開關機電路及電動車電子設備的製作方法

2023-05-08 05:52:21

本實用新型涉及集成電路技術領域，特別涉及可設置於電動車電子設備的開關機電路。

背景技術：

現有的電動車電子設備，其供電一般都是通過一個機械開關與電源連接，因此從電源到電子設備的全部電流都需要經過這個機械開關，然後再到達電子設備。但是這種機械開關結構在行車過程中，會因為路面顛簸等產生的震動而出現誤操作，可能導致開關機，從而降低可靠性。另外，在使用一段時間後，由於機械開關內部金屬接觸面會逐漸氧化而使開關的內阻增加，從而使電流在開關上做功，降低電動車的效率和可靠性。

因此，現有技術中電動車存在著因機械開關故障而影響電動車正常使用，降低電動車效率和可靠性的問題。

技術實現要素：

本實用新型目的在於提供開關機電路及電動車電子設備，旨在解決現有技術中電動車存在著因機械開關故障而影響電動車正常使用，降低電動車效率和可靠性的問題。

本實用新型提供了一種開關機電路，與電源連接，所述開關機電路包括：

開關電路和控制電路；

連接在所述電源與控制電路之間，當所述開關電路被觸發時，對所述控制電路進行供電，並接收所述控制電路發送的導通信號，維持導通狀態的開機電路；

連接在所述開關電路和控制電路之間，當所述開關電路再次被觸發時，驅動所述控制電路停止發送導通信號，使得開機電路斷開電源供電的關機檢測電路。

上述結構中，所述開關機電路還包括：

連接在所述開機電路和控制電路之間，對所述開機電路輸出的電流進行穩壓，並將穩壓後的電流傳輸給所述控制電路，以對所述控制電路進行供電的穩壓電路。

上述結構中，所述開關電路包括：

電阻R1和輕觸開關K3；

所述電阻R1的第一端接所述電源，所述電阻R1的第二端通過所述輕觸開關K3接所述開機電路和關機檢測電路的公共連接端。

上述結構中，所述開機電路包括：

二極體D1、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8，三極體Q1和三極體Q2；

所述二極體D1的陽極與所述輕觸開關K3相連接，所述二極體D1的陰極通過所述電阻R4接所述電阻R6與三極體Q2的基極的公共連接端，所述電阻R6的另一端與所述三極體Q2的發射極共同接地，所述電阻R5的第一端接所述控制電路，所述電阻R5的第二端接所述三極體Q2的基極，所述電阻R8的第一端接所述電源，所述電阻R8的第二端通過電阻R7接所述三極體Q2的集電極，所述三極體Q1的發射極接所述電源，所述三極體Q1的基極接所述電阻R7和電阻R8的公共連接端，所述三極體Q1的集電極接所述穩壓電路。

上述結構中，所述關機檢測電路包括：

電阻R2、電阻R3和電容C3；

所述電阻R2和所述電容C3共同接所述控制電路，所述電容C3的另一端接地，所述電阻R2的另一端接所述電阻R3與所述二極體D1的公共連接端，所述電阻R3的另一端接地。

上述結構中，所述穩壓電路包括：

電容C1、電容C2和電源晶片U1；

所述電源晶片U1包括輸入端IN、輸出端OUT和接地端GND，所述電源晶片U1的輸入端IN同時接所述三極體Q1的集電極和所述電容C1，所述電容C1的另一端接地，所述電源晶片U1的輸出端OUT同時接所述控制電路和所述電容C2，所述電容C2的另一端接地，所述電源晶片U1的接地端GND直接接地。

上述結構中，所述控制電路103包括一控制晶片U2，所述控制晶片U2包括：

電壓端KV，關機檢測端PA1和信號保持端PA15；

所述電壓端KV接所述電源晶片U1的輸出端OUT，所述關機檢測端PA1接所述電阻R2和所述電容C3的公共連接端，所述信號保持端PA15接所述電阻R5。

上述結構中，所述開關電路包括：

二極體D16、電阻R85、電阻R86、電容C47和輕觸開關K1；

所述二極體D16的第一端接所述電源，所述二極體D16的第二端通過所述電阻R86接所述電容C47和所述輕觸開關K1的公共連接端，所述電阻R85與所述電阻R86並聯，所述電容C47的另一端接地，所述輕觸開關K1的另一端同時接所述開機電路和所述關機檢測電路。

上述結構中，所述開機電路包括：

電阻R87、電阻R88、電阻R89、電阻R90、電阻R91、電阻R92、電容C33、電容C50、電容C51、電容C52、二極體D14、二極體D23和開機晶片U13；

