一种具有数据保护功能的电源开关机电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有数据保护功能的电源开关机电路，包括输入电源VP，输出的供电电源VCC1，输出的供电电源VCC2，输出电平SWITCH，输入电平ONOFF，输入电平STDBY，12个电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11和R12，2个光耦OP1和OP2，2个二极管D1和D2，1个开关按键S1，4个三极管Q1、Q2、Q3和Q4。该电路实现了系统自关机功能、系统定时开关机功能和系统低功耗待机功能，既有效的保护了系统数据，防止系统在关机过程中的丢失数据，又降低了系统电源的损耗，节省了人力资源，方便有效的对系统进行管理与使用。
【专利说明】一种具有数据保护功能的电源开关机电路
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电源领域，涉及电源开关机电路，具体涉及一种具有数据保护功能的电源开关机电路。
【背景技术】
[0002]目前，系统所使用的开关机电路常采用简单的使用一个开关按键控制系统电源开启或关断的电源供电方式，此种开关机电路虽然设计简单，节省成本，但是一旦开关按键按下后，供电电源断开，此时即使处理器正在处理关键程序，系统也会马上关断，极易丢失重要的数据。
[0003]在系统闲置不用时，普通的电源供电开关机电路也会继续给系统供电，电路系统仍在工作，造成电源损耗。许多设备在系统进入待机状态时，一般情况下是，主芯片将电流驱动器拉至高阻态，通过减小电流的方式来降低系统功耗，但是这样操作，整个系统仍在一定的功耗下工作，不能实现低功耗待机。对于许多设备来说，如果要对系统进行操作，则需要人工对其进行开关机，尤其是许多远程设备，例如路边广告牌等，这样做既浪费人力资源又不方便操作。
【发明内容】
[0004]针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种具有数据保护功能的电源开关机电路，该电路能够实现系统的自关机功能，并且可以实现系统定时开关机功能，既有效的保护了系统数据，防止系统在关机过程中的丢失数据，又降低了系统电源的损耗，节省了人力资源，方便有效的对系统进行管理与使用。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现:
[0006]一种具有数据保护功能的电源开关机电路，该电路包括主机供电控制单元、控制主机的外围电路供电的外围供电控制单元、关机时使得主机先保存数据然后断电的数据保护控制单元，给主机供电控制单元、外围供电控制单元和数据保护控制单元供电的电源VPI，给主机供电的电源VP2，给主机的外围电路供电的电源VP3 ；
[0007]所述的数据保护控制单元包括二极管D2，二极管D2的阴极与不带自锁的按键开关SI的一端相连，按键开关SI的另一端接地，按键开关SI闭合时，使得主机供电控制单元中的三极管Q2和外围供电控制单元中三极管Ql均导通；
[0008]二极管D2的阳极与三极管Q3的集电极相连，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的基极与电阻R5的一端相连，电阻R5的另一端与ONOFF端口相连，三极管Q3的基极还与电阻R6的一端相连，电阻R6的另一端接地，ONOFF端口输入的高电平使得三极管Q3导通，ONOFF端口输入的低电平使得三极管Q3截止，三极管Q3导通时主机正常供电，三极管Q3截止时，使得主机供电控制单元中的三极管Q2和外围供电控制单元中三极管Ql均截止；
[0009]二极管D2的阴极还与二极管Dl的阴极相连，二极管Dl的阳极与SWITCH端口相连，在主机正常供电状态下，当需要主机断电时，闭合按键开关SI，SWITCH端口输出低电平给主机，主机内部完成数据存储后输出低电平给ONOFF端口，进而控制主机供电控制单元和外围供电控制单元均断开，实现主机关机前的数据保护功能；
[0010]二极管D2的阳极还与主机供电控制单元中的电阻R4相连；
