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CN111084426A - 一种基于mos管的cpu供电驱动控制电路及其控制开关 - Google Patents

一种基于mos管的cpu供电驱动控制电路及其控制开关 Download PDF

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CN111084426A CN201811239321.1A CN201811239321A CN111084426A CN 111084426 A CN111084426 A CN 111084426A CN 201811239321 A CN201811239321 A CN 201811239321A CN 111084426 A CN111084426 A CN 111084426A
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Abstract

本发明公开了一种基于MOS管的CPU供电驱动控制电路及其控制开关，该控制电路包括用于CPU供电通断的外部控制连接端口、利用MOS管用于CPU供电通断的内部控制连接端口与控制端口、用于和滤波电容连接的CPU短时运行维持端口、用于检查CPU通断电的外部控制通断的检测输入端以及用于驱动CPU供电通断的内部控制的驱动端；巧妙利用MOS管的通断特性和外部控制端口，结合滤波电容的短时供电维持特性，构建了CPU供电的自动驱动控制电路；该控制开关结构简单，操作方便，功耗低；利用该控制开关形成的电子烟，CPU供电控制部分成本低，在未使用时的CPU供电功耗低，能够大大延长电子烟的使用时间。

Description

一种基于MOS管的CPU供电驱动控制电路及其控制开关
技术领域
本发明属于MOS管供电驱动控制领域，特别涉及一种基于MOS管的CPU供电驱动控制电路及其控制开关。
背景技术
随着智能硬件的不断发展，生活中的各个领域均已出现智能化的身影，例如遥控器、扫地机器人、智能音箱、智能平衡车和智能烟具等，智能化设备均包含CPU器件，智能设备的正常运转均依赖于CPU的正常工作，而CPU的供电控制变显得尤为重要；其中智能烟具作为新兴的技术，因其以加热烟油(电子烟)或低温烟支(低温烟)的方式代替传统的燃烧型卷烟，工作温度低，并且所产生的烟雾中的有害成分要远远少于传统的燃烧型卷烟，使用电子烟或低温烟能够极大的避免香烟对人体的不利影响，作为一种更健康的抽烟方式，在新兴市场上已极具号召力，目前来看，其极有可能全面替代传统的燃烧型卷烟。
目前市场上的电子烟具主要分为两种类型，比如通过蒸发烟油形成可抽吸烟雾的电子烟和通过低温(150-300度)加热/蒸馏烟草材料形成可抽吸烟雾的低温烟，与传统的燃烧型卷烟相比，电子烟与低温烟工作温度低，使用过程中所产生的有害物质更少，优势十分明显。
电子烟具(包括低温烟与电子烟)内均有使用PCB板，控制烟具内的电源向雾化器或加热器的通、断电。通常情况下，当烟具不工作时，PCB板需要一个持续的微小的电流，以维持其上面的CPU的正常启动及工作，存在一个功耗，由于电路的问题，若将该电流完全中断，则会导致CPU无法正常启动工作。
发明内容
本发明提供了一种基于MOS管的CPU供电驱动控制电路及其控制开关，其目的在于，通过简单的MOS管驱动控制电路，实现CPU供电能耗的降低，从而构建出简单方便的CPU供电控制开关。
一种基于MOS管的CPU供电驱动控制电路，包括：
用于CPU供电通断的外部控制连接端口、利用MOS管用于CPU供电通断的内部控制连接端口与控制端口、用于和滤波电容连接的CPU短时运行维持端口、用于检查CPU通断电的外部控制通断的检测输入端以及用于驱动CPU供电通断的内部控制的驱动端；
所述用于CPU供电通断电的外部控制连接端口的两个连接端子分别与电池正极、用于检查CPU通断电的外部控制通断的检测输入端相连；
所述用于检查CPU通断电的外部控制通断的检测输入端和用于驱动CPU供电通断的内部控制的驱动端之间设置有二极管；
所述利用MOS管用于CPU供电通断的内部控制连接端口的两个连接端子分别与电池正极、CPU供电电源端相连，且利用MOS管用于控制CPU供电通断的内部控制的控制端与用于驱动CPU供电通断的内部控制的驱动端相连；
所述用于和滤波电容连接的短时运行的维持端口的两个连接端子分别与CPU供电输入端、地连接；
