开关控制电路的制作方法

1.本技术实施例涉及电子技术领域，尤其涉及一种开关控制电路。


背景技术：

2.目前对于电路开关的控制，往往都是输入端单信号控制，当控制信号出现异常时，开关容易异常关掉，开关后面的电路就会失去功能。
3.现有技术中，一种方式是通过外部输入一个控制信号来控制电源开关，外部输入信号往往经过线缆或连接器，当该控制信号受到干扰、连接器出现接触等问题或者输入端的设备或控制芯片出现异常时，控制信号容易出错，使得电源开关断开，导致负载断电而停止工作。还有一种方式是通过分压的方式控制开关，很多负载在上电瞬间会有比较大的电流，负载开始工作产生的抽载可能会造成电压跌落，电源开关断开，导致负载断电而停止工作。因此，需要一种电路能够解决输入控制容易造成电源开关断开的问题。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种开关控制电路，可实现通过两路控制信号控制开关的接通和关断，从而降低开关断开导致电路无法工作的可能性。
5.本技术实施例提供了一种开关控制电路，包括：
6.自锁模块和开关；
7.所述自锁模块连接所述开关和负载，所述开关连接所述负载；
8.所述自锁模块通过两路控制信号控制所述开关，所述两路控制信号包括第一控制信号和第二控制信号，所述第一控制信号和所述第二控制信号中任一路控制信号正常，则所述开关正常控制所述负载工作，所述第二控制信号由所述负载工作时产生。
9.优选地，所述第二控制信号由所述负载工作时所述负载的电源或处理器芯片产生。
10.优选地，所述自锁模块包括分压电路；所述分压电路连接电压输入端和所述开关，所述第一控制信号通过所述分压电路分压产生。
11.优选地，所述分压电路包括第一电阻、第二电阻和滤波电容，所述第一电阻和所述第二电阻串联，所述滤波电容与所述第二电阻并联。
12.优选地，所述自锁模块包括：第一控制模块、第二控制模块和驱动模块；
13.所述第一控制模块和所述第二控制模块均连接所述驱动模块，所述驱动模块还连接所述开关；所述第一控制模块用于将所述第一控制信号输入所述驱动模块，所述第二控制模块用于将所述第二控制信号输入所述驱动模块，所述第一控制信号和所述第二控制信号中任一路控制信号正常，则所述驱动模块驱动所述开关接通。
14.优选地，所述驱动模块包括三极管，所述开关为第一mos场效应管，所述第一控制模块包括：第一稳压二极管和第一二极管；所述第一稳压二极管的负极连接电压输入端，正极连接所述第一二极管的正极，所述第一二极管的负极连接所述三极管的基集，所述三极
管的集电极连接所述第一mos场效应管的栅极。
15.优选地，所述第二控制模块包括：第二稳压二极管和第二二极管；所述第二稳压二极管的负极连接电压输出端，正极连接所述第二二极管的正极，所述第二二极管的负极连接所述三极管的基集，所述三极管的集电极连接所述第一mos场效应管的栅极。
16.优选地，所述开关为第一mos场效应管，所述自锁模块包括：第二mos 场效应管；所述第二mos场效应管连接所述第一mos场效应管和所述负载，所述第二控制信号由所述负载的工作电压产生；所述第一控制信号由第一信号控制系统向所述第一mos场效应管传输。
17.优选地，所述第二mos场效应管的栅极连接所述负载，漏极连接所述第一mos场效应管的栅极；所述第一信号控制系统连接所述第一mos场效应管的源极。
18.从上述本技术各实施例可知，开关控制电路中的自锁模块通过第一控制信号和第二控制信号这两路控制信号，来控制开关，其中，第二控制信号由负载产生，该第一控制信号和该第二控制信号中的任一路控制信号正常，开关便可控制负载正常工作，防止其中一路控制信号出现异常导致负载无法正常工作，降低了开关因该第一控制信号的异常导致断开的可能性。
附图说明
19.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本技术一实施例提供的开关控制电路的模块结构示意图；
21.图2为本技术一实施例提供的开关控制电路通过两路控制信号共同控制开关的示意图；