[0011]所述的主机供电控制单元包括一端与电源VPl相连的电阻R3，电阻R3的另一端与三极管Q2的基极相连，三极管Q2的发射极与电源VPl相连，三极管Q2的集电极连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端光耦OPl的阳极相连，光耦OPl的阴极接地，光耦OPl的集电极与电源VP2连接，光耦OPl的发射极连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端接地，光耦OPl的发射极还与主机供电端口 VCCl相连，主机供电控制单元中通过光耦OPl的通断控制给主机供电的电源VP2与主机供电端口 VCCl之间的通断，实现主机供电的控制；
[0012]三极管Q2的基极还与电阻R4的一端相连，电阻R4的另一端与数据保护控制单元中的二极管D2的阳极相连；
[0013]二极管D2的阳极还与外围供电控制单元中的电阻R2相连；
[0014]所述的外围供电控制单元包括一端与电源VPl相连的电阻R1，电阻Rl的另一端与三极管Ql的基极相连，三极管Ql的发射极与电源VPl相连，三极管Ql的集电极连接电阻R9的一端，电阻R9的另一端光稱OP2的阳极相连；
[0015]光耦0P2的集电极与电源VP3连接，光耦0P2的发射极连接电阻RlO的一端，电阻RlO的另一端接地，光耦0P2的发射极还与外围电路供电端口 VCC2相连，外围供电控制单元中通过光耦0P2的通断控制给主机的外围电路供电的电源VP3与外围电路供电端口 VCC2之间的通断；
[0016]光耦0P2的阴极与三极管Q4的集电极相连，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的基极与电阻R12的一端相连，电阻R12的另一端与STDBY端口相连，三极管Q4的基极还与电阻Rll的一端相连，电阻Rll的另一端接地，STDBY端口输入高电平，三极管Q4导通，使得光耦0P2导通，STDBY端口输入低电平，三极管Q4截止，使得光耦0P2断开，达到外围电路供电的控制，当外围电路断电时，耗电系统处于待机状态；
[0017]三极管Ql的基极还与电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端与数据保护控制单元中的二极管D2的阳极相连。
[0018]本实用新型还具有如下区别技术特征:
[0019]所述的光耦0P1、光耦0P2为线性四脚光耦。
[0020]所述的三极管Ql和三极管Q2均为PNP型三极管，三极管Q3和三极管Q4为NPN
型三极管。
[0021]本实用新型与现有技术相比，具有如下技术效果:
[0022]( I )本实用新型的具有数据保护的电源开关机和低功耗待机电路，能够实现系统的自关机功能，在按下电路按键开关SI后,或者系统收到关机命令后，系统会先保存重要数据，之后自动进入关机程序，拉低接收开关机高低电平信号的接口 0N0FF，实现系统自关机功能，有效的保护系统数据，防止系统数据在关机过程中丢失。
[0023]( II )本实用新型的电路关机是完全关机，不存在假关机现象，实现电路零功耗关机。这样既节省了人力资源，方便有效的对系统进行管理与使用，又节约了电源的损耗。
[0024](III)本实用新型的具有数据保护的电源开关机和低功耗待机电路，可以实现系统低功耗待机功能。本电路有两个电源输出VCCl与VCC2，VCCl是系统的不可控输出供电电源，VCC2是系统的可控输出电源，使用光耦，通过控制电路的STDBY引脚电平的高低，就可以控制输出电源VCC2的通断，就可以实现输出电源VCC2的完全断开与导通，将系统在待机状态下的功耗降到最低。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是本实用新型的电路示意图。
[0026]图2是本实用新型实施例中的系统应用结构示意图。
[0027]以下结合附图对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。
【具体实施方式】
[0028]以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。
[0029]实施例:
