CN101888183B - 开关电源电路及电子设备 - Google Patents

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Abstract

一种开关电源电路包括电源输入端、第一开关电路及第一输出端。开关电源电路还包括机械开关电路、第二开关电路及第二输出端。机械开关电路响应按压操作以同时导通第一开关电路及第二开关电路。使电源电压通过电源输入端输入至第一开关电路和第二开关电路而分别向第一输出端和第二输出端提供电压。第二开关电路还响应一控制信号而截止以断开对第二输出端的电源供应。本发明还提供一种应用该开关电源电路的电子设备。当电子设备进入睡眠模式时,电源通过第一开关电路继续向电子设备的缓存单元提供电压。而关闭连接于第二输出端电子设备的中央处理器,而以达到省电的目的。

Description

开关电源电路及电子设备
技术领域
本发明涉及一种开关电源领域,尤其涉及一种节省电能的开关电源电路及应用该开关电源电路的电子设备。
背景技术
由电子墨水(如E-ink)材料制成电子书阅读器或其他电子设备的显示器已经很快融入市场。人们使用其在阅读文字或浏览其他文件的过程中,为了降低整个电子设备的功耗一般会选择按压阅读器上提供的睡眠按钮暂时关闭中央处理器。然而,为了实现快速重启中央处理器而需要保留电子阅读器中缓存单元的电源。
因此需要提供一种改进的开关电源电路以满足上述要求。
发明内容
有鉴于此,有必要提供一种操作方便且节省电能的开关电源电路,以解决省电中的电子设备不能快速唤醒的问题。
本发明还提供一种应用该开关电源电路的电子设备。
一种开关电源电路包括电源输入端、第一开关电路及第一输出端。开关电源电路还包括机械开关电路、与第一输出端相连的第二开关电路及第二输出端。机械开关电路响应按压操作以同时导通第一开关电路及第二开关电路。使电源电压通过电源输入端输入至第一开关电路和第二开关电路而分别向第一输出端和第二输出端提供电压。第二开关电路还响应一控制信号而截止以断开电源与第二输出端之间的通路。
一种电子设备包括缓存单元、中央处理器及开关电源电路。开关电源电路包括电源输入端、第一开关电路及第一输出端。开关电源电路还包括机械开关、与第一输出端相连的第二开关电路及第二输出端。机械开关响应按压操作以同时导通第一开关电路及第二开关电路。使电源电压通过电源输入端输入至第一开关电路和第二开关电路而分别向第一输出端和第二输出端提供电压。缓存单元和中央处理器分别响应第一输出端和第二输出端输出的电压而开启。中央处理器还用于产生一控制信号,第二开关电路还响应一控制信号而截止以断开对第二输出端的电源供应。
与现有技术相比,开关电源电路中增加第二开关电路,当电子设备进入睡眠模式时,电源通过第一开关电路继续向电子设备的缓存单元提供电压。而关闭连接于第二输出端电子设备的中央处理器,而以达到省电的目的并利于电子设备的快速唤醒。
附图说明
图1为本发明一实施方式中开关电源系统的框图。
图2为图1所示的开关电源系统具体应用的电子设备电路图。
主要元件符号说明
开关电源系统       100
电源输入端         6
机械开关电路       5
第一开关电路       3
第二开关电路       9
开关电源电路       20
控制信号输入端     39
第一输出端         40
第二输出端         50
缓存单元           41
中央处理器         51
控制信号输入端     52
控制单元              501
第一二极管            D1
第二二极管            D2
第三二极管            D3
第四二极管            D4
第一滤波分压单元      RC1
第二滤波分压单元      RC2
第三滤波分压单元      RC3
第四滤波分压单元      RC4
第一开关管            Q1
第二开关管            Q2
第三开关管            Q3
第四开关管            Q4
第一电阻              R1
第二电阻              R2
具体实施方式
下面结合实施例和附图,对本发明进行详细说明。
请参阅图1,开关电源系统100包括开关电源电路20、和分别从开关电源电路20上引出的第一输出端40、第二输出端50及控制信号输入端52。所述开关电源电路20可应用于各种电子装置中,如计算机、移动电话和电子阅读器等。
开关电源电路20包括机械开关电路5、电源输入端6、与电源输入端6相连的第一开关电路3及第二开关电路9。机械开关电路5响应用户按压或滑动等操作以同时导通第一开关电路3和第二开关电路9。此时电源电压从电源输入端6输入并通过第一开关电路3向第一输出端40提供电压;第二开关电路9接收第一开关电路3输出的电压并向第二输出端提供电压50。
