本發(fā)明涉及電源控制領(lǐng)域，尤其涉及直流電源控制電路。

背景技術(shù)：

當(dāng)前大量的移動設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備使用電池供電，功耗是這些設(shè)備需要考慮的重要因素。這類設(shè)備一般有一個cpu及若干外圍元件，功耗對這些元件而言極為重要，cpu空閑時進(jìn)入休眠狀態(tài)，被外部操作時再喚醒，為了達(dá)到超低功耗目的，在cpu進(jìn)入休眠前，需要關(guān)閉不使用的外設(shè)，在喚醒后需要重新打開外設(shè)的供電電源，這就要求cpu運(yùn)行的時間盡可能短，對外圍設(shè)備電源的開關(guān)要迅速，但有些外設(shè)在運(yùn)行時是不能立即斷電，例如閃存控制器，因?yàn)殚W存控制器一般帶有寫入緩存，應(yīng)用程序發(fā)送完數(shù)據(jù)到閃存控制器后，數(shù)據(jù)并不是立即寫到閃存的，而是有一部分?jǐn)?shù)據(jù)仍然存儲在緩沖區(qū)，如果這個時間斷電，則有部分?jǐn)?shù)據(jù)能不寫入閃存，因此在低功耗場合，對于閃存控制器這類的設(shè)備就產(chǎn)生了快速開啟電源和緩慢關(guān)斷電源的控制要求，然而現(xiàn)有的電源控制電路由于對元器件參數(shù)需求高而存在體積和成本均偏高，且不能實(shí)現(xiàn)快速開啟的功能問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種直流電源控制電路，目的在于解決現(xiàn)有的直流電源控制電路無法實(shí)現(xiàn)滿足功能需求或者存在電路體積大和成本高的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種直流電源控制電路，一種直流電源控制電路，其特征在于，包括控制模塊、開關(guān)模塊、緩沖模塊和mcu，所述mcu連接所述控制模塊的輸入端，所述控制模塊輸出端連接所述開關(guān)模塊的受控端，所述緩沖模塊的兩端分別連接所述開關(guān)模塊的受控端和輸出端，所述開關(guān)模塊的輸出端連接負(fù)載，所述開關(guān)模塊的輸入端連接直流電源；其中，

所述mcu輸出開啟信號時，通過所述控制模塊控制所述開關(guān)模塊導(dǎo)通，所述直流電源通過所述開關(guān)模塊對所述負(fù)載供電；

所述mcu輸出關(guān)閉信號時，所述開關(guān)模塊對所述緩沖模塊充電，當(dāng)所述緩沖模塊的電壓達(dá)到觸發(fā)所述開關(guān)模塊關(guān)閉的預(yù)設(shè)值時，所述開關(guān)模塊關(guān)閉而切斷所述直流電源對所述負(fù)載的供電。

優(yōu)選的，所述開關(guān)模塊包括第一開關(guān)管和第一電阻；

所述開關(guān)管的輸入級為所述開關(guān)模塊的輸入端；

所述開關(guān)管的輸出級為所述開關(guān)模塊的輸出端；

所述開關(guān)管的控制級為所述開關(guān)模塊的受控端；

所述第一電阻的兩端分別連接所述第一開關(guān)管的輸入端和控制級。

優(yōu)選的，所述開關(guān)模塊還包括第二電阻；

所述開關(guān)管的控制級連接所述第二電阻一端，所述第二電阻另一端為所述開關(guān)模塊的受控端；

所述第一電阻的兩端分別連接所述第一開關(guān)管的輸入端和所述第二電阻另一端。

優(yōu)選的，所述直流電源控制電路還包括第五電阻；

所述第五電阻一端連接開關(guān)模塊的受控端，所述第五電阻另一端連接所述控制模塊的輸出端。

優(yōu)選的，所述緩沖模塊包括第一電容；

所述第一電容的一端為所述緩沖模塊的一端，所述第一電容的另一端為所述緩沖模塊的另一端。

優(yōu)選的，所述第一開關(guān)管為p溝道m(xù)os管，所述第一開關(guān)管的輸入級為所述p溝道m(xù)os管源級，所述第一開關(guān)管的輸出級為所述p溝道m(xù)os管漏極，所述第一開關(guān)管的控制級為所述p溝道m(xù)os管柵極。

優(yōu)選的，所述第一開關(guān)管為pnp型三極管，所述第一開關(guān)管的輸入級為所述pnp型三極管發(fā)射極，所述第一開關(guān)管的輸出級為所述pnp型三極管集電極，所述第一開關(guān)管的控制級為所述pnp型三極管基極。

優(yōu)選的，所述控制模塊包括npn型三極管和第三電阻；

所述npn型三極管基極連接所述第三電阻一端，所述第三電阻另一端連接所述mcu，所述npn型三極管集電極連接所述開關(guān)模塊，所述npn型三極管集發(fā)射極接地。

