一种低功耗自锁控制电路的制作方法

1.本实用新型属于电路控制领域，具体涉及一种低功耗自锁控制电路。


背景技术：

2.随着人们生活水平的提高，对消费类电子需求量越来越大，其中有很大部分是电池供电的产品，这类产品要求在工作完成后对电池电量的消耗降低到最低。
3.通常是通过一个拨动开关来完全切断电池供电，这种方式对于电池电量消耗减少到零。然而这种方式，并没有设定待机模式，在只有开机模式和关机模式下，每次从关机模式切换为开机模式，均需要度过一个时间段的过渡阶段，以将设备中的电路逐渐稳定到工作状态；然而这种过渡阶段时间较长，且各个电路从初始状态到工作状态，往往出现脉冲对电子元器件产生损耗，相比直接设定待机状态，从待机状态到工作状态而言有着更高的功耗。
4.目前市场上的很多使用电池供电的产品设定了关机模式、待机模式和工作模式。在关机模式下，整体供电完全切断；在待机模式下，部分电子元件依然运转，保证整体运行的连贯性；在工作模式下，外接电源全力为电池供电产品的供电端进行供电。


技术实现要素：

5.本实用新型提供一种低功耗自锁控制电路，保证待机电路在待机状态下无待机电流，降低待机状态下的待机功耗。
6.实用新型的基础方案为：一种低功耗自锁控制电路，包括：第一控制电路、mcu、第二控制电路和开关电路；
7.所述第一控制电路的第一输入端连接外接电源，第一控制电路的输出端连接mcu的供电端，第一控制电路的第二输入端连接第二控制电路的第一输出端，第一控制电路在第一输入端的电平为低电平时导通；
8.所述第二控制电路的输入端与所述mcu的输出端连接，所述第二控制电路的第二输出端接地，所述第二控制电路在输入端的电平为高电平时导通；
9.所述开关电路的两端并联在所述第一控制电路的第一输入端和输出端之间，和/或，所述开关电路的两端并联在所述第二控制电路的第一输出端和第二输出端之间。
10.进一步，所述第一控制电路包括p沟道的第一mos管，第一mos管的s极作为第一控制电路的第一输入端，第一mos管的d极作为第一控制电路的输出端，第一mos管的g极作为第一控制电路的第二输入端。
11.进一步，所述第一控制电路还包括第一电阻，所述第一电阻的一端与所述第一mos管的s极连接，第一电阻的另一端与所述mos管的g极连接。
12.进一步，所述第二控制电路包括n沟道的第二mos管，第二mos管的s极作为第二控制电路的第二输出端接地，第二mos管的d极作为第二控制电路的第一输出端，第二mos管的g极作为第二控制电路的输入端与mcu的输出端相连。
13.进一步，所述第二控制电路还包括第四电阻，所述第四电阻的一端与第二mos管的g极连接，所述第四电阻的另一端与第二mos管的s极连接。
14.进一步，所述低功耗自锁控制电路还包括第一安全电路，所述第一安全电路的一端连接所述第一控制电路的第二输入端，第一安全电路的另一端连接所述第二控制电路的第一输出端，所述第一安全电路包括第二电阻。
15.进一步，所述低功耗自锁控制电路还包括第二安全电路，所述第二安全电路的一端连接所述第二控制电路的输入端，第二安全电路的另一端连接所述mcu的输出端，所述第二安全电路包括第三电阻。
16.进一步，所述低功耗自锁控制电路还包括开关状态检测电路，开关电路的与第一控制电路的输出端连接的一端连接所述开关状态检测电路的输入端，开关状态检测电路的输出端与所述mcu的控制端连接，所述开关检测电路包括第五电阻。
17.进一步，所述低功耗自锁控制电路还包括第三安全电路，所述开关状态检测电路的输出端还并联第三安全电路的一端，第三安全电路的另一端接地，所述第三安全电路包括第六电阻。
18.进一步，所述开关电路包括二极管和开关；
19.所述开关的一端连接所述第一控制电路的第一输入端，开关的另一端连接所述二极管的正极，所述二极管的负极连接所述第一控制电路的输出端。
