專利名稱：單鍵開關控制電路及燈具的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種保護電路，尤其涉及一種單鍵開關控制電路，還涉及一種燈具。背景技術：
目前很多電子產品用機械開關對電源進行直接開關控制，由于機械開關在接通時會產生很大的瞬間電流，開關彈片的觸點容易產生打火，打火很容易使開關觸點氧化造成開關接觸不良，可能導致開關功能失效。
發明內容基于此，有必要提供一種簡單可靠，不容易打火的單鍵開關控制電路。一種單鍵開關控制電路，包括電源、輕觸開關、電容、P溝道MOS管、分壓元件、開關管、第一分壓電阻、第二分壓電阻以及第三分壓電阻；所述電源正極連接所述P溝道MOS管的源極，所述P溝道MOS管的漏極用于連接負載的一端，所述電源負極接地；所述電源正極和P溝道MOS管的柵極之間連接第一分壓電阻，所述P溝道MOS管的柵極連接所述第三分壓電阻的一端，所述第三分壓電阻的另一端連接所述開關管的第一端，所述開關管的第二端接地，所述開關管的控制端通過分壓元件連接所述輕觸開關的一端，所述輕觸開關的另一端和所述開關管的第一端之間之間還連接第二分壓電阻，所述輕觸開關的另一端還通過電容接地，所述輕觸開關和分壓元件的節點連接所述P溝道MOS管的漏極。進一步地，所述開關管為三極管，所述三極管的基極連接所述分壓元件的一端，所述三極管的集電極連接 所述第三分壓電阻，所述三極管的發射極接地。進一步地，所述三極管為NPN型三極管。進一步地，所述開關管為MOS管，所述MOS管的柵極連接所述分壓元件的一端，所述MOS管的漏極連接所述第三分壓電阻，所述MOS管的源極接地。進一步地，所述第二分壓電阻并聯連接二極管，所述二極管的正極連接所述輕觸開關和電容的節點，所述二極管的負極連接所述開關管的第一端。進一步地，所述分壓元件為二極管，所述二極管的負極連接所述開關管的控制端，所述二極管的正極連接所述輕觸開關的一端。進一步地，所述輕觸開關和分壓元件的節點和所述P溝道MOS管的漏極之間還串聯連接限流電阻。另外，本發明還提供一種燈具，包括電源、輕觸開關、電容、P溝道MOS管、分壓元件、開關管、第一分壓電阻、第二分壓電阻、第三分壓電阻以及光源；所述電源正極連接所述P溝道MOS管的源極，所述P溝道MOS管的漏極用于連接光源的一端，所述電源負極接地；所述電源正極和P溝道MOS管的柵極之間連接第一分壓電阻，所述P溝道MOS管的柵極連接所述第三分壓電阻的一端，所述第三分壓電阻的另一端連接所述開關管的第一端，所述開關管的第二端接地，所述開關管的控制端通過分壓元件連接所述輕觸開關的一端，所述輕觸開關的另一端和所述P溝道MOS管的柵極之間還連接第二分壓電阻，所述輕觸開關的另一端還通過電容接地，所述輕觸開關和分壓元件的節點連接所述P溝道MOS管的漏極。進一步地，所述第二分壓電阻并聯連接二極管，所述二極管的正極連接所述輕觸開關和電容的節點，所述二極管的負極連接所述開關管的第一端。進一步地，所述輕觸開關和分壓元件的節點和所述P溝道MOS管的漏極之間還串聯連接限流電阻。上述單鍵開關控制電路，通過輕觸開關、開關管以及P溝道MOS管控制負載的工作，輕觸開關連接在開關管的控制端，并且電容的電壓不大，使輕觸開關在閉合時不會產生瞬間大電流，避免了開關打火。
圖1為單鍵開關控制電路的一種實施方式的電路圖；圖2為單鍵開關控制電路的另一種實施方式的電路圖；圖3為單鍵開關控制電路的第三種實施方式的電路圖。