[0030]遵从上述技术方案，如图1所示，本实施例给出了一种具有数据保护功能的电源开关机电路，该电路包括主机供电控制单元、控制主机的外围电路供电的外围供电控制单元、关机时使得主机先保存数据然后断电的数据保护控制单元，给主机供电控制单元、外围供电控制单元和数据保护控制单元供电的电源VP1，给主机供电的电源VP2，给主机的外围电路供电的电源VP3 ；
[0031]所述的数据保护控制单元包括二极管D2，二极管D2的阴极与不带自锁的按键开关SI的一端相连，按键开关SI的另一端接地，按键开关SI闭合时，使得主机供电控制单元中的三极管Q2和外围供电控制单元中三极管Ql均导通；
[0032]二极管D2的阳极与三极管Q3的集电极相连，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的基极与电阻R5的一端相连，电阻R5的另一端与ONOFF端口相连，三极管Q3的基极还与电阻R6的一端相连，电阻R6的另一端接地，ONOFF端口输入的高电平使得三极管Q3导通，ONOFF端口输入的低电平使得三极管Q3截止，三极管Q3导通时主机正常供电，三极管Q3截止时，使得主机供电控制单元中的三极管Q2和外围供电控制单元中三极管Ql均截止；
[0033]二极管D2的阴极还与二极管Dl的阴极相连，二极管Dl的阳极与SWITCH端口相连，在主机正常供电状态下，当需要主机断电时，闭合按键开关SI，SWITCH端口输出低电平给主机，主机内部完成数据存储后输出低电平给ONOFF端口，进而控制主机供电控制单元和外围供电控制单元均断开，实现主机关机前的数据保护功能；
[0034]二极管D2的阳极还与主机供电控制单元中的电阻R4相连；
[0035]所述的主机供电控制单元包括一端与电源VPl相连的电阻R3，电阻R3的另一端与三极管Q2的基极相连，三极管Q2的发射极与电源VPl相连，三极管Q2的集电极连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端光耦OPl的阳极相连，光耦OPl的阴极接地，光耦OPl的集电极与电源VP2连接，光耦OPl的发射极连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端接地，光耦OPl的发射极还与主机供电端口 VCCl相连，主机供电控制单元中通过光耦OPl的通断控制给主机供电的电源VP2与主机供电端口 VCCl之间的通断，实现主机供电的控制；
[0036]三极管Q2的基极还与电阻R4的一端相连，电阻R4的另一端与数据保护控制单元中的二极管D2的阳极相连；
[0037]二极管D2的阳极还与外围供电控制单元中的电阻R2相连；
[0038]所述的外围供电控制单元包括一端与电源VPl相连的电阻R1，电阻Rl的另一端与三极管Ql的基极相连，三极管Ql的发射极与电源VPl相连，三极管Ql的集电极连接电阻R9的一端，电阻R9的另一端光稱OP2的阳极相连；
[0039]光耦0P2的集电极与电源VP3连接，光耦0P2的发射极连接电阻RlO的一端，电阻RlO的另一端接地，光耦0P2的发射极还与外围电路供电端口 VCC2相连，外围供电控制单元中通过光耦0P2的通断控制给主机的外围电路供电的电源VP3与外围电路供电端口 VCC2之间的通断；
[0040]光耦0P2的阴极与三极管Q4的集电极相连，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的基极与电阻R12的一端相连，电阻R12的另一端与STDBY端口相连，三极管Q4的基极还与电阻Rll的一端相连，电阻Rll的另一端接地，STDBY端口输入高电平，三极管Q4导通，使得光耦0P2导通，STDBY端口输入低电平，三极管Q4截止，使得光耦0P2断开，达到外围电路供电的控制，当外围电路断电时，耗电系统处于待机状态；
[0041]三极管Ql的基极还与电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端与数据保护控制单元中的二极管D2的阳极相连。
[0042]上述电路中:
