CN103941597A - 电源控制电路及具有该电源控制电路的电子装置 - Google Patents

电源控制电路及具有该电源控制电路的电子装置 Download PDF

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Abstract

一种电源控制电路，包括开关、触发信号产生子电路、跟随子电路以及开关控制子电路，用于对电子装置的电源进行控制，电子装置包括电源模块、系统电源端以及中央处理单元，中央处理单元包括第一、第二开关机控制引脚。开关连接于电源模块与系统电源端之间。触发信号产生子电路与第一开关机控制引脚连接，用于产生边沿触发信号。跟随子电路与第二开关机控制引脚连接，用于在接收该边沿触发信号时跟随第二开关控制引脚输出的第一控制信号。开关控制子电路用于在接收跟随子电路输出的第一控制信号时控制开关截止。本发明还提供一种电子装置，本发明的电子装置及电源控制电路，通过简单的结构即可实现对电子装置的开关机进行控制。

Description

电源控制电路及具有该电源控制电路的电子装置
技术领域
本发明涉及一种控制电路，特别涉及一种电源控制电路及具有该电源控制电路的电子装置。
背景技术
众所周知，当前的电子装置，例如电脑以及机顶盒等均具有电源控制电路，在通过机械按键强制关机时，均需要先进行软关机再断开电源以保护电子装置。然而，现在的电源控制电路一般为通过微控制器以及电源管理芯片等实现，成本较高。此外，现有的电子装置还能通过机械按键触发该电源控制电路控制电子装置进入浅度待机模式（Active standby）以及深度待机模式(Passive standby)，其中，浅待机模式中仅仅关闭运行的程序但依然维持对元件的供电，处于轻微省电状态，而深待机模式中仅仅对中央处理单元、内存单元等维持电子装置最基本运行所需要的元件供电，而切断其他元件的供电，处于极度省电状态。然而，如前所述，由于目前的电源控制电路通过微控制器以及电源管理芯片等实现，成本较高。
发明内容
本发明提供一种电源控制电路及具有该电源控制电路的电子装置，能够以简单的结构以及低廉的成本实现对电子装置的开关机控制以及待机模式的切换控制。
一种电源控制电路，用于对电子装置的电源进行控制，该电子装置包括中央处理单元、电源按钮、电源模块以及系统电源端，其中，该电源控制电路包括一开关机控制电路，该开关机控制电路包括开关、触发信号产生子电路、跟随子电路以及开关控制子电路。该开关连接于电源模块以及系统电源端之间。该触发信号产生子电路与中央处理单元的第一开关机控制引脚连接，用于响应该第一开关控制引脚由输出一第一控制信号到输出一第二控制信号的变化，产生一边沿触发信号。该跟随子电路与中央处理单元的第二开关机控制引脚以及该触发信号产生子电路连接，用于在接收该边沿触发信号时跟随第二开关控制引脚输出的第一控制信号而输出该第一控制信号。该开关控制子电路连接于该跟随子电路以及该开关之间，用于接收该跟随子电路输出的第一控制信号时控制该开关截止，从而切断电源模块与系统电源端的连接。
一种电子装置包括中央处理单元、电源按钮、电源模块、功能模组以及系统电源端，电源按钮用于响应用户的按压产生按键信号，电源模块用于通过系统电源端为电子装置供电，该中央处理单元包括一用于接收电源按钮产生的按键信号的按键信号接收引脚，其中，该中央处理单元还包括第一开关机控制引脚以及第二开关机控制引脚，其中，该中央处理单元在判断按键信号接收引脚接收的按键信号的持续时间超过一第一预定时长且当前电子装置处于正常工作状态时，控制该第一开关机控制引脚以及该第二开关控制引脚产生第一控制信号，同时，该中央处理单元同时进行软关机控制，该中央处理单元还在软关机完成后，控制该第一开关控制引脚产生第二控制信号。该电子装置还包括一源控制电路，该电源控制电路包括一开关机控制电路，该开关机控制电路包括开关、触发信号产生子电路、跟随子电路以及开关控制子电路。该开关连接于电源模块以及系统电源端之间。该触发信号产生子电路与中央处理单元的第一开关机控制引脚连接，用于响应该第一开关控制引脚由输出一第一控制信号到输出一第二控制信号的变化，产生一边沿触发信号。该跟随子电路与中央处理单元的该第二开关机控制引脚以及该触发信号产生子电路连接，用于在接收该边沿触发信号时跟随第二开关控制引脚输出的第一控制信号而输出该第一控制信号。该开关控制子电路连接于该跟随子电路以及该开关之间，用于接收该跟随子电路输出的第一控制信号时控制该开关截止，从而切断电源模块与系统电源端的连接。