22.图3为本技术另一实施例提供的开关控制电路通过两路控制信号共同控制开关的示意图；
23.图4为本技术另一实施例提供的开关控制电路通过两路控制信号共同控制开关的示意图；
24.图5为本技术另一实施例提供的开关控制电路的模块结构示意图；
25.图6为图5对应的一种开关控制电路结构示意图；
26.图7为本技术实施例提供的关控制电路应用于信号脉宽扩展的电路结构示意图；
27.图8为图7的控制信号时序对比示意图。
具体实施方式
28.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中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，本领域技术人员在没有作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。
29.具体地，参见图1，本技术一实施例提供的开关控制电路的的模块结构示意图。该
开关控制电路可利用负载的电源输出或者信号反馈回来控制负载的供电开关，实现对负载工作的稳定性，如图1所示，该开关控制电路具体包括：自锁模块10和开关20；
30.自锁模块10连接开关20和负载30，开关20连接负载30；
31.自锁模块10通过两路控制信号控制开关20的接通和断开，该两路控制信号包括第一控制信号和第二控制信号，该第一控制信号和该第二控制信号中任一路控制信号正常，则开关20接通电压输入端和负载30之间的连接，正常控制负载30工作，该第二控制信号由负载30工作时产生，具体可以是负载30工作时，负载30的电源或处理器芯片产生的，负载30的电源即为该开关控制电路的电压输出端vout或者是经由vout产生的其他电源。
32.该第一控制信号可以是从该开关控制电路之外输入的单独的控制信号，也可以是该开关控制电路中产生的一路单独的控制信号，区别于负载产生的该第二控制信号。
33.开关20是可以是电压控制的压控开关，当电压达到工作电压时，开关 20接通电路，例如接通电源和负载30的连接；当电压低于工作电压时，开关20断开，例如断开电源和负载30的连接。
34.进一步地，开关20也可以是晶体管等电流控制的流控开关或其他类型的开关，其作用都是接通或断开电压输入端和负载30之前的连接。
35.当该第一控制信号和该第二控制信号中任何一个存在时，都能产生使能作用，以开关20为压控开关为例，当对开关的控制信号是高电平使能时，该第一控制信号和该第二控制信号使用或门控制逻辑，即当该第一控制信号和该第二控制信号中任意一个控制信号是高电平时，根据“或”逻辑，都可以实现高电平的输出。对应地，如果对开关的控制信号是低电平有效，则该第一控制信号和该第二控制信号使用与门控制逻辑，即该第一控制信号和该第二控制信号中任意一个控制信号是低电平时，根据“与”逻辑，都可以实现低电平的输出。所以无论是或还是与逻辑门，其目的都是为了使得该第一控制信号和该第二控制信号中任何一个存在时，都能产生使能作用。
36.参见图2，图2为通过第一控制信号(input)和第二控制信号(output) 共同控制开关的示意图，“任意一路正常”为信号控制逻辑，当任意一路信号正常时，开关可以被控制。
37.本实施例中，开关控制电路中的自锁模块通过第一控制信号和第二控制信号这两路控制信号来控制开关，其中，第二控制信号由负载产生，该第一控制信号和该第二控制信号中的任一路控制信号正常，开关便可控制负载正常工作，防止其中一路控制信号出现异常导致负载无法正常工作，降低了开关因该第一控制信号的异常导致断开的可能性。
38.进一步地，自锁模块10还包括分压电路，分压电路连接电压输入端vin 和开关20，该第一控制信号通过该分压电路分压产生的。
39.参见图3和图4，图3是具有分压电路时通过分压产生的第一控制信号和第二控制信号(output)共同控制开关的示意图，图4是分压电路包括滤波电容时通过分压产生的第一控制信号和第二控制信号(output)共同控制开关的示意图。“任意一路正常”为信号控制逻辑。