所述開機晶片U13包括識別端VIN、使能端RON、反饋端FB、電源端VCC、輔助端BST和傳輸端SW；所述電容C50的第一端接所述識別端VIN，所述電容C50的第二端接地，所述電阻R88的第一端接所述關機檢測電路，所述電阻R88的第二端接所述使能端RON，所述電阻R87的第一端接所述控制電路，所述電阻R87的第二端通過二極體D14接所述使能端RON，所述電容C51的第一端接所述電源端VCC，所述電容C51的第二端接地，所述二極體D23的陽極接地，所述二極體D23的陰極接所述傳輸端SW，所述輔助端BST通過所述電容C52接所述二極體D23和電阻R89的公共連接端，所述電阻R89的第一端接所述傳輸端SW，所述電阻R89的第二端接所述電阻R90和電阻R91的公共連接端，所述電阻R90的另一端接所述穩壓電路，所述電阻R91的另一端通過電阻R92接地，所述電容C33與所述電阻R91並聯，所述電阻R91和電阻R92的公共連接端接所述反饋端FB；

或者所述開機電路包括：

電阻R80、電阻R81、電阻R87、電阻R88、電阻R89、電阻R90、電阻R91、電阻R92、三極體Q11、三極體Q12、電容C33、電容C50、電容C51、電容C52、二極體D20、二極體D23和開機晶片U13；

所述開機晶片U13包括識別端VIN、使能端RON、反饋端FB、電源端VCC、輔助端BST和傳輸端SW；所述電容C50的第一端接所述識別端VIN，所述電容C50的第二端接地，所述電阻R88的第一端接所述三極體Q12的集電極，所述電阻R88的第二端接所述使能端RON，所述二極體D20的陽極接所述輕觸開關K1，所述二極體D20的陰極接所述電阻R88與所述三極體Q12的共同連接端，所述三極體Q12的發射極接所述開關電路，所述三極體Q12的基極接所述電阻R80和電阻R81的公共連接端，所述電阻R81的第一端接所述三極體的Q12的發射極，所述電阻R81的第二端接所述三極體Q12的基極，所述電阻R80的另一端接所述三極體Q11的集電極，所述電阻R87的第一端接所述控制電路，所述電阻R87的第二端接所述三極體Q11的基極，所述三極體Q11的發射極接地，所述電容C51的第一端接所述電源端VCC，所述電容C51的第二端接地，所述二極體D23的陽極接地，所述二極體D23的陰極接所述傳輸端SW，所述輔助端BST通過所述電容C52接所述二極體D23和電阻R89的公共連接端，所述電阻R89的第一端接所述傳輸端SW，所述電阻R89的第二端接所述電阻R90和電阻R91的公共連接端，所述電阻R90的另一端接所述穩壓電路，所述電阻R91的另一端通過電阻R92接地，所述電容C33與所述電阻R91並聯，所述電阻R91和電阻R92的公共連接端接所述反饋端FB。

本實用新型還提供一種電動車電子設備，所述電動車電子設備包括如上述結構所述的開關機電路。

綜上所述，本實用新型提供了開關機電路及電動車電子設備，所述開關機電路與電源連接，所述開關機電路包括開關電路、開機電路、關機檢測電路和控制電路，當所述開關電路被觸發時，則所述開機電路對所述控制電路進行供電，同時所述控制電路發送導通信號給開機電路，使得開機電路維持持續導通的狀態；當所述開關電路再次被觸發時，所述關機檢測電路驅動所述控制電路停止發送導通信號，使得開機電路斷開電源的供電，從而完成了關機，這樣供電電流不需要經過機械開關，解決了現有技術中電動車存在著因機械開關故障而影響電動車正常使用，降低電動車效率和可靠性的問題。

附圖說明

圖1為本實用新型一實施例提供的開關機電路的模塊示意圖；

圖2為本實用新型一實施例提供的開關機電路的完整模塊示意圖；

圖3為本實用新型一實施例提供的開關機電路的電路示意圖；

圖4為本實用新型另一實施例提供的開關機電路的電路示意圖；

圖5為本實用新型又一實施例提供的開關機電路的電路示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。

本實用新型實施例提供的開關機電路主要應用在電動車，特別是電動兩輪車、三輪車和電動平衡車電子設備中，其供電電流不需要持續經過機械開關，避免了行車過程因機械開關故障影響電子設備正常工作，提高了整車的可靠性。