所述用于检查CPU通断电的外部控制通断的检测端口通过对用于CPU供电通断电的外部控制连接端口的信号检测，通过用于驱动CPU供电通断的内部控制的驱动端口输出高电平或低电平至利用MOS管用于CPU供电通断的内部控制的控制端口。
进一步地，包括用于CPU供电通断的内部控制的PMOS管、NMOS管以及第一降压电阻；
所述PMOS管的源极和漏极分别与电池正极、CPU供电电源端相连，且第一降压电阻的两端设置于所述PMOS管的源极和栅极之间，所述PMOS管的栅极与NMOS管的漏极相连，所述NMOS管的栅极与所述用于驱动CPU供电通断的内部控制的驱动端相连，所述NMOS管的源极接地；
当用于CPU供电通断电的外部控制连接端口闭合时，NMOS管栅极电压上升，NMOS管导通，使得PMOS管导通，打开CPU供电回路；
当用于检查CPU通断电的外部控制通断的检测输入端检测到CPU供电通断电的外部控制连接端口产生CPU供电打开信号时，用于驱动CPU供电通断的内部控制的驱动端输出高电平，维持NMOS管导通，使得PMOS管导通，CPU供电电源为CPU供电；
当用于检查CPU通断电的外部控制通断的检测输入端检测到CPU供电通断电的外部控制连接端口产生CPU供电断开信号时，用于驱动CPU供电通断的内部控制的驱动端输出低电平，控制NMOS管断开，使得PMOS管断开，CPU供电电源停止为CPU供电。
进一步的，所述用于驱动CPU供电通断的内部控制的驱动端与NMOS管的栅极之间设置有第二降压电阻。
进一步的，所述用于CPU供电通断电的外部控制连接端口之间产生的CPU供电打开和断开信号分别为不同波形的高低脉冲信号。
一种基于上述的驱动控制电路的控制开关，包括用于产生两种波形的高低脉冲信号的触发开关和短时维持滤波电容；
所述触发开关的两端连接于所述CPU供电通断电的外部控制连接端口之间；
所述短时滤波电容连接于所述CPU供电输入端和地之间。
进一步的，所述触发开关为轻触开关。
轻触开关被触发的瞬间，CPU供电回路打开，此后轻触开关是断开的，只有当轻触开关被长按或者连续多次按下时，用于检查CPU通断电的外部控制通断的检测输入端检测到产生了与CPU供电回路打开不同的信号时，用于检查CPU通断电的外部控制通断的驱动端输出低电平信号，使得NMOS管和PMOS管相继断开，从而断开CPU的供电回路，同时，由短时维持滤波电容为CPU供电，直到滤波电容上的电量耗尽，从而保证在断开用电设备的供电电路的同时，使得CPU的供电回路也完全断开，实现真正的断电，降低CPU上产生的能耗，达到断电后的零功耗。
进一步的，所述短时维持滤波电容的容量为1-3μF。
一种基于上述控制开关控制的电子烟，包括：
用于提供电能的电池、用于电子烟雾化或加热的模块以及用于控制电子烟雾化或加热工作的CPU；
所述用于提供电能的电池的正极与所述用于CPU供电通断的外部控制连接端口的一端相连，负极接地；
所述用于雾化或加热的模块的供电端与所述用于控制电子烟雾化或加热工作的CPU的供电输出端相连。
有益效果
本发明提供了一种基于MOS管的CPU供电驱动控制电路及其控制开关，该控制电路包括用于CPU供电通断的外部控制连接端口、利用MOS管用于CPU供电通断的内部控制连接端口与控制端口、用于和滤波电容连接的CPU短时运行维持端口、用于检查CPU通断电的外部控制通断的检测输入端以及用于驱动CPU供电通断的内部控制的驱动端；通过几个简单的连接端口设置和连接，巧妙利用MOS管的通断特性和外部控制端口，结合滤波电容的短时供电维持特性，构建出了CPU供电的自动驱动控制电路，实现了CPU供电的自动驱动控制；该控制开关结构简单，操作方便；且基于该控制开关形成的电子烟，CPU供电控制部分成本低，在未使用时的CPU供电功耗低，能够大大延长电子烟的使用时间。
附图说明
图1为本发明所述控制开关的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
如图1所示，一种基于MOS管的CPU供电驱动控制电路，包括：
用于CPU供电通断的外部控制连接端口、利用MOS管用于CPU供电通断的内部控制连接端口与控制端口C3、用于和滤波电容连接的CPU短时运行维持端口、用于检查CPU通断电的外部控制通断的检测输入端B1以及用于驱动CPU供电通断的内部控制的驱动端B2；
所述用于CPU供电通断电的外部控制连接端口的两个连接端子A1、A2分别与电池正极、用于检查CPU通断电的外部控制通断的检测输入端B1相连；
所述用于检查CPU通断电的外部控制通断的检测输入端B1和用于驱动CPU供电通断的内部控制的驱动端B2之间设置有二极管；
