CN102739028A

CN102739028A - 电源管理装置

Info

Publication number: CN102739028A
Application number: CN2011100803622A
Authority: CN
Inventors: 罗文信
Original assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Current assignee: Nanning Fulian Fugui Precision Industrial Co Ltd
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2011-03-31
Publication date: 2012-10-17
Anticipated expiration: 2031-03-31
Also published as: US20120249183A1; CN102739028B; TWI438614B; TW201241608A; US8294437B1

Abstract

本发明提供一种电源管理装置，用以控制电源装置开启、关闭电子装置，包括电源及转换模块，转换模块包括输出引脚，电源管理装置包括开关键；脉冲产生器，连接至开关键及电源，用以输出脉冲信号；延时模块，连接至输出引脚，用以将转换模块输出的电压延时；反馈逻辑门，两个输入端分别连接至转换模块的输出引脚及延时模块的输出；脉宽产生逻辑门，两个输入端分别连接至反馈逻辑门的输出及脉冲产生器，用以产生一适应性的脉冲信号；及开关逻辑门，两个输入端分别连接至脉宽产生逻辑门的输出及延时模块，用以根据适应性脉冲信号以及转换模块输出的经过延时的电压，输出触发转换模块开启、关闭电子装置。

Description

电源管理装置

技术领域

本发明涉及一种电源管理装置，尤其涉及一种具备稳定开关状态的的电源管理装置。

背景技术

现有的电子装置开关按键的一般作动原理是通过按压开关按键产生一脉冲信号，电子装置内设的微控制器接收该脉冲信号后藉以控制电源给所述电子装置供电或断电。然而使用微控制器作为开关控制元件时，需要预先将开关控制程序的源代码烧录至微控制器中，不仅作业较为复杂，而且成本较高。因此，进一步产生了无须使用控制程序，而是通过硬件设计实现电源管理的开关装置。

现有的通过硬件实现电源管理的开关装置的做法通常为：将一异或逻辑门的一个输入端连接至开关按键，另一输入端连接至电源的输出端(当电源对电子装置通过该输出端对电子装置供电时，连接至该输出端的输入端将产生高电位，即逻辑值为1)，异或逻辑门的输出端则连接至电源，使得当所述异或逻辑门的两个输入端相异时，输出端产生高电位(逻辑值为1)而触发电源给电子装置供电，异或逻辑门的两个输入端相同时，输出端产生低电位(逻辑0)而停止电源对电子装置的供电。然而，当所述开关键由于外力或者破损等原因而处于长时间按压状态时，连接到开关键的与非逻辑门的输入端将长时间处于高电位状态，这样，当电子装置开启后，该与非逻辑门的另一输入端也将产生高电位，使得该与非门的输出端对应产生低电位而停止电源对电子装置的供电，造成所述电子装置的错误关闭。若此时开关键还处于按压状态而使得该与非门的输入端继续保持逻辑值1，另一输入端由于电源停止对电子装置供电而产生逻辑0，此时输出端将再次输出一高电位(即逻辑1)而重新开启电子装置，如此将使得所述电子装置反复的开机、关机。

发明内容

针对上述问题，有必要提供一种通过硬件设计实现电源管理，且具有更加稳定可靠的开关状态的电源管理装置。

一种电源管理装置，用以控制电源装置对电子装置供电，所述电源装置包括电源及连接于电源与电子装置之间的转换模块，转换模块包括用以输出电压至电子装置的输出引脚，电源管理装置包括开关键；脉冲产生器，连接至开关键及电源，用以当开关键按下时，产生并输出脉冲信号；延时模块，连接至转换模块的输出引脚，用以将转换模块输出的电压延时；反馈逻辑门，一个输入端连接至转换模块的输出引脚，另一个输入端连接至延时模块的输出；脉宽产生逻辑门，一个输入端连接至反馈逻辑门的输出，另一个输入端连接至脉冲产生器，用以根据经过延时模块延时后的转换模块输出的电压产生一适应性的脉冲信号；及开关逻辑门，一个输入端连接至脉宽产生逻辑门的输出，另一个输入端连接至延时模块的输出，用以根据所述适应性脉冲信号以及经过延时模块延时后的转换模块输出的电压，控制转换模块将电源供应给电子装置或者禁止电源供应至电子装置。

