CN103425057A - 开关电路及具有该开关电路的电子设备 - Google Patents

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    • G05F1/46—Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is DC
    • G05F1/56—Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is DC using semiconductor devices in series with the load as final control devices
    • G05F1/565—Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is DC using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor

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Abstract

一种开关电路连接于电源单元与负载之间，其包括电压转换单元、开关单元、控制单元及电源管理单元。电源单元用于在开关单元导通时输出第一电平信号并在开关单元断开时停止输出第一电平信号。电压转换单元根据第一电平信号将电源单元输出的第一电压转换为第二电压。控制单元根据第二电压输出第一电平信号，其在开关单元断开时产生控制信号并在经过预定时间后输出第二电平信号。电源管理单元根据控制信号在预定时间内断开与负载之间的电性连接。电压转换单元根据第二电平信号停止输出第二电压。本发明还提供了一种具有开关电路的电子设备。

Description

开关电路及具有该开关电路的电子设备
技术领域
本发明涉及一种开关电路及具有该开关电路的电子设备，特别涉及一种具有内置电池的电子设备。
背景技术
现有电子设备可在开机状态和关机状态之间进行切换。电子设备包括具有内置电池、开关单元、电压转换单元、控制芯片、电源管理单元及负载。内置电池用于提供电压。电压转换单元用于根据内置电池提供的电压转换为工作电压输出给控制单元。控制芯片根据工作电压上电工作，其用于在电子设备处于开机状态时控制电源管理单元与负载之间建立电性连接，并在电子设备处于关机状态时控制电源管理单元与负载之间断开电性连接。但，当电子设备处于关机状态时，电压转换单元仍然提供工作电压给控制芯片。由于控制芯片在电子设备处于关机状态时仍然消耗内置电池的电能，因而大大降低了内置电池的使用寿命，严重时可造成内置电池过度放电损坏内置电池。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种延长内置电池使用寿命的电子设备。
另外，还有必要提供一种延长内置电池使用寿命的开关电路。
一种电子设备，其可在开机状态和关机状态之间进行切换。电子设备包括电源单元、开关电路及负载。开关电路连接于电源单元和负载之间，其包括电压转换单元、开关单元、控制单元及电源管理单元。电源单元用于在开关单元导通时输出第一电平信号并在开关单元断开时停止输出第一电平信号。电压转换单元用于根据第一电平信号上电工作并将电源单元输出的第一电压转换为第二电压。控制单元用于根据第二电压上电工作。控制单元还用于输出第一电平信号给电压转换单元。控制单元还用于在开关单元断开时产生控制信号给电源管理单元并输出第二电平信号给电压转换单元。电源管理单元根据控制信号在预定时间内断开与负载之间的电性连接。电压转换单元根据第二电平信号停止输出第二电压。
一种开关电路，连接于电源单元与负载之间，其包括电压转换单元、开关单元、控制单元及电源管理单元。电源单元用于在开关单元导通时输出第一电平信号并在开关单元断开时停止输出第一电平信号。电压转换单元用于根据第一电平信号上电工作并将电源单元输出的第一电压转换为第二电压。控制单元用于根据第二电压上电工作。控制单元还用于输出第一电平信号给电压转换单元。控制单元还用于在开关单元断开时产生控制信号给电源管理单元并输出第二电平信号给电压转换单元。电源管理单元根据控制信号在预定时间内断开与负载之间的电性连接。电压转换单元根据第二电平信号停止输出第二电压。
上述电子设备中电压转换单元将电源单元输出的第一电压转换为第二电压，控制单元根据第二电压上电工作并在开关单元导通时输出第一电平信号给电压转换单元，当开关单元断开后控制单元输出控制信号并在经过预定时间后输出第二电平信号，电源管理单元根据控制信号断开与负载之间的电性连接，电压转换单元根据第二电平信号停止输出第二电压，进而控制单元不会消耗电源单元的电能。
附图说明
图1为一种较佳实施方式的电子设备的功能模块图。