[0043]输入电源VPl、电源VP2和电源VP3相互独立，可以相同，也可以不同，本实施例中，三个电源均是由8V电源适配器的输出，再经过稳压后的电压，值为5V。
[0044]输出的主机供电端口 VCC1,是耗电系统的不可控输出供电电源端口，没有高低电平信号来控制VCCl有无输出，负责给耗电系统的主机供电，本实施例中，主机选择5V单片机，VCCl输出的值为5V。
[0045]输出的外围电路供电端口 VCC2，是耗电系统的可控供电电源端口，负责除了主机外的其他外围电路的供电，VCC2输出的值为5V。
[0046]输出的SWITCH端口，按下按键开关SI后，SWITCH引脚与接地导通，变为低电平，SWITCH端口将该低电平输出给耗电系统的主机，作为主机识别开关机的信号。
[0047]输入的ONOFF端口，接收主机输出的高/低电平，来实现三极管Q3的导通或截止。
[0048]输入的STDBY端口，接收高/低电平，来实现三极管Q4的导通或截止，接收到低电平后，实现耗电系统的待机。
[0049]ONOFF端口和STDBY端口接受的高低电平本实施例中通过主机给出，但是本实用新型中不局限于主机，只要给ONOFF端口和STDBY端口输入高/低电平电路即可工作。
[0050]2个光耦OPl和0P2，均为线性四脚光耦PC817。
[0051]12 个电阻 R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11 和 R12,电阻的阻值根据光耦的型号而定，给光稱提供相匹配的电流，本实施例中，Rl = R3 = R5 = R8 = RlO = 1KΩ，R2 = R4 = 3ΚΩ，R6 = 2ΚΩ，R7 = Rll = R12 = 1.5ΚΩ，R9 = IKΩ。
[0052]2个二极管Dl和D2，均为隔离二极管。
[0053]I个按键开关SI，为不带自锁的开关按键。
[0054]4个三极管Ql、Q2、Q3和Q4，其中Ql和Q2为PNP型三极管，Q3和Q4为NPN型三极管。
[0055]本实用新型的电路工作原理如下:
[0056]如图2所示，SWITCH端口连接主机输入端口，用作低电平关机检测接口。ONOFF端口连接主机输出端口，为开关机高低电平信号的接口。STDBY端口连接主机输出端口，为待机及待机重启的高低电平信号的接口。主机供电端口 VCCl输出的电压经稳压模块稳压后，给处主机供电。外围电路供电端口 VCC2输出的电压经稳压模块稳压后,给除主机的外围电路供电。
[0057]给本实用新型的电路系统上电以后，当按下按键开关SI，电源VPl经R3、R4、D2、S1到GND立即形成电流回路，R3上的压降使PNP三极管Q2导通，VCCl和VCC2两个输出电源输出高电平，给主机以及外围电路上电。主机上电复位,并给ONOFF端口输出高电平，使三极管Q3导通，VPl经R3、R4、Q3到GND，R3上的电压降维持Q2导通，R6上的电压降维持Q3导通，耗电系统开机完毕，此时按键开关SI弹起，耗电系统保持开机状态。
[0058]在耗电系统工作期间，当对耗电系统进行关机操作时，将SI按下，SWITCH由初始的高电平变为低电平。当主机检测到SWITCH为低电平，主机将ONOFF端口拉低电平，使Q3截止。放开按键SI后，Rl和R3上没有电压降，Ql和Q2截止，OPl和0P2断开，VP2和VCCl断开，VP3和VCC2断开，主机和外围电路断电，耗电系统完全断电。实现了系统自关机的功倉泛。
[0059]R1、R2、Q1组成与R3、R4、Q2对称的结构，原理相同。采用对称结构分开供电的目的是实现耗电系统的待机功能。在耗电系统工作期间，主机检测到用户发出的待机命令后，将STDBY端口置成低电平，光耦0P2停止工作，耗电系统的外围电路断电，耗电系统进入低功耗待机状态。当主机检测到用户发出的待机重启信号后，将STDBY端口置为高电平，光耦0P2开始工作，耗电系统的外围电路得电，外围电路正常工作，耗电系统进入正常工作状态。
【权利要求】
