CN208971480U - 可快速关断的直流电源开关电路及应用其的电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电源开关技术领域，它涉及一种可快速关断的直流电源开关电路及应用其的电子设备，其方案是：可快速关断的直流电源开关电路，其包括电源输入端、第一电阻、控制开关模块、软启动模块以及场效应管；电源输入端分别与第一电阻的一端以及场效应管的源极连接；软启动模块包括第二电阻和电容器；电容器的一端与场效应管的栅极连接，另一端与场效应管的源极或漏极连接；当电容器的另一端与场效应管的源极连接时，软启动模块还包括二极管，二极管连接在第一电阻与场效应管的栅极之间。根据本实用新型的方案，软启动模块的电容器上的电荷在电路关断时能够得到快速泄放，从而使场效应管能够被快速关断而不会发生误启动现象。

Description

可快速关断的直流电源开关电路及应用其的电子设备

技术领域

本实用新型涉及电源开关技术领域，特别涉及一种可快速关断的直流电源开关电路及应用其的电子设备。

背景技术

会议白板具有给屏幕供电的供电电路，会议白板还包括电源开关电路，电源开关电路用于控制供电电路的通断，以控制屏幕的启闭。现有的电源开关电路一般通过场效应管来控制供电电路的通断，以达到给屏幕供电或断电的目的。为了保证电源开关电路的安全性能，在导通场效应管时一般通过软启动模块软启动场效应管。软启动模块包括电容器,软启动模块通过电容器的充放电特性使场效应管的栅极与源极之间的电压缓慢增大,以达到软启动场效应管的目的。目前，现有的电源开关电路在使用过程中具有以下缺陷：当关断电源开关电路时，软启动模块的电容器上电荷的泄放速度较慢，导致场效应管在关断过程中会发生误启动的现象，相应的，屏幕也会在关断过程中误启动一次，从而会影响用户的使用体验。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种可快速关断的直流电源开关电路，主要目的在于解决现有技术中当关断电源开关电路时，软启动模块的电容器上的电荷的泄放速度偏慢导致场效应管在关断过程中发生误启动的技术问题。

本实用新型还提供一种应用上述可快速关断的直流电源开关电路的电子设备。

为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：

一方面，本实用新型的实施例提供一种可快速关断的直流电源开关电路，包括电源输入端、第一电阻、控制开关模块、软启动模块以及场效应管；

所述电源输入端分别与第一电阻的一端以及场效应管的源极连接；所述场效应管的漏极用于与负载连接，以给负载供电；

所述第一电阻的另一端通过控制开关模块与地连接，所述控制开关模块用于导通或断开所述第一电阻的另一端与地之间的连接；

所述软启动模块包括第二电阻和电容器；所述第二电阻的一端与所述第一电阻的另一端连接，第二电阻的另一端与场效应管的栅极连接；

所述电容器的一端与场效应管的栅极连接，另一端与场效应管的源极或漏极连接；其中，当电容器的另一端与场效应管的源极连接时，软启动模块还包括二极管，二极管的阳极与第一电阻的另一端连接，二极管的阴极与场效应管的栅极连接。

在上述技术方案中，通过增加电容器上电荷的泄放路径，当直流电源开关电路在关断时，电容器上原有的电荷能够得到快速泄放，使电容器的与场效应管的栅极相连的一端的电势能够快速升高，从而使场效应管的栅极与源极之间的电压能够快速减小，进而使场效应管能够被快速关断而不会发生误启动现象。

本实用新型进一步设置为：所述软启动模块还包括第三电阻，所述第三电阻的一端与场效应管的源极连接，另一端与场效应管的栅极连接。

在上述技术方案中，通过设置的第三电阻，可以对电容器的充放电速度进行调节，使场效应管的栅极与源极之间电压的上升斜率能够满足用户的要求。

本实用新型进一步设置为：所述控制开关模块包括信号输入端，以根据所述信号输入端的信号控制第一电阻的另一端与地之间的通断。

通过采用上述技术方案，方便对负载比如屏幕的启闭进行控制。

本实用新型进一步设置为：所述控制开关模块还包括第四电阻和三极管；

所述信号输入端与第四电阻的一端连接，第四电阻的另一端与三极管的基极连接；所述控制开关模块通过三极管的集电极与第一电阻的另一端连接、且通过所述三极管的发射极与地连接。