相较于现有技术，本发明所述的电源管理装置可将转换模块对电子装置输出的电压反馈至所述开关逻辑门以及反馈逻辑门，以根据该电压反馈输出一适应性的脉冲信号，使所述开关逻辑门输出的触发信号可以保持转换模块持续对电子装置供电或者禁止转换模块对电子装置供电，有效防止电子装置开机或者关机过程中如上述现有技术所述的原因而产生反复的自动开闭现象。

附图说明

图1是本发明较佳实施方式的电源管理装置用于控制电源装置的功能模块框图。

图2是图1所示电源管理装置的各模块的输出时序图。

主要元件符号说明

电源管理装置	100
		开关键	10
脉冲产生器	20
		延时模块	30
开机延时模块	31
		关机延时模块	33
反馈逻辑门	40
		脉宽产生逻辑门	50
开关逻辑门	60
		电源装置	200
电源	201
		转换模块	202
输入引脚	In
		输出引脚	Out
使能引脚	EN

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图1所示，本发明较佳实施方式的电源管理装置100可用以控制电源装置200对现有电子装置(图未示)如电视的机顶盒等供电。

所述电源装置200包括电源201及连接至电源201的转换模块202，所述转换模块202用以在电源管理装置100的触发下将电源201提供的电压转换成电子装置的额定电压供给电子装置。该转换模块202包括输入引脚In、输出引脚Out及使能引脚EN，并通过输入引脚In连接至电源201，通过使能引脚EN连接至电源管理装置100，以在电源管理装置100的触发下将输入引脚In接入的电压转换成电子装置的额定电压，并通过输出引脚Out输出至电子装置供电。

所述电源管理装置100包括开关键10、脉冲产生器20、延时模块30、反馈逻辑门40、脉宽产生逻辑门50及开关逻辑门60。所述开关键10的一端接至电源201，另一端接至脉冲产生器20，使得所述开关键10闭合时，脉冲产生器20的输入为一高电位(逻辑1)，并将该高电位转换成一脉冲信号；开关键10断开时，脉冲产生器20的输入为一低电位(逻辑0)。所述延时模块30连接至转换模块202的输出引脚Out，用以将该转换模块202的输出延迟。所述反馈逻辑门40的两个输入端分别连接至转换模块202的输出引脚Out以及延时模块30的输出端。脉宽产生逻辑门50的两个输入端分别连接至脉冲产生器20以及反馈逻辑门40的输出端，脉宽产生逻辑门50的输出端则连接至开关逻辑门60，以输出一适应性的脉宽信号给所述开关逻辑门60。开关逻辑门60的另一输入端连接至延时模块30，输出端连接至转换模块202的使能引脚EN，用以触发转换模块202将电源201提供的电能供应给电子装置。于本发明实施方式中，所述脉宽产生逻辑门50输出的适应性的脉宽信号可根据延时模块30输出的信号做相信调整，使当电子装置已开启时，脉宽产生逻辑门50对应输出一信号，使开关逻辑门60保持输出高电位，触发转换模块202保持对电子装置供电；当电子装置已关闭时，则脉宽产生逻辑门50对应输出一信号，使开关逻辑门60保持输出低电位，禁止转换模块202对电子装置供电，使电子装置保持关机状态，有效避免由于长期按压开关键10而造成的不断开机、关机的问题。

脉冲产生器20将输入的高电位转换成一具有一定脉宽的脉冲信号。于本发明实施方式中，当开关键10断开时，脉冲产生器20的输入端为一低电位，所述脉冲产生器20将不产生脉冲信号。当开关键10闭合时，脉冲产生器20的输入端为一高电位，并将该高电位转换成一脉宽为T0的脉冲信号X1(T0)。

