一种开关控制电路及电子设备的制作方法

本申请涉及电力电子技术领域，特别是涉及一种开关控制电路及电子设备。

背景技术：

现有开关控制电路中，通常利用机械开关的闭合状态和断开状态来分别控制并锁定负载的上电状态和断电状态，例如，机械开关保持闭合状态时，负载保持上电状态，机械开关断开时，负载进入断电状态，不仅容易损坏机械开关，导致开关控制电路的可靠性下降，而且现有开关控制电路控制供电电路给负载上电时不能给供电电路充电，导致工作效率较低。

技术实现要素：

本申请主要解决的技术问题是如何提高开关控制电路的可靠性及工作效率。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种开关控制电路。该开关控制电路包括：轻触开关；上电电路，分别与供电电路及负载连接；控制器，分别与轻触开关及上电电路连接，用于根据轻触开关的触发信号控制上电电路为负载上电或断电；充电电路，分别与控制器和供电电路连接，控制器控制充电电路在负载上电时为供电电路充电。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种电子设备。该电子设备包括上述开关控制电路。

本申请实施例的有益效果是：本申请开关控制电路包括：轻触开关；上电电路，分别与供电电路及负载连接；控制器，分别与轻触开关及上电电路连接，用于根据轻触开关的触发信号控制上电电路为负载上电或断电；充电电路，分别与控制器和供电电路连接，控制器控制充电电路在负载上电时为供电电路充电。通过这种方式，本申请采用轻触开关代替传统的机械开关，该轻触开关被按下产生触发信号后自动弹起恢复至初始状态，控制器根据该触发信号控制上电电路给负载上电或者断电，因轻触开关长时间处于初始状态(自然状态)，仅短暂处于被按压状态，因此不易被损坏，能够提高开关控制电路的可靠性；同时，本申请开关控制电路中设有充电电路，控制器控制充电电路在负载上电时给供电电路充电，因此本申请开关控制电路能够使负载上电及供电电路充电同步进行，能够提高其工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请开关控制电路一实施例的结构示意图；

图2是图1实施例开关控制电路的电路结构示意图；

图3是本申请电子设备一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本申请作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本申请，但不对本申请的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本申请的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的发明人在长期的研发过程中发现，在现有技术中，开关控制电路通常采用机械开关控制负载上电及断电，且利用机械开关的闭合状态和断开状态来分别控制并锁定负载的上电状态和断电状态，例如，机械开关闭合，负载上电，机械开关保持闭合状态，负载保持上电状态；机械开关断开，负载断电，机械开关保持断开状态，负载保持断电状态；这种工作方式易导致机械开关损坏；且现有供电电路给负载上电时，供电电路不能被充电，即供电电路的供电过程和充电过程要异步进行，工作效率较低。

为解决上述技术问题，本申请首先提出一种开关控制电路，图1是本申请开关控制电路一实施例的结构示意图；图2是图1实施例开关控制电路的电路结构示意图。本实施例开关控制电路10包括：轻触开关110、上电电路120、控制器130及充电电路140；其中，上电电路120分别与供电电路20及负载30连接；控制器130分别与轻触开关110及上电电路120连接，控制器130用于根据轻触开关110的触发信号控制上电电路120为负载30上电或断电；充电电路140分别与控制器130和供电电路20连接，控制器130控制充电电路140在负载30上电时为供电电路20充电。

其中，充电电路140的电源输入端与充电电源连接，该充电电源为充电电路140提供充电电压；供电电路20为上电电路120提供供电电压。

其中，轻触开关110又称按键开关，使用时以满足操作力的条件向开关操作方向施压开关闭合接通，当撤销压力时开关断开，即轻触开关110在被施压时闭合，压力消失时断开。

在一应用场景中，负载20需要上电时，轻触开关110接收外部按压信号，并在外部按压信号作用下产生触发信号，并在外部按压信号消失后恢复至初始状态，控制器130根据该触发信号控制上电电路120为负载30上电。

在上电电路120为负载30上电时，控制器130接收到充电控制信号，并根据充电控制信号控制充电电路140为供电电路20充电。

在另一应用场景中，负载20需要断电时，轻触开关110接收外部按压信号，并在外部按压信号作用下产生触发信号，并在外部按压信号消失后恢复至初始状态，控制器130根据该触发信号控制上电电路120断电。