優(yōu)選的，所述控制模塊包括第四電阻；

所述第四電阻一端連接所述npn型三極管基極，所述第四電阻另一端連接所述npn型三極管發(fā)射極。

優(yōu)選的，所述負(fù)載為flash閃存。

本發(fā)明提供的直流電源控制電路，通過在開關(guān)模塊的輸出端和受控端并聯(lián)緩沖模塊，mcu通過控制模塊控制開關(guān)模塊的導(dǎo)通和關(guān)閉，通過合理選擇緩沖模塊的電容參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)直流電源通過開關(guān)模塊對負(fù)載快速供電；或者在mcu輸出關(guān)閉信號時由于開關(guān)模塊中的大容量電阻對緩沖模塊的小容量電容充電，實(shí)現(xiàn)了通過控制模塊能控制開關(guān)模塊慢速關(guān)閉，因此實(shí)現(xiàn)了主流電源通過開關(guān)模塊對負(fù)載慢速供電，滿足了電路的功能需求，同時由于緩沖模塊的電容容量小，實(shí)現(xiàn)了整個電路的體積減小和成本降低。

附圖說明

圖1為本發(fā)明直流電源控制電路第一實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明直流電源控制電路工作波形示意圖；

圖3為本發(fā)明直流電源控制電路第二實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明直流電源控制電路第三實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明直流電源控制電路第三實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

參照圖1，圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的直流電源控制電路的電路結(jié)構(gòu)圖，為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分，詳述如下：

本發(fā)明實(shí)施例提供的直流電源控制電路包括控制模塊40、開關(guān)模塊20、緩沖模塊30和mcu10，mcu10連接控制模塊40的輸入端，控制模塊40的輸出端連接開關(guān)模塊20的受控端，緩沖模塊30的兩端分別連接開關(guān)模塊20的受控端和輸出端，開關(guān)模塊20的輸出端連接負(fù)載50，開關(guān)模塊20的輸入端連接直流電源；其中，

mcu10輸出開啟信號時，通過控制模塊40控制開關(guān)模塊20導(dǎo)通，直流電源通過開關(guān)模塊20對負(fù)載50供電；

mcu10輸出關(guān)閉信號時，開關(guān)模塊20對緩沖模塊30充電，當(dāng)緩沖模塊30的電壓達(dá)到觸發(fā)所述開關(guān)模塊20關(guān)閉的預(yù)設(shè)值時，開關(guān)模塊20關(guān)閉從而切斷直流電源對負(fù)載50的供電。

進(jìn)一步的，在本實(shí)施例中的各模塊具體電路如下：

開關(guān)模塊20包括第一開關(guān)管q1和第一電阻r1；第一電阻r1的兩端分別連接第一開關(guān)管q1的輸入級和控制級，第一開關(guān)管q1的輸入級為開關(guān)模塊20的輸入端，第一開關(guān)管q1的輸出級為開關(guān)模塊20的輸出端，第一開關(guān)管q1的控制級為開關(guān)模塊20的受控端。

本實(shí)施例中，第一開關(guān)管q1為p溝道m(xù)os(金屬氧化物半導(dǎo)體)管，第一開關(guān)管q1的輸入級為p溝道m(xù)os管源級，第一開關(guān)管q1的輸出級為p溝道m(xù)os管漏極，第一開關(guān)管q1的控制級為p溝道m(xù)os管柵極。

緩沖模塊30包括第一電容c1；第一電容c1的一端連接開關(guān)模塊20的輸出端，第一電容c1的另一端連接開關(guān)模塊20的受控端。

控制模塊40包括npn型三極管q2和第三電阻r3；npn型三極管q2基極連接第三電阻r3一端，第三電阻r3另一端連接mcu10，npn型三極管q2集電極連接開關(guān)模塊20，npn型三極管q2集發(fā)射極接地。

進(jìn)一步的，開關(guān)模塊20還可以包括第二電阻r2，此時第一開關(guān)管q1的控制極通過第二電阻r2連接到開關(guān)模塊20的受控端即圖中的c點(diǎn)，此時第二電阻r2的一端做為開關(guān)模塊20的受控端，此時緩沖模塊30的第一電容c1連接在第二電阻r2相對其做為開關(guān)模塊20的受控端的另一端。

