一種控制電源開關響應時間的裝置及方法
【專利摘要】本發明涉及開關控制領域，尤其涉及一種控制電源開關響應時間的裝置及方法。通過將開關模塊的第一輸出端與第一集成芯片的第二輸入端A相連接，當檢測到開關模塊閉合時，所述第二輸入端A產生一高電平信號，第二輸入端B與第二輸出端導通，第一輸入電源通過第一電阻器對第一電容器進行充電，當所述第一電容器的電壓值大于兩個串聯的非門電路的高電平門限時，第一場效應管的第一漏極與第一輸出電源連接導通，通過控制電源對電容器進行充電的時間來控制電源開關的響應時間，從而避免由于輕微誤接觸開關導致的電源開關操作。
【專利說明】一種控制電源開關響應時間的裝置及方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及開關控制領域，尤其涉及一種控制電源開關響應時間的裝置及方法。

【背景技術】
[0002] 隨著社會科技水平的不斷發展，輕觸開關在開關器件中的比重逐漸加大，因其有 接觸電阻荷小、精確的操作力誤差、規格多樣化等方面的優勢，在電子設備及白色家電等方 面得到廣泛的應用如：影音產品、數碼產品、遙控器、通訊產品、家用電器、安防產品、玩具、 電腦產品、健身器材、醫療器材、驗鈔筆、雷射筆按鍵等等。
[0003] 所述輕觸開關又叫按鍵開關，最早出現在日本[稱之為：敏感型開關]，使用時以 滿足操作力的條件向開關操作方向施壓開關功能閉合接通，當撤銷壓力時開關即斷開，其 內部結構是靠金屬彈片受力變化來實現通斷的。
[0004] 然而，也因其具有高靈敏度的特點而使得由于輕微誤接觸輕觸開關導致的電源開 關操作，例如：電腦開關使用輕觸開關作為電源的開關，電腦的主機可能會受到輕微的碰 觸，一旦碰觸，則因其靈敏度高的特點使得正在使用的電腦異常關機。


【發明內容】

[0005] 本發明所要解決的技術問題是：提供一種控制電源開關響應時間的裝置及方法， 能夠實現控制接通電源與斷開電源的響應時間，從而避免由于輕微誤接觸開關導致的電源 開關操作。
[0006] 為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：
[0007] -種控制電源開關響應時間的裝置，包括開關模塊、第一集成芯片、第一輸入電 源、第一電阻器、第一電容器、第一非門電路、第二非門電路、第二集成芯片、第一場效應管 和第一輸出電源；
[0008] 所述開關模塊包括第一輸入端和第一輸出端，所述第一輸入端與第一輸入電源相 連接；
[0009] 所述第一集成芯片包括第二輸入端A、第二輸入端B和第二輸出端，所述第二輸入 端A與第一輸出端相連接，所述第二輸入端B與第一電阻器的一端相連接，所述第一電阻器 的另一端與第一輸入電源相連接，所述第二輸出端與第一電容器的正極相連接，所述第一 電容器的負極接地；
[0010] 所述第一非門電路包括第三輸入端和第三輸出端，所述第三輸入端與第一電容器 的正極相連接，所述第二非門電路包括第四輸入端和第四輸出端，所述第三輸出端與第四 輸入端相連接；
[0011] 所述第二集成芯片包括第五輸入端和第五輸出端，所述第四輸出端與第五輸入端 相連接；
[0012] 所述第一場效應管包括第一源極、第一柵極和第一漏極，所述第一源極與第一輸 入電源相連接，所述第一柵極與第五輸出端相連接，所述第一漏極與第一輸出電源相連接。
[0013] 本發明采用的另一技術方案為：
[0014] -種控制電源開關響應時間的方法，包括：
[0015] S1、當檢測到開關模塊閉合時，產生一高電平信號；
[0016] S2、當接收到步驟Sl所得高電平信號時，電源對電容器進行充電；
[0017]S3、當所述電容器的電壓值大于預設閥值時，電源打開或關閉。
[0018] 本發明的有益效果在于：通過將開關模塊的第一輸出端與第一集成芯片的第二輸 入端A相連接，當檢測到開關模塊閉合時，所述第二輸入端A產生一高電平信號，第二輸入 端B與第二輸出端導通，第一輸入電源通過第一電阻器對第一電容器進行充電，當所述第 一電容器的電壓值大于兩個串聯的非門電路的高電平門限時，第一場效應管的第一漏極與 第一輸出電源連接導通，通過控制電源對電容器進行充電的時間來控制電源開關的響應時 間，從而避免由于輕微誤接觸開關導致的電源開關操作。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1為本發明【具體實施方式】的控制電源開關響應時間的裝置的電路結構圖；