20.有益效果：本案的自锁控制电路中，若开关电路并联第一控制电路，在开关电路导通的情况下，外接电源直接为mcu供电，mcu运行时直接向第二控制电路的输入端输出高电平，从而使得第二控制电路导通，进而控制第一控制电路的第二输入端为低电平，进而使得第一控制电路导通；如此，即使开关电路断开，第一控制电路仍然导通保证外接电源为mcu供电，实现了供电自锁状态。
21.同时，本案中mcu还可向第二控制电路的输入端输出低电平，从而使得第二控制电路不导通，第一控制电路的第二输入端保持初始状态，即依然为高电平，此时第一控制电路依然是断开状态，外接电源无法为mcu供电。实现供电自锁状态的解除，重新进入到待机状态，即待机自锁状态。
22.若开关电路并联在第二控制电路，在开关电路导通时，第二控制电路的第一输出端与第二输出端连接并接地，故而第二控制电路的第一输出端向第一控制电路的第二输入端输出的是低电平，第一控制电路导通，外接电源通过第一控制电路向mcu供电，mcu向第二控制电路的输入端输出高电平。如此，即便开关电路断开，输入端为高电平的第二控制电路导通，进而使得第一控制电路的第二输入端保持低电平，第一控制电路保持导通使得外接电源持续为mcu供电。实现供电自锁状态。
23.并且，本案中mcu也可以向第二控制电路的输入端发送低电平，使得第二控制电路断开，第二控制电路的第一输出端保持初始状态，即第二控制电路的输出端和第一控制电路的第二输入端均为高电平，第一控制电路断开，外接电源停止为mcu供电。实现供电自锁状态的中断，以及待机状态的保持，即切换到待机自锁状态。
附图说明
24.图1为本实用新型第一实施方式提供的一种低功耗自锁控制电路的结构示意图；
25.图2为本实用新型第一实施方式提供的另一种低功耗自锁控制电路的结构示意图；
26.图3为本实用新型第二实施方式中提供的一种低功耗自锁控制电路中与图1相对应的电路示意图；
27.图4为本实用新型第二实施方式中提供的另一种低功耗自锁控制电路中与图2相对应的电路示意图；
28.图5为本实用新型第三实施方式提供的一种低功耗自锁控制电路的结构示意图；
29.图6为本实用新型第四实施方式中提供的一种低功耗自锁控制电路中与图5相对应的电路示意图。
具体实施方式
30.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施方式中，为了使读者更好地理解本技术而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本技术各权利要求所要求保护的技术方案。
31.第一实施方式：
32.本实用新型的第一实施方式涉及一种低功耗自锁控制电路。如图1所示，一种低功耗自锁控制电路10包括：第一控制电路101、mcu102、第二控制电路103和开关电路104。
33.第一控制电路101的第一输入端连接外接电源20，第一控制电路101的输出端连接mcu102的供电端，第一控制电路101的第二输入端连接第二控制电路103的第一输出端，第一控制电路101在第一输入端的电平为低电平时导通；第二控制电路103的输入端与所述mcu102的输出端连接，第二控制电路103的第二输出端接地，第二控制电路103在输入端的电平为高电平时导通；开关电路104的两端并联在所述第一控制电路101的第一输入端和输出端之间。
34.值得注意的是，mcu102不工作时，第二控制电路103的输入端常规处于低电平状态，即第二控制电路断开。同时第一控制电路101的第二输入端和第二控制电路103的第一输出端均处于初始状态，即第一控制电路101的第二输入端处于高电平状态，也就是说第一控制电路也是断开的。
35.在实际应用时，本案的自锁控制电路中，在开关电路104导通的情况下，外接电源20直接为mcu102供电，mcu102运行时直接向第二控制电路103的输入端输出高电平，从而使得第二控制电路103导通，进而控制第一控制电路101的第二输入端为低电平，进而使得第一控制电路101导通；如此，即使开关电路104断开，第一控制电路101仍然导通保证外接电源20为mcu102供电，实现了供电自锁状态。
