CN216210556U - 用于测量仪器上的软开关机控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型具体涉及一种用于测量仪器上的软开关机控制电路，本软开关机控制电路包括：处理模块、开关信号输入模块、开关信号输出模块和电源控制开关；开关信号输入模块向处理模块发出开机信号或关机信号，处理模块控制电源控制开关闭合以使测量仪器接入市电输入电源线，处理模块驱动开关信号输出模块向测量仪器发出关机指令，并控制电源控制开关断开；本实用新型通过设置开关信号输出模块使处理模块与测量仪器建立通讯，处理模块向测量仪器发出软开关机信号后，驱动电源控制开关实现测量仪器硬开关机，能够克服直接硬开关机成本高、易丢失、使用寿命短的缺陷，克服直接软开关机存在安全隐患、耗电高的缺陷。

Description

用于测量仪器上的软开关机控制电路

技术领域

本实用新型属于测量仪器技术领域，具体涉及一种用于测量仪器上的软开关机控制电路。

背景技术

现有技术实现测量仪器的开关机有两种途径：硬开关机和软开关机；测量仪器上实现硬开关机主要是通过机械式开关，对市电输入的通断，达到开关机，其缺点是：为了配合机械式开关工作，仪器需另加推杆或其他器件，占用仪器内部空间，无法满足测量仪器小型化，紧凑化的趋势；而且增加成本，装配复杂；机械式开关使用寿命有限，易损坏；硬关机，任意时刻仪器电源都会关断，易造成重要数据的丢失或软件***的损坏。

现有市面上测量仪器的软开关机方式只是控制一部分的电路断电或者关机状态下仪器实际不断电，关机状态下是主处理器一直进行按键检测；其缺点是关机状态下，市电实际已经接入仪器本身，安全性有隐患；此外，关机状态下需要消耗大量电能；现有的测量仪器软开关电路在实际使用上显然存在缺陷。

因此，亟需开发一种新的用于测量仪器上的软开关机控制电路，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于测量仪器上的软开关机控制电路。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于测量仪器上的软开关机控制电路，其包括：处理模块、与处理模块电性相连的开关信号输入模块、开关信号输出模块和电源控制开关；其中所述开关信号输出模块与测量仪器电性相连；所述电源控制开关设置在市电输入电源线与测量仪器的供电端之间；所述开关信号输入模块适于被触发以向处理模块发出开机信号或关机信号，即当所述处理模块接收到开机信号后，所述处理模块控制电源控制开关闭合以使测量仪器接入市电输入电源线，以使测量仪器启动，或当所述处理模块接收到关机信号后，所述处理模块驱动开关信号输出模块向测量仪器发出关机指令，并控制电源控制开关断开以使市电输入电源线停止对测量仪器供电。

在其中一个实施例中，所述开关信号输入模块包括：与处理模块电性相连的按键开关；所述按键开关被短按触发以向处理模块发出开机信号，或所述按键开关被长按触发以向处理模块发出关机信号。

在其中一个实施例中，所述开关信号输出模块包括：第一光耦和第二光耦；当所述处理模块接收到关机信号后，所述处理模块先驱动第一光耦向测量仪器发出预关机信号，并在所述处理模块通过第二光耦接收到测量仪器发出准备关机信号后，所述处理模块控制电源控制开关断开以使市电输入电源线停止对测量仪器供电。

在其中一个实施例中，所述电源控制开关包括：设置在市电输入电源线与测量仪器的供电端之间的继电器开关；所述处理模块适于通过控制继电器开关的通断，以控制测量仪器得电或失电。

在其中一个实施例中，所述用于测量仪器上的软开关机控制电路还包括：供电电路；所述供电电路接入市电输入电源线，用于对所述处理模块、电源控制开关供电；所述供电电路内设置一稳压芯片；所述稳压芯片与市电输入电源线之间设置有π型滤波器，以降低市电输入电源线输入稳压芯片电压的电磁干扰；所述稳压芯片的输出端设置降压子电路，以降压输出至处理模块、电源控制开关；所述降压子电路的输出端设置有稳压电阻，以使所述降压子电路稳压输出至处理模块、电源控制开关；所述稳压芯片的反馈端设置反馈回路。

