CN100387058C - 用于主系统开/待机管理的电源管理方法及电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于主系统开/待机管理的电源管理方法及电路，电源管理电路接收到指令时，读取系统的状态标志位，若系统处于开机状态，则电源管理电路发出待机信号，由主系统将状态标志位写为待机状态并先做好必要的数据存储，然后发送待机准备完信号给电源管理电路，通知其可以进入待机状态，电源管理电路切断为主系统供电的控制开关，主系统进入待机状态；若系统处于待机状态，则电源管理电路发出开机信号并接通为主系统供电的控制开关，由主系统将状态标志位写为开机状态，使主系统进入开机状态。待机时完全断掉系统工作电源，电源管理模块能自识别唤醒信号从而来唤醒整个系统，使用所述技术方案的产品待机功耗更低，节约能源，降低使用成本。

Description

用于主系统开/待机管理的电源管理方法及电路

【技术领域】

本发明涉及应用于各类电子产品的电源管理电路及方法。

【背景技术】

全世界的能源危机使得国际市场对家电能耗指标有了更严格的限制。而我国作为世界家电的制造中心，节能正成为参与国际市场竞争的敲门砖和重要手段。据了解，我国用电平均增长速度连续多年超过15％，而目前我国仅电视机保有量就高达4亿台，如果按每天待机两小时耗电0.02度计算，全国彩电一年的待机耗电量就高达29.2亿度，相当于大亚湾核电站全年1/3的发电量。我国彩电的能耗大约占我国居民总电耗的10％左右。这其中大部分老式CRT电视待机功耗都在10W以上，如果居民电视待机功耗都降低1W，以每天待机2小时计算，全年可节电2.9亿度。而实际上还有些居民电视长期处于待机状态。家用电器节能规范的陆续出台和实施将有助于缓解我国能源紧张的局面，也将促进我国自然环境的保护和改善，为国民经济的长远的可持续发展奠定基础。

现有技术中，家电产品特别是电视机产品，在待机时往往要求系统中的主处理器MCU及其周边电路不能断电，否则无法用遥控或键控信号唤醒，甚至有的可能是一个主要专用集成电路(ASIC)芯片中嵌入了MCU内核，由此可能需要更多的电压和更多的电路单元在待机状态下依然正常工作，这就会有更高的待机功耗。因此现有技术中，电子产品的待机功耗就无法降得太多。

【发明内容】

本发明的目的就是为了解决以上问题，提供一种实现更低能耗、更高效率、而且更为方便用户的用于主系统开/待机管理的电源管理方法及电路。

为实现上述目的，本发明提出一种用于主系统开/待机管理的电源管理方法，包括如下步骤：电源管理电路接收开/待机信号，读取表示主系统当前处于开机或待机状态的状态标志位，判断主系统的状态，若主系统处于开机状态，则电源管理电路发出待机信号，由主系统将状态标志位写为待机状态，主系统的主处理器先做好必要的数据存储，然后发送一个待机准备完的信号给所述电源管理电路，通知电源管理电路可以进入待机状态，电源管理电路切断为主系统供电的控制开关，使主系统进入待机状态；若系统处于待机状态，则电源管理电路发出开机信号，电源管理电路接通为主系统供电的控制开关，由主系统将状态标志位写为开机状态，使主系统进入开机状态。

上述的电源管理方法，所述开/待机信号通过开/待机按键采集输入所述电源管理电路，所述电源管理电路结合对状态标志位的读取判断，实现键控开/待机。所述开/待机信号通过无线接收模块采集后，输入至所述电源管理电路，所述电源管理电路结合对状态标志位的读取判断，实现遥控开机/待机。

上述的电源管理方法，所述状态标志位存放于电源管理电路的状态存储模块，所述电源管理电路通过I²C总线进行读取；在开机状态下，主系统的主处理器通过I²C总线与所述系统存储模块连接，获得对所述系统存储模块的读写权。状态存储模块通过I²C总线与电源管理电路的专用电源管理模块的I²C总线连接，由所述专用电源管理模块仅在接收到开/待机信号时读取存储器中的状态标志位和向系统主处理器发送信息指令，其他时间不在总线上发出任何数据。

同时本发明提出了一种用于主系统开/待机管理的电源管理电路，包括电源伺服模块、专用电源管理模块、开/待机按键和/或无线接收模块、状态存储模块；所述电源伺服模块与所述专用电源管理模块、状态存储模块连接，用于为二者提供持续的工作电压；所述开/待机按键和/或无线接收模块与所述专用电源管理模块信号输入端连接，用于采集按键指令或采集无线信号指令输入至所述专用电源管理模块；所述状态存储模块与所述专用电源管理模块信号输入端连接，并与主系统耦合；所述专用电源管理模块开关信号输出端用于驱动主系统的供电开关电路，其待机准备完信号输入端用于与主系统的主处理器连接。