36.同时，在开关电路104断开时，本案中mcu102还可向第二控制电路103的输入端输出低电平，从而使得第二控制电路103不导通，第一控制电路101的第二输入端保持初始状态，即依然为高电平，此时第一控制电路101依然是断开状态，外接电源20无法为mcu102供电。实现供电自锁状态的解除，重新进入到待机状态，即待机自锁状态。
37.在一些示例中，mcu102在收到外接电源20的供电时，从开关电路104按压导通时、
首次接收到外接电源20的供电开始计时t，t为外接电源20向mcu102的供电时长，在供电时长t达到预设值时，mcu102控制向第二控制电路102的输入端输出的电平从高电平切换为低电平，从而停止供电自锁状态，切换到待机自锁状态。直至下一次用户再次将开关电路104导通，mcu102才会将输出给第二控制电路103的输入端的低电平切换回高电平。
38.在一些示例中，如图1所示，所述mcu102还与外界的雾化装置30连接，mcu102在收到外接电源20的供电时，为雾化装置30进行供电。在开关电路104按压导通后，雾化装置30停止工作时，进行计时t，t为雾化装置在供电充足情况下停止工作的时长。
39.t达到预设值时，mcu102控制向第二控制电路102的输入端输出的电平从高电平切换为低电平，从而停止供电自锁状态，切换到待机自锁状态。直至下一次用户再次将开关电路104导通，mcu102才会将输出给第二控制电路103的输入端的低电平切换回高电平，再次由外接电源20通过mcu102给雾化装置30正常工作的机会。
40.其中，雾化装置30停止工作的原因可以包括：(1)雾化装置30自身损坏无法正常工作；(2)雾化装置上设置有开关，工作人员手动关闭雾化装置的开关，关闭的方式可以是通过机械结构关闭、也可以是通过远程控制指令关闭等等；(3)雾化装置30与mcu102之间的连接断开；(4)雾化装置30被检测到短路、干烧等故障。
41.在一些示例中，如图2所示，低功耗自锁控制电路还包括第一安全电路105，所述第一安全电路105的一端连接所述第一控制电路101的第二输入端，第一安全电路的另一端连接所述第二控制电路103的第一输出端。进一步，第一安全电路包括第二电阻r2。
42.所述第一安全电路105设置在第一控制电路101和第二控制电路103之间，两端分别串联第二控制电路103的第一输出端和第一控制电路101的第二输入端，保证第二控制电路103与第一控制电路101的平稳运行，避免第二控制电路103的第一输出端所输出的电平突变产生脉冲会对第一控制电路101中的电子元器件产生不良影响(如脉冲击穿)，设置第一安全电路105也旨在提供第二控制电路103与第一控制电路101之间的缓冲。
43.在一些示例中，如图2所示，低功耗自锁控制电路还包括第二安全电路106，所述第二安全电路106的一端连接所述第二控制电路103的输入端，第二安全电路106的另一端连接所述mcu102的输出端。进一步，所述第二安全电路106包括第三电阻r3。
44.所述第二安全电路106设置在mcu102和第二控制电路103之间，两端分别串联第二控制电路103的输入端和mcu102的输出端，保证mcu102与第二控制电路103的平稳运行，避免mcu102输出端所输出的电平突变产生的脉冲会对第二控制电路103中的电子元器件产生不良影响(如脉冲击穿)，设置第二安全电路106也旨在提供第二控制电路103与mcu102之间的缓冲。
45.在一些示例中，如图2所示，低功耗自锁控制电路还包括开关状态检测电路107，开关电路104的与第一控制电路101的输出端连接的一端连接所述开关状态检测电路107的输入端，开关状态检测电路107的输出端与所述mcu102的控制端连接。进一步，所述开关检测电路包括第五电阻r5。