當(dāng)直流電源需要給負(fù)載50即rl供電時，mcu10的引腳vctrl輸出高電平的開啟信號時，控制模塊40的npn型三極管q2的基極輸入高電平因此q1導(dǎo)通，集電極由原來的高電平轉(zhuǎn)換低電平，此時開關(guān)模塊20的受控端即圖中的c點(diǎn)相應(yīng)轉(zhuǎn)換成低電平，由于第二電阻r2阻值較小如一般取值1kω，而第一電容c1容量也很小如一般取值100nf，則第一電容c1上原來充滿的電量通過第二電阻r2和npn型三極管q2的集電極和發(fā)射極對地迅速放電，使得npn型三極管q2的集電極也即開關(guān)模塊20的受控端c點(diǎn)迅速降低到接近地的低電壓，因此此時開關(guān)模塊20的第一開關(guān)管q1即pmos管柵極電壓迅速降低到低電平，因此第一開關(guān)管q1迅速導(dǎo)通，此時直流電源的電壓vcc通過第一開關(guān)管q1對負(fù)載50進(jìn)行供電。

當(dāng)直流電源需要關(guān)閉對負(fù)載50即rl供電時，mcu10的引腳vctrl輸出低電平信號，此時控制模塊40的npn型三極管q2關(guān)閉，由于第一電容c1連接在開關(guān)模塊20控制端的d點(diǎn)和輸出端b點(diǎn)，即連接在第一開關(guān)管q1的柵極和漏極，由于第一電容c1原來為低電平，因此此時直流電源通過連接在開關(guān)模塊20的輸入端和控制端的第一電阻r1和第二電阻r2以及負(fù)載50對第一電容c1進(jìn)行充電，由于第一電阻r1阻值很大如取值為100kω，此時第一電容c1的電壓值慢慢升高，但其電壓值超過預(yù)設(shè)值即第一開關(guān)管pmos管q2柵極電壓升高到其關(guān)閉閥值時，第一開關(guān)管q1關(guān)閉，此時直流電源關(guān)閉對負(fù)載50即rl供電。通過合理選擇圖中第一電阻r1、第二電阻r2和第一電容c1的參數(shù)，就能實(shí)現(xiàn)該電路在mcu10輸出開啟信號時，開關(guān)模塊20快速導(dǎo)通從而主流電源快速對負(fù)載50即rl供電；當(dāng)mcu10輸出關(guān)閉信號時，開關(guān)模塊20緩慢關(guān)閉從而主流電源緩慢關(guān)閉對負(fù)載50即rl的供電。當(dāng)mcu10輸出關(guān)閉信號時，圖中第一開關(guān)管q1pmos管柵極電壓通過下面公式進(jìn)行計算：

vg＝vcc*(1-e^-t/rc1)；

其中vg為柵極電壓，vcc為直流電源電壓值，c1為第一電容c1電容值，r為直流電源對第一電容c1進(jìn)行充電的總電阻，即為第一電阻r1、第二電阻r2合負(fù)載電阻rl之和：

r＝r3+r2+rl；

例如vg電壓在r*c1的時間內(nèi)達(dá)到vcc的60％左右時使得第一開關(guān)管q1關(guān)閉，此時間設(shè)定為10ms，第一電容c1電容值取值為100nf，則經(jīng)過計算可得r＝10*10-³/(10*10-⁹)＝100k，由于第二電阻r2和負(fù)載50rl阻值很小，因此可以第一電阻r1可以直接取值為100k，實(shí)現(xiàn)在10ms內(nèi)延時關(guān)閉對負(fù)載rl的供電，實(shí)際應(yīng)用場合中，負(fù)載50rl為flah閃存，具體包括flah閃存控制器和與之連接存儲器，因此可以實(shí)現(xiàn)mcu10在輸出關(guān)閉信號后直流電壓對flah閃存的延時斷電，為flah閃存控制器預(yù)留時間將緩存寫入flash存儲器，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的可靠存儲。由于第一電容c1電容量非常小，因此實(shí)現(xiàn)了mcu10控制下電壓對負(fù)載50的快速供電和延時關(guān)閉供電的功能，且滿足了電路小型化和低成本要求。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的電路的工作波形示意圖，其中波形l1為mcu10的引腳vctrl輸出到控制模塊40的波形，波形l2為開關(guān)模塊20中第一開關(guān)管q1柵極即圖中d點(diǎn)的波形，波形l3為開關(guān)模塊20輸出端即圖中b點(diǎn)加載在負(fù)載50上的波形。由圖2可以看出，當(dāng)mcu10的引腳vctrl在輸出控制脈沖信號的高電平期間，以圖2中x虛線開始的高電平，此時波形l2對應(yīng)的開關(guān)模塊20第一開關(guān)管q1柵極立即隨著拉低，第一開關(guān)管q1因此迅速截止，波形l3也隨之迅速拉高，即負(fù)載50上的電壓升高，實(shí)現(xiàn)了在mcu10輸出開啟信號時，開關(guān)模塊20快速導(dǎo)通從而主流電源快速對負(fù)載50即rl供電。而在mcu10的引腳vctrl轉(zhuǎn)換到輸出低電平時，此時由于直流電源通過第一電阻r1和第二電阻r2以及負(fù)載50對第一電容c1進(jìn)行充電，波形l2對應(yīng)的電壓逐漸升高，當(dāng)升高到虛線y對應(yīng)的位置時，第一開關(guān)管q1才截止，此時實(shí)現(xiàn)了直流電源關(guān)閉對負(fù)載50即rl的供電。

