CN103972939A - 手持设备及其电源电路 - Google Patents

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CN103972939A CN201310042153.8A CN201310042153A CN103972939A CN 103972939 A CN103972939 A CN 103972939A CN 201310042153 A CN201310042153 A CN 201310042153A CN 103972939 A CN103972939 A CN 103972939A
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Hon Hai Precision Industry Co Ltd
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Hongfujin Precision Electronics Tianjin Co Ltd
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Abstract

一种手持设备，包括电源电路及背光驱动单元。电源电路包括电源管理单元、第一及第二电子开关、控制单元、倍压整流单元及电池。当第二电子开关的第二端的电压小于控制单元的参考电压时，控制单元使第一电子开关导通第二电子开关截止，电池通过第一电子开关给背光驱动单元供电。当第二电子开关的第二端的电压大于控制单元的参考电压时，控制单元使第一电子开关截止第二电子开关导通，电源管理单元的输出端通过第二电子开关给背光驱动单元供电。本发明手持设备能有效地避免电源管理单元在背光驱动单元产生大电流时进入欠压保护模式，进而导致手持设备无法正常开机的状况发生。本发明还提供一种电源电路。

Description

手持设备及其电源电路
技术领域
本发明涉及一种手持设备及一种手持设备的电源电路。
背景技术
手持设备(如手机)多都采用PMU(power management unit，电源管理单元)供电。手持设备开机后，PMU能满足手持设备的用电需求。但在手持设备开机时，手持设备的背光驱动单元会产生大电流。当该大电流超过PMU允许通过的最大电流时，PMU启动欠压保护模式，从而使得手持设备无法正常开机。因此，一般需要采用允许通过的最大电流较大的PMU，当然，该允许通过的最大电流较大的PMU的成本也较高。
发明内容
鉴于上述内容，有必要提供一种能防止电源管理单元在背光驱动单元产生大电流时启动欠压保护模式的电源电路。
还有必要提供一种应用所述电源电路的手持设备。
一种电源电路，用于为一手持设备的背光驱动单元供电，所述电源电路包括一电源管理单元、一第一电子开关、一第二电子开关、一控制单元、一倍压整流单元及一电池，所述电源管理单元的输入端与所述电池的正极相连，所述电池的负极接地，所述第一电子开关的第一端与所述控制单元相连，所述第一电子开关的第二端与所述电池的正极相连，所述第一电子开关的第三端与所述背光驱动单元相连，所述第二电子开关的第一端与所述第一电子开关的第一端相连，所述第二电子开关的第二端与所述背光驱动单元相连，所述第二电子开关的第三端与所述电源管理单元的输出端相连，所述控制单元与所述第二电子开关的第二端及所述电池的正极相连，所述倍压整流单元与所述电池的正极及所述控制单元相连，所述倍压整流单元用于将所述电池的电压转换成一第一电压，并将所述第一电压输出给所述控制单元，所述控制单元用于根据所述第二电子开关的第二端的电压的大小来控制所述第一及第二电子开关的导通和截止，当所述第二电子开关的第二端的电压小于所述控制单元的参考电压时，所述控制单元输出一第一控制信号给所述第一及第二电子开关的第一端，所述第一电子开关导通，所述第二电子开关截止，所述电池通过所述第一电子开关给所述背光驱动单元供电，当所述第二电子开关的第二端的电压大于所述控制单元的参考电压时，所述控制单元输出一第二控制信号给所述第一及第二电子开关的第一端，所述第一电子开关截止，所述第二电子开关导通，所述电源管理单元的输出端通过所述第二电子开关给所述背光驱动单元供电。