46.开关检测电路107根据开关电路104输出端是否输出电平，从而改变向mcu102输出的电平。那么mcu102就可以根据自身控制端是否收到电平，从而判断开关检测电路107所连接的开关电路104是否是导通状态。便于mcu102根据当前开关电路102对应的导通与否的状态，进而对自身发送给第二控制电路103的电平是高电平还是低电平进行调节。
47.例如，mcu102收到外接电源20的供电，mcu102从开关检测电路107检测到开关电路104断开后，进行计时t，在t达到预设时长后，mcu102向第二控制电路103的电平从高电平切换为低电平，从而使得整体自锁控制电路，从供电自锁状态切换为待机自锁状态。实现了开关电路104导通后的供电自锁状态，根据自身供电自锁时长，自动切换为待机自锁状态。
48.再例如，mcu102收到外接电源20的供电，mcu102从开关检测电路107检测到开关电路104断开后，且与mcu102连接的雾化装置30停止工作时，进行计时t。在t达到预设时长后，mcu102向第二控制电路103的电平从低电平切换为高电平，从而使得整体自锁控制电路，从待机自锁状态切换为供电自锁状态。自锁控制电路10通过开关电路104实现了在自身待机自锁状态下，根据雾化装置30的停止工作时长，自动切换为供电自锁状态。
49.进一步，如图2所示，所述低功耗自锁控制电路还包括第三安全电路108，所述开关状态检测电路107的输出端还并联第三安全电路108的一端，第三安全电路108的另一端接地。进一步，所述第三安全电路108包括第六电阻。
50.第三安全电路108的设定避免开关状态检测电路107向mcu102的控制端发送信号收到外界干扰，同时也能够有效提高mcu102的安全性。
51.第二实施方式：
52.本实用新型第二实施方式涉及一种低功耗自锁控制电路，是第一实施方式的电路结构的具体例子，第一实施方式实现的具体细节，在本实施例中依然有效，再此不做赘述。
53.本实施方式涉及一种低功耗自锁控制电路，如图3所示。第一控制电路的第一输入端连接的外接电源bat，第一控制电路的输出端连接mcu的供电端vcc，mcu向第二控制电路的输入端输出的信号为mcu_io，第二控制电路的第二输出电路接地gnd，mcu的接地端也接地gnd。
54.在一些示例中，所述第一控制电路包括p沟道的第一mos管，第一mos管的s极作为第一控制电路的第一输入端，与外接电源bat连接；第一mos管的d端作为第一控制电路的输出端，与mcu的供电端vcc连接；第一mos管的g极作为第一控制电路的第二输入端，与第二控制电路的第一输出端连接。第一mos管为p_mos管。
55.进一步，第一控制电路还包括第一电阻r1，所述第一电阻r1的一端与所述第一mos管的s极连接，第一电阻r1的另一端与所述mos管的g极连接。进一步，第一电阻r1的阻值为100kω。
56.在实施时，第一电阻r1的连接保证了第一控制电路待机状态下，p_mos管的g极收到外界电源bat的影响处于高电平，即第一控制电路断开，即第一mos管p_mos保持截止状态。
57.在一些示例中，第二控制电路包括n沟道的第二mos管，第二mos管的s极作为第二控制电路的第二输出端，接地gnd；第二mos管的d极作为第二控制电路的第一输出端，与第一控制电路的第二输入端连接；第二mos管的g极作为第二控制电路的输入端与mcu的输出端相连，并接收mcu发送的mcu_io信号。其中，第二mos管通常设置为n_mos管，mcu_io信号可以是高电平也可以是低电平。若mcu向第二控制电路发送高电平，则mcu_io是高电平，供第二控制电路导通；若mcu向第二控制电路发送低电平，则mcu_io是低电平，保证第二控制电路是断开的。
58.进一步，第二控制电路还包括第四电阻r4，所述第四电阻r4的一端与第二mos管的