上述的电源管理电路，还包括传输门模块，一端与所述状态存储模块连接，另一端用于与主系统的主处理器连接，使能端与主系统内的电源连接。所述传输门模块包括第一MOS管M1、第二MOS管M2、电阻R10；所述电阻R10一端与所述第一MOS管M1、第二MOS管M2的栅极共接，另一端用于与主系统内的电源连接；所述第一MOS管M1源极、漏极中之一极连接所述状态存储模块的双向时钟信号线，另一极用于连接主系统的主处理器的双向时钟信号线；所述第二MOS管M2源极、漏极中之一极连接所述状态存储模块的双向时钟信号线，另一极用于连接主系统的主处理器的双向数据信号线。所述电源伺服模块包括分压限流电阻R1、ESD保护电阻R11、稳压管D1和滤波电容CB1，所述分压限流电阻R1、ESD保护电阻R11一端共接，所述分压限流电阻R1的另一端与所述稳压管D1和滤波电容CB1一端共接，所述ESD保护电阻R11另一端、稳压管D1和滤波电容CB1另一端共接于地。

由于采用了以上的方案，带来了如下的有益效果：

本发明提出的电源管理方法采用本身超低功耗的专用电源管理模块，而且只需要一组电源供电，完全独立于系统主体工作，待机时完全断掉系统工作电源，电源管理模块能自识别唤醒信号从而来唤醒整个系统，使应用本发明方法及电路的电子产品的待机功耗更低，节约能源，降低使用成本。

采用本发明的方法，由于可以在进入待机状态前，先进行必要的数据存储，如对当前的工作状态是处于需用遥控器打开播放的状态，还是开机直接播放的状态，及当前播放频道等数据进行存储；在开机时，调用已存储的状态数据，就可以开机进入待机前的状态，这样符合用户的个人使用习惯，方便了用户使用。

本发明的电源管理电路结构简单，同时具有通用性，便于形成产品的系列化、标准化，实现成本低，对电子产品的成本影响微小，而节能效益显著，产品的性价比提高。

【附图说明】

图1是本发明的电源管理电路实施例的电路结构图；

图2是本发明的处理流程图。

【具体实施方式】

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。

如图1所示，本例所采用的电源管理电路包括电源伺服模块、专用电源管理模块、状态存储模块、传输门模块。状态存储模块采用EEPROM。

电源伺服模块包括分压限流电阻R1、ESD保护电阻R11、稳压管D1和滤波电容CB1，根据输入电压的大小和负载电流的大小估算出R11的电阻值，稳压管D1根据专用电源管理模块和状态存储模块EEPROM的供电范围选择，例如3.6伏特，滤波电容根据具体环境的纹波值来选定，一般220uf～470uf。电源伺服模块是总电源中的一组专用电源，当产品接入市电后电源伺服模块就有电压输出，它不随电子产品进入待机状态而掉电，一直稳定供电给专用电源管理模块PW_IC。

专用电源管理模块有三个信号输入端，分别设置为遥控信号输入端、键控信号输入端和待机准备完信号输入端，本例的电源管理模块通过识别这三类信号，以决定是开机还是待机。

专用电源管理模块通过电阻R4、R5与EEPROM的I²C总线相连，而系统中主处理器的I²C总线由场效应管M1、M2和电阻R10组成的一个带使能端的传输门结构，该传输门的使能端由系统内的另一电源提供。专用电源管理模块能通过I²C总线读取EEPROM存储器中的状态标志位，此状态标志位由主板部分的处理器写入，电源管理模块根据读回的状态标志位决定让电视机(或其他家电)在冷开机时进入待机状态还是上次关机时的状态。专用电源管理模块输出开关控制信号PW_SW控制开关电路，实现对总电源其他各路电源的开启与关闭。

本例的处理流程请参考图2所示，当冷开机时电源管理模块上电，首先它要读取EEPROM中的状态标志位，若状态标志位信息为开机状态则电源管理模块驱动SW引脚产生“开”的电平来驱动总电源开启其他各组电源，若状态标志位信息为待机状态则产生“关”的电平使电视机等进入待机状态。

当接收到键控(只连接开机/待机按键PW_KEY)或遥控型号IR时，专用电源管理模块会先确认是开机/待机命令后，再读取状态存储模块的状态标志位，确定现在的状态是开机状态还是待机状态：若先前为开机状态，则电源管理模块利用I²C总线通知系统主处理器先做好必要的数据存储及置状态标志位为待机状态，处理完毕由系统主处理器发送一个待机准备完的信号PD_SIG给电源管理模块，通知电源管理模块可以进入待机状态了，相应地电源管理模块驱动SW引脚进入待机状态；若先前为待机状态，专用电源管理模块驱动SW引脚产生开机的控制电平，然后由电源管理模块利用I²C总线通知系统主处理器置状态标志位为开机状态。