图2为图1所示电子设备的一种较佳实施方式的电路图。
主要元件符号说明
电子设备 100
电源单元 1
负载 2
开关电路 3
开关单元 20
电压转换单元 30
控制单元 40
电源管理单元 50
电压源 V1
开关 S
开关二极管 D1
反馈二极管 D2
第一分压电阻 R1
第二分压电阻 R2
第三分压电阻 R3
第一电容 C1
第二电容 C2
第一滤波电容 C3
第二滤波电容 C4
三极管 Q1
电压转换芯片 31
上电引脚 P1
输入引脚 P2
第一控制引脚 P3
输出引脚 P4
接地引脚 P5
控制芯片 41
受控引脚 P6
反馈引脚 P7
侦测引脚 P8
第二控制引脚 P9
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，其为一较佳实施方式的电子设备100的功能模块图。电子设备100包括电源单元1、负载2及开关电路3。电子设备100可在开机状态和关机状态之间进行切换。
电源单元1用于提供第一电压和第一电平信号给开关电路3。在本实施方式中，电源单元1为内置电池。
负载2用于根据第一电压上电工作并响应用户的操作执行相对应的功能。
开关电路3连接于电源单元1和负载2之间，用于建立或断开电源单元1与负载2之间的电性连接。开关电路3包括开关单元20、电压转换单元30、控制单元40及电源管理单元50。
开关单元20连接于电源单元1和电压转换单元30之间，其可用于在电子设备100处于开机状态时导通，电源单元1输出第一电平信号给电压转换单元30；在电子设备100处于关机状态时断开，电源单元1停止输出第一电平信号给电压转换单元30。在本实施方式中，第一电平信号为高电平信号。在其他实施方式中，该开关单元20也可在电子设备100处于待机状态时断开。
电压转换单元30用于根据第一电平信号将第一电压转换为第二电压并输出。
控制单元40用于根据第二电压上电工作，其用于在开关单元20导通时输出第一控制信号给电源管理单元50并输出第一电平信号给电压转换单元30；在开关单元20断开时输出第二控制信号并在经过预定时间后输出第二电平信号。在本实施方式中，预定时间为所有负载停止工作所需时间，第一控制信号为高电平信号，第二控制信号为高电平信号，第二电平信号为低电平信号。
电压转换单元30还用于根据第二电平信号停止输出第二电压。
电源管理单元50用于根据第一控制信号与负载2建立电性连接并根据第二控制信号与负载2断开电性连接。
上述电子设备100中电压转换单元30将电源单元1输出的第一电压转换为第二电压，控制单元40根据第二电压上电工作在开关单元20导通时输出第一电平信号给电压转换单元30，当开关单元20断开后控制单元40输出控制信号并在经过预定时间后输出第二电平信号，电源管理单元50根据控制信号断开与负载2之间的电性连接，电压转换单元30根据第二电平信号停止输出第二电压，进而控制单元40不会消耗电源单元1的电能。
请参看图2，电源单元1包括电压源V1。开关单元20包括开关S。开关S一端与电压源V1电性连接，另一端分别与电压转换单元30和控制单元40电性连接。
电压转换单元30包括开关二极管D1、反馈二极管D2、电压转换芯片31、三极管Q1、第一分压电阻R1、第二分压电阻R2、第三分压电阻R3、第一电容C1、第二电容C2、第一滤波电容C3及第二滤波电容C4。开关二极管D1的正极与开关S电性连接，负极通过第一分压电阻R1与电压转换芯片31电性连接。反馈二极管D2的正极与控制单元40电性连接，负极与开关二极管D1的负极电性连接。电压转换芯片31具有上电引脚P1、输入引脚P2、第一控制引脚P3、输出引脚P4及接地引脚P5。上电引脚P1通过第二分压电阻R2与电压源V1电性连接。输入引脚P2通过第一分压电阻R1与开关二极管D1的负极电性连接。第一控制引脚P3与三极管Q1的基极电性连接。输出引脚P4与控制单元40电性连接。第三分压电阻R3的一端与输入引脚P2电性连接，另一端接地。接地引脚P5接地。三极管Q1的基极与第一控制引脚P3电性连接，发射极通过第二分压电阻R2与电压源V1电性连接，集电极与控制单元40电性连接。第一电容C1和第二电容C2并联连接于三极管Q1的发射极与地之间。第一滤波电容C3和第二滤波电容C4并联连接于三极管Q1的集电极与地之间。在本实施方式中，三极管Q1为PNP型三极管。
控制单元40包括控制芯片（Micro Controller Unit，MCU）41。控制芯片41包括受控引脚P6、反馈引脚P7、侦测引脚P8及第二控制引脚P9。受控引脚P6与输出引脚P4电性连接。反馈引脚P7与电源管理单元50电性连接。侦测引脚P8与开关二极管D1的正极电性连接。第二控制引脚P9与负载2电性连接。