[0020] 圖2為本發明【具體實施方式】的控制電源開關響應時間的方法的步驟圖；
[0021] 標號說明：
[0022] SW1、開關模塊；U3、第一集成芯片；VCC-IN、第一輸入電源；R2、第一電阻器；C1、 第一電容器；U4、第一非門電路；U5、第二非門電路；U6、第二集成芯片；Q2、第一場效應管； VCC-OUT、第一輸出電源；R3、第二電阻器；Q1、第二場效應管；R1、第三電阻器；R4、第四電阻 器；R5、第五電阻器。

【具體實施方式】
[0023] 為詳細說明本發明的技術內容、所實現目的及效果，以下結合實施方式并配合附 圖予以說明。
[0024] 本發明最關鍵的構思在于：當檢測到開關模塊閉合時，產生一高電平信號，電源對 電容器進行充電，當所述電容器的電壓值大于預設閥值時，電源打開或關閉，通過控制電源 對電容器進行充電的時間來控制電源開關的響應時間，從而避免由于輕微誤接觸開關導致 的電源開關操作。
[0025] 請參照圖1，為本發明【具體實施方式】的控制電源開關響應時間的裝置的電路結構 圖，具體如下：
[0026]-種控制電源開關響應時間的裝置，包括開關模塊SWl、第一集成芯片U3、第一輸 入電源VCC-IN、第一電阻器R2、第一電容器C1、第一非門電路U4、第二非門電路U5、第二集 成芯片U6、第一場效應管Q2和第一輸出電源VCC-OUT;
[0027] 所述開關模塊SWl包括第一輸入端和第一輸出端，所述第一輸入端與第一輸入電 源VCC-IN相連接；
[0028] 所述第一集成芯片U3包括第二輸入端A(U3的第6引腳）、第二輸入端B(U3的第 1引腳）和第二輸出端（U3的第4引腳），所述第二輸入端A(U3的第6引腳）與第一輸出 端相連接，所述第二輸入端B(U3的第1引腳）與第一電阻器R2的一端（R2的第2引腳） 相連接，所述第一電阻器R2的另一端（R2的第1引腳）與第一輸入電源VCC-IN相連接，所 述第二輸出端（U3的第4引腳）與第一電容器Cl的正極（Cl的第1引腳）相連接，所述 第一電容器Cl的負極（Cl的第2引腳）接地；
[0029] 所述第一非門電路U4包括第三輸入端（U4的第2引腳）和第三輸出端（U4的第 4引腳），所述第三輸入端（U4的第2引腳）與第一電容器Cl的正極（Cl的第1引腳）相 連接，所述第二非門電路U5包括第四輸入端（U5的第2引腳）和第四輸出端（U5的第4引 腳），所述第三輸出端（U4的第4引腳）與第四輸入端（U5的第2引腳）相連接；
[0030] 所述第二集成芯片U6包括第五輸入端（U6的第1引腳）和第五輸出端（U6的第 5引腳），所述第四輸出端（U5的第4引腳）與第五輸入端（U6的第1引腳）相連接；
[0031] 所述第一場效應管Q2包括第一源極（Q2的S極）、第一柵極（Q2的G極）和第一 漏極（Q2的D極），所述第一源極（Q2的S極）與第一輸入電源VCC-IN相連接，所述第一柵 極（Q2的G極）與第五輸出端（U6的第5引腳）相連接，所述第一漏極（Q2的D極）與第 一輸出電源VCC-OUT相連接。
[0032] 從上述描述可知，本發明的有益效果在于：通過將開關模塊的第一輸出端與第一 集成芯片的第二輸入端A相連接，當檢測到開關模塊閉合時，所述第二輸入端A產生一高電 平信號，第二輸入端B與第二輸出端導通，第一輸入電源通過第一電阻器對第一電容器進 行充電，當所述第一電容器的電壓值大于兩個串聯的非門電路的高電平門限時，第一場效 應管的第一漏極與第一輸出電源連接導通，通過控制電源對電容器進行充電的時間來控制 電源開關的響應時間，從而避免由于輕微誤接觸開關導致的電源開關操作。
[0033] 進一步的，該裝置還包括第二電阻器R3和第二場效應管Ql;所述第二電阻器R3 的一端（R3的第1引腳）與第二輸入端B(U3的第1引腳）相連接，所述第二場效應管Ql包 括第二源極（Ql的S極）、第二柵極（Ql的G極）和第二漏極（Ql的D極），所述第二源極 (Ql的S極）與第一輸入電源VCC-IN相連接，所述第二柵極（Ql的G極）與第一輸出電源 VCC-OUT相連接，所述第二漏極（Ql的D極）與第二電阻器R3的另一端（R3的第2引腳） 相連接。