本发明的电源控制电路及具有该电源控制电路的电子装置，能够以简单的结构以及低廉的成本实现对电子装置的开关机控制以及待机模式的切换控制。
附图说明
图1为本发明第一实施方式中具有电源控制电路的电子装置的功能模块图。
图2为本发明第一实施方式中电源控制电路中的开关机控制电路的具体电路图。
图3为本发明第一实施方式中电源控制电路中的待机控制电路的具体电路图。
主要元件符号说明
电子装置 100
中央处理单元 10
电源按钮 20
电源模块 30
内存 40
功能模组 50
电源控制电路 60
系统电源端 P-system
按键信号接收引脚 P1
第一开关机控制引脚 P2
第二开关机控制引脚 P3
待机控制引脚 P4
触发信号产生子电路 611
跟随子电路 612
开关控制子电路 613
开关 614
开关机控制电路 61
待机控制电路 62
电阻 R1~R6
二极管 D1、D2
电压端 Vcc
NPN三极管 Q1、Q3
NMOS管 Q2
PMOS管 Q4
D触发器 T1
输入端 D
输出端 Q
触发端 CP
音频处理芯片 51
视频处理芯片 52
天线电路 53
MOS管 Q5
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，为本发明第一实施方式中具有电源控制电路60的电子装置100的功能模块图。该电子装置100包括中央处理单元10、电源按钮20、电源模块30、内存40、功能模组50、电源控制电路60以及系统电源端P-system。
其中，该电源按钮20用于响应用户的按压产生按键信号。电源模块30用于通过系统电源端P-system为电子装置100供电，其中，该电源模块30可为电池，也可为适配器。该电源控制电路60包括一开关机控制电路61。该中央处理单元10包括一按键信号接收引脚P1、第一开关机控制引脚P2、第二开关机控制引脚P3。该中央处理单元10通过该按键信号接收引脚P1接收该电源按钮20产生的按键信号。
该开关机控制电路61包括一触发信号产生子电路611、一跟随子电路612、一开关控制子电路613以及一开关614。该触发信号产生子电路611与该第一开关机控制引脚P2连接。该跟随子电路612与该第二开关机控制引脚P3以及该触发信号产生子电路611连接。该开关控制子电路613连接于该跟随子电路612以及该开关614之间。该开关614连接于电源模块30以及系统电源端P-system之间。该系统电源端P-system为电子装置100的总电源输入端。
其中，该中央处理单元10在判断接收的按键信号的持续时间超过一第一预定时长（例如四秒）且当前电子装置处于正常工作状态时，控制该第一开关机控制引脚P2以及该第二开关控制引脚P3产生第一控制信号，该中央处理单元10同时进行软关机控制，即保存当前用户的数据并关闭运行程序。该中央处理单元10还在软关机完成后，控制该第一开关控制引脚P2产生第二控制信号。该触发信号产生子电路611响应该第一开关控制引脚P2输出的第一控制信号至第二控制信号的变化，产生一边沿触发信号。该跟随子电路612在接收该边沿触发信号时跟随该第二开关控制引脚P3产生的第一控制信号而输出该第一控制信号。该开关控制子电路613在接收该跟随子电路612输出的第一控制信号时控制该开关614关闭，从而切断电源模块30与系统电源端P-system的连接，而完全关闭电子装置100。显然，该中央处理单元10在关闭电子装置100前，一直维持该第二开关控制引脚P3输出该第一控制信号。
其中，在本实施方式中，该电源控制电路60还包括一待机控制电路62，该待机控制电路62连接于系统电源端P-system以及功能模组50之间。该功能模组50包括多个功能芯片，例如音视频处理芯片等，该功能模组50在处于深度待机状态时电源被切断而处于不工作状态。
其中，该中央处理单元10还包括一待机控制引脚P4。该中央处理单元10还在判断接收的按键信号的持续时间小于该第一预定时长而大于第二预定时长且当前电子装置100开启时，通过该待机控制引脚P4产生一待机控制信号至该待机控制电路62。该待机控制电路62接收该待机控制信号而断开系统电源端P-system与该功能模组50的连接，从而停止对功能模组50供电，使得电子装置100进入深度待机状态。其中，该功能模组50包括中央处理单元10以及内存40等维持电子装置100最基本需求之外的元件。