具體實施方式如圖1至圖3所示，本實施方式提供的單鍵開關控制電路，包括電源BT1、輕觸開關S1、電容C1、P溝道MOS管Ql、 分壓元件Ul、開關管200、第一分壓電阻R1、第二分壓電阻R2以及第三分壓電阻。電源BTl正極連接P溝道MOS管Ql的源極，P溝道MOS管Ql的漏極用于連接負載100的一端，電源BTl負極接地；電源BTl正極和P溝道MOS管Ql的柵極之間連接第一分壓電阻R1，P溝道MOS管Ql的柵極連接第三分壓電阻R3的一端，第三分壓電阻R3的另一端連接開關管200的第一端，開關管200的第二端接地，開關管200的控制端通過分壓元件Ul連接輕觸開關SI的一端，輕觸開關SI的另一端和開關管200的第一端之間還連接第二分壓電阻R2，輕觸開關SI的另一端還通過電容Cl接地，輕觸開關SI和分壓元件Ul的節點連接P溝道MOS管Ql的漏極。電源BTl為負載100提供電源，電源BTl多為鋰電池和干電池。輕觸開關SI是一種電子開關，使用時輕輕點按開關按鈕就可使開關接通，當松開手時開關即斷開，其內部結構是靠金屬彈片受力彈動來實現通斷的。P溝道MOS管Ql串接在負載100所在的回路中，為負載100的工作提供關斷和導通服務。在負載100需要工作時，P溝道MOS管Ql導通，負載100所在的回路正常工作。在負載100不需要工作時，P溝道MOS管Ql關斷，負載100所在的回路不能形成閉合回路，沒有電流流過負載100，負載100不工作。負載100為日常生活中的各種用電設備，比如LED燈等。負載100通常不需要24小時工作，有些是需要在工作和不工作之間不斷變換。本實施方式中負載選為LED燈。當然，在其他實施方式中，負載100可以為其他用電設備。
開關管200是控制P溝道MOS管Ql導通和關斷的關鍵元件，也是保護輕觸開關SI的主要元件，通過對電容Cl的選擇，在輕觸開關SI閉合時，流過輕觸開關SI的電流比較小，不會出現瞬間大流沖擊，保護了輕觸開關SI。在圖2所示實施例中，開關管200為開關三極管Q2，三極管Q2的基極連接分壓元件Ul 一端，三極管Q2的集電極連接第三分壓電阻R3，三極管Q2的發射極接地。本實施方式中，三極管Q2為NPN三極管。在圖3所示實施例中，開關管200為MOS管Q3，M0S管Q3的柵極連接分壓元件Ul的一端，MOS管Q3的漏極連接第三分壓電阻R3，MOS管Q3的源極接地。下面以開關管200為NPN三極管Q2為例分析本實施方式的工作原理，其它開關管的原理一樣，也就不一一贅述:由于P溝道MOS管Ql的Vgs是小于零的負數，說明書中出現的Vgs均指Vgs的絕對值。1.靜態分析:當電路接上電源BTl供電后，按下輕觸開關SI的按鍵前，通過設置第一分壓電阻RU第二分壓電阻R2以及第三分壓電阻R3的阻值，第一分壓電阻Rl上的壓降即P溝道MOS管Ql的Vgs，使Rl上的電壓降Vgs小于P溝道MOS管Ql的導通電壓，所以P溝道MOS管Ql關斷。由于P溝道MOS管Ql關斷，三極管Q2的基極沒有控制電壓，所以三極管Q2不導通，即靜態時負載100不工作。2.開啟分析:電源BTl的電壓通過第一分壓電阻R1、第二分壓電阻R2以及第三分壓電阻R3向電容Cl充電，電容Cl上的電壓在短時間內即可充至大于三極管Q2的導通電壓和分壓元件Ul的壓降之和，此時按下輕觸開關SI按鍵時，電容Cl的電壓通過分壓元件Ul使三極管Q2迅速飽和導通，促使第三分壓電阻R3下端電位拉低，使第一分壓電阻Rl上的壓降Vgs大于P溝道MOS管Ql導通電壓，P溝道MOS管Ql導通，P溝道MOS管Ql的漏極輸出電壓，P溝道MOS管Ql的漏極輸出的電壓通過分壓元件Ul至三極管Q2的基極來維持三極管Q2持續導通，輕觸開關SI斷開后由分壓元件Ul維持三極管Q2導通，使負載100工作，實現單鍵開啟的功能。3.關斷分析:由于在開啟時，三極管Q2導通，電容Cl通過第二分壓電阻R2、三極管Q2集電極以及三極管Q2的發射極對地放電，電容Cl的最低電位為三極管Q2上集電極和發射極的壓降VCE和第二分壓電阻R2的壓降VR2之和，通過設置分壓元件Ul和第二分壓電阻R2，使電容Cl的最低電位小于三極管Q2飽和導通時三極管Q2的導通壓降VBE與分壓元件Ul的壓降之和。由于輕觸開關SI兩端有壓差，此時再按下輕觸開關SI按鍵，輕觸開關SI連接分壓元件Ul的一端的電壓瞬間被電容Cl拉低至電容Cl的最低電位，從而使三極管Q2失去維持導通的維持電壓而關斷。三極管Q2關斷使MOS管Ql也關斷，負載100停止工作，實現關斷功能。關斷后電容Cl又重復進入充電狀態，通過以上兩個分析，此電路實現了單鍵開關功能，循環控制負載100的工作。優選的，輕觸開關SI和分壓元件Ul的節點和P溝道MOS管Ql的漏極之間還串聯連接限流電阻R4，限流電阻R4限制流過開關管200的電流，保護開關200。這時，在上述關斷分析中，通過設置分壓元件U1、第二分壓電阻R2以及限流電阻R4，使電容Cl的最低電位小于三極管Q2飽和導通時三極管Q2的導通壓降VBE與分壓元件Ul的壓降之和。
優選的，第二分壓電阻R2并聯連接二極管D1，二極管Dl的正極連接輕觸開關SI和電容Cl的節點，二極管Dl的負極連接開關管200的第一端。這時，上述關斷分析中，電容Cl的最低電位為三極管Q2上集電極和發射極的壓降VCE和二極管Dl壓降VDl之和，由于二極管Dl的壓降是固定不變的，而三極管Q2選定以后，集電極和發射極的壓降VCE也是不變的，電容Cl的最低電位為定值。這時，只要設置分壓元件Ul或者設置分壓元件Ul和限流電阻R4，使電容Cl的最低電位小于三極管Q2飽和導通時三極管Q2的導通壓降VBE與分壓元件Ul的壓降之和。第二分壓電阻R2上并聯連接二極管Dl后，可以加速電容Cl的放電，使電容Cl的電位更加迅速的到達最低電位。分壓元件Ul在開關管200導通時，即P溝道MOS管Ql也導通時，P溝道MOS管Ql的漏極通過分壓元件Ul維持開關200導通，并使輕觸開關SI的一端的電位是開關管200導通壓降和分壓元件Ul的壓降之和，開關管200導通壓降和分壓元件Ul的壓降之和大于電容Cl的最低電位,這時在按下輕觸開關SI按鍵,輕觸開關SI的一端的電位被迅速拉低至電容Cl的最低電位，無法維持開關200的導通，致使開關管200關斷，從而使P溝道MOS管Ql管斷。本實施方式中，分壓元件Ul為二極管，二極管的負極連接開關管200的控制端，二極管的正極連接所述輕觸開關Si的一端。另外，本發明還提供一種燈具，包括上述單鍵開關控制電路和光源，光源即為上述說明書中記載的負載100。上述單鍵開關控制電路和燈具，通過輕觸開關S1、開關管200以及MOS管Ql控制負載100的工作，輕觸開關SI連接在開關管200的控制端，并且電容Cl的電壓不大，使輕觸開關在閉合時不會產生瞬間大電流，避免了開關打火。以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
權利要求
1.一種單鍵開關控制電路，其特征在于，包括電源、輕觸開關、電容、P溝道MOS管、分壓元件、開關管、第一分壓電阻、第二分壓電阻以及第三分壓電阻； 所述電源正極連接所述P溝道MOS管的源極，所述P溝道MOS管的漏極用于連接負載的一端，所述電源負極接地； 所述電源正極和P溝道MOS管的柵極之間連接第一分壓電阻，所述P溝道MOS管的柵極連接所述第三分壓電阻的一端，所述第三分壓電阻的另一端連接所述開關管的第一端，所述開關管的第二端接地，所述開關管的控制端通過分壓元件連接所述輕觸開關的一端，所述輕觸開關的另一端和所述開關管的第一端之間還連接第二分壓電阻，所述輕觸開關的另一端還通過電容接地，所述輕觸開關和分壓元件的節點連接所述P溝道MOS管的漏極。
