CN101106264B - 电子设备防水自动保护装置 - Google Patents
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Abstract
一种电子设备防水自动保护装置，包括一电池、一主机电路板、一自动保护装置和一水触发装置。其中，主机电路板包括一电源管理模块，其完成电子设备的电压分配；和一电子设备功能模块，其完成电子设备的各种功能。自动保护装置用于截断电子设备的电路回路，水触发装置用于感测湿度信息并控制自动保护装置的状态。自动保护装置位于电池与电源管理模块之间，采用电池直接供电；其包括一开关控制电路和一锁定延时电路，开关控制电路采用并联的场效应管作为开关控制电池与电源管理模块之间电路回路的导通与截断，锁定延时电路用于锁定由开关控制电路控制的电路回路的状态。
Description
技术领域
本发明涉及一种能对电子设备进行自动保护的装置，具体是一种遇水时能自动截断电池与主机电路板之间电路回路的保护装置。
背景技术
当今，电子设备已经广泛使用，但是一般的电子设备缺乏遇到潮湿或者水侵环境下的保护，当潮湿或者水侵的情况发生时，电子设备的主体电路遇水发生短路后，电子设备才硬性关机，此时电子设备的主体电路板已经遭到损坏。
在已被中国知识产权局公告的一份申请号为CN200320116487.7，公告日期为2004年12月29日，名称为“电子防水手机”的申请文件中，揭露了一种手机防水的技术。该技术采用了三极管作为控制开关，所需的控制电流较大，导致的能量损耗大且发热量也较大。另有一已被中国知识产权局公开的一份申请号为CN200410039817.6，公开日期为2005年1月26日，名称为“新型电子电路防水器”的申请文件中，揭露了一种电子电路的防水设备。该技术设置的电子电路防水装置涉及到电池内部集成电路，给防水装置的安装和使用带来了一定的困难。
发明内容
有鉴于此，提供一电子设备防水自动保护装置，以解决现有技术中防水电子设备保护电路电能消耗较大，保护装置安装不方便的缺陷，利用一简单的保护电路给电子设备提供节能简便的全面保护，该发明的电路设计简单可靠，对电能的消耗很小。
本发明提供的电子设备防水自动保护装置，包括一电池、一主机电路板、一自动保护装置和一水触发装置。其中，主机电路板包括一电源管理模块，其完成电子设备的电压分配；和一电子设备功能模块，其完成电子设备的各种功能。自动保护装置用于截断电子设备的电路回路，水触发装置用于感测湿度信息并控制自动保护装置的状态。自动保护装置位于电池与电源管理模块之间，采用电池直接供电；其包括一开关控制电路和一锁定延时电路，开关控制电路采用并联的场效应管作为开关控制电池与电源管理模块之间电路回路的导通与截断，锁定延时电路用于锁定由开关控制电路控制的电路回路的状态。
与现有的防水电子设备保护电路相比，本发明的防水自动保护装置的自动保护装置介于电池与主机电路板之间，由电池直接对该自动保护装置供电，主机电路板作为自动保护装置的后续电路，当水触发装置感测到电子设备处于恶劣的湿度环境时，自动保护装置立刻截断电池与主机电路板之间的电路，这样，在主机电路板进水之前电子设备就已经停止工作，该自动保护装置能最大限度地降低恶劣的湿度环境对主机电路板的损害。本发明中用于截断供电电路的控制开关采用场效应管，采用简单的电路设计，只需提供较小的控制电压和电流，减少自动保护装置本身对电能的损耗；另外，该自动保护装置设计了一锁定延时电路，当电子设备遇水截断电路回路后，将保持电路回路的截断状态，直到用户从设备上取出电池后，才自动恢复电路回路的导通。
附图说明
图1是本发明电子设备防水自动保护装置一实施方式架构图。
图2是图1所示电子设备防水自动保护装置的具体电路图。
具体实施方式
如图1所示，是本发明电子设备防水自动保护装置一实施方式架构图。该防水自动保护装置1包括：电池10、自动保护装置20、水触发装置30和主机电路板40。其中，自动保护装置20包括锁定延时电路21和开关控制电路22两个部分，水触发装置30包括湿度传感器31和比较电路32两个部分，主机电路板40包括电源管理模块41和电子设备功能模块42两个部分。自动保护电路20的前端连接电池10，后端连至主机电路板40的电源管理模块41。电源管理模块41在给电子设备功能模块42和水触发装置30供电的同时，还提供一个参考电压给水触发装置30的比较电路32。比较电路32连接至自动保护装置20的开关控制电路22，比较电路32输出的比较结果决定开关控制电路22的导通与截断。