延时模块30用以将转换模块202输出的电压Vout进行延时，以输出一延时电压Vout(t-td)。该延时模块30分别对应开机与关机设置有开机延时模块31及关机延时模块33。由于开启时，所述转换模块202输出的电压由0V上升到电子装置的额定电压较关机时从电子装置的额定电压降低到0V需要的时间短(关机时可能由于电容等储能元件的作用导致电能消耗较为缓慢)，因此开机延时模块31设定的延时tdr与关机延时模块33设定的延时tdf时长不同。于本发明实施方式中，正向串联一第一二极管311至所述开机延时模块31，并反向串联一第二二极管331至所述关机延时模块33，使得当转换模块202对电子装置供电而开机时，所述第一二极管311导通，第二二极管331截止，而使转换模块202输出的电压Vout经开机延时模块31进行延时，延时后的电压Vout(t-td)逐渐增大；当转换模块202停止对电子装置的供电而关机时，所述第一二极管311截止，第二三极管331导通，使所述转换模块202输出的电压Vout经过关机延时模块33进行延时，延时后的电压Vout(t-td)逐渐减小到0。

反馈逻辑门40为一异或逻辑门，其设置一真值门限值VIH及一假值门限值VIL，使得当电子装置开机时，该反馈逻辑门40设定高出所述真值门限值VIH时为逻辑1，当电子装置关机时，该反馈逻辑门40设定低于所述假值逻辑门VIL时为逻辑0。该反馈逻辑门40根据转换模块202输出至电子装置的电压Vout以及该电压Vout经过延时模块30产生的电压Vout(t-td)进行逻辑运算，并通过该式X2=Vout⊕Vout(t-td)计算并输出一结果X2至脉宽产生逻辑门50。

脉宽产生逻辑门50为一逻辑或门，其用以产生一可根据延时模块30输出的电压Vout(t-td)相应调整的适应性脉冲X1’，且X1’=X1(T0)+X2。所述脉宽产生逻辑门50产生的适应性脉冲用以使开关逻辑门60输出的触发信号可以保持转换模块持续对电子装置供电或者禁止转换模块对电子装置供电，有效防止电子装置开机或者关机过程中如上述现有技术所述的原因而产生反复的自动开闭现象。于本发明实施方式中，当电子装置开启并且使得延时模块30输出至开关逻辑门60的一输入为逻辑1时，脉宽产生逻辑门50对应输出的X1’逻辑0(即不输出脉冲信号)；当电子装置关闭并且延时模块30输出至开关逻辑门60的一输入为逻辑0时，脉宽产生逻辑门50对应输出的X1’为逻辑1(即产生一脉冲信号)。

所述开关逻辑门60为一与反馈逻辑门40相同的异或逻辑门，其亦设定有一真值门限值VIH及一假值门限值VIL，使得当电子装置开机时，该开关逻辑门60设定输入的电压高出所述真值门限值VIH时为逻辑1，当电子装置关机时，该开关逻辑门60设定输入的电压低于所述假值逻辑门VIL时为逻辑0。由于该开关逻辑门60的一输入为转换模块202输出的经过延时模块30延时后的电压Vout(t-td)，另一输入为脉宽产生逻辑门50输出的一适应性脉冲X1’，输出(Y=X1’⊕Vout(t-td))则连接至转换模块202的使能引脚EN。因此，当该开关逻辑门60输出一高电位(逻辑1)使转换模块202对电子装置供电而开启电子装置时，且经过一预定的开机延时后，所述延时模块30输出的电压Vout(t-td)使该开关逻辑门60的一输入为逻辑1，此时脉宽产生逻辑门50输出的适应性脉冲X1’将由1变为0，使该开关逻辑门60继续输出Y高电位而保持触发转换模块202对电子装置供电。当开关逻辑门60输出一低电位(逻辑0)使转换模块202停止对电子装置供电而关闭电子装置时，经过一预定的关机延时后，所述延时模块30输出的电压Vout(t-td)使该开关逻辑门60的一输入为逻辑0，此时脉宽产生逻辑门50输出的适应性脉冲X1’将由逻辑1变为逻辑0，使该开关逻辑门60保持输出Y低电位(逻辑0)而禁止转换模块202对电子装置的供电，直到开关键10再次被按压，有效防止该电源管理装置100如上述现有技术所述的原因而产生反复的自动开闭现象。