[0034] 由上述描述可知，當從開關閉合到開關斷開時，第一輸出電源無電壓輸出，第二 場效應管的第二源極與第二漏極導通連接，所述第一電阻器與第二電阻器并聯，并聯后的 一端連接第一輸入電源，并聯后的另一端連接第二輸入端B，通過添加第二電阻器和第二場 效應管，能夠改變第二輸入端B輸入的電流大小，從而控制對第一電容器充電的時間。
[0035] 進一步的，所述第一場效應管Q2與第二場效應管Ql均為P-MOS管。
[0036] 由上述描述可知，P-MOS管導通電阻小，導通壓降低，適合于做電源開關。
[0037] 進一步的，該裝置還包括第三電阻器Rl;所述第三電阻器Rl的一端（Rl的第2引 腳）與第一輸出端相連接，所述第三電阻器Rl的另一端（Rl的第1引腳）接地。該裝置還 包括第四電阻器R4 ;所述第四電阻器R4的一端（R4的第2引腳）接地，所述第一集成芯片 U3還包括第一接口端（U3的第3引腳），所述第一接口端（U3的第3引腳）與第四電阻器 R4的另一端（R4的第1引腳）相連接。
[0038] 由上述描述可知，當開關模塊斷開時，第一輸入端A通過第三電阻器接地，第一接 口端與第二輸出端導通，第一接口端通過第四電阻器接地，形成對第一電容器的快速放電 過程。
[0039] 進一步的，該裝置還包括第五電阻器R5 ;所述第五電阻器R5的一端（R5的第1引 腳）與第一輸入電源VCC-IN相連接，所述第五電阻器R5的另一端（R5的第2引腳）與第 五輸出端（U6的第5引腳）相連接。
[0040] 由上述描述可知，R5為上拉電阻，主要是當U6的Q為懸空態時提供一個固定電平， 以防止Q2狀態不定。
[0041] 進一步的，所述開關模塊SWl為輕觸開關，所述輕觸開關的型號為 SHINAN-TPM032J-4P。
[0042] 進一步的，所述第一集成芯片U3為NC7SB3157,所述第二集成芯片U6為 NC7SZ74K8X。
[0043] 請參照圖2,為本發明【具體實施方式】的控制電源開關響應時間的方法的步驟圖，具 體如下：
[0044] -種控制電源開關響應時間的方法，包括：
[0045] S1、當檢測到開關模塊閉合時，產生一高電平信號；
[0046] S2、當接收到步驟Sl所得高電平信號時，電源對電容器進行充電；
[0047] S3、當所述電容器的電壓值大于預設閥值時，電源打開或關閉。
[0048] 從上述描述可知，本發明的有益效果在于：當檢測到開關模塊閉合時，產生一高電 平信號，電源對電容器進行充電，當所述電容器的電壓值大于預設閥值時，電源開關導通， 通過控制電源對電容器進行充電的時間來控制電源開關的響應時間，從而避免由于輕微誤 接觸開關導致的電源開關操作。
[0049] 進一步的，所述步驟S2具體為：當接收到步驟Sl所得高電平信號時，電源提供電 流，所述電流通過負載對電容器進行充電；所述負載為電阻器；所述步驟S3具體為：設置兩 個串聯的非門電路，當所述電容器的電壓值大于所述兩個串聯的非門電路的預設閥值時， 所述兩個串聯的非門電路導通后，產生一上升沿信號，通過所述上升沿信號，電源打開或關 閉。
[0050] 實施例一
[0051] 請參閱圖1，為本發明【具體實施方式】實施例一的電路結構圖；
[0052] 說明：所述開關模塊為輕觸開關，所述第一集成芯片為模擬開關，所述第一輸入電 源為VCC-IN，所述第一電阻器為R2,所述第一電容器為Cl，所述第一非門電路為U4,所述第 二非門電路為U5,所述第二集成芯片為D觸發器U6,所述第一場效應管為P-MOS管Q2,所述 第一輸出電源為VCC-OUT，所述第二電阻器為R3,所述第二場效應管為P-MOS管Ql，所述第 三電阻器為R1，所述第四電阻器為R4;所述第五電阻器為R5。
[0053] 該電路工作原理如下：
[0054] 1、初始狀態，輕觸開關SWl為斷開，D觸發器U6輸出Q(第5腳）為高電平，3 (第 3腳）=D(第2腳）=低電平，P-MOS管源極S為輸入電源VCC_IN，柵極G為高電平，Q2 不導通，所以漏極D的輸出電源VCC_OUT沒有電壓，電源關閉。