所述利用MOS管用于CPU供电通断的内部控制连接端口的两个连接端子C1、C2分别与电池正极、CPU供电电源端D相连，且利用MOS管用于控制CPU供电通断的内部控制的控制端C3与用于驱动CPU供电通断的内部控制的驱动端相连；
所述用于和滤波电容连接的短时运行的维持端口的两个连接端子分别与CPU供电电源端D、地连接；
所述用于检查CPU通断电的外部控制通断的检测输入端B1通过对用于CPU供电通断电的外部控制连接端口A1、A2的信号检测，通过用于驱动CPU供电通断的内部控制的驱动端口B2接收CPU供电通断的内部控制输出端口F输出的高电平或低电平至利用MOS管用于CPU供电通断的内部控制的控制端口。
在本实方案中，优选的驱动控制电路包括用于CPU供电通断的内部控制的PMOS管、NMOS管以及第一降压电阻R1；由两个MOS管形成的复合MOS管，同时作用形成对CPU供电的内部通断控制；
所述PMOS管的源极和漏极分别与电池正极、CPU供电电源端D相连，且第一降压电阻的两端设置于所述PMOS管的源极和栅极之间，所述PMOS管的栅极与NMOS管的漏极相连，所述NMOS管的栅极与所述用于驱动CPU供电通断的内部控制的驱动端B2相连，NMOS管的源极接地；
当用于CPU供电通断电的外部控制连接端口闭合时，NMOS管栅极电压上升，NMOS管导通，使得PMOS管导通，打开CPU供电回路；
当用于检查CPU通断电的外部控制通断的检测输入端B1检测到CPU供电通断电的外部控制连接端口A1、A2产生CPU供电打开信号时，用于驱动CPU供电通断的内部控制的驱动端B2输出高电平，维持NMOS管导通，使得PMOS管导通，CPU供电电源为CPU供电；
当用于检查CPU通断电的外部控制通断的检测输入端检测到CPU供电通断电的外部控制连接端口A1、A2产生CPU供电断开信号时，用于驱动CPU供电通断的内部控制的驱动端B2输出低电平，控制NMOS管断开，使得PMOS管断开，CPU供电电源停止为CPU供电。
CPU供电通断的内部控制输出端口F与NMOS管的栅极之间设置有第二降压电阻R2；
当未设置第二降压电阻时，CPU供电通断的内部控制输出端口F与用于驱动CPU供电通断的内部控制的驱动端B2为同一端口；
设置第二降压电阻是了确保更加准确的对NMOS管的栅极进行控制。
为了设置更加灵活和使用更加便利，可以通过将用于CPU供电通断电的外部控制连接端口之间产生的CPU供电打开和断开信号分别为不同波形的高低脉冲信号；
不同波形的高低脉冲信号对应不同的控制方式，便于多种操控模式的实现。
一种基于MOS管的CPU供电驱动控制电路的控制开关，包括用于产生两种波形的高低脉冲信号的触发开关和短时维持滤波电容；
所述触发开关的两端连接于所述CPU供电通断电的外部控制连接端口之间；
所述短时滤波电容连接于所述CPU供电输入端和地之间。
在本实例中，优选触发开关为轻触开关。
当轻触开关被触发的瞬间，CPU供电回路打开，此后轻触开关是断开的，只有当轻触开关被长按或者连续多次按下时，用于检查CPU通断电的外部控制通断的检测输入端检测到产生了与CPU供电回路打开不同的信号时，用于检查CPU通断电的外部控制通断的驱动端输出低电平信号，使得NMOS管和PMOS管相继断开，从而断开CPU的供电回路，同时，由短时维持滤波电容为CPU供电，直到滤波电容上的电量耗尽，从而保证在断开用电设备的供电电路的同时，使得CPU的供电回路也完全断开，实现真正的断电，降低CPU上产生的能耗，达到断电后的零功耗。
在本实例中，短时维持滤波电容的容量为1-3μF，该容量的电容能够维持短时的电源供应，使得CPU能够在外部控制开关断开后，能够继续保持通电一段时间，运行完所需运行的程序后，再断电，而不至于马上掉电，导致设备工作异常。
在本实例中，将本发明提供的控制开关用于电子烟中，形成一种基于MOS管的CPU供电驱动控制电路的控制开关控制的电子烟，包括：
用于提供电能的电池、用于电子烟雾化或加热的模块以及用于控制电子烟雾化或加热工作的CPU；
所述用于提供电能的电池的正极与所述用于CPU供电通断的外部控制连接端口的一端相连，负极接地；
所述用于雾化或加热的模块的供电端与所述用于控制电子烟雾化或加热工作的CPU的供电输出端相连。
相应包含上述的驱动控制电路和控制开关，并不仅仅局限在电子烟中，还可以应用在类似的负载驱动中，如智能遥控装置。
本发明中所述的NMOS管和PMOS管具有成本低，内阻小，且损耗低的特点，特别适用于电池和CPU共地连接且开关管的漏极连接电池的正极这种电子烟设备中。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接的使用在其他相关技术领域中，均应视为属于在本发明的保护范围中。