在其中一个实施例中，所述处理模块通过上电初始化，所述处理模块通过检测存储器记录的上一次软开关状态判断上一次的软开关状态是否为开机；若所述处理模块通过检测存储器记录的上一次软开关状态判断上一次的软开关状态为开机，所述处理模块控制输出I/O口P5.4、输出I/O口P5.5都输出低电平，以使所述电源控制开关闭合，测量仪器接入市电输入电源线得电启动；若所述处理模块通过检测存储器记录的上一次软开关状态判断上一次的软开关状态为关机，所述处理模块再次判断输入I/O口P3.3是否接收到开关信号输入模块发出的开机信号；若所述处理模块的输入I/O口P3.3接收到开关信号输入模块发出的开机信号，所述处理模块控制输出I/O口P5.4、输出I/O口P5.5都输出低电平，以使所述电源控制开关闭合，测量仪器接入市电输入电源线得电启动。

在其中一个实施例中，所述处理模块通过检测存储器记录的上一次软开关状态为开机；所述处理模块判断输入I/O口P3.3是否接收到开关信号输入模块发出的关机信号；若所述处理模块的输入I/O口P3.3接收到开关信号输入模块发出的关机信号，所述处理模块控制输出I/O口P3.1输出高电平；所述处理模块判断输入I/O口P3.0是否为低电平；若所述处理模块的输入I/O口P3.0为低电平，所述处理模块控制输出I/O口P5.4、输出I/O口P5.5都输出高电平，以使所述电源控制开关断开，使市电输入电源线停止对测量仪器供电；所述处理模块通过检测存储器记录的上一次软开关状态为关机。

另一方面，本实用新型提供一种适于采用如上述的软开关机控制电路的软开关机控制方法，其包括：通过触发开关信号输入模块向处理模块发出开机信号或关机信号；当处理模块接收到开机信号后，控制电源控制开关闭合以使测量仪器接入市电输入电源线，以使测量仪器启动；当处理模块接收到关机信号后，所驱动开关信号输出模块向测量仪器发出关机指令，并控制电源控制开关断开以使市电输入电源线停止对测量仪器供电。

在其中一个实施例中，所述处理模块通过上电初始化，所述处理模块通过检测存储器记录的上一次软开关状态判断上一次的软开关状态是否为开机；若所述处理模块通过检测存储器记录的上一次软开关状态判断上一次的软开关状态为开机，所述处理模块控制输出I/O口P5.4、输出I/O口P5.5都输出低电平，以使所述电源控制开关闭合，测量仪器接入市电输入电源线得电启动；若所述处理模块通过检测存储器记录的上一次软开关状态判断上一次的软开关状态为关机，所述处理模块再次判断输入I/O口P3.3是否接收到开关信号输入模块发出的开机信号；若所述处理模块的输入I/O口P3.3接收到开关信号输入模块发出的开机信号，所述处理模块控制输出I/O口P5.4、输出I/O口P5.5都输出低电平，以使所述电源控制开关闭合，测量仪器接入市电输入电源线得电启动。

在其中一个实施例中，所述处理模块通过检测存储器记录的上一次软开关状态为开机；所述处理模块判断输入I/O口P3.3是否接收到开关信号输入模块发出的关机信号；若所述处理模块的输入I/O口P3.3接收到开关信号输入模块发出的关机信号，所述处理模块控制输出I/O口P3.1输出高电平；所述处理模块判断输入I/O口P3.0是否为低电平；若所述处理模块的输入I/O口P3.0为低电平，所述处理模块控制输出I/O口P5.4、输出I/O口P5.5都输出高电平，以使所述电源控制开关断开，使市电输入电源线停止对测量仪器供电；所述处理模块通过检测存储器记录的上一次软开关状态为关机。

本实用新型的有益效果是，本实用新型通过设置开关信号输出模块使处理模块与测量仪器建立通讯，由开关信号输入模块输入开机信号或关机信号，使得处理模块向测量仪器发出软开关机信号后，驱动电源控制开关实现测量仪器硬开关机，能够克服直接硬开关机成本高、易丢失、使用寿命短的缺陷，克服直接软开关机存在安全隐患、耗电高的缺陷。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的用于测量仪器上的软开关机控制电路的结构框图；