40.图3中，分压电路包括第一电阻r1和第二电阻r2，r1和r2串联，r1 的一端连接电压输入端vin，另一端连接开关和r2，r2还连接开关以及接地。
41.图4中，分压电路包括第一电阻r1、第二电阻r2和滤波电容c1，r1 和r2串联，c1与r2并联。r1的一端连接电压输入端vin，另一端连接开关和r2，r2还连接开关以及接地。c1用
于滤除开关打开时电路中产生的瞬间干扰。
42.除了上述的电阻分压，还可以通过稳压管等方式对电压输入端的电压进行分压，目的是通过硬件的方式实现开启开关的电压点的实现方式均在本技术实施例的保护范围之内。
43.进一步地，参见图5，自锁模块10可以进一步包括：第一控制模块11、第二控制模块12和驱动模块13；
44.第一控制模块11和第二控制模块12均连接驱动模块13，驱动模块13 还连接开关20；
45.第一控制模块11用于将该第一控制信号输入驱动模块13，第二控制模块12用于将该第二控制信号输入驱动模块13，该第一控制信号和该第二控制信号中任一路控制信号正常，则驱动模块13驱动开关20接通。
46.参见图6，图6为图5对应的一个开关控制电路结构示意图，具体是电源开关的控制电路示意图。
47.驱动模块13包括三极管q2，开关20为第一mos场效应管 (metal-oxide-semiconductor field-effect-transistor)q1，q1具体是pmos，在其他实施例中，开关20还可以是晶体管或其他起到开关作用的元器件。
48.第一控制模块11包括：第一稳压二极管d1和第一二极管d4；
49.第一稳压二极管d1的负极连接电压输入端vcc_in，d1的正极连接第一二极管d4的正极，d1可以通过图6中第一电阻r7连接d4，第一二极管 d4的负极连接三极管q2的基集，三极管q2的集电极连接第一mos场效应管q1的栅极。
50.第二控制模块12包括：第二稳压二极管d2和第二二极管d3；
51.第二稳压二极d2管的负极连接电压输出端vcc_out，d2的正极连接第二二极管d3的正极，d2可以通过图6中第二电阻r4连接d3，第二二极管d3的负极连接三极管q2的基集，三极管q2的集电极连接第一mos场效应管q1的栅极，具体可以通过第三电阻r2连接q1的栅极。
52.q1的源极连接vcc_in，也连接d1的负极；q1的漏极连接vcc_out，也即连接负载。
53.d1、d4和q2构成的第一通路，以及，d2、d3和q2构成的第二通路中，有任一通路中通过高电平，则q1打开以接通vcc_in和vcc_out，且不断开。
54.上述电路中的元器件的规格和型号可基于实际电路的电压设计相关，例如，在输入电压为15v，负载工作电压范围为9～16v时，优选地，d1可选用工作电压为13v的稳压管，优选型号为lm3z13vt1g，d2可选用工作电压为5v稳压管，优选型号为mmsz5232bs，d3，d4可以选用普通二极管或者肖特基二极管，优选型号为1n4148w；q1为npn晶体管，优选型号 mmbt3904t-7-f，q2为pmos管，优选型号aon7409。
55.本实用新型电路中的元器件的规格和型号不受上述示例的限制，当输入电压和负载工作电压范围发生变化时，上述电路中的各元器件的规格和型号按照现有技术的相关理论相应变化。
56.图6开关控制电路的工作原理：
57.d1的导通电压为u1，当vcc_in的电压达到u1时输出一个高电平，通过d1、d4到达q2，打开q2，q2打开后将q1的栅极电压拉低打开q1； d2的导通电压为u2，u2＜u1，当vcc_out
的电压达到u2时也输出一个高电平，通过d2、d3到达q2打开q2，q2打开后将q1的栅极电压拉低打开q1。
58.d3，d4起到或门的作用，两者任意一个都能将高电平传给q2来打开 q1。
59.上电时只有当vcc_in的电压达到u1时，q1才会打开，而只有vcc_in 电压下降到u2以下时才会关闭q1。当vcc_in电压下降到u1～u2之间时，尽管d1不会导通，无法输出高电平控制q1打开。但是由于d2的存在， vcc_out电压(也即负载电压)大于u2仍然能够输入一个高电平锁住q1 保持q1不会断开,vcc_out被vcc_in持续供电。