区别于现有技术，本实施例采用轻触开关110代替传统的机械开关，该轻触开关110被按下产生触发信号后自动弹起恢复至初始状态，控制器130根据该触发信号控制上电电路120给负载30上电或者断电，因轻触开关110长时间处于初始状态(自然状态)，仅短暂处于被按压状态，因此不易被损坏，能够提高开关控制电路10的可靠性；同时，本实施例开关控制电路10中设有充电电路140，控制器130控制充电电路140在负载30上电时给供电电路20充电，因此本实施例开关控制电路10能够使负载30上电及供电电路20充电同步进行，能够提高其工作效率。

可选地，本实施例的轻触开关110进一步与上电电路120连接，用于根据外部信号控制上电电路120为负载30上电或断电，并产生触发信号给控制器130。

在一应用场景中，负载20需要上电时，轻触开关110接收外部按压信号，并在外部按压信号作用下闭合，以控制上电电路120为负载30上电，同时轻触开关110在外部按压信号作用下产生触发信号，并在外部按压信号消失后断开，控制器130根据该触发信号控制上电电路120持续为负载30上电。

在另一应用场景中，轻触开关110接收外部按压信号，并在外部按压信号作用下闭合，以控制上电电路120断电，同时轻触开关110在外部按压信号作用下产生触发信号，并在外部按压信号消失后断开，控制器130根据该触发信号控制上电电路120持续断电。

本实施例是通过轻触开关110触发上电电路120为负载30上电或断电，然后通过控制器130根据轻触开关110的触发信号产生控制信号，以维持上电电路120为负载30持续上电或持续断电；在其它实施例中，控制器可以直接根据轻触开关的触发信号触发上电电路为负载上电或断电，并维持上电状态或断电状态，而无需通过轻触开关触发上电电路为负载上电或断电。

可选地，本实施例的充电电路140包括：第一开关管q1、第一电阻r1及第二电阻r2；其中，第一开关管q1的输出端与负载30连接，第一开关管q1的输入端与充电电源连接，以接入充电电压；第一电阻r1的一端与第一开关管q1的控制端连接，第一电阻r1的另一端与充电电源连接，以接入充电电压；第二电阻r2的一端与第一开关管q1的控制端连接，第二电阻r2的另一端与控制器130连接。

其中，本实施例的第一开关管q1为pmos管，其控制端为栅极g，输出端为漏极d，输入端为源极s；其栅极g电压低于源极s电压时导通，栅极g电压高于源极s电压时截止，可用来控制与电源之间的导通。

现有机械开关是控制有负载的电路，电机的电阻很小，会产生大电流，容易产生电火花；本实施例的触控开关110控制的不是负载回路，而是pmos管的栅极g，电流回路与负载回路不同，其电流大小只与第一电阻r1及第二电阻r2有关，电流很小，所以不会产生电火花，能够减少触控开关110的损坏，提高开关控制电路10的可靠性。

在一应用场景中，负载30上电时，可以通过控制器130控制第二电阻r2的另一端接入低电平，以通过第二电阻r2将pmos管的栅极g电压拉低，因pmos管的源极s通过第一电阻r1接入充电电压vcc1，因此可以使得pmos管的栅极g电压低于源极s电压，pmos管导通，充电电压vcc1经pmos管传输给上电电路120；负载30上电时，上电电路120与供电电路20连通(具体可参阅下文描述)，因此，此时充电电压vcc1可以给供电电路20充电。

供电电路20可以设置至少两路子供电电路，一路子供电电路为负载30上电，同时，充电电路140可以为另一路子供电电路充电；当然，充电电路140还可以同时为供电电路20充电及为负载30供电，具体不做限定。

在另一应用场景中，可以通过控制器130控制第二电阻r2的另一端接入高电平，以通过第二电阻r2将pmos管的栅极g电压推高，可以使得pmos管的栅极g电压高低于源极s电压，pmos管截止，控制充电电路140断开给供电电路20的充电。

在其它实施例中，还可以采用igbt、三极管等元器件代替本实施例的pmos管。

可选地，本实施例的控制器130包括：第二开关管q2，第二开关管q2的控制端接入充电控制信号，第二开关管q2的输入端与第二电阻r2的另一端连接，第二开关管q2的输出端接地。

本实施例的第二开关管q2为npn三极管，npn三极管的控制端为基极b，输入端为集电极c，输出端为发射极e；其基极b的电压高于发射极e的电压时导通，基极b的电压低于发射极e的电压时截止。

在供电电路20需要充电时，npn三极管的基极b接入高电平信号，因npn三极管的发射极e接地，因此npn三极管的基极b的电压比其发射极e电压高，因此npn三极管导通，以通过npn三极管及第二电阻r2将pmos管的栅极g拉低；由上述分析可知，此时可以控制充电电压vcc1给供电电路20充电。