第二开关电路9还通过一控制信号输入端52接收控制信号而被截止以断开对第二输出端50的电源供应。
请参阅图2,该开关电源系统100通过第一输出端40和第二输出端50分别与一电子设备(图中未示)的缓存单元41和中央处理器51连接并为其供电;其中该中央处理器51包括控制单元501,该控制单元501用于产生控制电子设备进入睡眠模式的控制信号并输出至控制信号输入端52。控制单元501可响应用户对电子设备上配置的睡眠按键(图中未示)的操作产生控制信号,或在电子设备未接收到任何操作超过一预定时间后产生该控制信号。
机械开关电路5包括机械开关SW(图中所示为按压型开关,然其他形式的开关、例如滑动型开关均可用于此处)、第一二极管D1及第二二极管D2。二极管D1、D2的阴极均通过机械开关SW接地;二极管D1、D2的阳极分别与第一开关电路3和第二开关电路9相连。
第一开关电路3包括第一开关管Q1、第一滤波分压单元RC1、第二开关管Q2、第二滤波分压单元RC2、第一电阻R1及第三二极管D3。所述第一输出端40输出的电源电压依次通过第三二极管D3和第一电阻R1并向第二开关管Q2提供电压以导通第二开关管Q2,进而使第一开关管Q1导通或维持导通状态。
在本实施方式中,第一开关管Q1采用PMO S管(以下称为:PMOS管Q1),第二开关管Q2采用NPN型晶体三极管(以下称为:NPN三极管Q2)。其中,第三二极管D3的阴极与第一电阻R1一端相连,阳极与第一输出端40相连。第一电阻R1未与第三二极管D3的阴极连接的一端与NPN三极管Q2的基极相连。
PMOS管Q1的源极与电源输入端6相连,栅极与第一二极管D1的阳极相连;漏极与所述第一输出端40连接。所述第一滤波分压单元RC1由电容和电阻并联组成且电连接于PMOS管Q1的栅极和源极之间。
NPN三极管Q2的集电极与PMOS管Q1的栅极相连,发射极接地,基极与第一电阻R1相连。第二滤波分压单元RC2连接于NPN三极管Q2的基极和发射极之间。
第二开关电路9串联于第一开关电路3与第二输出端50之间。第二开关电路9包含第三开关管Q3、第三滤波分压单元RC3、第四开关管Q4、第四滤波分压单元RC4、第二电阻R2及第四二极管D4。
在本实施方式中,第三开关管Q3采用PMOS管(以下称为:PMOS管Q3)。第四开关管Q4采用NPN型晶体三极管(以下称为:NPN三极管Q4)。其中,第四二极管D4的阴极与第二电阻R2一端相连;第四二极管D4的阳极与控制单元501相连。第二电阻R2未与第四二极管D4阴极连接的一端与NPN三极管Q4的基极相连。
PMOS管Q3的源极与PMOS管Q1的漏极相连;PMOS管Q3的栅极与第二二极管D2的阳极相连;PMOS管Q3的漏极通过第二输出端50与中央处理器51电连接。所述第三滤波分压单元RC3由电容和电阻并联组成且电连接于PMOS管Q3的栅极和源极之间。
NPN三极管Q4的集电极与PMOS管Q3的栅极相连,发射极接地,基极通过第二电阻R2及第四二极管D4与控制单元501电连接。第四滤波分压单元RC4电连接于NPN三极管Q4的基极和发射极之间。
开启电子设备过程:当机械开关SW被按或滑动时,PMO S管Q1、Q3栅极分别通过第一二极管D1及第二二极管D2接地而获得一零电势电位,使得PMOS管Q1、Q3同时导通,电源电压从电源输入端6输入并通过PMOS管Q1、Q3分别向第一输出端40和第二输出端50提供电压;缓存单元41和中央处理器51分别接收电源电压并开启。当机械开关SW自动复位后,由于第一输出端40处于高电平,通过第二滤波分压单元RC2的分压作用,NPN三极管Q2的基极处于高电平,使得NPN三极管Q2相应导通,PMOS管Q1的栅极通过该导通的NPN三极管Q2接地而处于低电平,从而PMOS管Q1维持导通状态。同理,控制单元50输出高电平并通过第四滤波分压单元RC4的分压作用,NPN三极管Q4的基极处于高电平,使得NPN三极管Q4相应导通,PMOS管Q3的栅极通过已导通的NPN三极管Q4接地而处于低电平,从而维持PMOS管Q3导通状态。从而使电子设备的缓存单元41和中央处理器51处于工作状态。
电子设备进入睡眠状态的过程:当需要关闭中央处理器51使电子设备处于待机状态以降低其功耗。控制单元501响应待机信号产生低电平控制信号并通过第四二极管D4输出该低电平控制信号以截止NPN管Q4;从而截止PMOS管Q3以切断电源输入端6通过第二输出端50向中央处理器51提供电压。而如前所述,第一输出端40一直输出高电平并通过第二滤波分压单元RC2的分压作用,NPN三极管Q2的基极处于高电平,使得NPN三极管Q2相应导通,PMOS管Q1的栅极通过该导通的三极管Q2接地而处于低电平,从而维持PMOS管Q1导通状态;使电源电压通过电源输入端6和PMOS管Q1漏极向缓存单元41持续供电。