于本发明实施方式中，所述开机延时模块31设定的延时时间tdr为所述Vout(t-td)爬升至VIH所需时间与Vout爬升至VIH所需时间的差值，关机延时模块33设定的延时时间tdf为Vout(t-td)降低至VIL所需时间与Vout降低至VIL所需时间的差值。当所述Vout(t-td)爬升至VIH或者Vout(t-td)降低至VIL时，所述X1(T0)将为0。

请一并参阅图2，使用该电源管理装置100控制电源装置200对电子装置供电时，其原理如下：

当电子装置开机时：首先，按压开关键10，脉冲产生器20将产生一脉宽为T0的脉冲信号X1(T0)。此时，所述转换模块202输出的电压Vout以及延时模块输出的电压Vout(t-td)均为0，故反馈逻辑门40输出的X2=Vout⊕Vout(t-td)也为0，相应的脉宽产生逻辑门50输出的适应性脉冲X1’=X1(T0)+X2将输出为逻辑1。其次，所述开关逻辑门60对应将所述X1’(此时为逻辑1)及Vout(t-td)(此时为逻辑0)进行逻辑运算：Y=X1’⊕Vout(t-td)，将输出一逻辑1，以触发转换模块202对电子装置输出电压Vout而开启所述电子装置。然后，转换模块202输出的电压Vout经过延时模块30的开机延时模块31延时，使所述Vout(t-td)高出反馈逻辑门40及开关逻辑门60设定的真值门限值VIH，使该Vout(t-td)输入至反馈逻辑门40及开关逻辑门60均为逻辑值1。此时，所述反馈逻辑门40输出的X2=Vout⊕Vout(t-td)将为0，X1(T0)也为0，故对应的脉宽产生逻辑门50输出的X1’=X1(T0)+X2将输出逻辑0。开关逻辑门60输出的Y=X1’⊕Vout(t-td)将继续输出逻辑1，以触发转换模块202继续对电子装置供电，直至开关键10再次被按压前，所述Vout(t-td)将保持逻辑1，X1’保持逻辑0，使输出的Y保持逻辑1，有效防止转换模块202不断对电子装置供电、断电而导致的不断开机、关机的问题。

当电子装置由开机状态转为关机时：首先，按压开关键10，脉冲产生器20将产生一脉宽为T0的脉冲信号X1(T0)，即逻辑1。此时，所述X2以及Vout(t-td)均为逻辑值1，相应的X1’=X1(T0)+X2将输出逻辑1，使所述开关逻辑门60输出的Y=X1’⊕Vout(t-td)输出逻辑0，禁止转换模块202对电子装置供电，使所述Vout与Vout(t-td)均逐渐减小，且Vout(t-td)经过关机延时模块33进行延时，电压逐渐减小。其次，当所述Vout(t-td)经过关机延时模块33的延时，至所述Vout(t-td)将低于反馈逻辑门40及开关逻辑门60设定的假值门限值VIL，该Vout(t-td)输入至反馈逻辑门40及开关逻辑门60为逻辑值0。此时，所述Vout也为逻辑0，反馈逻辑门40输出的X2=Vout⊕Vout(t-td)将为逻辑0，X1(T0)此时也为逻辑0，故对应的脉宽产生逻辑门50输出的X1’=X1(T0)+X2将输出逻辑0。开关逻辑门60输出的Y=X1’⊕Vout(t-td)将继续输出逻辑0，以禁止转换模块202对电子装置供电，直至开关键10再次被按压前，所述Vout(t-td)将保持逻辑0，X1’保持逻辑0，使输出的Y保持逻辑0，有效防止如上述现有技术所述的原因而产生反复的自动开闭现象。