在供电电路20需要断开充电时，npn三极管的基极b接入低电平信号，npn三极管截止，以使将pmos管的栅极g电压推高；由上述分析可知，此时可以断开充电电压vcc1给供电电路20充电。

在其它实施例中，还可以采用igbt、mos管等元器件代替本实施例的三极管。

可选地，本实施例的上电电路120包括：第三开关管q3、第三电阻r3及第四电阻r4；其中，第三开关管q3的输出端与负载30连接，第三开关管q3的输入端与供电电路20连接，以接入供电电压vcc2；第三电阻r3的一端与供电电路20连接，以接入供电电压vcc2，第三电阻r3的另一端与第三开关管q3的控制端连接；第四电阻r4的一端与第三开关管q3的控制端连接，第四电阻r4的另一端与轻触开关110的一端和控制器130连接，轻触开关110的另一端接地。

其中，本实施例的第三开关管q3为pmos管，其控制端为栅极g，输出端为漏极d，输入端为源极s；其栅极g电压低于源极s电压时导通，栅极g电压高于源极s电压时截止，可用来控制与电源之间的导通。

在一应用场景中，可以通过控制器130控制第四电阻r4的另一端接入低电平，以通过第四电阻r4将第三开关管q3的栅极g电压拉低，因第三开关管q3的源极s通过第三电阻r3接入供电电压vcc2，因此可以使得第三开关管q3的栅极g电压低于源极s电压，第三开关管q3导通，供电电压vcc2经第三开关管q3传输给负载30，以给负载30上电。

在另一应用场景中，可以通过控制器130控制第四电阻r4的另一端接入高电平，以通过第四电阻r4将第三开关管q3的栅极g电压推高，可以使得第三开关管q3的栅极g电压高低于源极s电压，第三开关管q3截止，断开供电电压vcc2给负载30上电。

在其它实施例中，第三开关管q3还可以为igbt、三极管等元器件。

可选地，本实施例的控制器130进一步包括：第五电阻r5和第四开关管q4；其中，第五电阻r5的一端与第四电阻r4的另一端连接；第四开关管q4的控制端接入触发信号，第四开关管q4的输入端与第五电阻r5的另一端连接，输出端接地。

本实施例的第四开关管q4为npn三极管，npn三极管的控制端为基极b，输入端为集电极c，输出端为发射极e；其基极b的电压高于发射极e的电压时导通，基极b的电压低于发射极e的电压时截止。

在负载30需要上电时，轻触开关110接收外部按压信号，并在外部按压信号作用下闭合，以控制上电电路120为负载30上电，同时轻触开关110在外部按压信号作用下产生触发信号，并在外部按压信号消失后断开，控制器130根据该触发信号产生高电平信号给npn三极管的基极b，因npn三极管的发射极e接地，因此npn三极管的基极b的电压比其发射极e电压高，因此npn型三极管导通，以通过npn三极管及第五电阻r5将第三开关管q3的栅极g拉低；由上述分析可知，此时可以控制供电电路20的供电电压vcc2持续给负载30上电。

在负载30需要断电时，轻触开关110接收外部按压信号，并在外部按压信号作用下闭合，以控制上电电路120断电，同时轻触开关110在外部按压信号作用下产生触发信号，并在外部按压信号消失后断开，控制器130根据该触发信号产生低电平信号给在npn三极管的基极b，npn三极管截止，以使将pmos管的栅极g变高；由上述分析可知，此时可以持续断开供电电压vcc2给负载30上电。

在其它实施例中，第四开关管q4还可以为igbt、mos管等元器件。

可选地，本实施例开关控制电路10进一步包括：检测电路150，分别与控制器130和轻触开关110连接，用于检测负载30所处的上电状态或者断电状态。

由上述分析可知，轻触开关110在收到外部压力后产生触发信号，并在外部压力消失后恢复至初始状态，在负载30处于上电状态和断电状态时，轻触开关110的状态都是相同的，因此，不能从轻触开关110的状态辨识负载30的工作状态；本实施例可以通过检测电路150检测负载30所处的上电状态或者断电状态，以提高开关控制电路10的控制准确度。

可选地，本实施例的检测电路130包括：第六电阻r6及二极管d；其中，第六电阻r6的一端接入电源电压vcc4，第六电阻r6的另一端a与控制器130连接；二极管d的阳极与第六电阻r6的另一端a连接，二极管d的阴极与轻触开关110的一端连接。