一种手持设备，包括一电源电路及一背光驱动单元，所述电源电路包括一电源管理单元、一第一电子开关、一第二电子开关、一控制单元、一倍压整流单元及一电池，所述电源管理单元的输入端与所述电池的正极相连，所述电池的负极接地，所述第一电子开关的第一端与所述控制单元相连，所述第一电子开关的第二端与所述电池的正极相连，所述第一电子开关的第三端与所述背光驱动单元相连，所述第二电子开关的第一端与所述第一电子开关的第一端相连，所述第二电子开关的第二端与所述背光驱动单元相连，所述第二电子开关的第三端与所述电源管理单元的输出端相连，所述控制单元与所述第二电子开关的第二端及所述电池的正极相连，所述倍压整流单元与所述电池的正极及所述控制单元相连，所述倍压整流单元用于将所述电池的电压转换成一第一电压，并将所述第一电压输出给所述控制单元，所述控制单元用于根据所述第二电子开关的第二端的电压的大小来控制所述第一及第二电子开关的导通和截止，当所述第二电子开关的第二端的电压小于所述控制单元的参考电压时，所述控制单元输出一第一控制信号给所述第一及第二电子开关的第一端，所述第一电子开关导通，所述第二电子开关截止，所述电池通过所述第一电子开关给所述背光驱动单元供电，当所述第二电子开关的第二端的电压大于所述控制单元的参考电压时，所述控制单元输出一第二控制信号给所述第一及第二电子开关的第一端，所述第一电子开关截止，所述第二电子开关导通，所述电源管理单元的输出端通过所述第二电子开关给所述背光驱动单元供电。
本发明手持设备及电源电路通过设置所述第一及第二电子开关、所述控制单元及所述倍压整流单元，来实现当所述背光驱动单元产生大电流时，断开所述电源管理单元的输出端与所述背光驱动单元的连接，且用所述电池为所述背光驱动单元供电。从而，有效地避免了所述电源管理单元在所述背光驱动单元产生大电流时进入欠压保护模式，进而导致所述手持设备无法正常开机的状况发生。
附图说明
下面参照附图结合较佳实施方式对本发明作进一步详细描述：
图1为本发明手持设备的较佳实施方式的电路图。
主要元件符号说明
电源电路 10
PMU 12
控制单元 14
倍压整流单元 16
背光驱动单元 20
充电设备 30
手持设备 100
电池 BAT
第一电容 C1
第二电容 C2
第三电容 C3
第一电子开关 Q1
第二电子开关 Q2
第三电子开关 Q3
第四电子开关 Q4
第一电阻 R1
第二电阻 R2
第三电阻 R3
第四电阻 R4
第五电阻 R5
第六电阻 R6
第七电阻 R7
施密特触发器 U
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
请参考图1，本发明手持设备100的较佳实施方式包括一电源电路10及一背光驱动单元20。所述电源电路10为所述背光驱动单元20供电。在本实施方式中，所述手持设备100可为手机或个人数字助理(personal digital assistant，PAD)。所述电源电路10还为所述手持设备100中的其它元件供电，以维持所述手持设备100的正常工作。
所述电源电路10包括一PMU(power management unit，电源管理单元) 12、一第一电子开关Q1、一第二电子开关Q2、一控制单元14、一倍压整流单元16及一电池BAT。所述PMU 12包括一第一输入端I1、一第二输入端I2及一输出端IPSOUT。所述第一输入端I1用于与一充电设备30相连。所述第二输入端I2与所述电池BAT的正极相连。所述电池BAT的负极接地。所述第一电子开关Q1的第一端与所述控制单元14相连。所述第一电子开关Q1的第二端与所述电池BAT的正极相连。所述第一电子开关Q1的第三端与所述背光驱动单元20相连。