圖1示出了本實用新型一實施例提出的開關機電路的模塊結構，為了方便說明，僅示出了與本實用新型實施例相關的部分。

一種可設置於電動車電子設備中的開關機電路，與電源連接，所述開關機電路包括：

開關電路101和控制電路105；

連接在所述電源與控制電路105之間，當所述開關電路101被觸發時，對所述控制電路進行供電，並接收所述控制電路105發送的導通信號，維持導通狀態的開機電路102；

連接在所述開關電路101和控制電路105之間，當所述開關電路101再次被觸發時，驅動所述控制電路105停止發送導通信號，使得開機電路斷開電源供電的關機檢測電路103。

其中，當所述開關電路101被觸發時，對所述控制電路105進行供電的步驟包括兩種情況：第一種是當所述開關電路101被觸發時，間接觸發所述開機電路102的導通，從而對所述控制電路105進行供電；另一種是當所述開關電路101被觸發時，直接使得整個開關機電路處於迴路狀態，則所述開機電路102對所述控制電路105進行供電。本實用新型的實施例中都只涉及到第一種情況。

圖2示出了本實用新型一實施例提出的開關機電路的完整模塊結構，為了方便說明，僅示出了與本實用新型實施例相關的部分。

作為本實用新型一實施例，所述開關機電路還包括：

連接在所述開機電路102和控制電路105之間，對所述開機電路102輸出的電流進行穩壓，並將穩壓後的電流傳輸給所述控制電路105，以對所述控制電路105進行供電的穩壓電路104。

其中，穩壓電路104在整個開關機電路中的作用是使得所述開機電路102輸出的電壓處於相對平穩的狀態，以保證整個開關機電路的工作需要。

圖3示出了本實用新型一實施例提出的開關機電路的電路結構，為了方便說明，僅示出了與本實用新型實施例相關的部分。

作為本實用新型一實施例，所述開關電路101包括：

電阻R1和輕觸開關K3；

所述電阻R1的第一端接所述電源，所述電阻R1的第二端通過所述輕觸開關K3接所述開機電路102和關機檢測電路103的公共連接端。

作為本實用新型一實施例，所述開機電路102包括：

二極體D1、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8，三極體Q1和三極體Q2；

所述二極體D1的陽極與所述輕觸開關K3相連接，所述二極體D1的陰極通過所述電阻R4接所述電阻R6與三極體Q2的基極的公共連接端，所述電阻R6的另一端與所述三極體Q2的發射極共同接地，所述電阻R5的第一端接所述控制電路，所述電阻R5的第二端接所述三極體Q2的基極，所述電阻R8的第一端接所述電源，所述電阻R8的第二端通過電阻R7接所述三極體Q2的集電極，所述三極體Q1的發射極接所述電源，所述三極體Q1的基極接所述電阻R7和電阻R8的公共連接端，所述三極體Q1的集電極接所述穩壓電路。

作為本實用新型一實施例，所述關機檢測電路103包括：

電阻R2、電阻R3和電容C3；

所述電阻R2和所述電容C3共同接所述控制電路，所述電容C3的另一端接地，所述電阻R2的另一端接所述電阻R3與所述二極體D1的公共連接端，所述電阻R3的另一端接地。

作為本實用新型一實施例，所述穩壓電路104包括：

電容C1、電容C2和電源晶片U1；

所述電源晶片U1包括輸入端IN、輸出端OUT和接地端GND，所述電源晶片U1的輸入端IN同時接所述三極體Q1的集電極和所述電容C1，所述電容C1的另一端接地，所述電源晶片U1的輸出端OUT同時接所述控制電路和所述電容C2，所述電容C2的另一端接地，所述電源晶片U1的接地端GND直接接地。在本實施例中，所述電源晶片U1採用型號為LM2930T的電源晶片，所述電源晶片的型號不做限制，只要能達到與本實施例電源晶片U1的功能效果即可。

作為本實用新型一實施例，所述控制電路105包括一控制晶片U2，所述控制晶片U2包括：

電壓端KV，關機檢測端PA1和信號保持端PA15；

所述電壓端KV接所述電源晶片U1的輸出端OUT，所述關機檢測端PA1接所述電阻R2和所述電容C3的公共連接端，所述信號保持端PA15接所述電阻R5。在本實施例中，所述控制晶片U2採用型號為STM32FEBKC6的單片機晶片，所述控制晶片的型號不做限制，只要能達到與本實施例控制晶片U2的功能效果即可。