通过上述的设置，当向信号输入端输入高电平信号时，三极管导通，此时能够控制场效应管的导通，以给后端的负载比如屏幕供电；当向信号输入端输入低电平信号时，三极管断开，此时能够控制场效应管断开，以断开对负载比如屏幕的供电。

本实用新型进一步设置为：所述控制开关模块还包括第五电阻；

所述第五电阻的一端与第四电阻的另一端连接，第五电阻的另一端接地。

通过上述的设置，当不需要打开屏幕时，信号输入端保持低电平状态，而通过设置的第五电阻，由于第五电阻与地连接，第五电阻可以将三极管的基极下拉至0V，以保证三极管的集电极与发射极之间不会导通。

本实用新型进一步设置为：所述电源输入端通过电阻与第一电阻的一端以及场效应管的源极连接。

在上述技术方案中，通过设置的电阻，可以对电源输入端输入的电压进行调节，使电源输入端的电压能够适配相应功耗的负载比如屏幕等。

本实用新型进一步设置为：可快速关断的直流电源开关电路还包括另一二极管；

所述场效应管的漏极与所述另一二极管的阳极连接，所述另一二极管的阴极与场效应管的源极连接。

通过采用上述技术方案，二极管可以对场效应管提供保护，防止场效应管反向击穿。

另一方面，本实用新型的实施例还提供一种电子设备，其包括上述任一种的可快速关断的直流电源开关电路。

在上述技术方案中，本实用新型提供的电子设备由于设置上述可快速关断的直流电源开关电路的缘故，因此在关断电源开关电路时，场效应管的栅极与源极之间的电压能够快速减小，从而使场效应管能够被快速关断而不会发生误启动现象。

本实用新型进一步设置为：所述电子设备为会议白板，所述负载为会议白板的屏幕；

或所述电子设备为电视机，所述负载为电视机的屏幕。

本领域的技术人员应当理解，会议白板或电视机仅为示例，并不用于对本实施例的技术方案进行限制。

借由上述技术方案，本实用新型可快速关断的直流电源开关电路及应用其的电子设备至少具有以下有益效果：

在本实用新型提供的技术方案中，当软启动模块的电容器的另一端选择与场效应管的源极连接时，因为软启动模块还包括连接在场效应管的栅极与第一电阻之间的二极管，本实用新型的直流电源开关电路在关断时，电源输入端可以通过二极管给电容器快速充电，电容器上原有的电荷能够得到快速泄放并被充电，使电容器的与场效应管的栅极相连的一端的电势能够快速升高，从而使场效应管的栅极与源极之间的电压能够快速减小，进而使场效应管能够被快速关断而不会发生误启动现象。

当软启动模块的电容器的另一端选择与场效应管的漏极连接时，本实用新型的直流电源开关电路在关断时，电容器上的电荷能够通过负载快速得到泄放，相应的，使电容器的与场效应管的栅极相连的一端的电势能够快速升高，从而使场效应管的栅极与源极之间的电压能够快速减小，进而使场效应管能够被快速关断而不会发生误启动现象。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本实用新型的一实施例提供的一种可快速关断的直流电源开关电路的电路原理图；

图2是本实用新型的一实施例提供的另一种可快速关断的直流电源开关电路的电路原理图。

附图标记：1、电源输入端；2、控制开关模块；21、信号输入端；3、软启动模块；4、负载；5、二极管；100、可快速关断的直流电源开关电路。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

如图1所示，本实用新型的一个实施例提出的一种可快速关断的直流电源开关电路100，包括电源输入端1、第一电阻RL1、控制开关模块2、软启动模块3以及场效应管Q6。电源输入端1分别与第一电阻RL1的一端以及场效应管Q6的源极连接。场效应管Q6的漏极用于与负载4比如屏幕连接，以给负载4比如屏幕供电。

