专利名称：抗强干扰的系统电源开关控制信号发生电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子设备，尤其设计一种可应用于具有电源轻触开关的仪器仪表 和信息设备等各类电子设备，尤其是在具有强干扰环境的电子设备中的抗强干扰的系统电 源开关控制信号发生电路。
背景技术：
目前，在使用的具有电源轻触开关的电子设备中，其控制电源开和关的开关发生 电路基本上都是采用单片机或其他微控制来实现的，其通过软件方式采集电子设备上电源 轻触开关的状态，并根据按键时间的长和短来判断是否是开机还是关机，从而输出相应的 信号给系统电源(如ATX电源)，实现设备电源的开和关。但是这种具有软件的微控制器容 易受到干扰或软件本身缺陷出现死机或是误操作，从而导致电子设备的误开关机或不能开 关机。大多数这种设备虽然在软件上做了抗干扰的措施，但是基本都是处理开关的防抖动 处理的，对微微控制本身由于受到干扰而出现程序跑飞死机问题仍无法解决。
发明内容
为了克服现有微控制器模式的电源开关控制信号发生电路容易受到干扰的缺点， 本发明提供了一种抗强干扰的系统电源开关控制信号发生电路。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种抗强干扰的系统电源开关控制 信号发生电路，它包括开关信号自锁模块、开关信号隔离模块、开和关状态切换模块和软 关机接口模块。其中，所述开关信号隔离模块、开和关状态切换模块和软关机接口模块分别 与开关信号自锁模块相连。进一步地，所述开关信号自锁模块主要由反向器U1A、U1C和电阻R6组成。反向器 UlA的输入端接电阻R6，反向器UlA的输出端接反向器UlC的输入端，反向器UlC的输出端 接电阻R6的另一端。进一步地，所述开关信号隔离模块主要由二极管D2、电阻R4和R7、电容Cl和三极 管Q2组成。二极管D2的负极接电阻R4，电阻R4的另一端分3路，一路接三极管Q2的基 极，一路通过电容Cl接地，一路通过电阻R7接地，三极管Q2的发射极接地。进一步地，所述软关机接口模块主要由电阻R5、R8和R9，电容C2、电解电容C3，二 极管D3，三极管Q3组成。电阻R9接二极管D3的正极，二极管D3的负极分3路，一路经电 容C2接地，一路经电阻R8接地，一路接三极管Q3的基极，三极管Q3的发射极接电阻R5，三 极管Q3的集电极接地，电解电容C3的负极接地，电解电容C3的正极与电阻R5的另一端接 入开关信号自锁模块的反向器UlA的正极。进一步地，所述开和关状态切换模块主要由P MOS管Q1，二极管D1，反向器U1B、 U1D、UlE,电阻Rl、R2、R3、R10,电解电容C4组成。P MOS管Ql的栅极分别接二极管Dl的 正极和电阻Rl，P MOS管Ql的源极接电阻Rl的另一端，P MOS管Ql的漏极依次通过电阻 RlO和R2接入反向器UlE的正极，二极管Dl的负极接反向器UlE的负极，反向器UlE的正极接反向器UlD的负极，反向器UlD的正极分两路，一路接电解电容C4的正极，另一路通过 电阻R3接反向器UlB的负极，反向器UlB的正极接入开关信号自锁模块中反向器UlA的负 极，电解电容C4的负极接地。本发明的有益效果是，本发明的电路在强干扰的环境中能够稳定地输出电源的开 关状态，保证系统电源正常供电和正常关闭，能够应用于恶劣的环境中。另外，该电源开关 控制信号发生电路主要由阻容器件和一个6反相器的集成电路构成，成本也非常低。
图1是本发明实施例的电路图。
具体实施例方式本发明采用纯硬件电路结构，规避使用微控制引起的软件死机问题，其主要由4 个模块构成开关信号自锁模块、开关信号隔离模块、开和关状态切换模块以及软关机接口 模块。当有电源轻触开关按下时，开和关状态切换模块根据当前状态输出其中一种状态， 该状态由开关信号自锁模块捕获并输出到开关信号隔离模块，最后到达系统电源的输入接 口，从而实现系统电源的开和关。软关机接口模块主要用于接收来自系统的软关机信号，并 与开关信号自锁模块相连接，从而达到软关机功能。开关信号自锁模块主要用于锁定电源 轻触开关按下时需要切换的状态并输出电源开关控制信号，由2个反相器、1个电解电容和 1个电阻构成，根据电解电容和电阻构成充放电时的电容电压瞬间不能跳变原理来抑制来 自外部环境的强干扰正负脉冲。