所述第二电子开关Q2的第一端与所述第一电子开关Q1的第一端相连。所述第二电子开关Q2的第二端与所述背光驱动单元20相连。所述第二电子开关Q2的第三端与所述PMU 12的输出端IPSOUT相连。所述控制单元14与所述第二电子开关Q2的第二端及所述电池BAT的正极相连。所述倍压整流单元16与所述电池BAT的正极相连并与所述控制单元14相连。所述倍压整流单元16用于将所述电池BAT的电压转换成一第一电压，并将所述第一电压输出给所述控制单元14。所述控制单元14用于根据所述第二电子开关Q2的第二端的电压的大小来控制所述第一电子开关Q1及所述第二电子开关Q2的导通和截止。
所述控制单元14包括一第三电子开关Q3、一第四电子开关Q4及第一至第五电阻R1-R5。所述第三电子开关Q3的第一端通过所述第一电阻R1与所述第二电子开关Q2的第二端相连，并通过所述第二电阻R2接地。所述第三电子开关Q3的第二端通过所述第三电阻R3与所述电池BAT的正极相连。所述第三电子开关Q3的第三端接地。所述第四电子开关Q4的第一端通过所述第四电阻R4与所述第三电子开关Q3的第二端相连。所述第四电子开关Q4的第二端通过所述第五电阻R5与所述倍压整流单元16的输出端相连以接收所述第一电压。所述第四电子开关Q4的第三端接地。在本实施方式中，所述第三电子开关Q3的开启电压作为所述控制单元14的参考电压。
所述倍压整流单元16包括一施密特触发器U、第一至第三电容C1-C3、第一及第二二极管D1及D2、一第六电阻R6及一第七电阻R7。所述施密特触发器U的输入端通过所述第一电容C1接地。所述施密特触发器U的输出端通过所述第六电阻R6与所述施密特触发器U的输入端相连，并通过所述第二电容C2与所述第一二极管D1的阳极及所述第二二极管D2的阴极相连。所述第一二极管D1的阴极通过所述第三电容C3接地，并通过所述第七电阻R7接地。所述第二二极管D2的阳极与所述电池BAT的正极相连。所述第一二极管D1的阴极与所述第七电阻R7之间的节点作为所述倍压整流单元16的输出端与所述控制单元14相连，以输出所述第一电压给所述控制单元14。
所述倍压整流单元16的工作原理如下：当所述手持设备100未开机时，所述施密特触发器U未上电不工作，所述施密特触发器U的输出端为低电平，所述电池BAT一直有电压输出，所述第二电容C2的两端的电压差为所述电池BAT的电压减去所述第二二极管D2的电压。当所述手持设备100开机后，所述施密特触发器U上电工作，所述施密特触发器U的输入端输入低电平信号，所述施密特触发器U的输出端输出高电平信号。由于所述第二电容C2要维持的所述第二电容C2两端的电压差不变，故，所述第一二极管D1的阳极的电位被抬高，所述第三电容C1被充电。且当所述施密特触发器U的输出端输出高电平信号时，所述施密特触发器U的输出端通过所述电阻R6给所述第一电容C1充电，所述施密特触发器U的输入端的电压不断升高。当所述施密特触发器U的输入端的电压等于或大于所述施密特触发器U的正向阈值电压时，所述施密特触发器U的输出端输出低电平信号，所述第一二极管D1的阳极电位被拉低，所述第三电容C3放电。且当所述施密特触发器U的输出端输出低电平信号时，所述第一电容C1放电，所述施密特触发器U的输入端的电压不断降低。当所述施密特触发器U的输入端的电压等于或小于所述施密特触发器U的负向阈值电压时，所述施密特触发器U的输出端输出高电平信号，所述第一二极管D1的阳极的电位被抬高，所述第三电容C1充电。如此周而复始，即可得到所述倍压整流单元16的输出端输出的第一电压。所述第一电压大于所述电池BAT的电压，且所述第一电压用于在所述第四电子开关Q1截止时，通过所述第五电阻R5来驱动所述第二电子开关Q2。
当所述PMU 12的第一输入端I1未与所述充电设备30相连时，所述PMU 12利用所述电池BAT提供的电压为所述手持设备100供电。当所述PMU 12的第一输入端I1与所述充电设备30相连时，所述PMU 12利用所述充电设备30提供的电压为所述手持设备100供电或为所述电池BAT充电。
