CN103699199A - 一种电子设备的通断电控制装置和一种电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子设备的通断电控制装置和一种电子设备。该装置包括：信号控制模块和电源控制模块，所述电源控制模块设有电源输入端口P1、电源输出端口P3、信号检测端口P2和控制信号输入端口P4；信号控制模块的信号检测端口与电源控制模块的信号检测端口P2连接，信号控制模块的控制信号输出端口与电源控制模块的控制信号输入端口P4连接。该电源控制模块包括：场效应管Q2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、轻触开关S5、第六二极管D6、第七二极管D7和三级管Q1；本发明提供的技术方案能解决现有的电子产品的在进入休眠模式下，仍然存在功率损耗的情况。

Description

一种电子设备的通断电控制装置和一种电子设备

技术领域

本发明涉及电子产品技术领域，特别是涉及一种电子设备的通断电控制装置和一种电子设备。

背景技术

传统的带锂电池的电子产品在低功耗模式的情况下，电子产品其实是没有完全断电的，例如处于低功耗模式下的MCU仍然需要对外界的信号进行及时的处理。因此，电子产品的处理器依然处于休眠模式下，虽然，这种休眠模式的功耗比较小，但是相对于电池容量有限的电子产品而言，这样的功耗在日积月累之下也是相当巨大的。因此，需要一种在断电情况下，功耗接近于零的设备唤醒电路。

此外，消费类电子产品对于产品的成本控制比较严格，因此如何使用有限的硬件资源实现更多的控制功能也是研发设计所面临的挑战。

综上所述，现有的电子产品在进入休眠模式下，仍然存在功率损耗的情况。

发明内容

本发明提供了一种电子设备的通断电控制装置和一种电子设备。本发明提供的技术方案能够解决现有的电子产品的处于休眠模式下，仍然存在功率损耗的情况。

本发明公开了一种电子设备的通断电控制装置，该装置包括：信号控制模块和电源控制模块，所述电源控制模块设有电源输入端口P1、电源输出端口P3、信号检测端口P2和控制信号输入端口P4；信号控制模块的信号检测端口与所述电源控制模块的信号检测端口P2连接，信号控制模块的控制信号输出端口与所述电源控制模块的控制信号输入端口P4连接；

该电源控制模块包括：场效应管Q2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、轻触开关S5、第六二极管D6、第七二极管D7和三级管Q1；

其中：

电源输入端口P1与场效应管Q2的源极相连接；电源输出端口P2与场效应管Q2的漏极相连接；

三极管Q1的集电极与场效应管Q2的栅极相连接，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的基极与第四电阻R4的一端连接，第四电阻R4的另一端与控制信号输入端口P4连接；

第六二极管D6的正极与信号检测端口P2连接，第六二极管D6的负极与轻触开关S5的一端连接；第七二极管D7的正极与三极管Q1的集电极连接，第七二极管D7的负极与轻触开关S5的一端连接；轻触开关S5的另一端与第三电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端与三极管Q1的基极连接；

第一电阻R1的一端与内部电压V1相连接，第一电阻R1的另一端与信号检测端口P2相连接；

第二电阻R1的一端与场效应管Q2的源极相连接，第二电阻R1的另一端与三极管Q1的集电极相连接。

在上述装置中，在电源输出端口P3无电压输出的情况下，

所述信号控制模块，用于在轻触开关S1按下的持续时间大于预设值时，通电开始工作，拉高所述控制信号输入端口P4的电平；

在电源输出端口P3有电压输出的情况下，

所述信号控制模块，用于在信号检测端口P2处检测到的低电压信号的持续时间大于预设值时，拉低所述控制信号输入端口P4的电平。

在上述装置中，在电源输出端口P3有电压输出的情况下，所述信号控制模块，还用于在信号检测端口P2处检测到的低电压信号的持续时间小于预设值时，根据用户的输入的指令执行与所述指令相对应的预设的操作。