开关信号隔离模块主要用于隔离开关信号电路与系统电源 的开关控制输入接口，防止两者因不同电压而引起的故障，它由1个二极管、1个PNP三极管 和部分电阻电容构成，其中二极管用于提升电平增大噪声容限，从而滤除部分干扰，另外阻 容器件构成的充放电装置可以吸收干扰尖脉冲。开和关状态切换模块一方面实现识别当前 系统电源状态，另一方面是当有电源轻触开关按下时，根据当前的状态把这个按键信号切 换成开机或关机信号。该模块主要由3个反相器、1个二极管、1个N沟道MOS管，1个电解 电容和4个电阻构成。软关机接口模块主要给系统提供软件关机的接口，从而可以实现软 件甚至远程关机，它由1个二极管、1个PNP三极管和部分电阻电容组成。下面结合附图和实施例进一步说明本发明，本发明的目的和效果将变得更加明
Mo如图1所示，本发明抗强干扰的系统电源开关控制信号发生电路包括开关信号 自锁模块、开关信号隔离模块、开和关状态切换模块和软关机接口模块。其中，开关信号隔 离模块、开和关状态切换模块和软关机接口模块分别与开关信号自锁模块相连。具体如下开关信号自锁模块主要由反向器U1A、UlC和电阻R6组成，反向器UlA的输入端 接电阻R6，反向器UlA的输出端接反向器UlC的输入端，反向器UlC的输出端接电阻R6的 另一端；开关信号自锁模块用于锁定输入的开关状态，UlA, UlC和R6构成正反馈电路，当 来自轻触开关的信号为高时，输入到U1A，此时UlC输出也为高，并通过R6把高电平反馈给 UlA的输入端，即使此时轻触开关松开，UlA也保持原来输入的状态，从而形成自锁，同样当 输入到UlA为低电平时，UlC输出低电平。R6和C3构成充电装置，决定轻触开关按键按多长时间可达到开机，可调节R8电阻的大小实现，图示中R8 = 15K，其按键时间约为1秒。这 个充电装置一方面可以消除按键抖动导致误操作；另一方面根据电容上的电压不能跳变原 理，可以抑制外部引起的强干扰正负脉冲。开关信号隔离模块主要由二极管D2、电阻R4和R7、电容Cl和三极管Q2组成，二 极管D2的负极接电阻R4，电阻R4的另一端分3路，一路接三极管Q2的基极，一路通过电 容Cl接地，一路通过电阻R7接地，三极管Q2的发射极接地。开关信号隔离模块工作在开 关状态，开三极管Q2集电极输出，与系统电源的输入接口直接相连；这种开集电极输出方 式可以使两个不同的模块使用不同的供电模式而不相互影响。Q2通过串联D2后使Q2开 始导通的高电平提高，从0. 7V提升搞到1.4V，从而提高触发门限。R4、R7和C4构成阻容网 络，一个作用就是当UlC输出低电平时，由于D2阻断了低电平的输入，此时通过R7的接地 使Q2直接工作在高阻状态。另一个作用就是形成RC网络，具有滤除尖脉冲的作用，达到抗 干扰的作用。软关机接口模块主要由电阻R5、R8和R9，电容C2、电解电容C3，二极管D3，三极 管Q3组成，电阻R9接二极管D3的正极，二极管D3的负极分3路，一路经电容C2接地，一 路经电阻R8接地，一路接三极管Q3的基极，三极管Q3的发射极接电阻R5，三极管Q3的集 电极接地，电解电容C3的负极接地，电解电容C3的正极与电阻R5的另一端接入开关信号 自锁模块的反向器UlA的正极。电阻R5为系统通过软件关机提供接口。当系统输出一个 低电平到这个模块，D3隔离不导通，这样Q3就导通，通过R5电阻的放电，使得UlC为低电 平，Q2集电极为高阻，从而关系电源。如果系统输出的是一个高电平或高阻，Q3就不导通， 是开关信号发生电路维持原来状态。开和关状态切换模块主要由P M0S管Q1，二极管D1，反向器U1B、U1D、U1E，电阻 R1、R2、R3、R10，电解电容C4组成，P MOS管Ql的栅极分别接二极管Dl的正极和电阻Rl，P MOS管Ql的源极接电阻Rl的另一端，P MOS管Ql的漏极依次通过电阻RlO和R2接入反向 器UlE的正极，二极管Dl的负极接反向器UlE的负极，反向器UlE的正极接反向器UlD的 负极，反向器UlD的正极分两路，一路接电解电容C4的正极，另一路通过电阻R3接反向器 UlB的负极，反向器UlB的正极接入开关信号自锁模块中反向器UlA的负极，电解电容C4的 负极接地。