当所述手持设备100开机时，所述PMU 12的输出端IPSOUT通过所述第二电子开关Q2为所述背光驱动单元20供电。当所述背光驱动单元20启动的瞬间，所述背光驱动单元20会成产生大电流。所述大电流的电流值呈先上升再下降的趋势，因此，在所述背光驱动单元20刚启动时，所述大电流的电流值并未到达其峰值，也不会超过所述PMU 12允许通过的最大电流。此时，所述大电流通过所述第二电子开关Q2及所述PMU 12的输出端IPSOUT流入所述PMU 12，所述PMU 12不会启动欠压保护模式。
由于所述PMU 12自身存在小电阻，当所述背光驱动单元20未产生大电流时，所述PMU 12分得的电压极小，可以忽略不计。但当所述背光驱动单元20刚启动时生产的大电流流入所述PMU 12后，所述PMU 12将会分得所述充电设备30或所述电池BAT所提供的大部分电压，从而使得所述第二电子开关Q2的第二端的电压被拉低。此时，所述第二电子开关Q2的第二端的电压小于所述控制单元14的参考电压，所述第三电子开关Q3的第一端接收到的电压小于所述第三电子开关Q3的开启电压，所述第三电子开关Q3截止，所述第四电子开关Q4导通，所述第四电子开关Q4的第二端输出一低电平信号给所述第一电子开关Q1的第一端及第二电子开关Q2的第一端，所述第一电子开关Q1导通，所述第二电子开关Q2截止，所述电池BAT通过所述第一电子开关Q1为所述背光驱动单元20供电。
当所述电池BAT通过所述第一电子开关Q1为所述背光驱动单元20供电时，所述第二电子开关Q2的第二端的电压等于所述电池BAT的电压（即大于所述控制单元14的参考电压）。所述第三电子开关Q3的第一端接收到的电压大于所述第三电子开关Q3的开启电压，所述第三电子开关Q3导通，所述第四电子开关Q4截止，所述第四电子开关Q4的第二端输出一高电平信号给所述第一电子开关Q1的第一端及第二电子开关Q2的第一端，所述第一电子开关Q1截止，所述第二电子开关Q2导通，所述PMU 12的输出端IPSOUT通过所述第二电子开关Q2为所述背光驱动单元20供电。由于所述背光驱动单元20启动的时间非常短暂，且当所述背光驱动单元20启动后，所述大电流消失。因此，当所述第二电子开关Q2由截止变为导通时，所述背光驱动单元20已经启动，所述大电流消失已经消失。此后，所述第二电子开关Q2将维持导通状态，所述PMU 12的输出端IPSOUT通过所述第二电子开关Q2为所述背光驱动单元20供电。
在本实施方式中，所述第一电子开关Q1为一PMOS场效应管，所述第一电子开关Q1的第一端、第二端及第三端分别对应于PMOS场效应管的栅极、漏极及源极，所述第二电子开关Q2为一NMOS场效应管，所述第二电子开关Q2的第一端、第二端及第三端分别对应于NMOS场效应管的栅极、漏极及源极。所述第三电子开关Q3及所述第四电子开关Q4均为NPN型三极管，所述第三电子开关Q3及所述第四电子开关Q4的第一端、第二端及第三端分别对应于NPN型三极管的基极、集电极及发射极。所述电池BAT为锂电池。所述充电设备30为一充电器。在其它实施方式中，所述第一电子开关Q1可替换为PNP型三极管及其它具有相同功能的开关。所述第二电子开关Q2可替换为NPN型三极管及其它具有相同功能的开关，所述第三电子开关Q3及所述第四电子开关Q4均可替换为NMOS场效应管及其它具有相同功能的开关。所述背光驱动单元20可为所述手持设备100中在启动时会产生大电流的其它耗电单元。
本发明手持设备100及其电源电路10通过设置所述第一电子开关Q1、所述第二电子开关Q2、所述控制单元14及所述倍压整流单元16，来实现当所述背光驱动单元20产生大电流时，断开所述PMU 12的输出端IPSOUT与所述背光驱动单元20的连接，且用所述电池BAT为所述背光驱动单元20供电。从而有效地避免了所述PMU 12在所述背光驱动单元20产生大电流时进入欠压保护模式，进而导致所述手持设备100无法正常开机的状况发生。