电源电压vcc4可以由信号源提供；在上电电路120为负载30上电时，信号源接入，并为第六电阻r6的另一端a，即控制器130持续提供高电平信号，因此，在负载30处于上电状态时，第六电阻r6的另一端a的端电压保持为高电平；在负载30断电时，信号源为第六电阻r6的另一端a，即控制器130持续提供低电平信号，因此，在负载30处于断电状态时，第六电阻r6的另一端a的端电压保持为低电平。

具体地，在负载30处于上电状态时，第六电阻r6的另一端a的端电压为高电平，此时按压轻触开关110，轻触开关110闭合，轻触开关110导通接地，并将二极管d的阴极电压拉低，二极管d导通，二极管d的阳极电压拉低，第六电阻r6的另一端a的端电压被拉至低电平；控制器130根据第六电阻r6的另一端a的端电压从高电平变为低电平，判定负载30处于上电状态，按压轻触开关110是为了给负载30断电；因此，控制器130控制第四电阻r4的另一端接入高电平，以通过第四电阻r4将第三开关管q3的栅极g电压推高，可以使得第三开关管q3的栅极g电压高低于源极s电压，第三开关管q3截止，控制负载30断电。

在负载30处于断电状态时，第六电阻r6的另一端a的端电压为低电平，此时按压轻触开关110，轻触开关110闭合，轻触开关110导通接地，并将二极管d的阴极电压拉低，二极管d不导通，第六电阻r6的另一端a的端电压不变；控制器130根据第六电阻r6的另一端a的端电压不变，判定负载30处于断电状态，按压轻触开关110是为了给负载30上电；因此，控制器130控制第四电阻r4的另一端接入高电平，以通过第四电阻r4将第三开关管q3的栅极g电压拉低，因第三开关管q3的源极s通过第三电阻r3接供电电压vcc2，因此可以使得第三开关管q3的栅极g电压低于源极s电压，第三开关管q3导通，供电电压vcc2经第三开关管q3传输给负载30，以给负载30上电。

其中，本实施例的控制器130还包括控制芯片，其中，控制芯片与第二开关管q2的控制端连接，用于根据外部指令产生充电控制信号，并将充电控制信号输出给第二开关管q2，以控制充电电路140给供电电路20充电；控制芯片分别与轻触开关110、检测电路150及第四开关管q4连接，用于根据检测电路110对第六电阻r6另一端a的端电压的检测结果及轻触开关110的触发信号产生上电控制信号或者断电控制信号给第四开关管q4，以控制上电电路120为负载30上电或者断电。

本申请进一步提出一种电子设备，如图3所示，图3是本申请电子设备一实施例的结构示意图。本实施例电子设备40包括：供电电路20、负载30及开关控制电路10，开关控制电路10分别与供电电路20和负载30连接；其中，开关控制电路10包括：轻触开关110、上电电路120、控制器130及充电电路140；其中，上电电路120分别与供电电路20及负载30连接；控制器130分别与轻触开关110及上电电路120连接，控制器130用于根据轻触开关110的触发信号控制上电电路120为负载30上电或断电；充电电路140分别与控制器130和供电电路20连接，控制器130控制充电电路140在负载30上电时为供电电路20充电。

本实施例的开关控制电路10可参阅上述实施例的开关控制电路10，这里不赘述。

本申请开关控制电路包括：轻触开关；上电电路，分别与供电电路及负载连接；控制器，分别与轻触开关及上电电路连接，用于根据轻触开关的触发信号控制上电电路为负载上电或断电；充电电路分别与控制器和供电电路连接，控制器控制充电电路在负载上电时为供电电路充电。通过这种方式，本申请采用轻触开关代替传统的机械开关，该轻触开关被按下产生触发信号后自动弹起恢复至初始状态，控制器根据该触发信号控制上电电路给负载上电或者断电，因轻触开关长时间处于初始状态(自然状态)，仅短暂处于被按压状态，因此不易被损坏，能够提高开关控制电路的可靠性；同时，本申请开关控制电路中设有充电电路，控制器控制充电电路在负载上电时给供电电路充电，因此本申请开关控制电路能够使负载上电及供电电路充电同步进行，能够提高其工作效率。

进一步地，本申请的触控开关控制的不是负载回路，而是第三开关管的栅极，电流回路与负载回路不同，其电流大小只与第一电阻及第二电阻有关，电流很小，所以不会有电火花，能够减少触控开关的损坏，提高开关控制电路的可靠性。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效机构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。