Claims (8)

1.一种基于MOS管的CPU供电驱动控制电路，其特征在于，包括：
用于CPU供电通断的外部控制连接端口、利用MOS管用于CPU供电通断的内部控制连接端口与控制端口、用于和滤波电容连接的CPU短时运行维持端口、用于检查CPU通断电的外部控制通断的检测输入端以及用于驱动CPU供电通断的内部控制的驱动端；
所述用于CPU供电通断电的外部控制连接端口的两个连接端子分别与电池正极、用于检查CPU通断电的外部控制通断的检测输入端相连；
所述用于检查CPU通断电的外部控制通断的检测输入端和用于驱动CPU供电通断的内部控制的驱动端之间设置有二极管；
所述利用MOS管用于CPU供电通断的内部控制连接端口的两个连接端子分别与电池正极、CPU供电电源端相连，且利用MOS管用于控制CPU供电通断的内部控制的控制端与用于驱动CPU供电通断的内部控制的驱动端相连；
所述用于和滤波电容连接的短时运行的维持端口的两个连接端子分别与CPU供电输入端、地连接；
所述用于检查CPU通断电的外部控制通断的检测端口通过对用于CPU供电通断电的外部控制连接端口的信号检测，通过用于驱动CPU供电通断的内部控制的驱动端口输出高电平或低电平至利用MOS管用于CPU供电通断的内部控制的控制端口。
2.根据权利要求1所述的驱动控制电路，其特征在于，包括用于CPU供电通断的内部控制的PMOS管、NMOS管以及第一降压电阻；
所述PMOS管的源极和漏极分别与电池正极、CPU供电电源端相连，且第一降压电阻的两端设置于所述PMOS管的源极和栅极之间，所述PMOS管的栅极与NMOS管的漏极相连，所述NMOS管的栅极与所述用于驱动CPU供电通断的内部控制的驱动端相连，所述NMOS管的源极接地；
当用于CPU供电通断电的外部控制连接端口闭合时，NMOS管栅极电压上升，NMOS管导通，使得PMOS管导通，打开CPU供电回路；
当用于检查CPU通断电的外部控制通断的检测输入端检测到CPU供电通断电的外部控制连接端口产生CPU供电打开信号时，用于驱动CPU供电通断的内部控制的驱动端输出高电平，维持NMOS管导通，使得PMOS管导通，CPU供电电源为CPU供电；
当用于检查CPU通断电的外部控制通断的检测输入端检测到CPU供电通断电的外部控制连接端口产生CPU供电断开信号时，用于驱动CPU供电通断的内部控制的驱动端输出低电平，控制NMOS管断开，使得PMOS管断开，CPU供电电源停止为CPU供电。
3.根据权利要求2所述的驱动控制电路，其特征在于，所述用于驱动CPU供电通断的内部控制的驱动端与NMOS管的栅极之间设置有第二降压电阻。
4.根据权利要求2所述的驱动控制电路，其特征在于，所述用于CPU供电通断电的外部控制连接端口之间产生的CPU供电打开和断开信号分别为不同波形的高低脉冲信号。
5.一种基于权利要求1-4任一项所述的驱动控制电路的控制开关，其特征在于，包括用于产生两种波形的高低脉冲信号的触发开关和短时维持滤波电容；
所述触发开关的两端连接于所述CPU供电通断电的外部控制连接端口之间；
所述短时滤波电容连接于所述CPU供电输入端和地之间。
6.根据权利要求5所述的控制开关，其特征在于，所述触发开关为轻触开关。
7.根据权利要求5所述的控制开关，其特征在于，所述短时维持滤波电容的容量为1-3μF。
8.一种基于权利要求6或7所述控制开关控制的电子烟，其特征在于，包括：
用于提供电能的电池、用于电子烟雾化或加热的模块以及用于控制电子烟雾化或加热工作的CPU；
所述用于提供电能的电池的正极与所述用于CPU供电通断的外部控制连接端口的一端相连，负极接地；
所述用于雾化或加热的模块的供电端与所述用于控制电子烟雾化或加热工作的CPU的供电输出端相连。
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