第一电阻RL1的另一端通过控制开关模块2与地连接，控制开关模块2用于导通或断开第一电阻RL1的另一端与地之间的连接。软启动模块3包括第二电阻RL2和电容器CL1。第二电阻RL2的一端与第一电阻RL1的另一端连接，第二电阻RL2的另一端与场效应管Q6的栅极连接。

电容器CL1的一端与场效应管Q6的栅极连接，另一端与场效应管Q6的源极或漏极连接（如图1和图2所示）。其中，如图1所示，当电容器CL1的另一端与场效应管Q6的源极连接时，软启动模块3还包括二极管DL1，二极管DL1的阳极与第一电阻RL1的另一端连接，二极管DL1的阴极与场效应管Q6的栅极连接。

在上述提供的技术方案中，如图1所示，当软启动模块3的电容器CL1的另一端选择与场效应管Q6的源极连接时，因为软启动模块3还包括连接在场效应管Q6的栅极与第一电阻RL1之间的二极管DL1，本实用新型的直流电源开关电路在关断时，电源输入端1可以通过二极管DL1给电容器CL1快速充电，电容器CL1上原有的电荷能够得到快速泄放并被充电，使电容器CL1的与场效应管Q6的栅极相连的一端的电势能够快速升高，从而使场效应管Q6的栅极与源极之间的电压能够快速减小，进而使场效应管Q6能够被快速关断而不会发生误启动现象。

如图2所示，当软启动模块3的电容器CL1的另一端选择与场效应管Q6的漏极连接时，本实用新型的直流电源开关电路在关断时，电容器CL1上的电荷能够通过负载4快速得到泄放，相应的，使电容器CL1的与场效应管Q6的栅极相连的一端的电势能够快速升高，从而使场效应管Q6的栅极与源极之间的电压能够快速减小，进而使场效应管Q6能够被快速关断而不会发生误启动现象。

在一个具体的应用示例中, 如图1和图2所示，上述的场效应管Q6可以为8脚场效应管。

进一步的，如图1和图2所示，前述的软启动模块3还可以包括第三电阻RL3，第三电阻RL3的一端与场效应管Q6的源极连接，另一端与场效应管Q6的栅极连接。在本示例中，通过设置的第三电阻RL3，可以对电容器CL1的充放电速度进行调节，使场效应管Q6的栅极与源极之间电压的上升斜率能够满足用户的要求。

进一步的，如图1和图2所示，前述的控制开关模块2可以包括信号输入端21，以根据信号输入端21的信号控制第一电阻RL1的另一端与地之间的通断，如此具有方便控制的技术效果。

进一步的，如图1和图2所示，前述的控制开关模块2还可以包括第四电阻RL4和三极管QL1。信号输入端21与第四电阻RL4的一端连接，第四电阻RL4的另一端与三极管QL1的基极连接。控制开关模块2通过三极管QL1的集电极与第一电阻RL1的另一端连接、且通过三极管QL1的发射极与地连接。

通过上述的设置，当向信号输入端21输入高电平信号时，三极管QL1导通，此时能够控制场效应管Q6的导通，以给后端的负载4比如屏幕供电；当向信号输入端21输入低电平信号时，三极管QL1断开，此时能够控制场效应管Q6断开，以断开对负载4比如屏幕的供电。

进一步的，如图1和图2所示，前述的控制开关模块2还可以包括第五电阻RL5。第五电阻RL5的一端与第四电阻RL4的另一端连接，第五电阻RL5的另一端接地。

通过上述的设置，当不需要打开屏幕时，信号输入端21保持低电平状态，而通过设置的第五电阻RL5，由于第五电阻RL5与地连接，第五电阻RL5可以将三极管QL1的基极下拉至0V，以保证三极管QL1的集电极与发射极之间不会导通。