图2是本实用新型的用于测量仪器上的软开关机控制电路的原理框图；

图3是本实用新型的用于测量仪器上的软开关机控制电路的电路图；

图4是本实用新型的供电电路的电路图；

图5是本实用新型的开机的流程图；

图6是本实用新型的关机的流程图。

图中：

处理模块U2、按键开关K1、第一光耦OP1、第二光耦OP2、稳压芯片U1。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

在本实施例中，如图1至图6所示，本实施例提供了一种用于测量仪器上的软开关机控制电路，其包括：处理模块U2、与处理模块U2电性相连的开关信号输入模块、开关信号输出模块和电源控制开关；其中所述开关信号输出模块与测量仪器电性相连；所述电源控制开关设置在市电输入电源线与测量仪器的供电端之间；所述开关信号输入模块适于被触发以向处理模块U2发出开机信号或关机信号，即当所述处理模块U2接收到开机信号后，所述处理模块U2控制电源控制开关闭合以使测量仪器接入市电输入电源线，以使测量仪器启动，或当所述处理模块U2接收到关机信号后，所述处理模块U2驱动开关信号输出模块向测量仪器发出关机指令，并控制电源控制开关断开以使市电输入电源线停止对测量仪器供电。

在本实施例中，如图3所示，处理模块U2可以采用STC15W201S单片机。

在本实施例中，本实施例通过设置开关信号输出模块使处理模块U2与测量仪器建立通讯，由开关信号输入模块输入开机信号或关机信号，使得处理模块U2向测量仪器发出软开关机信号后，驱动电源控制开关实现测量仪器硬开关机，能够克服直接硬开关机成本高、易丢失、使用寿命短的缺陷，克服直接软开关机存在安全隐患、耗电高的缺陷。

在本实施例中，所述开关信号输入模块包括：与处理模块U2电性相连的按键开关K1；所述按键开关K1被短按触发以向处理模块U2发出开机信号，或所述按键开关K1被长按触发以向处理模块U2发出关机信号。

在本实施例中，如图3所示，按键开关K1可以是任意开关，在本实施例中按键开关K1选取导电胶软键，解决了硬开关机电路中机械式开关占用大量仪器内部空间的缺点，有利于仪器的小型化。

在本实施例中，所述开关信号输出模块包括：第一光耦OP1和第二光耦OP2；当所述处理模块U2接收到关机信号后，所述处理模块U2先驱动第一光耦OP1向测量仪器发出预关机信号，并在所述处理模块U2通过第二光耦OP2接收到测量仪器发出准备关机信号后，所述处理模块U2控制电源控制开关断开以使市电输入电源线停止对测量仪器供电。

在本实施例中，如图3所示，通过第一光耦OP1和第二光耦OP2实现处理模块U2与测量仪器的通讯；主要用在软关机过程中，处理模块U2接收到关机信号，先通过第一光耦OP1向测量仪器发出Pre-ShutDown的预关机信号，测量仪器对重要数据进行处理完成后，再通过第二光耦OP2向处理模块U2发出Power-OFF信号（准备关机信号），处理模块U2接受此信号后控制电源控制开关断开；避免了硬关机任意时刻测量仪器电源都会关断，能够避免造成重要数据的丢失或软件***的损坏。

在本实施例中，所述电源控制开关包括：设置在市电输入电源线与测量仪器的供电端之间的继电器开关；所述处理模块U2适于通过控制继电器开关的通断，以控制测量仪器得电或失电。

在本实施例中，如图3所示，继电器开关包括分别接在市电输入电源线的供电回路中的继电器RY1、继电器RY2，处理模块U2适于通过控制继电器RY1、继电器RY2的通断，以控制测量仪器得电或失电。

在本实施例中，如图3所示，处理模块U2分别通过三极管Q1、三极管Q2对继电器RY1、继电器RY2进行通断控制。

在本实施例中，如图3所示，本用于测量仪器上的软开关机控制电路集成度高，器件体积小，功耗低，可以做成一个通用的模块；而且能完全切断测量仪器本身供电，改进了市面上测量仪器的软开关机电路。

