CN102063172A - 强制关机电路 - Google Patents

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Abstract

一种强制关机电路，包括机械开关和第一开关电路。第一开关电路包括连接于一电源输入端的第一开关元件，当处理器正常工作时，机械开关的导通和关断促使第一开关元件的导通和关断，实现对系统开关机的控制。该强制关机电路还包括第二开关电路及一延时电路，该第二开关电路包括与该第一开关电路连接的第二开关元件，延时电路连接于机械开关和第二开关电路之间。当处理器不能正常工作时，通过对该机械开关的持续操作启动该延时电路，该延时电路启动后控制第二开关元件导通，促使第一开关元件关断，整个系统断电，实现对系统强制关机的控制。利用本发明，通过持续按下机械开关，可在处理器死机后仍然能够强制关机，并能够快速恢复至正常开关机状态。

Description

强制关机电路
技术领域
本发明涉及一关机电路，尤其涉及一种内置于电子产品内的强制性关机电路。
背景技术
目前，大部分消费类电子产品都会在产品外部设置一个机械开关按键以及一个复位按键，在系统死机时是通过CPU(微处理器)软件控制系统进行强制性关机，原理是通过外部电路发送关机命令指示CPU。通常，用户都是通过电子产品外设的机械开关按键发送关机命令，CPU接收到命令后，再发送关机指令，控制整个系统关机。
然而，这种CPU软件控制方式的缺点是当CPU也同时死机时，CPU就无法实现强制性关机功能，同时也无法让整个系统恢复。典型的，如果系统处在开机状态下而且CPU死机，则CPU不受控制，系统就无法实现关机功能。此时，用户可通过复位按键来实现系统复位重启。但是，电子产品上一般都开设一个很小开孔，用以触压复位按键。而复位按键的开孔过小，用户需要借助一些较细的工具才能按下复位按键，使用起来很不方便。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种强制关机电路，可解决现有技术中存在的CPU死机后无法关机的缺点，同时又方便用户使用。
一种强制关机电路，用以通过一处理器的控制完成对系统开关机的控制。该强制关机电路包括机械开关和第一开关电路，该第一开关电路包括第一开关元件，连接于一电源输入端，当该处理器正常工作时，通过该机械开关的导通和关断，该处理器控制第一开关电路完成对第一开关元件的导通和关断的控制，实现对系统开关机的控制。该强制关机电路进一步包括：第二开关电路，包括一与该第一开关电路连接的第二开关元件。延时电路，一端与该机械开关相连，另一端与该第二开关电路相连。当处理器不能正常工作时，通过对该机械开关的持续操作启动该延时电路，该延时电路启动后控制第二开关元件导通，促使第一开关元件关断，整个系统断电，实现对系统强制关机的控制。
相对于现有技术，本发明提供的强制关机电路，利用RC延时电路及场效应管的开关特性，按下机械开关并持续一段时间后，可在CPU死机后仍然能够强制关机，并且能够快速解除RC延时电路的强制关机的作用，系统复位恢复至由CPU控制开关机的正常状态，使电子装置不必另外设置复位开关，方便用户使用。
附图说明
图1为本发明的强制关机电路的工作模块图。
图2为本发明的强制关机电路的电路图。
主要元件符号说明
电阻            R1、R2、R4、R5、R6、R7、R8
电容            C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8
三极管          U1
场效应管        Q1、Q2、Q3、Q4
强制关机电路    1
机械开关        10、SW
第一开关电路    11
第二开关电路    12
CPU             13
RC延时电路      14
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明作进一步的详细说明。
请参阅图1，为本发明一具体实施例的强制关机电路的工作模块图。该强制关机电路1可实施于一电子装置内，用于实现该电子装置的正常开关机和强制性关机的功能，以解决当CPU死机后系统不受控制而无法正常关机的问题。该强制关机电路1包括一机械开关10、第一开关电路11、第二开关电路12、CPU13以及RC延时电路14。其中，在本实施例中，第一开关电路11和第二开关电路12是半导体元件开关电路，开关电路也可以是其他种类的开关电路。该机械开关10设置于电子装置外部，用以实现用户的开关机操作，且该第一开关电路11连接在电源(图未示)的供电端口及负载(图未示)的输入端口之间，RC延时电路14连接在第二开关电路12和机械开关10之间，CPU 13连接在机械开关10和第一开关电路11之间。当该电子装置的系统正常工作时，通过机械开关10的导通和关断CPU 13控制第一开关电路11完成电源对负载电力供应的控制。
本发明实施例的强制关机电路的一般工作原理为：当该电子装置的系统死机时，CPU 13无法正常工作以通过机械开关10的导通和关断控制系统关机重启。用户可按下该机械开关10并持续一段时间(如10秒)，该RC延时电路14被启动，强制切断电源，从而达到强制关机的目的。在其他实施方式中，操作机械开关10所持续的时间可根据实际情况适当地变更。当系统被强制关机后，用户松开该机械开关10，第二开关电路12解除RC延时电路14的强制关断的作用，使该系统恢复由第一开关电路11和CPU 13控制开关机的状态。当再次按下机械开关10时，系统即可正常开机。