进一步的，如图1和图2所示，前述的电源输入端1通过电阻与第一电阻RL1的一端以及场效应管Q6的源极连接。在本示例中，通过设置的电阻，可以对电源输入端1输入的电压进行调节，使电源输入端1的电压能够适配相应功耗的负载4比如屏幕等。

在一个具体的应用示例中，如图1和图2所示，前述电源输入端1的数量可以为三个，且分别为12V的电源输入端、5V的电源输入端和3.3V的电源输入端。12V的电源输入端通过电阻RL6与第一电阻RL1的一端以及场效应管Q6的源极连接，5V的电源输入端通过电阻RL7与第一电阻RL1的一端以及场效应管Q6的源极连接，3.3V的电源输入端通过电阻RL8与第一电阻RL1的一端以及场效应管Q6的源极连接。

进一步的，如图1和图2所示，本实用新型可快速关断的直流电源开关电路100还可以包括另一二极管5。场效应管Q6的漏极与另一二极管5的阳极连接，二极管5的阴极与场效应管Q6的源极连接。

在上述示例中，二极管5可以对场效应管Q6提供保护，防止场效应管Q6反向击穿。

本实用新型的实施例还提供一种电子设备，其可以包括上述任一示例中的可快速关断的直流电源开关电路100。

在上述实施例中，本实用新型提供的电子设备由于设置上述可快速关断的直流电源开关电路100的缘故，因此在关断电源开关电路时，场效应管Q6的栅极与源极之间的电压能够快速减小，从而使场效应管Q6能够被快速关断而不会发生误启动现象。

在一个具体的应用示例中，前述的电子设备可以为会议白板或电视机等，负载4可以为会议白板或电视机的屏幕。

本领域的技术人员应当理解，会议白板或电视机仅为示例，并不用于对本实施例的技术方案进行限制。

下面介绍一下本实用新型的工作原理和优选实施例。

下面以与场效应管Q6的漏极相连的负载4为屏幕，场效应管Q6为PMOS管，电源输入端为12V的电源输入端具体举例说明。

本实用新型的技术方案具有两种实施方式，如图1所示，在第一示例中，软启动模块3包括二极管DL1和电容器CL1，电容器CL1的一端与场效应管Q6的源极连接，另一端与场效应管Q6的栅极连接。二极管DL1的阳极与第一电阻RL1的另一端连接，二极管DL1的阴极与场效应管Q6的栅极连接。在该示例中，在初始状态时，屏幕未开启，此时控制开关模块2的信号输入端21保持低电平，三极管QL1处于断开状态，电容器CL1由于与12V的电源输入端连接，电容器CL1被12V的电源输入端充满电，场效应管PMOS断开。当需要打开屏幕时，向控制开关模块2的信号输入端21输入高电平信号，使三极管QL1的集电极与发射极导通，第一电阻RL1通过三极管QL1与地连接，电容器CL1通过第二电阻RL2放电，以拉低场效应管PMOS的栅极的电势，使场效应管PMOS的栅极与源极之间的电压逐渐增大，以缓慢导通场效应管Q6，换句话说，即使场效应管PMOS的源极与漏极之间逐渐导通，以给屏幕供电。其中，由于电容器CL1的充放电特性，使得场效应管PMOS的栅极与源极之间的电压能够逐渐变化，以缓慢导通场效应管PMOS的源极与漏极，从而不会形成较大的瞬间电流对后端的负载4比如屏幕造成冲击，安全性能较佳。

当需要关闭屏幕时，向控制开关模块2的信号输入端21输入低电平信号，使三极管QL1的集电极与发射极断开，然后12V的电源输入端通过二极管DL1给电容器CL1快速充电，使场效应管PMOS的栅极的电势升高，场效应管PMOS的源极与漏极之间可以快速断开，以断开对屏幕的供电，使屏幕关闭。

如图2所示，在第二示例中，软启动模块3包括电容器CL1，电容器CL1的一端与场效应管Q6的栅极连接，电容器CL1的另一端与场效应管Q6的漏极连接。在该第二示例中，场效应管PMOS导通的过程可以参见上述第一示例中相应的描述，在此不再赘述。