电子设备从睡眠状态被唤醒的过程:按压机械开关SW使PMOS管Q1、Q3栅极分别通过第一二极管D 1及第二二极管D2接地而获得一零电势电位;使得PMOS管Q1导通状态继续维持,同时PMOS管Q3导通;电电压源输入至电源输入端6并通过PMOS管Q3向第二输出端50提供电压以开启中央处理器51。
对于实施例中所阐述的仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干的变形和改进,这些也应该视为属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种开关电源电路,包括电源输入端、第一开关电路及第一输出端,其特征在于,开关电源电路还包括机械开关电路、与第一输出端相连的第二开关电路及第二输出端;机械开关电路响应按压操作以同时导通第一开关电路及第二开关电路;使电源电压通过电源输入端输入至第一开关电路和第二开关电路而分别向第一输出端和第二输出端提供电压;第二开关电路还响应一控制信号而截止以断开对第二输出端的电源供应;所述第一开关电路包括第一滤波分压单元,所述第二开关电路包括第二滤波分压单元,当所述机械开关复位后,所述第一滤波分压单元和所述第二滤波分压单元分别用于维持所述第一开关电路和所述第二开关电路的导通状态。
2.如权利要求1所述的开关电源电路,其特征在于:所述第一开关电路包括第一开关管、第二开关管、第一电阻及一二极管;所述第一输出端输出的电源电压依次通过所述二极管和第一电阻并向第二开关管提供电压以导通第二开关管,进而使第一开关管导通或维持导通状态。
3.如权利要求2所述的开关电源电路,其特征在于:所述第一开关管为PMOS管;第二开关管为NPN型晶体三极管;所述PMOS管的源极与电源输入端相连,栅极与所述二极管的阳极相连,所述第一输出端从PMOS管的漏极引出;所述第一滤波分压单元连接于PMOS管的栅极和漏极之间;NPN三极管集电极与PMOS管栅极相连;发射极接地;基极与第一电阻的另一端相连。
4.如权利要求1所述的开关电源电路,其特征在于:所述第二开关电路包括第三开关管、第四开关管、第二电阻及一二极管;所述第二输出端输出的电源电压依次通过所述二极管和第二电阻并向第四开关管提供电压以导通第四开关管,进而使第三开关管导通或维持导通状态。
5.如权利要求4所述的开关电源电路,其特征在于:所述第三开关管为PMOS管;所述PMOS管的源极与第一开关电路相连,栅极与机械开关相连,漏极与第二输出端电连接。
6.如权利要求5所述的开关电源电路,其特征在于:所述第四开关管为NPN三极管,所述NPN三极管集电极与第二开关电路相连;发射极接地;基极通过所述第二电阻及所述二极管与所述控制信号输入端连接。
7.如权利要求1所述的开关电源电路,其特征在于:所述机械开关电路包括机械开关、第一二极管及第二二极管,所述第一二极管和第二二极管的阴极均通过机械开关接地;第一二极管和第二二极管的阳极分别与第一开关电路及第二开关电路相连。
8.一种电子设备,包括缓存单元、中央处理器及开关电源电路,开关电源电路包括依次串联的电源输入端、第一开关电路、第一输出端,其特征在于,开关电源电路还包括机械开关、与第一输出端依次相串联的第二开关电路及第二输出端;机械开关响应按压操作以同时导通第一开关电路及第二开关电路;使电源电压通过电源输入端依次输入至第一开关电路和第二开关电路而分别向第一输出端和第二输出端提供电压;缓存单元和中央处理器分别响应第一输出端和第二输出端输出的电压而开启;中央处理器还用于产生一控制信号,第二开关电路响应所述控制信号而截止以断开对第二输出端的电源供应;所述第一开关电路包括第一滤波分压单元,所述第二开关电路包括第二滤波分压单元,当所述机械开关复位后,所述第一滤波分压单元和所述第二滤波分压单元分别用于维持所述第一开关电路和所述第二开关电路的导通状态。
9.如权利要求8所述的电子设备,其特征在于:所述第一开关电路包括一PMOS管及一NPN三极管;所述PMOS管的源极与电源输入相连,栅极与一二极管的阳极相连;所述第一输出端从PMOS管的漏极引出;所述滤波分压单元连接于PMOS管的栅极和漏极之间;NPN三极管集电极与PMOS管栅极相连,发射极接地,基极与一电阻的另一端相连。
10.如权利要求8所述的电子设备,其特征在于:所述第二开关电路包括一PMOS管及一NPN三极管;所述PMOS管的源极与第一开关电路相连,栅极与机械开关相连,漏极与第二输出端电连接;所述NPN三极管集电极与PMOS管的栅极相连,发射极接地,基极通过一电阻及一二极管与所述控制信号输入端连接;所述滤波分压单元连接于所述PMOS管的栅极和漏极之间。
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