当电子设备100处于开机状态时，开关S闭合。此时，电压源V1输出第一电平信号给上电引脚P1并输出第一电压给输入引脚P2及三极管Q1的发射极。电压转换芯片31根据输入引脚P2的输入电压控制第一控制引脚P3输出一定占空比的方波，使得三极管Q1间歇性导通并间歇输出第一电压。间歇的第一电压通过第一滤波电容C3和第二滤波电容C4的滤波输出第二电压。控制芯片41根据第二电压上电工作并通过反馈引脚P7输出第一电平信号给电压转换芯片31。同时，侦测引脚P8为高电平，控制芯片41通过第二控制引脚P9输出第一控制信号，电源管理单元50根据第一控制信号与负载2建立电性连接。
当电子设备100由开机状态切换至关机状态时，开关S断开。电压源V1停止输出第一电平信号给上电引脚P1。此时，电压转换芯片31根据反馈引脚P7输出的第一电平信号工作。同时，第二侦测引脚P8为低电平，控制芯片41通过第二控制引脚P9输出第二控制信号，电源管理单元50根据第二控制信号在预定时间内与负载2断开电性连接。控制芯片41在经过预定时间后输出第二电平信号给电压转换芯片31。电压转换芯片31根据第二电平信号停止输出第二电压并断开与控制芯片41之间的电性连接，进而控制芯片41不消耗电压源V1的电能。
本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种电子设备，其可在开机状态和关机状态之间进行切换；该电子设备包括电源单元、开关电路及负载；该开关电路连接于电源单元和负载之间，其包括电压转换单元、开关单元、控制单元及电源管理单元；该电源单元用于在开关单元导通时输出第一电平信号并在开关单元断开时停止输出第一电平信号；该电压转换单元用于根据第一电平信号上电工作并将电源单元输出的第一电压转换为第二电压；该控制单元用于根据第二电压上电工作；其特征在于：该控制单元还用于输出第一电平信号给电压转换单元；该控制单元还用于在开关单元断开时产生控制信号给电源管理单元并在预定时间后产生第二电平信号给电压转换单元；该电源管理单元根据控制信号在预定时间内断开与负载之间的电性连接；该电压转换单元根据第二电平信号停止输出第二电压。
2.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于：该控制单元包括控制芯片，该电压转换单元包括电压转换芯片；该控制芯片包括用于输出第一电平信号或第二电平信号的反馈引脚；该电压转换芯片包括用于接收第一电平信号或第二电平信号的输入引脚，该输入引脚同时与电源单元电性连接和反馈引脚电性连接。
3.如权利要求2所述的电子设备，其特征在于：该电压转换单元还包括反馈二极管；该反馈二极管的正极与反馈引脚电性连接，反馈二极管负极与输入引脚电性连接。
4.如权利要求2所述的电子设备，其特征在于：该电压转换单元还包括三极管；该电压转换芯片还包括用于输出控制信号的第一控制引脚及用于输出第二电压的输出引脚；该三极管的基极与第一控制引脚电性连接，发射极与电源单元电性连接，集电极与输出引脚电性连接；该电压转换芯片用于根据第一电压输出方波信号，该方波信号用于控制三极管的导通或截止。
5.如权利要求4所述的电子设备，其特征在于：该三极管为PNP型三极管。
6.一种开关电路，连接于电源单元与负载之间，该开关电路包括电压转换单元、开关单元、控制单元及电源管理单元；该电源单元用于在开关单元导通时输出第一电平信号并在开关单元断开时停止输出第一电平信号；该电压转换单元用于根据第一电平信号上电工作并将电源单元输出的第一电压转换为第二电压；该控制单元用于根据第二电压上电工作；其特征在于：该控制单元还用于输出第一电平信号给电压转换单元；该控制单元还用于在开关单元断开时产生控制信号给电源管理单元并在预定时间后产生第二电平信号给电压转换单元；该电源管理单元根据控制信号在预定时间内断开与负载之间的电性连接；该电压转换单元根据第二电平信号停止输出第二电压。
7.如权利要求6所述的开关电路，其特征在于：该控制单元包括控制芯片，该电压转换单元包括电压转换芯片；该控制芯片包括用于输出第一电平信号或第二电平信号的反馈引脚；该电压转换芯片包括用于接收第一电平信号或第二电平信号的输入引脚，该输入引脚同时与电源单元电性连接和反馈引脚电性连接。
8.如权利要求7所述的开关电路，其特征在于：该电压转换单元还包括反馈二极管；该反馈二极管的正极与反馈引脚电性连接，反馈二极管负极与输入引脚电性连接。
9.如权利要求6所述的开关电路，其特征在于：该电压转换单元还包括三极管；该电压转换芯片还包括用于输出控制信号的第一控制引脚及用于输出第二电压的输出引脚；该三极管的基极与第一控制引脚电性连接，发射极与电源单元电性连接，集电极与输出引脚电性连接；该电压转换芯片用于根据第一电压输出方波信号，该方波信号用于控制三极管的导通或截止。
10.如权利要求9所述的开关电路，其特征在于：该三极管为PNP型三极管。
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