60.在另一个实施例中，开关控制电路为一种脉宽扩展电路，用于将脉冲短的控制信号扩展为脉冲长的控制信号，参见图7，图7为电路结构示意图。
61.开关20为第一mos场效应管q2，自锁模块10包括：第二mos场效应管q3；
62.第二mos场效应管q3连接第一mos场效应管q2和负载，负载即为图7中的vout_led，具体为一个或多个led灯，该第二控制信号由该负载的工作电压产生，即vout_led端的电压产生该第二控制信号；
63.该第一控制信号由第一信号控制系统向第一mos场效应管q2传输。
64.具体地，第二mos场效应管q3的栅极连接负载vout_led，q3的漏极连接第一mos场效应管q2的栅极，该第一控制信号以低电平方式直接驱动q2的栅极。
65.进一步地，该开关控制电路还包括：第三mos场效应管q1，第三mos 场效应管q1的漏极连接第一mos场效应管q2的源极，q1的栅极连接第二信号控制系统，q1的源极连接电压输入端，也即电源vdd_in；
66.该第二信号控制系统向第三mos场效应管q1输出第三控制信号，该第三控制信号和该第二控制信号共同控制负载的工作时间，即共同控制led灯的点亮时间。
67.q1和q2为pmos管，q3为nmos管。
68.具体地，该第二信号控制系统为主控系统，该第一信号控制系统为被控系统，该第二信号控制系统输出该第三控制信号后不久，该第一信号控制系统会随之产生一个短时间的该第一控制信号，该第一控制信号可点亮负载 led灯。但是该第一控制信号时间很短，该开关控制电路可以扩宽该脉冲信号，即延长led灯的点亮时间。
69.图7中电路的工作原理：
70.vdd_in为点亮led灯的电源，当该第三控制信号被输入时，该第三控制信号为低电平，q1打开，随着该第三控制信号产生了该第一控制信号，该第一控制信号也是低电平，q2打开，此时vout_led和vdd_in具有相同的电压。此时由于q3的存在，输出的vout_led的电压为该第二控制信号，用于控制q3将q2栅极拉低，形成自锁，此后即使该第一控制信号恢复到高电平，由于q3的存在，vout_led的电压能够保持q3导通，q2栅极仍然是低电平，q2不会断开，vout_led一直保持高电压，led灯一直被点亮。直到该第三控制信号的低电平结束，q1断开，vout_led才重新降为低电压，led灯熄灭，从而延长了led灯的点亮时间。
71.需要说明的是，上述开关q2可以具体是pmos管，也可以是pnp型晶体管，还可以是noms管，或者电磁控制或光控制等类型的开关。当q2为 pnp型晶体管或noms管时，上述电路按照本领域常用技术与其他相关连接元器件进行对应的连接即可，同时可以对电路进行常用设计的对应调整，例如，当q2为noms管时，需要在电路中加入相应的高压驱动电路。
72.上述电路中的q3可以是noms管，还可以是npn型晶体管或其他可以实现类似功能
的元器件。
73.参见图8，图8为以上各信号的时序对比示意图。其中，信号a表示该三控制信号，信号b表示该第一控制信号，vout_led_b表示没有该开关控制电路时的vout_led的输出脉宽，vout_led_fb表示有该开关控制电路时的vout_led的输出脉宽。横轴为时间，纵轴为电压。
74.如果没有该开关控制电路的存在，vout_led的输出电压时间很短，如果有该开关控制电路的存在，vout_led通过图7中fb这条回路控制q3 锁住q2，vout_led输出脉宽宽度延长至信号a的上升沿，明显地扩展了电压输出脉宽。
75.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
76.以上为对本实用新型所提供的开关控制电路的描述，对于本领域的技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。