在上述装置中，所述持续时间的预设值为3s。

在上述装置中，第一电阻R1的阻值为47kΩ；

和/或，

第二电阻R2的阻值为47kΩ；

和/或，

第三电阻R3的阻值为10kΩ；

和/或，

第四电阻R4的阻值为10kΩ。

在上述装置中，三极管Q1为NPN型三极管；

和/或，

场效应管为P沟道场效应管。

在上述装置中，所述信号控制模块为：所述电子设备的MCU。

本发明还公开了一种电子设备，该电子设备包括如上述任意一项所述的装置。

综上所述，本发明提供的技术方案，可以通过长时间的按下轻触开关，使得系统完全断电，进入无功耗状态；并且在系统完全断电的情况下，通过长时间按下轻触开关，使得系统通电，进入正常工作状态。即仅仅使用一个轻触开关就能实现对系统的开机或关机的功能。本发明提供的装置通过使用了较少的电器元件，不仅降低装置的生产成本，减少电路的复杂度，使得装置的稳定性更高，并且能够实现对系统的最低功耗的控制，达到一开关多功能的低成本集约化的设计理念。

附图说明

图1是本发明一种实施例中的电子设备的通断电控制装置的结构示意图；

图2是本发明一种实施例中的电源控制模块的电路示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1是本发明一种实施例中的电子设备的通断电控制装置的结构示意图，图2是本发明一种实施例中的电源控制模块的电路示意图。

如图1、2所示，该装置包括信号控制模块101和电源控制模块102，电源控制模块102设有电源输入端口P1、电源输出端口P3、信号检测端口P2和控制信号输入端口P4；信号控制模块101的信号检测端口与电源控制模块102的信号检测端口P2连接，信号控制模块101的控制信号输出端口与电源控制模块102的控制信号输入端口P4连接；

电源控制模块102包括：场效应管Q2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、轻触开关S5、第六二极管D6、第七二极管D7和三级管Q1；其中：

电源输入端口P1与场效应管Q2的源极相连接；电源输出端口P2与场效应管Q2的漏极相连接；

三极管Q1的集电极与场效应管Q2的栅极相连接，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的基极与第四电阻R4的一端连接，第四电阻R4的另一端与控制信号输入端口P4连接；

第六二极管D6的正极与信号检测端口P2连接，第六二极管D6的负极与轻触开关S5的一端连接；第七二极管D7的正极与三极管Q1的集电极连接，第七二极管D7的负极与轻触开关S5的一端连接；轻触开关S5的另一端与第三电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端与三极管Q1的基极连接；

第一电阻R1的一端与内部电压V1（1V95）相连接，第一电阻R1的另一端与信号检测端口P2相连接；其中，内部电压V1是电源输出端口P3中输出的电压经过电压转换芯片转换得到的。

第二电阻R2的一端与场效应管Q2的源极相连接，第二电阻R2的另一端与三极管Q1的集电极相连接。

在本发明的一种实施例中，轻触开关S5按下之后，电源控制模块102的信号检测端口P2为低电平。具体为：在电源输出端口P3无电压输出的情况下，信号控制模块101，用于在轻触开关S1按下的持续时间大于预设值时，通电开始工作，拉高所述控制信号输入端口P4的电平；使得场效应管Q2处于导通状态，即使得电源输出端口P3持续地输出高电平。

在本发明的具体实现方式中，在关机的状态下实现开机的过程，需要长时间的按下轻触开关S5，从而使得电源输出端口P3重新有电压输入，处于断电情况下的信号控制模块101通电后开始工作，拉高控制信号输入端口P4的电平。即通电开始工作之后的信号控制模块101持续地在控制信号输入端口P4输入高电平。其中，在开机过程中，长时间按下轻触开关S5是为了给信号控制模块开机并运行的时间。

在本发明的一种实施例中，在电源输出端口P3有电压输出的情况下，信号控制模块101，用于在信号检测端口P2处检测到的低电压信号的持续时间大于预设值时，拉低所述控制信号输入端口P4的电平。使得场效果管Q2处于断开状态，即使得电源输出端口P3无电压输出。

在本发明的一种实施例中，在电源输出端口P3有电压输出的情况下，信号控制模块101，还用于在信号检测端口P2处检测到的低电压信号的持续时间小于预设值时，根据用户的输入的指令执行预设的与所述指令对应的操作。

在本发明的具体实施例中，处于通电工作状态的信号控制模块101在信号检测端口P2检测到电压被持续拉低时，如果电压被拉低的持续时间大于预设值，则拉低控制信号输入端口P4的电平。即信号控制模块101不再往控制信号输入端口P4输入高电平。如果电压被拉低的持续时间小于预设值，则不会拉低控制信号输入端口P4的电平，用于接收用户输入的指令，根据用户输入的指令执行预设的与所述指令相对应的操作。