从而，在深度待机状态下，电子装置100中仅有中央处理单元10以及内存40等处于供电工作状态，而其他元件的供电被切断。显然，该系统电源端P-system还与中央处理单元10以及内存40连接为其供电。
其中，该中央处理单元10还在判断接收的按键信号的持续时间小于该第二预定时长且当前电子装置100开启时，控制该电子装置100进入浅度待机状态，在该浅度待机状态下，该中央处理单元10控制关闭当前运行程序但维持对功能模组50的供电。
其中，该中央处理单元10还在判断接收的按键信号的持续时间小于该第二预定时长且当前电子装置100处于深度待机状态或浅度待机状态时，控制电子装置100恢复正常工作状态。
其中，该电子装置100处于关闭状态时，当该电源按钮20被按压则开启该电子装置100。此部分的控制电路与功能与现有相同，故不在此赘述。
在本实施方式中，该中央处理单元10还在电子装置100处于正常工作未被操作超过预定时间时，控制电子装置100进入浅待机模式。
请参阅图2，为本发明第一实施方式中开关机控制电路61的具体电路图。在具体电路中，该触发信号产生子电路611包括电阻R1和R2、二极管D1以及NPN三极管Q1。其中，该电阻R1和R2串联于一电压端Vcc以及地之间，且电阻R1和R2的连接节点N1构成该触发信号产生子电路611的输出端（图中未示）。该二极管D1正向电连接于该第一开关机控制引脚P2以及该NPN三极管Q1的基极之间，该NPN三极管Q1的发射极接地，漏极与该连接节点N1连接。
其中，该电压端Vcc可为与电源模块30连接而获得一电压。
该跟随子电路612包括电阻R3以及一D触发器T1。该D触发器T1包括输入端D、输出端Q以及触发端CP，该输入端D与该第二开关机控制引脚P3连接，触发端CP与该触发信号产生子电路611的输出端即电阻R1、R2的连接节点N1连接。该电阻R3连接于该输入端D以及地之间。
该开关控制子电路613包括电阻R4、R5、R6、NMOS管Q2以及NPN三极管Q3。其中，该NMOS管Q2的栅极与该D触发器T1的输出端Q连接，该NMOS管Q2的栅极同时还通过该电阻R4接地。电阻R5连接于电压端Vcc以及该NMOS管Q2的漏极之间，该NMOS管Q2的源极接地。该NMOS管Q2的源极还与该NPN三极管Q3的基极电连接，该NPN三极管Q3的射极接地。该电阻R6连接于电源模块30以及该NPN三极管Q3的漏极之间。
具体的，该开关614为一PMOS管Q4，该PMOS管Q4的栅极以及源极通过该电阻R3连接，漏极与该系统电源端P-system连接。
其中，如图2所示，该电源按钮20连接于该电源模块30以及该中央处理单元10的按键信号接收引脚P1之间，当电源按钮20按下时导通电源模块30与按键信号接收引脚P1而使得按键信号接收引脚P1接收到高电平的信号。该电源按钮20的结构与现有相同，不在此赘述。
如前所述，当该中央处理单元10在判断接收的按键信号的持续时间超过一第一预定时长且当前电子装置处于正常工作状态时，控制该第一开关机控制引脚P2以及该第二开关控制引脚P3产生第一控制信号，该中央处理单元10同时进行软关机控制，即保存当前用户的数据并关闭运行程序。该中央处理单元10还在软关机完成后，控制该第一开关控制引脚P2产生第二控制信号。在本实施方式中，该第一控制信号为高电平信号，该第二控制信号为低电平信号，该D触发器T1为上升沿触发。
该第一开关控制引脚P2产生高电平的第一控制信号时，该NPN三极管Q1的基极处于高电平从而使得该NPN三极管Q1导通。该D触发器T1的触发端CP通过该导通的NPN三极管Q1接地而处于低电平。当该第一开关控制引脚P2产生低电平的第二控制信号时，该NPN三极管Q1的基极处于低电平从而使得该NPN三极管Q1截止。此时该电阻R1、R2通过对电源模块30输出端电压进行分压而输出一高电平信号至D触发器T1的触发端CP。从而，此时，该触发信号产生子电路611产生上升沿形式的边沿触发信号。
该D触发器T1被触发而使得输出端Q跟随该输入端D输入的高电平的第一控制信号。
该开关控制子电路613的NMOS管Q2的栅极接收该高电平的第一控制信号而处于高电平，从而使得该NMOS管Q2导通。从而，该NPN三极管Q3的基极通过该导通的NMOS管Q2接地而处于低电平，使得该NPN三极管Q3截止。