1.一种具有数据保护功能的电源开关机电路，其特征在于:该电路包括主机供电控制单元、控制主机的外围电路供电的外围供电控制单元、关机时使得主机先保存数据然后断电的数据保护控制单元，给主机供电控制单元、外围供电控制单元和数据保护控制单元供电的电源VPI，给主机供电的电源VP2，给主机的外围电路供电的电源VP3 ； 所述的数据保护控制单元包括二极管D2，二极管D2的阴极与不带自锁的按键开关SI的一端相连，按键开关SI的另一端接地，按键开关SI闭合时，使得主机供电控制单元中的三极管Q2和外围供电控制单元中三极管Ql均导通； 二极管D2的阳极与三极管Q3的集电极相连，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的基极与电阻R5的一端相连，电阻R5的另一端与ONOFF端口相连，三极管Q3的基极还与电阻R6的一端相连，电阻R6的另一端接地，ONOFF端口输入的高电平使得三极管Q3导通，ONOFF端口输入的低电平使得三极管Q3截止，三极管Q3导通时主机正常供电，三极管Q3截止时，使得主机供电控制单元中的三极管Q2和外围供电控制单元中三极管Ql均截止； 二极管D2的阴极还与二极管Dl的阴极相连，二极管Dl的阳极与SWITCH端口相连，在主机正常供电状态下，当需要主机断电时，闭合按键开关SI，SWITCH端口输出低电平给主机，主机内部完成数据存储后输出低电平给ONOFF端口，进而控制主机供电控制单元和外围供电控制单元均断开，实现主机关机前的数据保护功能； 二极管D2的阳极还与主机供电控制单元中的电阻R4相连； 所述的主机供电控制单元包括一端与电源VPl相连的电阻R3，电阻R3的另一端与三极管Q2的基极相连，三极管Q2的发射极与电源VPl相连，三极管Q2的集电极连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端光耦OPl的阳极相连，光耦OPl的阴极接地，光耦OPl的集电极与电源VP2连接，光耦OPl的发射极连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端接地，光耦OPl的发射极还与主机供电端口 VCCl相连，主机供电控制单元中通过光耦OPl的通断控制给主机供电的电源VP2与主机供电端口 VCCl之间的通断，实现主机供电的控制； 三极管Q2的基极还与电阻R4的一端相连，电阻R4的另一端与数据保护控制单元中的二极管D2的阳极相连； 二极管D2的阳极还与外围供电控制单元中的电阻R2相连； 所述的外围供电控制单元包括一端与电源VPl相连的电阻R1，电阻Rl的另一端与三极管Ql的基极相连，三极管Ql的发射极与电源VPl相连，三极管Ql的集电极连接电阻R9的一端，电阻R9的另一端光耦0P2的阳极相连； 光耦0P2的集电极与电源VP3连接，光耦0P2的发射极连接电阻RlO的一端，电阻RlO的另一端接地，光耦0P2的发射极还与外围电路供电端口 VCC2相连，外围供电控制单元中通过光耦0P2的通断控制给主机的外围电路供电的电源VP3与外围电路供电端口 VCC2之间的通断； 光耦0P2的阴极与三极管Q4的集电极相连，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的基极与电阻R12的一端相连，电阻R12的另一端与STDBY端口相连，三极管Q4的基极还与电阻Rll的一端相连，电阻Rll的另一端接地，STDBY端口输入高电平，三极管Q4导通，使得光耦0P2导通，STDBY端口输入低电平，三极管Q4截止，使得光耦0P2断开，达到外围电路供电的控制，当外围电路断电时，耗电系统处于待机状态； 三极管Ql的基极还与电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端与数据保护控制单元中的二极管D2的阳极相连。
2.如权利要求1所述的电源开关机电路，其特征在于:所述的光耦0P1、光耦0P2为线性四脚光耦。
3.如权利要求1所述的电源开关机电路，其特征在于:所述的三极管Ql和三极管Q2均为PNP型三极管，三极管Q3和三极管Q4为NPN型三极管。
【文档编号】H03K17/78GK204013459SQ201420432672
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月1日 优先权日:2014年8月1日
【发明者】文常保, 高丽红, 雪程飞, 巨永锋, 李演明, 全思 申请人:长安大学