[0055]2、當按下輕觸開關SWl，模擬開關U3的S(第6腳）為高電平，模擬開關的A(第4 腳）和Bl(第1腳）導通，電源VCC_IN通過電阻R2、R3對電容Cl進行充電。當Cl的電壓 緩慢上升到非門U4的輸入高電平門限，經過U4、U5兩個非門電路，產生一個由低到高的上 升沿信號，該上升沿信號輸入到D觸發器的CK(第1腳），D觸發器觸發，初始D信號的值 (低電平）輸出到Q(第5腳），S則由低電平變為高電平且輸入到D信號。P-MOS管Q2柵 極G變為低電平，P-MOS管導通，電源打開，VCC_OUT=VCC_IN。
[0056] 3、當松開輕觸開關SW1，模擬開關U3的S(第6腳）為通過電阻Rl接地，模擬開關 的A(第4腳）和BO(第3腳）導通，電容Cl的電荷通過電阻R4快速放電，當Cl的電壓下 降到非門U4的輸入低電平門限，經過U4、U5兩個非門電路，產生一個由高到低的下降沿信 號。D觸發器U6和P-MOS管Q2沒有動作。
[0057] 4、在步驟2的電源打開的狀態下，按下輕觸開關SW1，模擬開關U3的S(第6腳） 為高電平，模擬開關的A(第4腳）和Bl(第1腳）導通，電源VCC_IN通過電阻R2對電容 Cl進行充電。當Cl的電壓緩慢上升到非門U4的輸入高電平門限，經過U4、U5兩個非門電 路，產生一個由低到高的上升沿信號，該上升沿信號輸入到D觸發器的CK(第1腳），D觸發 器觸發，D信號的值（高電平）輸出到Q(第5腳），Q則由高電平變為低電平且輸入到D信 號。P-MOS管柵極G變為高電平，PMOS管關斷，電源關閉，VCC_0UT無輸出。
[0058] 在上述步驟2、4中，都有一個對電容Cl的充電過程。不同的是，在電源關閉的情 況下，P-MOS管Ql的柵極G接到VCC_0UT為低電平，源極S和漏極D導通，電源VCC_IN通過 R2、R3兩個并聯電阻對電容Cl充電；在電源打開的情況下，P-MOS管Ql的柵極G接到VCC_ OUT為高電平，源極S和漏極D關斷，電源VCC_IN通過電阻R2對電容Cl充電。由于R2、R3 并聯的等效電阻值小于R2,因此可以實現打開電源時間比關閉電源時間短。如果要實現相 同的時間，則電路上只要去掉Ql和R3即可。另外，通過變更R2、R3、C1的值，可以延長或縮 短開關的時間，可由使用者靈活選擇。
[0059]數據 1:已知R2 = 470ΚΩ，R3 = 150ΚΩ，C1 = 10uF，VCC_IN= 3. 3V，非門高電平 門限為I. 7V，則上電開機時間約為I. 1秒，下電關機約為4. 1秒。
[0060] 數據 2 :已知R2 =R3 = 300ΚΩ，Cl= 22uF，VCC-IN= 3. 3V，非門高電平門限為 I. 7V，則上電開機時間約為3. 1秒，下電關機約為5. 8秒。
[0061] 在上述步驟2、4中，電容電壓從OV上升到非門U4的輸入高電平門限需要一定的 時間，如果在這個時間內輕觸開關松開，則電容Cl由充電過程變為放電過程，電壓下降，Cl 的電壓達不到非門U4的輸入高電平門限，不會觸發后續的電源開關動作，因此可以有效的 避免由于短時間的誤觸開關導致電源被誤打開或關閉。
[0062] 綜上所述，本發明提供的一種控制電源開關響應時間的裝置及方法。通過將開關 模塊的第一輸出端與第一集成芯片的第二輸入端A相連接，當檢測到開關模塊閉合時，所 述第二輸入端A產生一高電平信號，第二輸入端B與第二輸出端導通，第一輸入電源通過第 一電阻器對第一電容器進行充電，當所述第一電容器的電壓值大于兩個串聯的非門電路的 高電平門限時，第一場效應管的第一漏極與第一輸出電源連接導通，通過控制電源對電容 器進行充電的時間來控制電源開關的響應時間，從而避免由于輕微誤接觸開關導致的電源 開關操作。當從開關閉合到開關斷開時，第一輸出電源無電壓輸出，第二場效應管的第二源 極與第二漏極導通連接，所述第一電阻器與第二電阻器并聯，并聯后的一端連接第一輸入 電源，并聯后的另一端連接第二輸入端B，通過添加第二電阻器和第二場效應管，能夠改變 第二輸入端B輸入的電流大小，從而控制對第一電容器充電的時間。當開關模塊斷開時，第 一輸入端A通過第三電阻器接地，第一接口端與第二輸出端導通，第一接口端通過第四電 阻器接地，形成對第一電容器的快速放電過程。