進(jìn)一步的，在本實(shí)施例中，控制模塊40還包括第四電阻r4；第四電阻r4一端連接第二npn型三極管q2基極，第四電阻r4另一端連接第二npn型三極管q2發(fā)射極，第四電阻r4起到在mcu10沒有輸出穩(wěn)定電平時如上電時刻第二npn型三極管q2可靠截止的作用。

本發(fā)明實(shí)施例提供的直流電源控制電路，通過在開關(guān)模塊20的輸出端和受控端并聯(lián)緩沖模塊30，mcu10通過控制模塊40控制開關(guān)模塊20的導(dǎo)通和關(guān)閉，由于緩沖模塊30由容量很小的電容組成，且在開關(guān)模塊20的輸入端和控制端并聯(lián)大容量電阻，以此實(shí)現(xiàn)了在mcu10輸出開啟信號時，通過控制模塊40能控制開關(guān)模塊20快速導(dǎo)通，因此實(shí)現(xiàn)了直流電源通過開關(guān)模塊20對負(fù)載50快速供電；或者在mcu10輸出關(guān)閉信號時由于開關(guān)模塊20中的大容量電阻對緩沖模塊30的小容量電容充電，實(shí)現(xiàn)了通過控制模塊40能控制開關(guān)模塊20慢速關(guān)閉，因此實(shí)現(xiàn)了主流電源通過開關(guān)模塊20對負(fù)載50慢速供電，滿足了電路的功能需求，同時由于緩沖模塊30由容量很小的電容組成，實(shí)現(xiàn)了整個電路的體積減小和成本降低。

進(jìn)一步的，參照圖3，基于本發(fā)明直流電源控制電路第一實(shí)施例，本發(fā)明第二實(shí)施例的直流電源控制電路的與第一實(shí)施例不同之處是緩沖模塊30的第一電容c1與開關(guān)模塊20連接方式不同，開關(guān)模塊20的第二電阻r2的一端做為開關(guān)模塊20的受控端，第一電容c1連接在第二電阻r2的此端，此時第一電容c1的放電和充電回路少了第二電阻r2，能實(shí)現(xiàn)更加快速的放電即在mcu10輸出開啟信號時開關(guān)模塊20更加快速的導(dǎo)通，而在mcu10輸出關(guān)閉信號時，充電電壓上升要比第一實(shí)施例中快，因此直流電源延時關(guān)閉供電時間相對第一實(shí)施例短，不過由于第二電阻r2的阻值很小如第一實(shí)施例中為1k，因此對第一電容c1的放電和充電的時間影響很小，可以正常實(shí)現(xiàn)本電路快速供電和延時關(guān)閉供電的功能。

進(jìn)一步的，參照圖4，基于本發(fā)明直流電源控制電路第一實(shí)施例，本發(fā)明第三實(shí)施例的直流電源控制電路的與第一實(shí)施例不同之處是開關(guān)模塊20少了第二電阻r2，取而代之是在開關(guān)模塊20受控端和控制模塊40輸出端之間增加串聯(lián)第五電阻r5，具體的這里第五電阻r5的一端連接在開關(guān)模塊20的第一開關(guān)管q1柵極，第五電阻r5的另一端連接在控制模塊三極管q1的集電極，此時第一電容c1充電回路少了第五電阻r5，在mcu10輸出關(guān)閉信號時，充電電壓上升要比第一實(shí)施例中快，因此直流電源延時關(guān)閉供電時間相對第一實(shí)施例短，不過由于第五電阻r5的阻值很小如第一實(shí)施例中為1k，因此對第一電容c1的充電的時間影響很小，可以正常實(shí)現(xiàn)本電路快速供電和延時關(guān)閉供電的功能。

進(jìn)一步的，參照圖5，基于本發(fā)明直流電源控制電路第一實(shí)施例，本發(fā)明第四實(shí)施例的直流電源控制電路的與第一實(shí)施例不同之處是開關(guān)模塊20的第一開關(guān)管不同，這里的第一開關(guān)管改為pnp型三極管q3，即第一開關(guān)管的輸入級為pnp型三極管q3發(fā)射極，第一開關(guān)管的輸出級為pnp型三極管q3集電極，第一開關(guān)管的控制級為pnp型三極管q3基極。這里的pnp型三極管q3可以實(shí)現(xiàn)第一實(shí)施例中第一開關(guān)管q1即p溝道m(xù)os管的相同功能。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“第一實(shí)施例”、“第二實(shí)施例”、“示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體方法、裝置或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必須針對的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、方法、裝置或者特點(diǎn)可以在任一個或多個實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。