从而，该PMOS管Q4的栅极通过电阻R6与电源模块30连接而获得高电平，使得该PMOS管Q4相应处于截止状态。从而切断电源模块30与系统电源端P-system的连接，而完全关闭电子装置100。
如图2所示，该触发信号产生子电路611还包括一二极管D2，该二极管D2正向电连接于该用于连接中央处理单元10的按键信号接收引脚P1的端子（图中未标示）与该三极管Q1的基极之间。从而，如图2所示，当电源按钮20被按下时，电源模块30将产生一高电平通过二极管D2传输至该NPN三极管Q1，在该电源按钮20被松开的动作以及该中央处理单元10的第一开关机控制引脚P2输出该第二控制信号的动作中后执行动作的时刻，即为该边沿触发信号的产生时刻。即，如果电源按钮20被松开后于该第一开关机控制引脚P2输出该第二控制信号，则电源按钮20被松开的时刻即为产生该边沿触发信号的时刻，反之，则该第一开关机控制引脚P2输出该第二控制信号的时刻为该产生边沿触发信号的时刻。显然，在较佳实施方式中，并不需要包括该二极管D2，该产生边沿触发信号的时刻仅决定于第一开关机控制引脚P2输出该第二控制信号的时刻。
如图2所示，该开关机控制电路61还包括其他电阻、电容等元件，由于与本发明的实质无关，故未加描述。
请参阅图3，为本发明第一实施方式中待机控制电路62的具体电路图。如图3所示，该待机控制电路62包括若干MOS管Q5，该功能模组50包括音频处理芯片51、视频处理芯片52、天线电路53等功能芯片/电路。该若干MOS管Q5的源极均与该系统电源端P-system连接，栅极均与该中央处理单元10的待机控制引脚P4连接，漏极分别与音频处理芯片51、视频处理芯片52、天线电路53等功能芯片一一连接。
其中，如前所述，该中央处理单元10在判断接收的按键信号的持续时间小于该第一预定时长而大于第二预定时长且当前电子装置100处于正常工作状态时，通过该待机控制引脚P4产生该待机控制信号至该所有MOS管Q5的栅极，而控制该所有MOS管Q5截止，从而切断系统电源端P-system对功能模组50的供电。
在本实施方式中，该些MOS管Q5为NMOS管，该待机控制信号为低电平信号。
显然，当该中央处理单元10在判断接收的按键信号的持续时间小于第二预定时长且当前电子装置100处于深度待机状态或浅度待机状态时，则产生一高电平信号至该若干MOS管Q5，控制该些MOS管Q5导通而恢复对功能模块30的供电。
该电子装置100可为笔记本电脑、台式电脑、平板电脑等电脑，也可为机顶盒等电子装置。
本发明中的电源控制电路60及具有该电源控制电路60的电子装置100，通过简单的结构即可实现对电子装置100关机的控制以及待机模式的切换控制。

Claims (13)

1.一种电源控制电路，用于对电子装置的电源进行控制，该电子装置包括中央处理单元、电源按钮、电源模块以及系统电源端，其特征在于，该电源控制电路包括一开关机控制电路，该开关机控制电路包括：
开关，连接于电源模块以及系统电源端之间；
触发信号产生子电路，与中央处理单元的第一开关机控制引脚连接，用于响应该第一开关控制引脚由从输出一第一控制信号到输出一第二控制信号的变化，产生一边沿触发信号；
跟随子电路，与中央处理单元的第二开关机控制引脚以及该触发信号产生子电路连接，用于在接收该边沿触发信号时跟随第二开关控制引脚输出的第一控制信号而输出该第一控制信号；以及
开关控制子电路，连接于该跟随子电路以及该开关之间，用于接收该跟随子电路输出的第一控制信号时控制该开关截止，从而切断电源模块与系统电源端的连接。
2.如权利要求1所述的电源控制电路，其特征在于，该触发信号产生子电路包括第一电阻、第二电阻、二极管以及第一NPN三极管，该第一电阻以及第二电阻串联于一电压端以及地之间，该二极管正向电连接于该第一开关机控制引脚以及该第一三极管的基极之间，该三极管的发射极接地，漏极与第一电阻和第二电阻的连接节点连接。
3.如权利要求2所述的电源控制电路，其特征在于，该跟随子电路包括第三电阻以及一D触发器，该D触发器包括输入端、输出端以及触发端，该输入端与该第二开关机控制引脚连接，触发端与第一电阻以及第二电阻的连接节点连接，该第三电阻连接于该D触发器的输入端以及地之间。