在该第二示例中，当需要关闭屏幕时，向控制开关模块2的信号输入端21输入低电平信号，使三极管QL1的集电极与发射极断开，由于电容器CL1与负载4相连，电容器CL1上的电荷可以通过负载4快速进行泄放，以快速拉高场效应管Q6的栅极的电势，使场效应管Q6的栅极与源极之间的电压快速减小，达到快速关断场效应管Q6的目的，以断开对屏幕的供电，使屏幕关闭。

这里需要说明的是：当三极管QL1的集电极与发射极之间断开时，负载4比如屏幕内的电容器等电子元器件也会放电，当负载4内部的电子元器件的放电速度较快时，优选的，软启动模块3选用第一示例中的方案。当负载4内部的电子元器件的放电速度较慢时，软启动模块3优选选用第二示例中的方案，以使软启动模块3的电容器CL1的掉电速度能够与负载4的掉电速度相适配。

这里需要说明的是：在不冲突的情况下，本领域的技术人员可以根据实际情况将上述各示例中相关的技术特征相互组合，以达到相应的技术效果，具体对于各种组合情况在此不一一赘述。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种可快速关断的直流电源开关电路，其特征在于，包括电源输入端(1)、第一电阻、控制开关模块(2)、软启动模块(3)以及场效应管；

所述电源输入端(1)分别与第一电阻的一端以及场效应管的源极连接；所述场效应管的漏极用于与负载(4)连接，以给负载(4)供电；

所述第一电阻的另一端通过控制开关模块(2)与地连接，所述控制开关模块(2)用于导通或断开所述第一电阻的另一端与地之间的连接；

所述软启动模块(3)包括第二电阻和电容器；所述第二电阻的一端与所述第一电阻的另一端连接，第二电阻的另一端与场效应管的栅极连接；

所述电容器的一端与场效应管的栅极连接，另一端与场效应管的源极或漏极连接；其中，当电容器的另一端与场效应管的源极连接时，软启动模块(3)还包括二极管，二极管的阳极与第一电阻的另一端连接，二极管的阴极与场效应管的栅极连接。

2.根据权利要求1所述的可快速关断的直流电源开关电路，其特征在于，

所述软启动模块(3)还包括第三电阻，所述第三电阻的一端与场效应管的源极连接，另一端与场效应管的栅极连接。

3.根据权利要求1或2所述的可快速关断的直流电源开关电路，其特征在于，

所述控制开关模块(2)包括信号输入端(21)，以根据所述信号输入端(21)的信号控制第一电阻的另一端与地之间的通断。

4.根据权利要求3所述的可快速关断的直流电源开关电路，其特征在于，

所述控制开关模块(2)还包括第四电阻和三极管；

所述信号输入端(21)与第四电阻的一端连接，第四电阻的另一端与三极管的基极连接；所述控制开关模块(2)通过三极管的集电极与第一电阻的另一端连接、且通过所述三极管的发射极与地连接。

5.根据权利要求4所述的可快速关断的直流电源开关电路，其特征在于，

所述控制开关模块(2)还包括第五电阻；

所述第五电阻的一端与第四电阻的另一端连接，第五电阻的另一端接地。

6.根据权利要求1、2、4或5所述的可快速关断的直流电源开关电路，其特征在于，

所述电源输入端(1)通过电阻与第一电阻的一端以及场效应管的源极连接。

7.根据权利要求1、2、4或5所述的可快速关断的直流电源开关电路，其特征在于，还包括另一二极管(5)；

所述场效应管的漏极与所述另一二极管(5)的阳极连接，所述另一二极管(5)的阴极与场效应管的源极连接。

8.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1至7中任一项所述的可快速关断的直流电源开关电路。

9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为会议白板，所述负载(4)为会议白板的屏幕；

或所述电子设备为电视机，所述负载(4)为电视机的屏幕。