一种实现电源自锁的仪器开关机电路的制作方法

本发明属于电子仪器的开关机控制技术领域，具体涉及一种实现电源自锁的仪器开关机电路。

背景技术：

随着现代电子技术特别是物联网技术的发展，各种各样的仪器仪表越来越多，如通用的电子测量仪器示波器、信号源等。仪器上一般都设置有一个机械开关机按键，它是仪器不可缺少的一个部分，其主要功能是开机时按下接通电源给仪器供电，关机时按下切断电源。常见的仪器开关分自锁开关和复位开关。复位开关按下去后，手松开即恢复初始状态；自锁开关按下去后松开手不恢复，保持机械锁定状态。仪器中一般采用自锁开关来实现对供电电源的自锁，当开机按下自锁开关时时，开关不会弹起，保持导通状态，将供电电源接通并锁定，整个系统上电，仪器开始工作，当再次按下开关时，自锁开关弹起，并切断电源实现关机。

自锁开关在电器及自动化控制方面应用广泛，但缺点是：体积大、按触力大、切换速度低、易磨损。近年来市场上出现部分仪器的开关机采用复位开关，辅以其他元器件构成自锁电路，即采用硬件的方案实现电源的自锁。公开号为“CN104753145A”、名称为“一种具有自锁功能的电源开关”的发明专利中提出一种具有自锁功能的电源开关，其利用MOS管、驱动三极管等元器件构成的电源自锁电路，可降低电池消耗，通过研究其技术方案不难发现，该电源开关的电路控制较繁琐。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种实现电源自锁的仪器开关机电路，利用仪器本身的微控制器实现供电电源通路的自锁或断开，电路结构巧妙，实验测试稳定，并能将开关机、关显示器背光等功能在开关上复用，实现弱电控制强电通路，有助于使仪器更加的智能化和便携。

为解决现有技术问题，本发明公开了一种实现电源自锁的仪器开关机电路，包括：

继电器，

驱动三极管，以及

复位开关；

继电器的两个引脚分别连接外部电源和仪器主电路板的板载电源电连接，其线圈的一端引出与外部电源电连接、另一端与驱动三极管的集电极电连接；驱动三极管的基极与仪器主电路板的板载微控制器的IO端口电连接、其发射极接地；复位开关的一侧引脚与外部电源电连接，其另一侧引脚与驱动三极管的基极电连接、并引出一路导线接地；仪器主电路板的板载微控制器的中断端口与复位开关电连接。

作为优选方案，驱动三极管的基极通过串联一第一电阻与仪器主电路板的板载微控制器的IO端口电连接。

作为优选方案，复位开关通过串联一第二电阻与驱动三极管的基极电连接，第二电阻的输出端与第一电阻的输出端形成第一公共节点。

作为优选方案，复位开关通过串联一第三电阻与仪器主电路板的板载微控制器的中断端口电连接，第三电阻的输入端与第二电阻的输入端形成第二公共节点。

作为优选方案，复位开关通过串联一第四电阻接地，第四电阻的输入端与第三电阻的输出端形成第三公共节点。

作为优选方案，继电器的线圈两端并联有一续流保护电路，续流保护电路包括串联的第五电阻和二极管。

本发明具有的有益效果：

1.使用复位式开关，结合继电器和微控制器实现开关机和关仪器显示器的背光等功能。

2.采用的复位开关可置于仪器的前端面板，小巧方便操作，避免使用自锁开关存在按触力大、易磨损等问题，复位开关在这个电路中只是充当“触发”的角色。

3.复位开关支路和继电器支路是分离的，可实现弱电控制强电供电的设备，提高安全性。

4.开机后再次按下复位开关时，可根据按的时间长短选择关机或关仪器显示器背光，在一个开关上实现多种功能的复用。

附图说明

图1是本发明一个优选实施例的系统框图；

图2为图1所示实施例的电路连接图。

附图标记：

R104-第一电阻；R105-第二电阻；R106-第三电阻；R107-第四电阻；R108-第五电阻；K100-继电器；K205-复位开关；Q100-驱动三极管；D102-二极管；Power0-外部电源；Power1-板载电源。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，继电器K100用来控制外部电源Power0的通断，继电器K100闭合时，外部电源Power0经过继电器K100加载到仪器主电路板上，仪器开始工作。驱动三极管Q100为继电器K100的驱动电路，只有驱动三极管Q100导通时，才能将继电器K100闭合。当按下复位开关K205瞬间，外部电源Power0经过复位开关K205使驱动三极管Q100导通，驱动继电器K100闭合，外部电源Power0经过继电器K100向主电路板供电，板载微控制器开始工作，板载微控制器的某个IO端口输出高电平，让驱动三极管Q100维持导通状态，保持继电器K100的闭合，外部电源Power0就能持续给主电路板供电，实现电源通路的自锁，仪器开机正常工作。

尽管复位开关K205弹起后，外部电源Power0没有直接加载到驱动三极管Q100上，但此时的驱动三极管Q100是通过板载微控制器的端口维持导通的。实际上，相当于利用开关闭合瞬间的高电平使驱动三极管Q100导通，继电器K100闭合，主板上电后，板载微控制器开始工作，此后利用板载微控制器实现自锁，复位开关K205在这个电路中只是充当“触发”的角色。复位开关K205支路和继电器K100支路是分离的，可实现弱电控制强电供电的设备，提高安全性。

仪器正常开机后，再次按下复位开关K205，复位开关K205导通瞬间会产生一个高电平脉冲，微控制器检测到这个脉冲，进入中断。在中断服务程序中，可根据按开关时间的长短设置不同的操作。若按下开关的时间较短时，板载微控制器的中断端口检测到这个脉冲电平的时间较短，关掉仪器的背光以节能。

若长按开关时，板载微控制器检测到脉冲高电平时间较长，使IO端口输出低电平，驱动三极管Q100截止，继电器K100断开，系统断电，仪器关机。继电器K100的线圈两端并联有一续流保护电路，续流保护电路包括串联的第五电阻R108和二极管D102。

如图2所示，复位开关K205的3、4脚为一侧，1、2脚为一侧，外部电源Power0和一侧的引脚3、4相连，驱动三极管驱动电路和1、2脚相连，当没有按下时，引脚3、4和引脚1、2两则断开，电源Power0不能使驱动三极管导通，当按下复位开关时，两侧导通。外部电源Power0经过第一电阻R104后使驱动三极管Q100导通，继电器K100的工作电源已与外部电源Power0连接。驱动三极管驱动继电器K100闭合，继电器的引脚7和8连通，外部电源Power0与板载电源Power1相连，电源加载到主电路板上，使板载微控制器开始工作，板载微控制器的IO端口输出高电平，使驱动三极管继续导通，驱动继电器保持闭合，保持供电，完成了电源回路的自锁。

当复位开关K205再次被按下时，产生一个高电平脉冲接入到板载微控制器的中断端口INT，板载微控制器在中断服务程序中判断该电平持续的时间，若短按开关，高电平持续时间短，则微控制器关断仪器的显示器背光。若长按开关，高电平持续时间长，则微控制器的IO端口输出低电平，使驱动三极管截止，继电器断开。主电路板断电，仪器关机。

第一电阻R104、第二电阻R105、第三电阻R106、第四电阻R107和第五电阻R108的阻值分别为1KΩ、10 KΩ、100 KΩ、47 KΩ和1 KΩ。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。