4.如权利要求3所述的电源控制电路，其特征在于，该开关控制子电路包括第四、第五、第六电阻、NMOS管以及第二NPN三极管，该NMOS管的栅极与该D触发器的输出端连接，该NMOS管的栅极同时还通过该第四电阻接地，第五电阻连接于电压端以及该NMOS管的漏极之间，该NMOS管的源极接地，该NMOS管的源极还与该第二NPN三极管的基极电连接，该第二NPN三极管的射极接地，该第六电阻连接于电源模块以及该NPN三极管的漏极之间。
5.如权利要求4所述的电源控制电路，其特征在于，该开关为一PMOS管，该PMOS管的源极与栅极通过该第六电阻连接，漏极与该系统电源端连接。
6.如权利要求1所述的电源控制电路，其特征在于，该电源控制电路还包括待机控制电路，该待机控制电路与中央处理单元的待机控制引脚连接，并连接于系统电源端以及多个功能芯片的功能模组之间，该待机控制电路响应待机控制引脚输出的待机控制信号而断开系统电源端与该功能模组的连接，从而停止对功能模组供电。
7.一种电子装置，包括中央处理单元、电源按钮、电源模块、功能模组以及系统电源端，电源按钮用于响应用户的按压产生按键信号，电源模块用于通过系统电源端为电子装置供电，该中央处理单元包括一用于接收电源按钮产生的按键信号的按键信号接收引脚，其特征在于：
该中央处理单元还包括第一开关机控制引脚以及第二开关机控制引脚，其中，该中央处理单元在判断按键信号接收引脚接收的按键信号的持续时间超过一第一预定时长且当前电子装置处于正常工作状态时，控制该第一开关机控制引脚以及该第二开关控制引脚产生第一控制信号，同时，该中央处理单元同时进行软关机控制，该中央处理单元还在软关机完成后，控制该第一开关控制引脚产生第二控制信号；
该电子装置还包括一开关机控制电路，该开关机控制电路包括：
开关，连接于电源模块以及系统电源端之间；
触发信号产生子电路，与中央处理单元的第一开关机控制引脚连接，用于响应该第一开关控制引脚由输出一第一控制信号到输出一第二控制信号的变化，产生一边沿触发信号；
跟随子电路，与中央处理单元的该第二开关机控制引脚以及该触发信号产生子电路连接，用于在接收该边沿触发信号时跟随第二开关控制引脚输出的第一控制信号而输出该第一控制信号；以及
开关控制子电路，连接于该跟随子电路以及该开关之间，用于接收该跟随子电路输出的第一控制信号时控制该开关截止，从而切断电源模块与系统电源端的连接。
8.如权利要求7所述的电子装置，其特征在于，该触发信号产生子电路包括第一电阻、第二电阻、二极管以及第一NPN三极管，该第一电阻以及第二电阻串联于一电压端以及地之间，该二极管正向电连接于该第一开关机控制引脚以及该第一三极管的基极之间，该三极管的发射极接地，漏极与第一电阻和第二电阻的连接节点连接。
9.如权利要求8所述的电子装置，其特征在于，该跟随子电路包括第三电阻以及一D触发器，该D触发器包括输入端、输出端以及触发端，该输入端与该第二开关机控制引脚连接，触发端与第一电阻以及第二电阻的连接节点连接，该第三电阻连接于该D触发器的输入端以及地之间。
10.如权利要求9所述的电子装置，其特征在于，该开关控制子电路包括第四、第五、第六电阻、NMOS管以及第二NPN三极管，该NMOS管的栅极与该D触发器的输出端连接，该NMOS管的栅极同时还通过该第四电阻接地，第五电阻连接于电压端以及该NMOS管的漏极之间，该NMOS管的源极接地，该NMOS管的源极还与该第二NPN三极管的基极电连接，该第二NPN三极管的射极接地，该第六电阻连接于电源模块以及该NPN三极管的漏极之间。
11.如权利要求10所述的电子装置，其特征在于，该开关为一PMOS管，该PMOS管的源极与栅极通过该第六电阻连接，漏极与该系统电源端连接。
12.如权利要求7所述的电子装置，其特征在于，该电源控制电路还包括待机控制电路，该中央处理单元还包括一待机控制引脚，该中央处理单元在判断按键信号接收引脚接收的按键信号的持续时间超过一第二预定时长且小于该第一预定时长且当前电子装置处于正常工作状态时，控制该待机控制引脚输出一待机控制信号；该待机控制电路与中央处理单元的待机控制引脚连接，并连接于系统电源端以及多个功能芯片的功能模组之间，该待机控制电路响应待机控制引脚输出的待机控制信号而断开系统电源端与该功能模组的连接，从而停止对功能模组供电。
13.如权利要求7所述的电子装置，其特征在于，该电子装置为笔记本电脑、台式电脑、平板电脑以及机顶盒中的一种。
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