请参阅图2，为本发明的控制电路的电路图。其中，PWR_IN是电源供电端口，VCC是电压端口，CPU 13(图未示)包括PWR_HOLD(开关机控制输出口)、PWR_DET(开关机检测输入口)两个引脚。SW为机械开关10，该第一开关电路11包括场效应管Q3、场效应管Q4、电阻R5-R8以及电容C6-C8。RC延时电路14包括电容C5和连接在电容C5正极的电阻R4。该第二开关电路12包括电阻R1-R3、电容C1-C4、场效应管Q1、场效应管Q2及三极管U1。其中，场效应管Q3的漏极连接PWR_IN端口，栅极通过电阻R6连接到场效应管Q4的漏极及机械开关SW的一端，机械开关SW的另一端接地。场效应管Q4的源极接地，栅极通过电阻R8与PWR_HOLD端口相连接。电阻R5和电容C6并联，电容C6的正极与场效应管Q3的源极相连，负极通过电阻R6连接至场效应管Q4的漏极及机械开关SW的非接地端。三极管U1的发射极接地，基极通过电阻R1连接至VCC端口，同时连接至机械开关SW的非接地端。场效应管Q1的漏极连接电容C4的正极，栅极连接至三极管U1的集电极，同时与电容C3的负极相连接。场效应管Q2的栅极连接电容C5的正极及电容C4的负极，漏极也通过电阻R6连接至场效应管Q4的漏极及机械开关SW的非接地端。电容C5的负极接地。
上述强制关机电路1的工作原理如下：
系统正常开机状态如下：当机械开关SW与地导通时，PWR_DET端瞬间检测到低电平并通知CPU 13，CPU 13通过I/O口控制PWR_HOLD输出高电平并保持，根据N沟道型场效应管的开关原理，场效应管Q4持续导通。场效应管Q4导通后，场效应管Q3的源极与栅极之间具有一定压降，根据P沟道型场效应管的开关原理，场效应管Q3持续导通，使得系统处于正常开机的状态。
系统正常关机状态如下：当系统处在正常开机状态下，机械开关SW瞬间与地导通时，PWR_DET端瞬间检测到低电平并通知CPU，CPU通过I/O口控制PWR_HOLD输出低电平并保持，经过电阻R8使得场效应管Q4关断，从而使场效应管Q3关断。场效应管Q3关断后，切断整个系统的电源供应，实现关机状态。
系统强制关机状态如下：当出现系统死机，CPU 13无法正常工作时，用户按压机械开关SW，使之跟地长时间导通时，此时三极管U1的基极被拉低，根据三极管的开关特性，三极管U1关断。场效应管Q1的栅极电压拉高，场效应管Q1关断。这时，电容C5经由电阻R4持续放电，场效应管Q2的栅极电压变低，最终促使场效应管Q2导通。场效应管Q2的导通使场效应管Q3的源极与栅极之间的压差变小，促使场效应管Q3关断，整个系统断电。从而实现CPU 13不工作也可以使得系统强制性关机。
系统强制关机后开机状态如下：当系统处在强制关机的状态下，放开机械开关SW，三极管U1的基极被拉高，三极管U1导通。场效应管Q1的栅极通过三级管U1接地，场效应管Q1导通。这时，电压VCC经过场效应管Q1及电阻R4向电容C5充电，场效应管Q2的栅极电压升高，最终促使场效应管Q2关断。场效应管Q2的关断解除场效应管Q2对场效应管Q3的关断钳制。此时，系统恢复正常开关机的状态。机械开关SW再次瞬间与地导通时，系统即可正常开机。
使用上述强制关机电路，利用RC延时电路及场效应管的开关特性，按下机械开关并持续一段时间后，可在CPU死机后仍然能够强制关机，并且能够快速解除RC延时电路的强制关机的作用，系统复位恢复至由CPU控制开关机的正常状态，使电子装置不必另外设置复位开关，方便用户使用。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种强制关机电路，用以通过一处理器的控制完成对系统开关机的控制，所述强制关机电路包括机械开关和第一开关电路，所述第一开关电路包括第一开关元件，连接于一电源输入端，当所述处理器正常工作时，通过所述机械开关的导通和关断，所述处理器控制第一开关电路完成对第一开关元件的导通和关断的控制，实现对系统开关机的控制，其特征在于，所述强制关机电路进一步包括：
第二开关电路，包括一与所述第一开关电路连接的第二开关元件；
延时电路，一端与所述机械开关相连，另一端与所述第二开关电路相连；
当处理器不能正常工作时，通过对所述机械开关的持续操作启动所述延时电路，所述延时电路启动后控制第二开关元件导通，促使第一开关元件关断，整个系统断电，实现对系统强制关机的控制。
2.如权利要求1所述的强制关机电路，其特征在于，所述延时电路是RC延时电路。
3.如权利要求2所述的强制关机电路，其特征在于，所述RC延时电路包括电阻和电容，所述电阻与所述电容正极相连，所述电容的负极接地。
4.如权利要求1所述的强制关机电路，其特征在于，所述第一开关电路还包括第三开关元件及一电阻，所述第一开关元件的另一端通过所述电阻分别与所述第三开关元件及所述机械开关连接，所述第三开关元件的另一端接地；
所述第二开关电路还包括第四开关元件及一三极管，所述三极管一端接地，另一端分别与电源输入端口及所述机械开关的相连，所述第四开关元件一端与所述三极管相连，另一端与所述延时电路相连，所述第二开关元件的另一端分别与所述第三开关元件及所述机械开关相连。
5.如权利要求4所述的强制关机电路，其特征在于，所述第一开关元件、第二开关元件、第三开关元件及第四开关元件为场效应晶体管。
6.如权利要求1所述的强制关机电路，其特征在于，当解除对所述机械开关的持续操作时，所述延时电路复位控制所述第二开关元件关断，所述第二开关元件的关断解除第二开关元件对所述第一开关元件的关断钳制，所述系统恢复至由所述第一开关电路控制系统正常开关机。
7.如权利要求1所述的强制关机电路，其特征在于，关断所述机械开关的持续时间为10秒。
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