电池10用于对电子设备供电，电源管理模块41用于配置电子设备所需的电压电流，电子设备功能模块42用于完成电子设备的各种功能。湿度传感器31用于感测电子设备当前的湿度值，将感测到的湿度值转换成电压量送给比较电路32，比较电路32将湿度传感器31送来的电压量与参考电压相比较。若当前的湿度值电压量低于参考电压时，认为电子设备当前的湿度环境是适宜的，水触发装置30不发送触发信息给自动保护装置20，电池10与主机电路板40的电路回路保持不变；若当前的湿度值电压量高于参考电压时，认为电子设备当前的湿度环境不适宜电子设备工作的，水触发装置30发送一触发信息给自动保护装置20，自动保护装置20响应该触发信息立刻截断电池10与主机电路板之间的电路回路，锁定延时电路21锁定该截断状态直到用户从电子设备内取出电池10。即电子设备处于恶劣的湿度环境时，电子设备将保持在关机状态，相比电子设备在恶劣的湿度环境下开机工作，电子设备的电池10和主机电路板40将最大程度地得到保护。
如图2所示，是图1中本发明一实施方式的具体电路图。在本实施方式中，电池10的正极输出点设为A，电源管理模块41的输入点设为B，由电阻R2和电容C1组成的阻容电路的串联点设为C，比较电路32的输出点设为D。开关控制电路22的场效应管采用并联结构的P沟道增强型场效应管Q1、Q2。Q1、Q2的源极相连后连接至点A，漏极相连后连接至点B，栅极相连后连接至点C。锁定延时电路21包括一电阻R1、由电阻R2和电容C1组成的阻容电路、N沟道增强型场效应管Q3和由电阻R3、R4组成的分压电阻。电阻R1一端连接至点A，另一端接地；阻容电路的电阻R2一端连接至点A，电容C1一端接地；分压电阻R3一端连接至B点，电阻R3、R4的串联点连接至点D，R4的另一端接地。N沟道增强型场效应管Q3的源极连接至C点，栅极连接至点D，漏极接地。
比较电路32的正向输入端从电源管理模块41处获得一湿度参考电压Vref，反向输入端从湿度传感器31处获得一相当于当前湿度值的当前湿度电压Vpre。电源管理模块41除了提供一湿度参考电压Vref给比较电路32外，还为湿度传感器31和比较电路32提供电能。当电子设备处于正常的湿度环境时，电子设备处于开机状态，湿度参考电压Vref大于当前湿度电压Vpre，比较电路32的输出端D点获得一高电平，N沟道增强型场效应管Q3仍然保持导通，所以锁定延时电路21保持导通锁定；当电子设备处于恶劣的湿度环境时，湿度参考电压Vref小于当前湿度电压Vpre，比较电路32的输出端D点获得一低电平，该低电平相当于水触发装置30输出给N沟道增强型场效应管Q3的一触发信号。
在电子设备开始使用的初始状态，将电池10装入电子装置后，A点为高电平，由于上电瞬间，电容C1等效为短路，所以C点为低电平，P沟道增强型场效应管Q1、Q2导通，B点随即为高电平，作为电源管理模块41的正极输入端。由于电阻R3、R4的分压作用，D点也为高电平，N沟道增强型场效应管Q3导通，由于Q3的漏极接地，所以C点维持在低电平。即当电子设备开始工作后，锁定延时电路21将电子设备的电路保持在导通状态，保证电子设备在正常环境下正常工作。当电子设备处于恶劣的湿度环境时，水触发装置30的比较电路32输出点上有一低电平的触发信号，Q3立即转入截止状态。此时，电容C1的正极上开始积蓄电荷使C点的电压达到可以使P沟道增强型场效应管Q1、Q2截止的高电平，电容C1积蓄电荷的时间可以根据电容C1和电阻R2的大小而改变。当电容C1积蓄电荷使得P沟道增强型场效应管Q1、Q2截止后，B点一定呈现低电平，电源管理模块41不能获得供应电源，电子设备被关闭。此时，D点也将保持在低电平，水触发装置30也得不到电源的供应而停止工作。当取出电子设备的电池10后，电容C1由于没有电源供应，通过电阻R2、R1将积蓄的电荷释放，电路回到初始状态。