g极连接，所述第四电阻r4的另一端与第二mos管的s极连接，进而接地gnd。在实施时，第四电阻r4的连接保证了第二控制电路待机状态下，n_mos管的g极收到gnd的影响处于低电平，即第二控制电路断开。进而实现，mcu待机不输出mcu_io信号时，第二控制电路断开，即n_mos保持截止。
59.也就是说，第一电阻r1和第四电阻r4的连接和设定均保证了，在待机模式/初始模式下，mcu不工作时，第一控制电路和第二控制电路的截止，保证整体电路的安全。
60.在一些示例中，第一安全电路包括第二电阻r2，第二电阻r2的一端连接第一控制电路的第二输入端(如p_mos管的g极)，第二电阻r2的另一端连接第二控制电路的第一输出端(如n_mos管的d极)。第二电阻r2的阻值优选为1kω。
61.在一些示例中，第二安全电路包括包括第三电阻r3，r3的左端连接mcu的输出端以传输mcu_io信号，r3的右端连接第二控制电路的输入端(如n_mos管的g极)。第三电阻r3的阻值优选为1kω。
62.在一些示例中，开关电路包括开关s1，开关s1的左端连接第一控制电路的第一输入端(如p_mos管的s极)，开关s1的右端连接第一控制电路的输出端(如p_mos管的d极)，第一控制电路的输出端并联开关电路s1的右端后与mcu的供电端vcc连接。
63.在一些示例中，如图4所示，mcu还设置有控制端sw_in。开关状态检测电路包括第五电阻r5，第五电阻r5的左端连接所述开关电路中s1的右端(即靠近mcu供电端vcc的一端)，第五电阻r5的右端连接mcu的控制端sw_in。优选的第五电阻r5的阻值优选为10kω。
64.进一步，第三安全电路包括第六电阻r6，第六电阻r6的左端与开关状态检测电路中第五电阻r5的右端连接，第六电阻r6的右端接地gnd；mcu的控制端sw_in与第六电阻r6的左端，随后串联r5的右端。优选的第六电阻的阻值为100kω。
65.进一步，所述开关电路包括二极管d1和开关s1；所述开关s1的左端连接第一控制电路的第一输入端(p_mos管的s极)，开关s1的右端连接所述二极管d1的正极，所述二极管d1的负极连接所述第一控制电路的输出端(p_mos管的d极)，通过二极管d1，隔断了从第一控制电路导通回路进入mcu的控制端sw_in的电流，实现了对开关s1状态的准确检测。
66.第三实施方式：
67.本实用新型的第三实施方式提供一种低功耗自锁控制电路，如图5所示，一种低功耗自锁控制电路10包括：第一控制电路101、mcu102、第二控制电路103和开关电路104。
68.第一控制电路101的第一输入端连接外接电源20，第一控制电路101的输出端连接mcu102的供电端，第一控制电路101的第二输入端连接第二控制电路103的第一输出端，第一控制电路101在第一输入端的电平为低电平时导通；第二控制电路103的输入端与所述mcu102的输出端连接，第二控制电路103的第二输出端接地，第二控制电路103在输入端的电平为高电平时导通；所述开关电路104的两端并联在所述第二控制电路103的第一输出端和第二输出端之间。
69.本实施方式与第一实施方式的区别在于，开关电路所连接的位置不同。第一实施方式的电路结构的具体例子，第一实施方式实现的具体细节，在本实施例中，针对重合部分依然有效，再此不做赘述。
70.在实施时，在开关电路104导通时，第二控制电路103的第一输出端与第二输出端连接并接地，故而第二控制电路103的第一输出端向第一控制电路101的第二输入端输出的
是低电平，第一控制电路101导通，外接电源20通过第一控制电路101向mcu102供电，mcu102向第二控制电路103的输入端输出高电平。如此，即便开关电路104断开，输入端为高电平的第二控制电路103导通，进而使得第一控制电路101的第二输入端保持低电平，第一控制电路101保持导通使得外接电源20持续为mcu102供电。实现供电自锁状态。
71.在一些示例中，mcu判断是否需要解除供电自锁状态，则是根据自身预设的运行规则来进行的。例如，开关电路按压s1导通后，雾化装置停止工作时，进行计时t，t为雾化装置在供电充足情况下停止工作的时长。t达到预设值时，mcu控制向第二控制电路102的输入端输出的电平从高电平切换为低电平，从而停止供电自锁状态，切换到待机自锁状态。
72.并且，在开关电路104断开时，mcu102也可以向第二控制电路103的输入端发送低电平，使得第二控制电路103断开，第二控制电路103的第一输出端保持初始状态，即第二控制电路103的输出端和第一控制电路101的第二输入端均为高电平，第一控制电路101断开，外接电源20停止为mcu102供电。实现供电自锁状态的中断，以及待机状态的保持，即切换到待机自锁状态。
73.第四实施方式：
74.本实用新型第四实施方式涉及一种低功耗自锁控制电路，是第三实施方式的电路结构的具体例子，第三实施方式实现的具体细节，在本实施例中依然有效，再此不做赘述。并且，本实施方式与第二实施方式的区别在于，开关电路所连接的位置不同。第二实施方式实现的具体细节和结构，在本实施例中，针对重合部分依然有效，再此不做赘述。
75.本实施方式涉及一种低功耗自锁控制电路，如图6所示。第一控制电路的第一输入端连接的外接电源bat，第一控制电路的输出端连接mcu的供电端vcc，mcu向第二控制电路的输入端输出的信号为mcu_io，第二控制电路的第二输出电路接地gnd，mcu的接地端也接地gnd。
76.在一些示例中，开关电路包括开关s1,开关s1的上端连接第二控制电路的第一输出端(n_mos管的d极)，开关s1的下端连接第二控制电路的第二输出端(n_mos管的s极)进而接地。
77.所以，本示例中，开关电路导通时，第二控制电路的第一输出端(n_mos管的d极)与第二输出端(n_mos管的s极)相连后接地，进而使得第一控制电路的第二输入端(p_mos管的g极)也接地保持低电平，进而使得第一控制电路导通，外接电源bat通过第一控制电路(p_mos管)与mcu的供电端vcc连接进行供电，mcu正常运行。
78.随后即便开关s1断开，mcu也会向第二控制电路的输入端(n_mos管的g极)输出高电平，以保证第二控制电路也导通，进而使得第一控制电路的第二输入端(p_mos管的g极)通过第二控制电路(n_mos管)接地，第一控制电路的第二输入端(p_mos管的g极)保持低电平，第一控制电路(p_mos管)持续导通以使外接电源bat为mcu的供电端vcc持续供电。实现供电自锁状态。
79.在需要解除供电自锁状态时，mcu会向第二控制电路的输入端(n_mos管的g极)输出低电平，以保证第二控制电路断开，进而使得第一控制电路的第二输入端(p_mos管的g极)受到外接电源bat的影响保持高电平，第一控制电路断开，外接电源bat停止向mcu的供电端vcc供电，实现待机自锁状态。
80.在一些示例中，mcu判断是否需要解除供电自锁状态，则是根据自身预设的运行规
则来进行的。例如，开关电路按压s1导通后，雾化装置停止工作时，进行计时t，t为雾化装置在供电充足情况下停止工作的时长。t达到预设值时，mcu控制向第二控制电路102的输入端(n_mos管的g极)输出的电平mcu_io从高电平切换为低电平，从而停止供电自锁状态，切换到待机自锁状态。
81.以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前实用新型所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本技术给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本技术的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。