在本发明的一种实施例中，预设时间为3s。

在本发明的一种实施例中，电源输入端口P1是电池的供电输入接口，外部电源的正极直接连接到此端口上。信号检测端口P2是电平高低检测的端口，其中，信号控制模块101的信号检测端口会一直检测该电源控制模块102的信号检测端口P2端口，并根据检测到的信号检测端口P2的电平情况，进行相应的处理。电源输出端口P3，用于向对应的电子产品供电。电源控制模块102的控制信号输入端口P4用于接收信号控制模块101的控制信号的输入。并且信号控制模块101的电源由电源输出端口P3提供，即当电源输出端口P3有电源输出时，信号控制模块101通电工作；当电源输出端口P3没有电源输出时，信号控制模块101断电不工作。

为了使得本发明的技术方案更加清楚，先对本发明所提供的装置的工作流程进行详细说明：其中，系统是指使用了本发明提供的控制通断电的装置的系统。

在系统处于完全断电的情况下，即电源输入端口P1外接电源，电源输出端口P3处无电源输出。在该情况下，信号控制模块101没有上电，因此并不工作，并且控制信号输入端口P4是默认的低电平。

在没有按下轻触开关S5时，轻触开关S5处于断开状态，并且，三极管Q1处于截止状态，场效应管Q2的栅极是高电平，则场效应管Q2工作在夹断区，电源输出端口P3没有电压输出。

当长时间按下（简称“长按”）轻触开关S5的时候，轻触开关S5导通，场效应管Q2的栅极电压被拉低，此时场效应管Q2导通，电源输出端口P3有电压输出。电源输出端口P3有电压输出时，信号控制模块101自动上电并运行，通过运行程序把控制信号输入端口P4引脚的电平拉高，即使得三极管Q1的基极为高电平，此时三极管Q1导通。三极管Q1导通后，场效应管Q2的栅极电压又通过导通的三极管Q1接地而被拉低。由于此时导通的三极管Q1的拉低了场效应管Q2的栅极的电平，所以，即使松开轻触开关S5，场效应管Q2也会继续处于导通状态，电源输出端口P3持续有电源输出。由此装置完成上电过程，并进入正常工作模式，即通电状态。

在本发明的一种具体实施例中，轻触开关S5需要“长按”原因是，要给信号控制模块101上电和软件运行留出足够的时间。

在系统处于通电状态，需要让系统进入完全断电的状态时：

长按轻触开关S5，二极管D7和D6的阴极就会接地，由于D7和D6的导通电压很小，D7的阳极对地电压就很小，所以认为P2的电压被拉低。信号检测端口P2的电压会被长时间的拉低。当信号控制模块101检测到信号检测端口P2的电压被长时间拉低的时候，信号控制模块101会拉低控制信号输入端口P4的电压，使三极管Q1截止。在松开轻触开关S5之后，场效应管Q2的栅极恢复到高电平状态，使得场效应管Q2工作在夹断区，使得电源输出端口P3没有电压输出。系统进入完全断电的状态，并且信号控制模块101在无电源输出的情况下，也一并停止工作。

在本发明的其他实施例中，对轻触开关S5的按下时间进行区分，如果在信号控制模块101通电的情况下，长按轻触开关S5时，使得场效应管Q2工作在夹断区，使得系统断电进入无功耗状态，即电源输出端口P3无电源输出。短按轻触开关S5，则信号控制模块101根据程序进行其他的操作。其中，轻触开关S5的长按和短按可以具体为，短按的持续时间为[1～3）秒，长按的持续时间为[3～5]秒。

在本发明的一种实施例中，所述信号控制模块101可以为电子设备的MCU，MCU一般为集成电路芯片，例如是Nuvoton公司的NUC123SD4AN0或者CSR公司的蓝牙芯片CSR8670。

在本发明的一种实施例中，可以通过长按轻触开关S5实现唤醒对应的系统或者关闭对应的系统，在关闭电源之后，包括MCU在内的所有电子元器件都不工作，大大降低了系统的功耗。

此外，在本发明的较佳实施例中，还可以通过MCU软件的配合，通过短按轻触开关S5实现对系统某些工作状态的设置，可以根据具体情况进行设置。即使得处于工作状态的MCU进入设置模式；其中所述处于设置模式的MCU可以根据用户的输入的指令进行相应的操作。