在本实施例中，如图4所示，所述用于测量仪器上的软开关机控制电路还包括：供电电路；所述供电电路接入市电输入电源线，用于对所述处理模块U2、电源控制开关供电；所述供电电路内设置一稳压芯片U1；所述稳压芯片U1与市电输入电源线之间设置有π型滤波器，以降低市电输入电源线输入稳压芯片U1电压的电磁干扰；所述稳压芯片U1的输出端设置降压子电路，以降压输出至处理模块U2、电源控制开关；所述降压子电路的输出端设置有稳压电阻，以使所述降压子电路稳压输出至处理模块U2、电源控制开关；所述稳压芯片U1的反馈端设置反馈回路。

在本实施例中，如图4所示，供电电路的电压输入为85V交流电至265V交流电，供电电路的输出为+5V/120mA（VDD），稳压芯片U1采用LinkSwitch-TN系列中的LNK304作为核心器件，供电电路的输出端（VDD）对处理模块U2、电源控制开关供电。

在本实施例中，如图4所示，电阻RF1是阻燃熔断型，在发生大电流故障时起保险丝作用；二极管D3对交流输入进行半波整流,二极管D4和二极管D3串联后可提高二极管的耐压能力并使噪声电流减小一半；电容C4、电容C5和电感L2一起构成π型滤波器，π型滤波器和稳压芯片U1中集成的开关频率调制一起抑制电磁干扰。

在本实施例中，如图4所示，电容C1是稳压芯片U1自身供电的滤波电容；电感L1为储能电感，二极管D1为续流二极管,电容C2为滤波电容，一起构成Buck降压；稳压电阻R4为假负载，避免空载和轻载的情况下电路失调，确保输出电压稳定；电阻R1、电阻R3、电容C3以及二极管D2构成反馈回路,实际输出电压VDD=1.65V*(1+R1/R3)。

在本实施例中，如图4所示，在一个开关周期的开始时，稳压芯片U1内部的MOSFET导通，使通过电感L1和电容C2的电流线性上升；当电流达到限制阈值时，关断MOSFET管；电感电流通过二极管D1续流；通过调整MOSFET管使能和关断周期的比例来实现稳定的电压输出。

在本实施例中，如图4所示，供电电路采用此非隔离型开关电源降压电路，用于小功率负载供电，相比隔离型的开关电源，成本低；稳定性比阻容降压型的电路要高；此外构成的软开关机电路功耗很低。

在本实施例中，如图5所示，所述处理模块U2通过上电初始化，所述处理模块U2通过检测存储器记录的上一次软开关状态判断上一次的软开关状态是否为开机；若所述处理模块U2通过检测存储器记录的上一次软开关状态判断上一次的软开关状态为开机，所述处理模块U2控制输出I/O口P5.4、输出I/O口P5.5都输出低电平，以使所述电源控制开关闭合，测量仪器接入市电输入电源线得电启动；若所述处理模块U2通过检测存储器记录的上一次软开关状态判断上一次的软开关状态为关机，所述处理模块U2再次判断输入I/O口P3.3是否接收到开关信号输入模块发出的开机信号；若所述处理模块U2的输入I/O口P3.3接收到开关信号输入模块发出的开机信号，所述处理模块U2控制输出I/O口P5.4、输出I/O口P5.5都输出低电平，以使所述电源控制开关闭合，测量仪器接入市电输入电源线得电启动。

在本实施例中，如图6所示，所述处理模块U2通过检测存储器记录的上一次软开关状态为开机；所述处理模块U2判断输入I/O口P3.3是否接收到开关信号输入模块发出的关机信号；若所述处理模块U2的输入I/O口P3.3接收到开关信号输入模块发出的关机信号，所述处理模块U2控制输出I/O口P3.1输出高电平；所述处理模块U2判断输入I/O口P3.0是否为低电平；若所述处理模块U2的输入I/O口P3.0为低电平，所述处理模块U2控制输出I/O口P5.4、输出I/O口P5.5都输出高电平，以使所述电源控制开关断开，使市电输入电源线停止对测量仪器供电；所述处理模块U2通过检测存储器记录的上一次软开关状态为关机。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例提供一种适于采用如实施例1所提供的软开关机控制电路的软开关机控制方法，其包括：通过触发开关信号输入模块向处理模块U2发出开机信号或关机信号；当处理模块U2接收到开机信号后，控制电源控制开关闭合以使测量仪器接入市电输入电源线，以使测量仪器启动；当处理模块U2接收到关机信号后，所驱动开关信号输出模块向测量仪器发出关机指令，并控制电源控制开关断开以使市电输入电源线停止对测量仪器供电。