本實用新型一實施例提供的開關機電路的工作原理為：

開機過程：當開關電路被觸發時，所述電源電壓通過輕觸開關K3流向二極體D1，再經過電阻R4最後到達三極體Q2的基極，使得三極體Q2飽和導通，同時三極體Q1也導通，從而給穩壓電路中的電源晶片U1供電,電源晶片U1工作後輸出3.3V或5V給控制電路供電，由於控制電路是由單片機組成的，所述單片機工作後從信號保持端PA15持續輸出一個高電平保持信號通過電阻R5加到三極體Q2的基極使三極體Q2保持導通，完成開機。

其中，二極體D1起到隔離作用，主要目的是為了起到信號保持端PA15輸出的開機保持信號與關機檢測電路之間的隔離。

關機過程：當所述開關電路再次被觸發時，關機檢測電路檢測到關機信號，關機檢測端PA1輸出低電平，則三極體Q2截止，同時導致三極體Q1截止，從而關斷電源，實現關機。

圖4示出了本實用新型另一實施例提出的開關機電路的電路結構，為了方便說明，僅示出了與本實用新型實施例相關的部分。

作為本實用新型另一實施例，所述開關電路101包括：

二極體D16、電阻R85、電阻R86、電容C47和輕觸開關K1；

所述二極體D16的第一端接所述電源，所述二極體D16的第二端通過所述電阻R86接所述電容C47和所述輕觸開關K1的公共連接端，所述電阻R85與所述電阻R86並聯，所述電容C47的另一端接地，所述輕觸開關K1的另一端同時接所述開機電路和所述關機檢測電路。

作為本實用新型另一實施例，所述開機電路102包括：

電阻R87、電阻R88、電阻R89、電阻R90、電阻R91、電阻R92、電容C33、電容C50、電容C51、電容C52、二極體D14、二極體D23和開機晶片U13；

所述開機晶片U13包括識別端VIN、使能端RON、反饋端FB、電源端VCC、輔助端BST和傳輸端SW；所述電容C50的第一端接所述識別端VIN，所述電容C50的第二端接地，所述電阻R88的第一端接所述關機檢測電路，所述電阻R88的第二端接所述使能端RON，所述電阻R87的第一端接所述控制電路，所述電阻R87的第二端通過二極體D14接所述使能端RON，所述電容C51的第一端接所述電源端VCC，所述電容C51的第二端接地，所述二極體D23的陽極接地，所述二極體D23的陰極接所述傳輸端SW，所述輔助端BST通過所述電容C52接所述二極體D23和電阻R89的公共連接端，所述電阻R89的第一端接所述傳輸端SW，所述電阻R89的第二端接所述電阻R90和電阻R91的公共連接端，所述電阻R90的另一端接所述穩壓電路，所述電阻R91的另一端通過電阻R92接地，所述電容C33與所述電阻R91並聯，所述電阻R91和電阻R92的公共連接端接所述反饋端FB。所述電容C50應儘量靠近開機晶片U13。所述電容C33的作用是減少反饋衰變以減少波紋電壓。在本實施例中，所述開機晶片U13採用型號為LM5008的開機晶片，所述開機晶片的型號不做限制，只要能達到與本實施例開機晶片U13的功能效果即可。

作為本實用新型另一實施例，所述關機檢測電路103包括：

電阻R82、電阻R83、電阻R84和電容C32；

所述電阻R84的第一端接所述控制電路，所述電阻R84的第二端通過電阻R82接所述開關電路，所述電容C32連接在所述電阻R84與控制電路的公共連接端與地之間，所述電阻R83連接在所述電阻R82和電阻R84的公共連接端與地之間。

作為本實用新型另一實施例，所述穩壓電路104包括：

電容C43、電容C44和電源晶片U1；

所述電源晶片U1包括輸入端IN、輸出端OUT和接地端GND，所述電源晶片U1的輸入端IN同時接所述電阻R90和所述電容C43，所述電容C43的另一端接地，所述電源晶片U1的輸出端OUT同時接所述控制電路和所述電容C44，所述電容C44的另一端接地，所述電源晶片U1的接地端GND直接接地。在本實施例中，所述電源晶片U1採用型號為LM2930T的電源晶片，所述電源晶片的型號不做限制，只要能達到與本實施例電源晶片U1的功能效果即可。

作為本實用新型一實施例，所述控制電路105包括一控制晶片U2，所述控制晶片U2包括：

電壓端KV，關機檢測端PF1和信號保持端PB2；

所述電壓端KV接所述電源晶片U1的輸出端OUT，所述關機檢測端PA1接所述電阻R84和所述電容C32的公共連接端，所述信號保持端PB2接所述電阻R87。在本實施例中，所述控制晶片U2採用型號為STM32FEBKC6的單片機晶片，所述控制晶片的型號不做限制，只要能達到與本實施例控制晶片U2的功能效果即可。

