份有限公司