开和关状态切换模块主要用于从开到关，从关到开的状态切换。如果系统处于 电源关闭状态，UlA输入端为低电平，UlE输出低电平，Ql的1脚为0. 7V 1.2V，从而使Ql 导通。此时如有电源轻触开关按下时，网络KEYl和KEY2接通，电源通过R8电阻对C3进行 充电，另外R2电阻也对C3进行充电，但由于R8比R2要小很多，所以主要充电的时间有R8 来决定，当充电电压达到高电平时，自锁电路就锁定高电平，从而达到开启电源。如果系统 处于电源开启状态，UlA输入端为高电平，UlE输出高电平，Ql处于关闭状态；UlD输出低电 平，此时如有电源轻触开关按下时，网络KEYl和KEY2接通，C3通过R2进行放电，当C3电 压放至UlA的低电平门限时，自锁电路就锁定低电平，从而达到关闭电源。通过调节R2电 阻的来调节关机时电源轻触开关按下所需的时间，图中参考值时间为约6秒。另外U1B，R3 和C4构成一种按键缓冲电路，为按键释放提供足够的时间，也就是当有按键按下，UlC的输 出开关状态发生改变时，UlC和UlE的状态不会立刻随着改变，有效地防止开和关状态不停 的切换。反向器均可采用美国德州仪器公司的产品来实现。
权利要求
一种抗强干扰的系统电源开关控制信号发生电路，其特征在于，它包括开关信号自锁模块、开关信号隔离模块、开和关状态切换模块和软关机接口模块。其中，所述开关信号隔离模块、开和关状态切换模块和软关机接口模块分别与开关信号自锁模块相连。
2.根据权利要求1所述抗强干扰的系统电源开关控制信号发生电路，其特征在于，所 述开关信号自锁模块主要由反向器U1A、UlC和电阻R6组成。反向器UlA的输入端接电阻 R6，反向器UlA的输出端接反向器UlC的输入端，反向器UlC的输出端接电阻R6的另一端。
3.根据权利要求1所述抗强干扰的系统电源开关控制信号发生电路，其特征在于，所 述开关信号隔离模块主要由二极管D2、电阻R4和R7、电容Cl和三极管Q2组成。二极管D2 的负极接电阻R4，电阻R4的另一端分3路，一路接三极管Q2的基极，一路通过电容Cl接 地，一路通过电阻R7接地，三极管Q2的发射极接地。
4.根据权利要求1所述抗强干扰的系统电源开关控制信号发生电路，其特征在于，所 述软关机接口模块主要由电阻R5、R8和R9，电容C2、电解电容C3，二极管D3，三极管Q3组 成。电阻R9接二极管D3的正极，二极管D3的负极分3路，一路经电容C2接地，一路经电 阻R8接地，一路接三极管Q3的基极，三极管Q3的发射极接电阻R5，三极管Q3的集电极接 地，电解电容C3的负极接地，电解电容C3的正极与电阻R5的另一端接入开关信号自锁模 块的反向器UlA的正极。
5.根据权利要求1所述抗强干扰的系统电源开关控制信号发生电路，其特征在于，所 述开和关状态切换模块主要由P MOS管Ql，二极管Dl，反向器U1B、U1D、UlE,电阻Rl、R2、 R3、R10，电解电容C4组成。P MOS管Ql的栅极分别接二极管Dl的正极和电阻R1，P MOS管 Ql的源极接电阻Rl的另一端，P MOS管Ql的漏极依次通过电阻RlO和R2接入反向器UlE 的正极，二极管Dl的负极接反向器UlE的负极，反向器UlE的正极接反向器UlD的负极，反 向器UlD的正极分两路，一路接电解电容C4的正极，另一路通过电阻R3接反向器UlB的负 极，反向器UlB的正极接入开关信号自锁模块中反向器UlA的负极，电解电容C4的负极接 地。
全文摘要
本发明公开了一种抗强干扰的系统电源开关控制信号发生电路，它包括开关信号自锁模块、开关信号隔离模块、开和关状态切换模块和软关机接口模块。其中，所述开关信号隔离模块、开和关状态切换模块和软关机接口模块分别与开关信号自锁模块相连。本发明的电路在强干扰的环境中能够稳定地输出电源的开关状态，保证系统电源正常供电和正常关闭，能够应用于恶劣的环境中。另外，该电源开关控制信号发生电路主要由阻容器件和一个6反相器的集成电路构成，成本也非常低。
文档编号H02M1/44GK101882867SQ20101021002
公开日2010年11月10日 申请日期2010年6月28日 优先权日2010年6月28日
发明者吴坚, 张兴明, 舒金表 申请人:浙江大华技术股份有限公司