Claims (10)

1.一种电源电路，用于为一手持设备的背光驱动单元供电，所述电源电路包括一电源管理单元、一第一电子开关、一第二电子开关、一控制单元、一倍压整流单元及一电池，所述电源管理单元的输入端与所述电池的正极相连，所述电池的负极接地，所述第一电子开关的第一端与所述控制单元相连，所述第一电子开关的第二端与所述电池的正极相连，所述第一电子开关的第三端与所述背光驱动单元相连，所述第二电子开关的第一端与所述第一电子开关的第一端相连，所述第二电子开关的第二端与所述背光驱动单元相连，所述第二电子开关的第三端与所述电源管理单元的输出端相连，所述控制单元与所述第二电子开关的第二端及所述电池的正极相连，所述倍压整流单元与所述电池的正极及所述控制单元相连，所述倍压整流单元用于将所述电池的电压转换成一第一电压，并将所述第一电压输出给所述控制单元，所述控制单元用于根据所述第二电子开关的第二端的电压的大小来控制所述第一及第二电子开关的导通和截止，当所述第二电子开关的第二端的电压小于所述控制单元的参考电压时，所述控制单元输出一第一控制信号给所述第一及第二电子开关的第一端，所述第一电子开关导通，所述第二电子开关截止，所述电池通过所述第一电子开关给所述背光驱动单元供电，当所述第二电子开关的第二端的电压大于所述控制单元的参考电压时，所述控制单元输出一第二控制信号给所述第一及第二电子开关的第一端，所述第一电子开关截止，所述第二电子开关导通，所述电源管理单元的输出端通过所述第二电子开关给所述背光驱动单元供电。
2.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于：所述控制单元包括一第三电子开关、一第四电子开关及第一至第五电阻，所述第三电子开关的第一端通过所述第一电阻与所述第二电子开关的第二端相连并通过所述第二电阻接地，所述第三电子开关的第二端通过所述第三电阻与所述电池的正极相连，所述第三电子开关的第三端接地，所述第四电子开关的第一端通过所述第四电阻与所述第三电子开关的第二端相连，所述第四电子开关的第二端通过所述第五电阻与所述倍压整流单元的输出端相连以接收所述第一电压，所述第四电子开关的第三端接地，所述第三电子开关的开启电压作为所述控制单元的参考电压，当所述第二电子开关的第二端的电压小于所述参考电压时，所述第三电子开关截止，所述第四电子开关导通，所述第四电子开关的第二端输出所述第一控制信号给所述第一及第二电子开关的第一端，当所述第二电子开关的第二端的电压大于所述参考电压时，所述第三电子开关导通，所述第四电子开关截止，所述第四电子开关的第二端输出所述第二控制信号给所述第一及第二电子开关的第一端。
3.如权利要求2所述的电源电路，其特征在于：所述第三及第四电子开关均为NPN型三极管，所述第三及第四电子开关的第一端、第二端及第三端分别对应于NPN型三极管的基极、集电极及发射极。
4.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于：所述倍压整流单元包括一施密特触发器、第一至第三电容、第一及第二二极管及第六及第七电阻，所述施密特触发器的输入端通过所述第一电容接地，所述施密特触发器的输出端通过所述第六电阻与所述施密特触发器的输入端相连，并通过所述第二电容与所述第一二极管的阳极及所述第二二极管的阴极相连，所述第一二极管的阴极通过所述第三电容接地并通过所述第七电阻接地，所述第二二极管的阳极与所述电池的正极相连，所述第一二极管的阴极与所述第七电阻之间的节点作为所述倍压整流单元的输出端与所述控制单元相连，以输出所述第一电压给所述控制单元。
5.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于：所述第一电子开关为一PMOS场效应管，所述第一电子开关的第一端、第二端及第三端分别对应于PMOS场效应管的栅极、漏极及源极，所述第二电子开关为一NMOS场效应管，所述第二电子开关的第一端、第二端及第三端分别对应于NMOS场效应管的栅极、漏极及源极。