[0063] 以上所述僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發 明說明書及附圖內容所作的等同變換，或直接或間接運用在相關的【技術領域】，均同理包括 在本發明的專利保護范圍內。
【權利要求】
1. 一種控制電源開關響應時間的裝置，其特征在于，包括開關模塊、第一集成芯片、第 一輸入電源、第一電阻器、第一電容器、第一非門電路、第二非門電路、第二集成芯片、第一 場效應管和第一輸出電源； 所述開關模塊包括第一輸入端和第一輸出端，所述第一輸入端與第一輸入電源相連 接； 所述第一集成芯片包括第二輸入端A、第二輸入端B和第二輸出端，所述第二輸入端A 與第一輸出端相連接，所述第二輸入端B與第一電阻器的一端相連接，所述第一電阻器的 另一端與第一輸入電源相連接，所述第二輸出端與第一電容器的正極相連接，所述第一電 容器的負極接地； 所述第一非門電路包括第三輸入端和第三輸出端，所述第三輸入端與第一電容器的正 極相連接，所述第二非門電路包括第四輸入端和第四輸出端，所述第三輸出端與第四輸入 端相連接； 所述第二集成芯片包括第五輸入端和第五輸出端，所述第四輸出端與第五輸入端相連 接； 所述第一場效應管包括第一源極、第一柵極和第一漏極，所述第一源極與第一輸入電 源相連接，所述第一柵極與第五輸出端相連接，所述第一漏極與第一輸出電源相連接。
2. 根據權利要求1所述的控制電源開關響應時間的裝置，其特征在于，該裝置還包括 第二電阻器和第二場效應管；所述第二電阻器的一端與第二輸入端B相連接，所述第二場 效應管包括第二源極、第二柵極和第二漏極，所述第二源極與第一輸入電源相連接，所述第 二柵極與第一輸出電源相連接，所述第二漏極與第二電阻器的另一端相連接。
3. 根據權利要求2所述的控制電源開關響應時間的裝置，其特征在于，所述第一場效 應管與第二場效應管均為P-MOS管。
4. 根據權利要求1所述的控制電源開關響應時間的裝置，其特征在于，該裝置還包括 第三電阻器；所述第三電阻器的一端與第一輸出端相連接，所述第三電阻器的另一端接地。
5. 根據權利要求1所述的控制電源開關響應時間的裝置，其特征在于，該裝置還包括 第四電阻器；所述第四電阻器的一端接地，所述第一集成芯片還包括第一接口端，所述第一 接口端與第四電阻器的另一端相連接。
6. 根據權利要求1所述的控制電源開關響應時間的裝置，其特征在于，該裝置還包括 第五電阻器；所述第五電阻器的一端與第一輸入電源相連接，所述第五電阻器的另一端與 第五輸出端相連接。
7. 根據權利要求1所述的控制電源開關響應時間的裝置，其特征在于，所述開關模塊 為輕觸開關，所述輕觸開關型號為SHINAN-TPM032J-4P。
8. 根據權利要求1所述的控制電源開關響應時間的裝置，其特征在于，所述第一集成 芯片為NC7SB3157,所述第二集成芯片為NC7SZ74K8X。
9. 一種控制電源開關響應時間的方法，其特征在于，包括： 51、 當檢測到開關模塊閉合時，產生一高電平信號； 52、 當接收到步驟S1所得高電平信號時，電源對電容器進行充電； 53、 當所述電容器的電壓值大于預設閥值時，電源打開或關閉。
10. 根據權利要求9所述的控制電源開關響應時間的方法，其特征在于，所述步驟S2具 體為：當接收到步驟S1所得高電平信號時，電源提供電流，所述電流通過負載對電容器進 行充電；所述負載為電阻器； 所述步驟S3具體為：設置兩個串聯的非門電路，當所述電容器的電壓值大于所述兩個 串聯的非門電路的預設閥值時，所述兩個串聯的非門電路導通后，產生一上升沿信號，通過 所述上升沿信號，電源打開或關閉。
【文檔編號】G05B19/042GK104483879SQ201410766827
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月12日 優先權日:2014年12月12日
【發明者】吳志君 申請人:福建聯迪商用設備有限公司