在本实施例中，所述处理模块U2通过上电初始化，所述处理模块U2通过检测存储器记录的上一次软开关状态判断上一次的软开关状态是否为开机；若所述处理模块U2通过检测存储器记录的上一次软开关状态判断上一次的软开关状态为开机，所述处理模块U2控制输出I/O口P5.4、输出I/O口P5.5都输出低电平，以使所述电源控制开关闭合，测量仪器接入市电输入电源线得电启动；若所述处理模块U2通过检测存储器记录的上一次软开关状态判断上一次的软开关状态为关机，所述处理模块U2再次判断输入I/O口P3.3是否接收到开关信号输入模块发出的开机信号；若所述处理模块U2的输入I/O口P3.3接收到开关信号输入模块发出的开机信号，所述处理模块U2控制输出I/O口P5.4、输出I/O口P5.5都输出低电平，以使所述电源控制开关闭合，测量仪器接入市电输入电源线得电启动。

在本实施例中，所述处理模块U2通过检测存储器记录的上一次软开关状态为开机；所述处理模块U2判断输入I/O口P3.3是否接收到开关信号输入模块发出的关机信号；若所述处理模块U2的输入I/O口P3.3接收到开关信号输入模块发出的关机信号，所述处理模块U2控制输出I/O口P3.1输出高电平；所述处理模块U2判断输入I/O口P3.0是否为低电平；若所述处理模块U2的输入I/O口P3.0为低电平，所述处理模块U2控制输出I/O口P5.4、输出I/O口P5.5都输出高电平，以使所述电源控制开关断开，使市电输入电源线停止对测量仪器供电；所述处理模块U2通过检测存储器记录的上一次软开关状态为关机。

综上所述，本实用新型通过设置开关信号输出模块使处理模块与测量仪器建立通讯，由开关信号输入模块输入开机信号或关机信号，使得处理模块向测量仪器发出软开关机信号后，驱动电源控制开关实现测量仪器硬开关机，能够克服直接硬开关机成本高、易丢失、使用寿命短的缺陷，克服直接软开关机存在安全隐患、耗电高的缺陷。

本申请中选用的各个器件（未说明具体结构的部件）均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (5)

1.一种用于测量仪器上的软开关机控制电路，其特征在于，包括：

处理模块、与处理模块电性相连的开关信号输入模块、开关信号输出模块和电源控制开关；其中

所述开关信号输出模块与测量仪器电性相连；

所述电源控制开关设置在市电输入电源线与测量仪器的供电端之间；

所述开关信号输入模块适于被触发以向处理模块发出开机信号或关机信号。

2.如权利要求1所述的用于测量仪器上的软开关机控制电路，其特征在于，

所述开关信号输入模块包括：与处理模块电性相连的按键开关；

所述按键开关被短按触发以向处理模块发出开机信号，或

所述按键开关被长按触发以向处理模块发出关机信号。

3.如权利要求1所述的用于测量仪器上的软开关机控制电路，其特征在于，

所述开关信号输出模块包括：第一光耦和第二光耦。

4.如权利要求1所述的用于测量仪器上的软开关机控制电路，其特征在于，

所述电源控制开关包括：设置在市电输入电源线与测量仪器的供电端之间的继电器开关；

所述处理模块适于通过控制继电器开关的通断，以控制测量仪器得电或失电。

5.如权利要求1所述的用于测量仪器上的软开关机控制电路，其特征在于，

所述用于测量仪器上的软开关机控制电路还包括：供电电路；

所述供电电路接入市电输入电源线，用于对所述处理模块、电源控制开关供电；

所述供电电路内设置一稳压芯片；

所述稳压芯片与市电输入电源线之间设置有π型滤波器，以降低市电输入电源线输入稳压芯片电压的电磁干扰；

所述稳压芯片的输出端设置降压子电路，以降压输出至处理模块、电源控制开关；

所述降压子电路的输出端设置有稳压电阻，以使所述降压子电路稳压输出至处理模块、电源控制开关；

所述稳压芯片的反馈端设置反馈回路。

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