本實用新型另一實施例提供的開關機電路的工作原理為：

開機過程：當開關電路被觸發時，所述電源電壓通過輕觸開關K1流向二極體D20，再經過電阻R88最後到達識別端VIN喚醒開機晶片U13，使得穩壓電路的電源晶片U1輸出3.3V或5V給單片機供電，單片機工作後從信號保持端PB2持續輸出一個高電平保持信號通過電阻R87和二極體D14加到開機晶片U13的識別端VIN使開機晶片U13保持導通，完成開機。

其中，二極體D20和二極體D14起到隔離作用，主要目的是為了起到信號保持端PB2輸出的開機保持信號與關機檢測電路之間的隔離。

關機過程：當開關電路再次被觸發時，關機檢測電路檢測到關機信號，關機檢測端PA1輸出低電平，加到識別端VIN使得開機晶片U13進入睡眠，從而停止輸出，實現關機。

圖5示出了本實用新型又一實施例提出的開關機電路的電路結構，為了方便說明，僅示出了與本實用新型實施例相關的部分。

作為本實用新型又一實施例，與本發明的另一實施例的不同之處在於開機電路的具體結構不同，所示開機電路102包括：

電阻R80、電阻R81、電阻R87、電阻R88、電阻R89、電阻R90、電阻R91、電阻R92、三極體Q11、三極體Q12、電容C33、電容C50、電容C51、電容C52、二極體D20、二極體D23和開機晶片U13；

所述開機晶片U13包括識別端VIN、使能端RON、反饋端FB、電源端VCC、輔助端BST和傳輸端SW；所述電容C50的第一端接所述識別端VIN，所述電容C50的第二端接地，所述電阻R88的第一端接所述三極體Q12的集電極，所述電阻R88的第二端接所述使能端RON，所述二極體D20的陽極接所述輕觸開關K1，所述二極體D20的陰極接所述電阻R88與所述三極體Q12的共同連接端，所述三極體Q12的發射極接所述開關電路，所述三極體Q12的基極接所述電阻R80和電阻R81的公共連接端，所述電阻R81的第一端接所述三極體的Q12的發射極，所述電阻R81的第二端接所述三極體Q12的基極，所述電阻R80的另一端接所述三極體Q11的集電極，所述電阻R87的第一端接所述控制電路，所述電阻R87的第二端接所述三極體Q11的基極，所述三極體Q11的發射極接地，所述電容C51的第一端接所述電源端VCC，所述電容C51的第二端接地，所述二極體D23的陽極接地，所述二極體D23的陰極接所述傳輸端SW，所述輔助端BST通過所述電容C52接所述二極體D23和電阻R89的公共連接端，所述電阻R89的第一端接所述傳輸端SW，所述電阻R89的第二端接所述電阻R90和電阻R91的公共連接端，所述電阻R90的另一端接所述穩壓電路，所述電阻R91的另一端通過電阻R92接地，所述電容C33與所述電阻R91並聯，所述電阻R91和電阻R92的公共連接端接所述反饋端FB。所述電容C50應儘量靠近開機晶片U13。所述電容C33的作用是減少反饋衰變以減少波紋電壓。在本實施例中，所述開機晶片U13採用型號為LM5008的開機晶片，所述開機晶片的型號不做限制，只要能達到與本實施例開機晶片U13的功能效果即可。

本實用新型又一實施例提供的開關機電路的工作原理與另一實施例的工作原理的區別在於：開機過程中，單片機工作後是從信號保持端PB2持續輸出一個高電平保持信號通過電阻R87再經過三極體Q11和三極體Q12，三極體Q11和三極體Q12同時導通並加到開機晶片U13的識別端VIN使開機晶片U13保持導通，完成開機。

綜上所述，本實用新型提供了開關機電路及電動車電子設備，所述開關機電路與電源連接，所述開關機電路包括開關電路、開機電路、關機檢測電路和控制電路，當所述開關電路被觸發時，則所述開機電路對所述控制電路進行供電，同時所述控制電路發送導通信號給開機電路，使得開機電路維持持續導通的狀態；當所述開關電路再次被觸發時，所述關機檢測電路驅動所述控制電路停止發送導通信號，使得開機電路斷開電源的供電，從而完成了關機，這樣供電電流不需要經過機械開關，解決了現有技術中電動車存在著因機械開關故障而影響電動車正常使用，降低電動車效率和可靠性的問題。本實用新型實施例實現簡單，不需要增加額外的硬體，可有效降低成本，具有較強的易用性和實用性。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。