本发明所述的电源管理装置100，其将转换模块202对电子装置输出的电压反馈至所述开关逻辑门60以及反馈逻辑门40，以根据该电压反馈输出一适应性的脉冲信号，使所述开关逻辑门60输出的触发信号可以保持或禁止转换模块202持续对电子装置供电有效防止如上述现有技术所述的原因而产生反复的自动开闭现象。

Claims

1.一种电源管理装置，用以控制电源装置对电子装置供电，所述电源装置包括电源及连接于电源与电子装置之间的转换模块，转换模块包括用以输出电压至电子装置的输出引脚，电源管理装置包括开关键，其特征在于：所述电源管理装置还包括：

脉冲产生器，连接至开关键及电源，用以当开关键按下时，产生并输出脉冲信号；

延时模块，连接至转换模块的输出引脚，用以将转换模块输出的电压延时；

反馈逻辑门，一个输入端连接至转换模块的输出引脚，另一个输入端连接至延时模块的输出；

脉宽产生逻辑门，一个输入端连接至反馈逻辑门的输出，另一个输入端连接至脉冲产生器，用以根据经过延时模块延时后的转换模块输出的电压产生一适应性的脉冲信号；及

开关逻辑门，一个输入端连接至脉宽产生逻辑门的输出，另一个输入端连接至延时模块的输出，用以根据所述适应性脉冲信号以及经过延时模块延时后的转换模块输出的电压，控制转换模块将电源供应给电子装置或者禁止电源供应至电子装置。

2.如权利要求1所述的电源管理装置，其特征在于：当电子装置开机时，转换模块输出的电压经过延时模块的一定延时而输入一逻辑真值至开关逻辑门时，脉宽产生逻辑门将对应该延时模块输入的逻辑真值产生一适应性的脉冲信号，使开关逻辑门保持输出一高电位而触发转换模块保持对电子装置的供电。

3.如权利要求1所述的电源管理装置，其特征在于：当电子装置关机时，转换模块输出的电压经过延时模块的一定延时而输入一逻辑假值至开关逻辑门时，脉宽产生逻辑门将对应该延时模块输入的逻辑真值产生一适应性的脉冲信号，使开关逻辑门保持输出一低电位而禁止转换模块对电子装置的供电。

4.如权利要求1所述的电源管理装置，其特征在于：所述延时模块包括开机延时模块以及关机延时模块，开机延时模块用以于开机过程中延时转换模块输出的电压，使所述电压逐渐增加；关机延时模块用以于关机过程中延时转换模块输出的电压，使所述电压逐渐减小。

5.如权利要求4所述的电源管理装置，其特征在于：所述开机延时模块还正向串联一第一二极管，关机延时模块还反向串联一第二二极管，所述第一二极管用以于开机过程中，选取开机延时模块对转换模块输出的电压经进行延时，所述第二二极管用以于关机过程中，选取关机延时模块对转换模块输出的电压进行延时。

6.如权利要求1所述的电源管理装置，其特征在于：所述反馈逻辑门为一异或逻辑门，且对应设置有真值门限值及假值门限值，当开机时，所述反馈逻辑门设定超出真值门限值为逻辑真值；当关机时，该反馈逻辑门设定低于假值门限值为逻辑假值。

7.如权利要求6所述的电源管理装置，其特征在于：所述开关逻辑门为一与反馈逻辑门相同的异或逻辑门。

8.如权利要求1所述的电源管理装置，其特征在于：所述脉宽产生逻辑门为一逻辑或门。

9.如权利要求1所述的电源管理装置，其特征在于：所述开关键另一端接地，按压开关键以输出一低电位至脉冲产生器，脉冲产生器将该信号反向并生成所述脉冲信号。

10.如权利要求1所述的电源管理装置，其特征在于：所述转换模块还包括输入引脚及使能引脚，转换模块通过输入引脚连接至电源，通过使能引脚连接至电源装置的开关逻辑门的输出端。