由此可见，本发明提供的控制通断电的装置的优点不仅能够大大降低设备的功耗，还能实现单一按键的多功能控制，能够在有效降低设备功耗的同时还能降低设计开发的成本。

在本发明的一种具体实施例中，第一电阻R1的阻值为47kΩ，第一电阻R1无精度要求。

在本发明的一种具体实施例中，第二电阻R2的阻值为47kΩ，第二电阻R2无精度要求。

在本发明的一种具体实施例中，第三电阻R3的阻值为10kΩ，第三电阻R3无精度要求。

在本发明的一种具体实施例中，第四电阻R4的阻值为10kΩ，第四电阻R4无精度要求。

在本发明的一种具体实施例中，第六二极管D6和第七二极管D7只需要起防反向作用即可，具体型号无要求。

在本发明的一种具体实施例中，三极管Q1为NPN型三极管，其中，三极管Q1是起到开关作用的NPN型二极管，具体型号无要求，可根据具体应用选择。

在本发明的一种具体实施例中，场效应管Q2为P沟道场效应管，其中，场效应管Q2是起开关作用P沟道场效应管，具体型号无要求，可根据设备功耗来选择不同的器件。

在本发明的一种具体实施例中，轻触开关S5，只需要能起按下导通松开断开作用即可，具体型号无要求。

本发明还公开了一种电子产品，该电子产品包括如上述实施例中所述的控制通断电的装置。

综上所述，本发明提供的技术方案，在系统通电状态下，可以通过长按轻触开关，使得系统完全断电，进入无功耗状态；并且在系统完全断电的情况下，通过长按轻触开关，使得系统通电，进入正常工作状态。即仅仅使用一个轻触开关就能实现对系统的开机或关机的功能。本发明提供的装置通过使用了较少的电器元件，不仅降低装置的生产成本，减少电路的复杂度，使得装置的稳定性更高，并且能够实现对系统的最低功耗的控制，达到一开关多功能的低成本集约化的设计理念。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种电子设备的通断电控制装置，其特征在于，该装置包括：信号控制模块和电源控制模块，所述电源控制模块设有电源输入端口P1、电源输出端口P3、信号检测端口P2和控制信号输入端口P4；信号控制模块的信号检测端口与所述电源控制模块的信号检测端口P2连接，信号控制模块的控制信号输出端口与所述电源控制模块的控制信号输入端口P4连接；

该电源控制模块包括：场效应管Q2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、轻触开关S5、第六二极管D6、第七二极管D7和三级管Q1；

其中：

电源输入端口P1与场效应管Q2的源极相连接；电源输出端口P2与场效应管Q2的漏极相连接；

三极管Q1的集电极与场效应管Q2的栅极相连接，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的基极与第四电阻R4的一端连接，第四电阻R4的另一端与控制信号输入端口P4连接；

第六二极管D6的正极与信号检测端口P2连接，第六二极管D6的负极与轻触开关S5的一端连接；第七二极管D7的正极与三极管Q1的集电极连接，第七二极管D7的负极与轻触开关S5的一端连接；轻触开关S5的另一端与第三电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端与三极管Q1的基极连接；

第一电阻R1的一端与内部电压V1相连接，第一电阻R1的另一端与信号检测端口P2相连接；

第二电阻R1的一端与场效应管Q2的源极相连接，第二电阻R1的另一端与三极管Q1的集电极相连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

在电源输出端口P3无电压输出的情况下，所述信号控制模块，用于在轻触开关S1按下的持续时间大于预设值时，通电开始工作，拉高所述控制信号输入端口P4的电平；

在电源输出端口P3有电压输出的情况下，所述信号控制模块，用于在信号检测端口P2处检测到的低电压信号的持续时间大于预设值时，拉低所述控制信号输入端口P4的电平。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，

在电源输出端口P3有电压输出的情况下，所述信号控制模块，还用于在信号检测端口P2处检测到的低电压信号的持续时间小于预设值时，根据用户的输入的指令执行与所述指令相对应的预设的操作。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，

所述持续时间的预设值为3s。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，

第一电阻R1的阻值为47kΩ；

和/或，

第二电阻R2的阻值为47kΩ；

和/或，

第三电阻R3的阻值为10kΩ；

和/或，

第四电阻R4的阻值为10kΩ。

6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，

三极管Q1为NPN型三极管；

和/或，

场效应管为P沟道场效应管。

7.根据权利要求1至6任一所述的装置，其特征在于，

所述信号控制模块为：所述电子设备的MCU。

8.一种电子设备，其特征在于，该电子设备包括如权利要求1～7中任意一项所述的装置。

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