6.一种手持设备，包括一电源电路及一背光驱动单元，所述电源电路包括一电源管理单元、一第一电子开关、一第二电子开关、一控制单元、一倍压整流单元及一电池，所述电源管理单元的输入端与所述电池的正极相连，所述电池的负极接地，所述第一电子开关的第一端与所述控制单元相连，所述第一电子开关的第二端与所述电池的正极相连，所述第一电子开关的第三端与所述背光驱动单元相连，所述第二电子开关的第一端与所述第一电子开关的第一端相连，所述第二电子开关的第二端与所述背光驱动单元相连，所述第二电子开关的第三端与所述电源管理单元的输出端相连，所述控制单元与所述第二电子开关的第二端及所述电池的正极相连，所述倍压整流单元与所述电池的正极及所述控制单元相连，所述倍压整流单元用于将所述电池的电压转换成一第一电压，并将所述第一电压输出给所述控制单元，所述控制单元用于根据所述第二电子开关的第二端的电压的大小来控制所述第一及第二电子开关的导通和截止，当所述第二电子开关的第二端的电压小于所述控制单元的参考电压时，所述控制单元输出一第一控制信号给所述第一及第二电子开关的第一端，所述第一电子开关导通，所述第二电子开关截止，所述电池通过所述第一电子开关给所述背光驱动单元供电，当所述第二电子开关的第二端的电压大于所述控制单元的参考电压时，所述控制单元输出一第二控制信号给所述第一及第二电子开关的第一端，所述第一电子开关截止，所述第二电子开关导通，所述电源管理单元的输出端通过所述第二电子开关给所述背光驱动单元供电。
7.如权利要求6所述的手持设备，其特征在于：所述控制单元包括一第三电子开关、一第四电子开关及第一至第五电阻，所述第三电子开关的第一端通过所述第一电阻与所述第二电子开关的第二端相连并通过所述第二电阻接地，所述第三电子开关的第二端通过所述第三电阻与所述电池的正极相连，所述第三电子开关的第三端接地，所述第四电子开关的第一端通过所述第四电阻与所述第三电子开关的第二端相连，所述第四电子开关的第二端通过所述第五电阻与所述倍压整流单元的输出端相连以接收所述第一电压，所述第四电子开关的第三端接地，所述第三电子开关的开启电压作为所述控制单元的参考电压，当所述第二电子开关的第二端的电压小于所述参考电压时，所述第三电子开关截止，所述第四电子开关导通，所述第四电子开关的第二端输出所述第一控制信号给所述第一及第二电子开关的第一端，当所述第二电子开关的第二端的电压大于所述参考电压时，所述第三电子开关导通，所述第四电子开关截止，所述第四电子开关的第二端输出所述第二控制信号给所述第一及第二电子开关的第一端。
8.如权利要求7所述的手持设备，其特征在于：所述第三及第四电子开关均为NPN型三极管，所述第三及第四电子开关的第一端、第二端及第三端分别对应于NPN型三极管的基极、集电极及发射极。
9.如权利要求6所述的手持设备，其特征在于：所述倍压整流单元包括一施密特触发器、第一至第三电容、第一及第二二极管及第六及第七电阻，所述施密特触发器的输入端通过所述第一电容接地，所述施密特触发器的输出端通过所述第六电阻与所述施密特触发器的输入端相连，并通过所述第二电容与所述第一二极管的阳极及所述第二二极管的阴极相连，所述第一二极管的阴极通过所述第三电容接地并通过所述第七电阻接地，所述第二二极管的阳极与所述电池的正极相连，所述第一二极管的阴极与所述第七电阻之间的节点作为所述倍压整流单元的输出端与所述控制单元相连，以输出所述第一电压给所述控制单元。
10.如权利要求9所述的手持设备，其特征在于：所述第一电子开关为一PMOS场效应管，所述第一电子开关的第一端、第二端及第三端分别对应于PMOS场效应管的栅极、漏极及源极，所述第二电子开关为一NMOS场效应管，所述第二电子开关的第一端、第二端及第三端分别对应于NMOS场效应管的栅极、漏极及源极。
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