键控开机/待机键同样也连接到了系统的主处理器的输入端口，当用户要求待机时将由主处理器先做好存储，并将EEPROM中的状态标志位置为待机状态逻辑值，最后发送待机准备完的信号给电源管理模块，最终由电源管理专用芯片给总电源控制输入端输入关闭的信号；当用户要求开机时先由电源管理模块控制总电源开启各组电源，然后系统内主处理器获得I²C读写权后将EEPROM中的状态标志位置为开机状态逻辑值。

专用电源管理模块的I²C总线直接连接到EEPROM的I²C总线上，专用电源管理模块只是读取存储器中的状态标志位，其他时间不在总线上发出任何数据，当总电源开启除VDD外其他各组电源后，传输门使能端V_PW_ON(主系统内的某组电压)的开启使得两个MOS场效应管导通，系统中主处理器的I²C总线也和EEPROM连接起来，获得对EEPROM的读写权。

Claims (9)

1.一种用于主系统开/待机管理的电源管理方法，包括如下步骤：电源管理电路接收开/待机信号，读取表示主系统当前处于开机或待机状态的状态标志位，判断主系统的状态，若主系统处于开机状态，则电源管理电路发出待机信号，由主系统将状态标志位写为待机状态，主系统的主处理器先做好必要的数据存储，然后发送一个待机准备完的信号给所述电源管理电路，通知电源管理电路可以进入待机状态，电源管理电路切断为主系统供电的控制开关，使主系统进入待机状态；若系统处于待机状态，则电源管理电路发出开机信号，电源管理电路接通为主系统供电的控制开关，由主系统将状态标志位写为开机状态，使主系统进入开机状态。

2.如权利要求1所述的电源管理方法，其特征是：所述开/待机信号通过开/待机按键采集输入所述电源管理电路，所述电源管理电路结合对状态标志位的读取判断，实现键控开/待机。

3.如权利要求1所述的电源管理方法，其特征是：所述开/待机信号通过无线接收模块采集、解码后，输入至所述电源管理电路，所述电源管理电路结合对状态标志位的读取判断，实现遥控开机/待机。

4.如权利要求1或2或3所述的电源管理方法，其特征是：所述状态标志位存放于电源管理电路的状态存储模块，所述电源管理电路通过I²C总线进行读取；在开机状态下，主系统的主处理器通过I²C总线与所述系统存储模块连接，获得对所述系统存储模块的读写权。

5.如权利要求4所述的电源管理方法，其特征是：状态存储模块通过I²C总线与电源管理电路的专用电源管理模块的I²C总线连接，并通过传输门电路和系统主处理器连接，由所述专用电源管理模块仅在接收到开/待机信号时读取存储器中的状态标志位，并向系统主处理器发出信息指令，其他时间不在总线上发出任何数据。

6.一种用于主系统开/待机管理的电源管理电路，其特征是：包括电源伺服模块、专用电源管理模块、开/待机按键和/或无线接收模块、状态存储模块；所述电源伺服模块与所述专用电源管理模块、状态存储模块连接，用于为二者提供持续的工作电压；所述开/待机按键和/或无线接收模块与所述专用电源管理模块信号输入端连接，用于采集按键指令或采集无线信号指令输入至所述专用电源管理模块；所述状态存储模块与所述专用电源管理模块信号输入端连接，并与主系统耦合；所述专用电源管理模块开关信号输出端用于驱动主系统的供电开关电路，其待机准备完信号输入端用于与主系统的主处理器连接。

7.如权利要求6所述的电源管理电路，其特征是：还包括传输门模块，一端与所述状态存储模块连接，另一端用于与主系统的主处理器连接，使能端与主系统内的电源连接。

8.如权利要求6或7所述的电源管理电路，其特征是：所述传输门模块包括第一MOS管(M1)、第二MOS管(M2)、电阻(R10)；所述电阻(R10)一端与所述第一MOS管(M1)、第二MOS管(M2)的栅极共接，另一端用于与主系统内的电源连接；所述第一MOS管(M1)源极、漏极中之一极连接所述状态存储模块的双向时钟信号线，另一极用于连接主系统的主处理器的双向时钟信号线；所述第二MOS管(M2)源极、漏极中之一极连接所述状态存储模块的双向时钟信号线，另一极用于连接主系统的主处理器的双向数据信号线。

9.如权利要求6或7所述的电源管理电路，其特征是：所述电源伺服模块包括分压限流电阻(R1)、ESD保护电阻(R11)、稳压管(D1)和滤波电容(CB1)，所述分压限流电阻(R1)、ESD保护电阻(R11)一端共接，所述分压限流电阻(R1)的另一端与所述稳压管(D1)和滤波电容(CB1)一端共接，所述ESD保护电阻(R11)另一端、稳压管(D1)和滤波电容(CB1)另一端共接于地。

Images