2.根據權利要求1所述的單鍵開關控制電路，其特征在于，所述開關管為三極管，所述三極管的基極連接所述分壓元件的一端，所述三極管的集電極連接所述第三分壓電阻，所述三極管的發射極接地。
3.根據權利要求2所述的單鍵開關控制電路，其特征在于，所述三極管為NPN型三極管。
4.根據權利要求1所述的單鍵開關控制電路，其特征在于，所述開關管為MOS管，所述MOS管的柵極連接所述分壓元件的一端，所述MOS管的漏極連接所述第三分壓電阻，所述MOS管的源極接地。
5.根據權利要求1所述的單鍵開關控制電路，其特征在于，所述第二分壓電阻并聯連接二極管，所述二極管的正極連接所述輕觸開關和電容的節點，所述二極管的負極連接所述開關管的第一端。
6.根據權利要求1所述的單鍵開關控制電路，其特征在于，所述分壓元件為二極管，所述二極管的負極連接所述開關管的控制端，所述二極管的正極連接所述輕觸開關的一端。
7.根據權利要求1所述的單鍵開關控制電路，其特征在于，所述輕觸開關和分壓元件的節點和所述P溝道MOS管的漏極之間還串聯連接限流電阻。
8.一種燈具，其特征在于，包括電源、輕觸開關、電容、P溝道MOS管、分壓元件、開關管、第一分壓電阻、第二分壓電阻、第三分壓電阻以及光源； 所述電源正極連接所述P溝道MOS管的源極，所述P溝道MOS管的漏極用于連接光源的一端，所述電源負極接地； 所述電源正極和P溝道MOS管的柵極之間連接第一分壓電阻，所述P溝道MOS管的柵極連接所述第三分壓電阻的一端，所述第三分壓電阻的另一端連接所述開關管的第一端，所述開關管的第二端接地，所述開關管的控制端通過分壓元件連接所述輕觸開關的一端，所述輕觸開關的另一端和所述開關管的第一端的之間還連接第二分壓電阻，所述輕觸開關的另一端還通過電容接地，所述輕觸開關和分壓元件的節點連接所述P溝道MOS管的漏極。
9.根據權利要求8所述的燈具，其特征在于，所述第二分壓電阻并聯連接二極管，所述二極管的正極連接所述輕觸開關和電容的節點，所述二極管的負極連接所述開關管的第一端。
10.根據權利要求8所述的燈具，其特征在于，所述輕觸開關和分壓元件的節點和所述P溝道MOS管的漏極之間還串聯連接限流電阻。
全文摘要
一種單鍵開關控制電路，包括電源、輕觸開關、電容、P溝道MOS管、分壓元件、開關管、第一分壓電阻、第二分壓電阻以及第三分壓電阻；電源正極連接MOS管的源極，MOS管的漏極用于連接負載的一端，電源負極接地；電源正極和P溝道MOS管的柵極之間連接第一分壓電阻，MOS管的柵極連接第三分壓電阻的一端，第三分壓電阻的另一端連接所述開關管的第一端，開關管的第二端接地，開關管的控制端通過分壓元件連接輕觸開關的一端，輕觸開關的另一端和MOS管的柵極之間還連接第二分壓電阻，輕觸開關的另一端還通過電容接地，輕觸開關和分壓元件的節點連接MOS管的漏極。上述單鍵開關控制電路，輕觸開關在閉合時不會產生瞬間大電流。
文檔編號H05B37/02GK103178816SQ20111044222
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月26日 優先權日2011年12月26日
發明者周明杰, 管偉芳 申請人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司