在本实施方式中，开关控制电路22采用两个并联的P沟道增强型场效应管有下述几个优点：首先，两个并联的P沟道增强型场效应管的控制能保证电路的可靠性，减少由于单个P沟道增强型场效应管的损害而导致的后继电路截止；其次，P沟道增强型场效应管采用电压控制，并联结构有利于电流分流，减少单个P沟道增强型场效应管的电流量，从而降低单个P沟道增强型场效应管的发热量，减少耗电量；再次，由于并联结构能减少内阻，从而降低在P沟道增强型场效应管上的电压降。
本发明不受以下具体实施方式的限制，可根据本发明的技术方案和实际情况确定的具体的实施方式。开关控制电路22采取的时两个P沟道增强型场效应管并联的结构，也可以根据实际情况需要将该并联的个数相应增加，或者将锁定延时电路21中的N沟道增强型场效应管采取并联结构。控制开关电路22所用的场效应管和锁定延时电路的场效应管也可以采取其他类型，但在电路原理上，开关控制电路22和锁定延时电路21要实现匹配。
Claims (13)
1.一种电子设备防水自动保护装置，其包括：
一电池，其作为电子设备的电源；
一主机电路板，其包括：
一电源管理模块，其完成电子设备的电压分配；
一电子设备功能模块，其完成电子设备的各种功能；
一自动保护装置，用于截断电子设备的电路回路；
一水触发装置，用于感测湿度信息并控制自动保护装置的状态；其特征在于，所述自动保护装置位于电池与电源管理模块之间，采用电池直接供电；所述自动保护装置包括一开关控制电路和一锁定延时电路，开关控制电路采用并联的场效应管作为开关控制电池与电源管理模块之间电路回路的导通与截断，锁定延时电路用于锁定由开关控制电路控制的电路回路的状态。
2.如权利要求1所述的电子设备防水自动保护装置，其特征在于，当开关控制电路处于正常导通的工作状态时，所述锁定延时电路锁定该导通状态，当所述开关控制电路处于关机截断状态时，所述锁定延时电路锁定该截断状态。
3.如权利要求1所述的电子设备防水自动保护装置，其特征在于，所述开关控制电路采用P沟道场效应管并联结构，并联的P沟道场效应管的栅极连接栅极、漏极连接漏极、源极连接源极，该并联的P沟道场效应管控制电池和电源管理模块的电路回路的导通与截断。
4.如权利要求3所述的电子设备防水自动保护装置，其特征在于，所述并联P沟道场效应管的源极与电池正极相连，漏极连接电源管理模块，栅极与锁定延时电路相连。
5.如权利要求1所述的电子设备防水自动保护装置，其特征在于，所述锁定延时电路包括一N沟道场效应管、一阻容电路、一放电电阻和一分压电阻。
6.如权利要求5所述的电子设备防水自动保护装置，其特征在于，所述N沟道场效应管用于接受并响应水触发电路的水触发信号，所述阻容电路用于设定延时范围并激活开关控制电路。
7.如权利要求5所述的电子设备防水自动保护装置，其特征在于，所述阻容电路采用一电阻和一电容串联，阻容电路中电阻的一端接电池正极，电容的一端接地，阻容电路的串联点连接N沟道场效应管。
8.如权利要求7所述的电子设备防水自动保护装置，其特征在于，所述放电电阻的一端接电池正极，另一端接地。
9.如权利要求7所述的电子设备防水自动保护装置，其特征在于，所述分压电阻由至少两个或两个以上的电阻串联而成，分压电阻的一端接电源管理模块，另一端接地，该分压电阻中的串联点连接N沟道场效应管。
10.如权利要求9所述的电子设备防水自动保护装置，其特征在于，所述N沟道场效应管的源极与阻容电路的串联点、开关控制电路相连，栅极与水触发装置、分压电阻的串联点相连，漏极接地。
11.如权利要求1所述的电子设备防水自动保护装置，其特征在于，所述水触发装置包括一湿度感应设备用于侦测当前电子设备所处的湿度信息，并将之转换为电压值送至比较电路。
12.如权利要求11所述的电子设备防水自动保护装置，其特征在于，所述水触发装置还包括一比较控制电路至少包括两个输入端和一个输出端，一个输入端用于接受湿度感应设备侦测到的相当于当前湿度信息的电压值，一输入端用于接受从电源管理模块处获得的一湿度参考电压，输出端用于发送一水触发信号给锁定延时电路。
13.如权利要求12所述的电子设备防水自动保护装置，其特征在于，当电子设备处于开机状态时，若所述水触发信号为一低电平信号，则电子设备进入自动关机保护状态，若所述水触发信号为一高电平信号，则电子设备保持正常工作状态。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |