CN104950722A - 终端设备的供电电路 - Google Patents

Abstract

终端设备的供电电路，接负载接口的直流转换器(下称转换器)和线性调压器(输出电压低于转换器输出电压)，转换器两个开关的电源端串在终端设备电源电路中，电感接在两开关的连接点和转换器的输出间，电容与上述两个开关中的第二开关的电源端并联，PWM控制器的输出接两个开关的控制端；其输出接负载接入检测电路的一输入；负载接入检测电路的输出接判断电路的输入，判断电路的另一输入接终端设备的开机信号输出；轻载检测电路的输入接转换器的输出，另一输入接判断电路的输出，其输出接判断电路的输入；判断电路的输出接PWM控制器的输入和第三开关的控制，第三开关电源端接在转换器的输出和负载接口路上。本发明支持终端设备关机充电省电。

Description

终端设备的供电电路

技术领域

本发明涉及一种充电电路，尤其是一种终端设备的供电电路.

背景技术

目前各种便携式设备(例如蓝牙音箱、笔记本电脑、平板电脑、上网本等)越来越普及，成为个人生活中的日常用品。一般其内置较大容量的电池。由于智能手机经常由于耗电很快，需要及时充电。目前，当电脑开机时，通过电脑的负载接口(目前一般采用USB接口)，可以连接手机，对手机进行充电。但是，有时用户不需要启动电脑工作，但又希望给电脑充电，则无法满足。单为手机充电，而启动电脑，会额外消耗珍贵的便携式电脑中内置电池的电量。一般便携式电脑中的电池为2～6节锂电池，其电压为6～25V之间。而标准的USB接口电路输出电压为5V，所以需要降压电路产生5V电压。此降压电路会消耗静态功耗，即使其输出电流为零时，其将消耗一定功耗，例如50微安～500微安，为了实现关机下能随时对插入的手机进行充电，此降压电路需一直工作，则将增加一直消耗的50微安～500微安的电流(在关机状态下也存在)，这对珍贵的电池电量来说浪费很大。本发明的目的是能在关机状态下支持对手机充电，但待机电流消耗控制很小，且充电时电压转换效率较高。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种在终端设备关机时还可为负载供电且电池能耗低的终端设备的供电电路。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种终端设备的供电电路，包括直流-直流转换器，所述直流-直流转换器包括PWM控制器、第一功率开关、第二功率开关、电感和电容，所述第一功率开关和第二功率开关的电源端串联连接在终端设备的电源电路中，所述电感连接在第一功率开关、第二功率开关的连接点和直流-直流转换器的输出端之间，所述电容与所述第二功率开关的电源端并联，所述PWM控制器的输出端连接所述第一功率开关和第二功率开关的控制端；所述直流-直流转换器的输出端连接所述终端设备的负载接口；

还包括在关机状态下判断负载是否仍连接在终端设备的轻载检测电路、在关机状态下为终端设备的负载接口提供直流电的线性调压器、在关机状态下检测是否有负载接入的负载接入检测电路、用于在终端设备开机且负载接口接有负载时输出第一控制信号的判断电路和连接在所述直流-直流转换器和终端设备的负载接口线路上的第三功率开关；所述轻载检测电路包括采样电流输入端、负载检测输入端和输出端，所述线性调压器包括电源输入端、电源输出端和采样电流输出端，负载接入检测电路包括采样电流输入端和输出端，所述判断电路包括开机信号输入端、负载接入检测输入端和输出端；所述线性调压器的电源输出端连接所述终端设备的负载接口，其采样电流输出端连接所述负载接入检测电路的采样电流输入端；所述负载接入检测电路的输出端连接所述判断电路的负载接入检测输入端，所述判断电路的开机信号输入端连接终端设备的开机信号输出端；所述轻载检测电路的采样电流输入端连接所述直流-直流转换器的采样电流输出端，其负载检测输入端连接所述判断电路的输出端，其输出端连接所述判断电路的负载接入检测输入端；所述判断电路的输出端还连接所述PWM控制器的一个输入端和所述第三功率开关的控制端，所述第三功率开关的两电源端连接在所述直流-直流转换器的输出端和终端设备的负载接口线路上；所述直流-直流转换器的输出电压高于所述线性调压器的输出电压。

进一步地，所述线性调压器包括一个时钟输入端，其时钟输入端连接一低频振荡器；所述负载接入检测电路包括一个时钟输入端，其时钟输入端连接所述低频振荡器。

优选的，所述判断电路包括上升沿触发的D触发器和第一或门，所述轻载检测电路的输出端连接所述D触发器的复位端，负载接入检测电路的输出端连接所述D触发器的时钟端，所述D触发器的数据输入端连接终端设备的电源，所述D触发器的输出端连接所述第一或门的一个输入端，所述第一或门的另一输入端连接终端设备的开机信号输出端，第一或门的输出端作为所述判断电路的输出端。

优选的，所述负载接入检测电路包括第一比较器、高频振荡器、第一反相器、第二反相器、第二或门、一个第一下降沿触发的D触发器和一个第二下降沿触发的D触发器；

所述线性调压器的采样电流输出端连接所述第一比较器的反相输入端，一参考信号生成电路连接在所述第一比较器的同相输入端，所述低频振荡器的输出端连接所述第一反相器的输入端，所述第一反相器的输出端和所述第一比较器的输出端分别连接所述第二或门的两个输入端，所述第二或门的输出端连接所述第一下降沿触发的D触发器的复位端和第二下降沿触发的D触发器的复位端，所述低频振荡器的输出端还连接所述高频振荡器的输入端，所述高频振荡器的输出端连接所述第一下降沿触发的D触发器的时钟触发端，所述第一下降沿触发的D触发器的数据输入端连接其自身的反相输出端，所述第一下降沿触发的D触发器的输出端连接所述第二下降沿触发的D触发器的时钟触发端，所述第一比较器的输出端连接所述第二反相器的输入端，所述第二反相器的输出端连接所述第二下降沿触发的D触发器的数据输入端，所述第二下降沿触发的D触发器的输出端为所述负载接入检测电路的输出端。

或者，所述负载接入检测电路包括第一比较器、高频振荡器、第一反相器、第二反相器、第二或门、至少一个第一下降沿触发的D触发器组和一个第二下降沿触发的D触发器，所述第一下降沿触发的D触发器组包括至少三个第一下降沿触发的D触发器；

所述线性调压器的采样电流输出端连接所述第一比较器的反相输入端，一参考信号生成电路连接在所述第一比较器的同相输入端，所述低频振荡器的输出端连接所述第一反相器的输入端，所述第一反相器的输出端和所述第一比较器的输出端分别连接所述第二或门的两个输入端，所述第二或门的输出端连接第一个所述第一下降沿触发的D触发器的复位端和第二下降沿触发的D触发器的复位端，最后一个第一下降沿触发的D触发器的输出端连接所述第二下降沿触发的D触发器的时钟触发端，任一所述第一下降沿触发的D触发器的数据输入端和反相输出端相连，且除最后一个第一下降沿触发的D触发器外的其他任一第一下降沿触发的D触发器的输出端连接下一第二下降沿触发的D触发器时钟触发端，所述低频振荡器的输出端还连接所述高频振荡器的输入端，所述高频振荡器的输出端连接第一个所述第一下降沿触发的D触发器的时钟触发端，所述第一比较器的输出端连接所述第二反相器的输入端，所述第二反相器的输出端连接所述第二下降沿触发的D触发器的数据输入端，所述第二下降沿触发的D触发器的输出端为所述负载接入检测电路的输出端。

优选的，所述轻载检测电路包括电流采样电路、第二比较器、第三或门、第三反相器、第四反相器、第二高频振荡器、一个第三下降沿触发的D触发器和一个第四下降沿触发的D触发器；

所述电流采样电路的输入端连接所述直流-直流转换器的采样电流输出端，所述电流采样电路的输出端连接所述第二比较器的同相输入端，一参考信号生成电路连接所述第二比较器的反相输入端，所述第一或门的输出端连接所述第二高频振荡器的输入端，所述第二高频振荡器的输出端连接所述第三下降沿触发的D触发器的时钟触发端，所述第一或门的输出端还连接所述第四反相器的输入端，所述第四反相器的输出端和第二比较器的输出端分别连接所述第三或门的两个输入端，所述第三或门的输出端连接所述第三下降沿触发的D触发器的复位端，所述第二比较器的输出端还连接所述第三反相器的输入端，所述第三反相器的输出端连接所述第四下降沿触发的D触发器的数据输入端，所述第三下降沿触发的D触发器的输出端连接所述第四下降沿触发的D触发器的时钟触发端，所述第四下降沿触发的D触发器的输出端作为所述轻载检测电路的输出端。

或者，所述轻载检测电路包括电流采样电路、第二比较器、第三或门、第三反相器、第四反相器、第二高频振荡器、一个第三下降沿触发的D触发器组和一个第四下降沿触发的D触发器，所述第三下降沿触发的D触发器组至少包括三个第三下降沿触发的D触发器；

所述电流采样电路的输入端连接所述直流-直流转换器的采样电流输出端，所述电流采样电路的输出端连接所述第二比较器的同相输入端，一参考信号生成电路连接所述第二比较器的反相输入端，所述第一或门的输出端连接所述第二高频振荡器的输入端，所述第二高频振荡器的输出端连接第一个所述第三下降沿触发的D触发器的时钟触发端，最后一个第三下降沿触发的D触发器的输出端连接所述第四下降沿触发的D触发器的时钟触发端，任一所述第三下降沿触发的D触发器的数据输入端和反相输出端相连，且除最后一个第三下降沿触发的D触发器外的其他任一第三下降沿触发的D触发器的输出端连接下一第三下降沿触发的D触发器时钟触发端，所述第一或门的输出端还连接所述第四反相器的输入端，所述第四反相器的输出端和第二比较器的输出端分别连接所述第三或门的两个输入端，所述第三或门的输出端连接第一个所述第三下降沿触发的D触发器的复位端，所述第二比较器的输出端还连接所述第三反相器的输入端，所述第三反相器的输出端连接所述第四下降沿触发的D触发器的数据输入端，所述第四下降沿触发的D触发器的输出端作为所述轻载检测电路的输出端。

优选的，所述参考信号生成电路包括由三个P沟道绝缘栅型场效应管组成的电流镜、两个N沟道绝缘栅型场效应管和一个电阻，所述三个P沟道绝缘栅型场效应管的衬底、源极管脚连接在一起连接电源，三个P沟道绝缘栅型场效应管的栅极连接，第一个所述P沟道绝缘栅型场效应管和第二个所述P沟道绝缘栅型场效应管的漏极连接，第三个所述P沟道绝缘栅型场效应管的漏极作为参考信号输出端，第一个所述P沟道绝缘栅型场效应管的漏极连接第二个所述N沟道绝缘栅型场效应管的漏极，第二个所述P沟道绝缘栅型场效应管的漏极连接第一个所述N沟道绝缘栅型场效应管的漏极，第二个所述N沟道绝缘栅型场效应管的栅极连接第一个所述N沟道绝缘栅型场效应管的漏极，第一个所述N沟道绝缘栅型场效应管的栅极连接第一个所述N沟道绝缘栅型场效应管的源极，第一个所述N沟道绝缘栅型场效应管的源极、衬底和第二个所述N沟道绝缘栅型场效应管的源极和衬底四个管脚接地，且在所述第二个所述N沟道绝缘栅型场效应管的源极和地之间连接所述电阻。

进一步地，所述负载接口和地之间连接一稳压电容。

优选的，所述第一功率开关、第二功率开关、第三功率开关为三极管或场效应管。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本充电电路在终端设备关机状态时能根据负载接入情况采用消耗最小的供电电路为负载供电，实现了在终端设备关机时能为负载充电的同时将终端设备的电池损耗降低到最小的目的，优化了能源的利用。

附图说明

图1是本发明终端设备的供电电路的原理框图；

图2是负载接入检测电路的具体电路图；

图3是轻载检测电路的电路图；

图4是负载接入检测电路以及轻载检测电路中参考信号生成电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明，以助于理解本发明的内容。

图1描述了根据本发明的终端设备的供电电路的第一实施方式，该实施例以便携式电脑作为终端设备为例。其包括降压开关型直流-直流转换器、在关机状态下判断负载是否仍连接在终端设备的轻载检测电路JC1、在关机状态下为终端设备的负载接口提供直流电的线性调压器LV、在关机状态下检测是否有负载接入的负载接入检测电路JC2、用于在终端设备开机且负载接口接有负载时输出第一控制信号的判断电路和连接在所述直流-直流转换器和终端设备的负载接口线路上的第三功率开关S3；

以下直流-直流转换器均指降压开关型直流-直流转换器，其包括PWM控制器PF、电感L1、电容C1、第一功率开关S1、第二功率开关S2：所述第一功率开关S1和第二功率开关S2的电源端串联连接在终端设备的电源电路中(终端设备的电源BAT和地之间)，所述电感L1连接在第一功率开关S1、第二功率开关S2的连接点和直流-直流转换器的输出端之间，所述电容C1与所述第二功率开关S2的电源端并联，所述PWM控制器PF的输出端连接所述第一功率开关S1和第二功率开关S2的控制端；所述直流-直流转换器的输出端连接所述终端设备的负载接口USB；

所述轻载检测电路JC1包括采样电流输入端、负载检测输入端和输出端，所述线性调压器LV包括电源输入端、电源输出端和采样电流输出端，负载接入检测电路JC2包括采样电流输入端和输出端，所述判断电路包括开机信号输入端、负载接入检测输入端和输出端；所述终端设备的电源BAT连接所述线性调压器LV的电源端，所述线性调压器LV的电源输出端连接所述终端设备的负载接口USB，其采样电流输出端连接所述负载接入检测电路JC2的采样电流输入端；所述负载接入检测电路JC2的输出端连接所述判断电路的负载接入检测输入端，所述判断电路的开机信号输入端连接终端设备的开机信号输出端；所述轻载检测电路JC1的采样电流输入端连接所述直流-直流转换器的采样电流输出端，其负载检测输入端连接所述判断电路的输出端，其输出端连接所述判断电路的负载接入检测输入端；所述判断电路的输出端还连接所述PWM控制器PF的一个输入端和所述第三功率开关S3的控制端，所述第三功率开关S3的两电源端连接在所述直流-直流转换器的输出端和终端设备的负载接口USB线路上；所述直流-直流转换器的输出电压高于所述线性调压器的输出电压。

参见图1，所述线性调压器LV包括一个时钟输入端，其时钟输入端连接一低频振荡器LFOSC；所述负载接入检测电路包括一个时钟输入端，其时钟输入端连接所述低频振荡器LFOSC。使线性调压器LV间隙式启动。

再参见图1，所述判断电路包括上升沿触发的D触发器ffdr和第一或门OR1，所述轻载检测电路JC1的输出端连接所述D触发器ffdr的复位端，负载接入检测电路JC1的输出端连接所述D触发器ffdr的时钟端，所述D触发器ffdr的数据输入端连接终端设备的电源BAT，所述D触发器ffdr的输出端连接所述第一或门OR1的一个输入端，所述第一或门OR1的另一输入端连接终端设备的开机信号输出端，第一或门OR1的输出端作为所述判断电路的输出端。

所述第一功率开关S1、第二功率开关S2、第三功率开关S3可为三极管或场效应管。

本发明的原理是当ON信号为低电平时，表示便携式电脑(终端设备)为关机状态，此时初始状态为不接负载，便携式电脑关机时采用线性调压器LV间歇式工作为USB接口供电，当线性调压器LV工作(由于线性调压器LV是间歇性工作的，此处是指其处于供电的时段)时，负载接入检测电路JC2检测其输出电流IS3是否超过设定阈值，如果电流IS3大于设定阈值，则判断负载接入了，然后启动直流-直流转换器为USB接口供电(也就是第三功率开关S3闭合，第一功率开关和第二功率开关交替导通)此时效率较高。如果电流IS3小于设定阈值，则判断负载未接入，继续进行间歇式启动线性调压器LV(第三功率开关、第一功率开关和第二功率开关处于打开状态)，并进行间歇式负载检测。另外设计直流-直流转换器的输出电压稍高于线性调压器LV的输出电压(例如线性调压器LV输出5V，直流-直流转换器输出电压为5.1V)，这样当直流-直流转换器启动工作时，线性调压器LV的负反馈环路自动会关断其输出，而让USB接口的输出电流完全由直流-直流转换器提供。

当ON信号为高电平时，表示便携式电脑为开机状态，此时第一或门OR1输出信号EN为高电平，第三功率开关闭合、第一功率开关和第二功率开关交替式导通，强制直流-直流转换器一直工作，不受负载接入检测电路JC2的影响。

当ON信号为低电平时，表示便携式电脑处于关机状态，如果开关型直流-直流转换器的初始状态为工作，当其通过轻载检测电路JC1检测到负载很小(即负载电流低于一定电流阈值)，可判断为空载，输出信号NOLOAD变为高电平，通过D触发器ffdr将输出信号ENA变为低电平，此时ON信号如仍为低电平，第一或门OR1输出信号EN变为低电平，导致降压型直流-直流转换器被关断，以节省功耗，此时终端设备的供电电路进入待机状态，低频振荡器LFOSC产生低频时钟信号LCK，以较低的占空比(例如1％，时钟周期50毫秒，高电平时间为500微秒)控制线性调压器LV间歇式工作，此时平均电流(IS3)消耗很小。可以如下计算：

如果线性调压器LV工作消耗电流为30微安，以1％占空比工作，其等效平均电流为30微安乘以1％，等于0.3微安。另外线性调压器LV间歇式启动时对输出电容(例如无电容情况，寄生电容以100pF计算)充电，则每一个LCK周期(例如50毫秒)进行充电一次，所消耗的电荷为100pF乘以5V，等于500p库仑，等效50毫秒周期内的平均电流为500p库仑除以50毫秒，等于10纳安。两个平均电流相加等于0.31微安，这样的耗电很小了，不会对便携式电脑电池的待机时间产生影响，一般系统各种漏电也会在这个数量级。为了设计平均耗电更小的终端设备的供电电路，还可以进一步减小线性调压器LV的工作电流，例如10微安，或者进一步减小其工作的占空比，例如0.1％。另外负载接入检测电路JC2的平均电流也可以设计得很小，且其也是以LCK的占空比间歇式工作，例如负载接入检测电路JC2的静态电流为10微安，设计LCK的占空比为1％，也仅贡献0.1微安平均电流，影响不大。其他的逻辑电流无静态电流消耗。

本供电电路在终端设备关机状态时能根据负载接入情况采用消耗最小的供电电路为负载供电，实现了在终端设备关机时能为负载充电的同时将终端设备的电池损耗降低到最小的目的，优化了能源的利用。

作为图2所示的负载接入检测电路JC2的一种简单变型，所述负载接入检测电路JC2包括第一比较器COM1、高频振荡器HFOSC、第一反相器INV1、第二反相器INV2、第二或门OR2、一个第一下降沿触发的D触发器和一个第二下降沿触发的D触发器；

所述线性调压器LV的采样电流输出端连接所述第一比较器COM1的反相输入端，一参考信号生成电路连接在所述第一比较器COM1的同相输入端，所述低频振荡器LFOSC的输出端连接所述第一反相器INV1的输入端，所述第一反相器INV1的输出端和所述第一比较器COM1的输出端分别连接所述第二或门OR2的两个输入端，所述第二或门OR2的输出端连接所述第一下降沿触发的D触发器的复位端和第二下降沿触发的D触发器的复位端，所述低频振荡器LFOSC的输出端还连接所述高频振荡器HFOSC的输入端，所述高频振荡器HFOSC的输出端连接所述第一下降沿触发的D触发器的时钟触发端，所述第一下降沿触发的D触发器的数据输入端连接其自身的反相输出端，所述第一下降沿触发的D触发器的输出端连接所述第二下降沿触发的D触发器的时钟触发端，所述第一比较器COM1的输出端连接所述第二反相器INV2的输入端，所述第二反相器INV2的输出端连接所述第二下降沿触发的D触发器的数据输入端，所述第二下降沿触发的D触发器的输出端为所述负载接入检测电路JC2的输出端。

参见图2，所述负载接入检测电路JC2还可以包括第一比较器COM1、高频振荡器HFOSC、第一反相器INV1、第二反相器INV2、第二或门OR2、至少一个第一下降沿触发的D触发器组和一个第二下降沿触发的D触发器ffdf5，所述第一下降沿触发的D触发器组包括四个第一下降沿触发的D触发器ffdf1-ffdf4；

所述线性调压器LV的采样电流输出端连接所述第一比较器COM1的反相输入端，一参考信号生成电路连接在所述第一比较器COM1的同相输入端，所述低频振荡器LFOSC的输出端连接所述第一反相器INV1的输入端，所述第一反相器INV1的输出端和所述第一比较器COM1的输出端分别连接所述第二或门OR2的两个输入端，所述第二或门OR2的输出端连接第一个所述第一下降沿触发的D触发器ffdf的复位端和第二下降沿触发的D触发器ffdf5的复位端，最后一个第一下降沿触发的D触发器ffdf4的输出端连接所述第二下降沿触发的D触发器ffdf5的时钟触发端，任一所述第一下降沿触发的D触发器的数据输入端和反相输出端相连，且除最后一个第一下降沿触发的D触发器外的其他任一第一下降沿触发的D触发器的输出端连接下一第二下降沿触发的D触发器时钟触发端，所述低频振荡器LFOSC的输出端还连接所述高频振荡器HFOSC的输入端，所述高频振荡器HFOSC的输出端连接第一个所述第一下降沿触发的D触发器ffdf1的时钟触发端，所述第一比较器COM1的输出端连接所述第二反相器INV2的输入端，所述第二反相器INV2的输出端连接所述第二下降沿触发的D触发器ffdf5的数据输入端，所述第二下降沿触发的D触发器的输出端为所述负载接入检测电路JC2的输出端。

下降沿触发的D触发器，其复位端r为高电平时进行复位，复位将q端复位为低电平，qb端复位为高电平。当LCK信号为低电平时，反相器INV1输出为高电平，导致第二或门OR2的输出也为高电平，并将所有的D触发器复位，输出信号LOAD为低电平，此时表明线性调压器LV处于不工作的时段。IS3信号(来自线性调压器LV输出电流的电流采样信号)与IR1(参考电流)比较，产生比较信号IL，当IS3信号低于IR1时，IL为高电平，表示负载很轻或为零，经过第二或门OR2的复位信号RST为高电平，所有的下降沿触发的D触发器都被复位，LOAD信号为低电平。当IS3信号大于IR1信号时，第一比较器COM1输出IL为低电平，当LCK也为高电平时，RST为低电平，此时第一高频振荡器也开始工作(只有在输入是高电平时才开始工作)，产生高频振荡信号HCK，这里高频振荡器是相对本发明中的低频振荡器LFOSC而言，指其振荡信号的频率高于图1中低频振荡器LFOSC的振荡频率。一个高频振荡器输出信号HCK的振荡频率例子为1兆赫兹，也可以为其他设计值。D触发器根据HCK信号进行计数，当计满时，本发明中为32个HCK周期，LOAD信号变为高电平，表示检测到有负载。此处D触发器的个数为5个，但根据不同系统设计需要，可以选用更少或更多的D触发器，实现其他时间的计时。关于IS3信号，通常是以一定比例采样线性调压器LV的输出电流，例如采样比例为1/1000，如果参考电流IR1设计为0.01mA，则比较电流阈值为1000乘以0.01mA，等于10mA，即当线性调压器LV的输出电流大于10毫安时，表示检测到有负载。

作为图3所示的轻载检测电路JC1的一种简单变型，所述轻载检测电路JC1包括电流采样电路IC、第二比较器COM2、第三或门OR3、第三反相器INV3、第四反相器INV4、第二高频振荡器HFOSC2、一个第三下降沿触发的D触发器和一个第四下降沿触发的D触发器；

所述电流采样电路IC的输入端连接所述直流-直流转换器的采样电流输出端，所述电流采样电路IC的输出端连接所述第二比较器COM2的同相输入端，一参考信号生成电路连接所述第二比较器COM2的反相输入端，所述第一或门的输出端连接所述第二高频振荡器HFOSC2的输入端，所述第二高频振荡器HFOSC2的输出端连接所述第三下降沿触发的D触发器的时钟触发端，所述第一或门的输出端还连接所述第四反相器INV4的输入端，所述第四反相器INV4的输出端和第二比较器COM2的输出端分别连接所述第三或门OR3的两个输入端，所述第三或门OR3的输出端连接所述第三下降沿触发的D触发器的复位端，所述第二比较器COM2的输出端还连接所述第三反相器INV3的输入端，所述第三反相器INV3的输出端连接所述第四下降沿触发的D触发器的数据输入端，所述第三下降沿触发的D触发器的输出端连接所述第四下降沿触发的D触发器的时钟触发端，所述第四下降沿触发的D触发器的输出端作为所述轻载检测电路JC1的输出端。

参见图3，所述轻载检测电路JC1包括电流采样电路IC、第二比较器COM2、第三或门OR3、第三反相器INV3、第四反相器INV4、第二高频振荡器HFOSC2、一个第三下降沿触发的D触发器组和一个第四下降沿触发的D触发器ffdf9，所述第三下降沿触发的D触发器组包括三个第三下降沿触发的D触发器ffdf6-ffdf8；

所述电流采样电路IC的输入端连接所述直流-直流转换器的采样电流输出端，所述电流采样电路IC的输出端连接所述第二比较器COM2的同相输入端，一参考信号生成电路连接所述第二比较器COM2的反相输入端，所述第一或门的输出端连接所述第二高频振荡器HFOSC2的输入端，所述第二高频振荡器HFOSC2的输出端连接第一个所述第三下降沿触发的D触发器ffdf6的时钟触发端，最后一个第三下降沿触发的D触发器ffdf8的输出端连接所述第四下降沿触发的D触发器ffdf9的时钟触发端，任一所述第三下降沿触发的D触发器的数据输入端和反相输出端相连，且除最后一个第三下降沿触发的D触发器外的其他任一第三下降沿触发的D触发器的输出端连接下一第三下降沿触发的D触发器时钟触发端，所述第一或门的输出端还连接所述第四反相器INV4的输入端，所述第四反相器INV4的输出端和第二比较器COM2的输出端分别连接所述第三或门OR3的两个输入端，所述第三或门OR3的输出端连接第一个所述第三下降沿触发的D触发器的复位端，所述第二比较器COM2的输出端还连接所述第三反相器INV3的输入端，所述第三反相器INV3的输出端连接所述第四下降沿触发的D触发器的数据输入端，所述第四下降沿触发的D触发器的输出端作为所述轻载检测电路JC1的输出端。

与图2中负载检测的原理相似。电流采样电路IC根据LX节点的电压产生电流采样信号IS1。EN信号为低电平时，第四反相器INV4的输出为高电平，导致第三或门OR3的输出信号RST2变为高电平，使所有D触发器ffdf6～ffdf9的输出都被复位为低电平，此时NOLOAD信号也为低电平，表示负载仍较大。当电流采样信号IS1大于参考电流IR2时，第二比较器COM2的输出信号CO2变为高电平，经过第三或门OR3后RST2信号仍为高电平，导致所有D触发器被复位，NOLOAD也处于低电平，表示负载仍较大。只有当IS1信号低于参考电流IR2，第二比较器COM2输出信号CO2变为低电平，且EN信号为高电平时，第二高频振荡器HFOSC2产生时钟信号HCK2(只有在输入高电平时才开始工作)，经过D触发器ffdf6～9组成的计时电路，计时计满时，输出信号NOLOAD变为高电平，表示负载很轻或无负载。如何通过LX信号产生直流-直流转换器的电流采样信号，常见于各种直流-直流转换器的现有技术，此时省略描述。

另外在一些实施例中，可以在图1的USB输出端与地之间连接稳压电容，一般比较小，例如0～10nF。为功耗最优考虑，此电容可以为0。

图4所示为实现上述负载接入检测电路JC2和轻载检测电路JC1中的参考信号生成电路的电路图，所述参考信号生成电路包括由三个P沟道绝缘栅型场效应管MPb1-MPb3组成的电流镜、两个N沟道绝缘栅型场效应管MN1和MN2和一个电阻R2，所述三个P沟道绝缘栅型场效应管的衬底、源极管脚连接在一起连接电源，第一个P沟道绝缘栅型场效应管MPb1和第二个P沟道绝缘栅型场效应管MPb2的栅极连接，同时他们的漏极相连，第三个P沟道绝缘栅型场效应管MPb3的栅极与第一个P沟道绝缘栅型场效应管MPb1和第二个P沟道绝缘栅型场效应管MPb2的漏极相连，且该第三个所述P沟道绝缘栅型场效应管MPb3的漏极作为参考信号输出端，输出参考信号IR2，第一个所述P沟道绝缘栅型场效应管MPb1的漏极连接第二个所述N沟道绝缘栅型场效应管MN2的漏极，第二个所述P沟道绝缘栅型场效应管MPb2的漏极连接第一个所述N沟道绝缘栅型场效应管MN1的漏极，第二个所述N沟道绝缘栅型场效应管MN2的栅极连接第一个所述N沟道绝缘栅型场效应管MN1的漏极，第一个所述N沟道绝缘栅型场效应管MN1的栅极连接第二个所述N沟道绝缘栅型场效应管MN2的源极，第一个所述N沟道绝缘栅型场效应管MN1的源极、衬底和第二个所述N沟道绝缘栅型场效应管MN2的源极和衬底四个管脚接地，且在所述第二个所述N沟道绝缘栅型场效应管MN2的源极和地之间连接所述电阻R2。三个所述P沟道绝缘栅型场效应管MPb1、MPb2、MPb3构成电流镜，它们的电流成镜像关系。

上述图1-图3中的USB接口还可以为其他形式的直流电的电流输出接口。

所述终端设备为蓝牙音箱、笔记本电脑、平板电脑或上网本。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种终端设备的供电电路，包括直流-直流转换器，所述直流-直流转换器包括PWM控制器、第一功率开关、第二功率开关、电感和电容，所述第一功率开关和第二功率开关的电源端串联连接在终端设备的电源电路中，所述电感连接在第一功率开关、第二功率开关的连接点和直流-直流转换器的输出端之间，所述电容与所述第二功率开关的电源端并联，所述PWM控制器的输出端连接所述第一功率开关和第二功率开关的控制端；所述直流-直流转换器的输出端连接所述终端设备的负载接口；其特征在于，

还包括在关机状态下判断负载是否仍连接在终端设备的轻载检测电路、在关机状态下为终端设备的负载接口提供直流电的线性调压器、在关机状态下检测是否有负载接入的负载接入检测电路、用于在终端设备开机且负载接口接有负载时输出第一控制信号的判断电路和连接在所述直流-直流转换器和终端设备的负载接口线路上的第三功率开关；所述轻载检测电路包括采样电流输入端、负载检测输入端和输出端，所述线性调压器包括电源输入端、电源输出端和采样电流输出端，负载接入检测电路包括采样电流输入端和输出端，所述判断电路包括开机信号输入端、负载接入检测输入端和输出端；所述线性调压器的电源输出端连接所述终端设备的负载接口，其采样电流输出端连接所述负载接入检测电路的采样电流输入端；所述负载接入检测电路的输出端连接所述判断电路的负载接入检测输入端，所述判断电路的开机信号输入端连接终端设备的开机信号输出端；所述轻载检测电路的采样电流输入端连接所述直流-直流转换器的采样电流输出端，其负载检测输入端连接所述判断电路的输出端，其输出端连接所述判断电路的负载接入检测输入端；所述判断电路的输出端还连接所述PWM控制器的一个输入端和所述第三功率开关的控制端，所述第三功率开关的两电源端连接在所述直流-直流转换器的输出端和终端设备的负载接口线路上；所述直流-直流转换器的输出电压高于所述线性调压器的输出电压。

2.根据权利要求1所述的终端设备的供电电路，其特征在于，所述线性调压器包括一个时钟输入端，其时钟输入端连接一低频振荡器；所述负载接入检测电路包括一个时钟输入端，其时钟输入端连接所述低频振荡器。

3.根据权利要求2所述的终端设备的供电电路，其特征在于，所述判断电路包括上升沿触发的D触发器和第一或门，所述轻载检测电路的输出端连接所述D触发器的复位端，负载接入检测电路的输出端连接所述D触发器的时钟端，所述D触发器的数据输入端连接终端设备的电源，所述D触发器的输出端连接所述第一或门的一个输入端，所述第一或门的另一输入端连接终端设备的开机信号输出端，第一或门的输出端作为所述判断电路的输出端。

4.根据权利要求3所述的终端设备的供电电路，其特征在于，所述负载接入检测电路包括第一比较器、高频振荡器、第一反相器、第二反相器、第二或门、一个第一下降沿触发的D触发器和一个第二下降沿触发的D触发器；

所述线性调压器的采样电流输出端连接所述第一比较器的反相输入端，一参考信号生成电路连接在所述第一比较器的同相输入端，所述低频振荡器的输出端连接所述第一反相器的输入端，所述第一反相器的输出端和所述第一比较器的输出端分别连接所述第二或门的两个输入端，所述第二或门的输出端连接所述第一下降沿触发的D触发器的复位端和第二下降沿触发的D触发器的复位端，所述低频振荡器的输出端还连接所述高频振荡器的输入端，所述高频振荡器的输出端连接所述第一下降沿触发的D触发器的时钟触发端，所述第一下降沿触发的D触发器的数据输入端连接其自身的反相输出端，所述第一下降沿触发的D触发器的输出端连接所述第二下降沿触发的D触发器的时钟触发端，所述第一比较器的输出端连接所述第二反相器的输入端，所述第二反相器的输出端连接所述第二下降沿触发的D触发器的数据输入端，所述第二下降沿触发的D触发器的输出端为所述负载接入检测电路的输出端。

5.根据权利要求3所述的终端设备的供电电路，其特征在于，所述负载接入检测电路包括第一比较器、高频振荡器、第一反相器、第二反相器、第二或门、至少一个第一下降沿触发的D触发器组和一个第二下降沿触发的D触发器，所述第一下降沿触发的D触发器组包括至少三个第一下降沿触发的D触发器；

所述线性调压器的采样电流输出端连接所述第一比较器的反相输入端，一参考信号生成电路连接在所述第一比较器的同相输入端，所述低频振荡器的输出端连接所述第一反相器的输入端，所述第一反相器的输出端和所述第一比较器的输出端分别连接所述第二或门的两个输入端，所述第二或门的输出端连接第一个所述第一下降沿触发的D触发器的复位端和第二下降沿触发的D触发器的复位端，最后一个第一下降沿触发的D触发器的输出端连接所述第二下降沿触发的D触发器的时钟触发端，任一所述第一下降沿触发的D触发器的数据输入端和反相输出端相连，且除最后一个第一下降沿触发的D触发器外的其他任一第一下降沿触发的D触发器的输出端连接下一第二下降沿触发的D触发器时钟触发端，所述低频振荡器的输出端还连接所述高频振荡器的输入端，所述高频振荡器的输出端连接第一个所述第一下降沿触发的D触发器的时钟触发端，所述第一比较器的输出端连接所述第二反相器的输入端，所述第二反相器的输出端连接所述第二下降沿触发的D触发器的数据输入端，所述第二下降沿触发的D触发器的输出端为所述负载接入检测电路的输出端。

6.根据权利要求3所述的终端设备的供电电路，其特征在于，所述轻载检测电路包括电流采样电路、第二比较器、第三或门、第三反相器、第四反相器、第二高频振荡器、一个第三下降沿触发的D触发器和一个第四下降沿触发的D触发器；

所述电流采样电路的输入端连接所述直流-直流转换器的采样电流输出端，所述电流采样电路的输出端连接所述第二比较器的同相输入端，一参考信号生成电路连接所述第二比较器的反相输入端，所述第一或门的输出端连接所述第二高频振荡器的输入端，所述第二高频振荡器的输出端连接所述第三下降沿触发的D触发器的时钟触发端，所述第一或门的输出端还连接所述第四反相器的输入端，所述第四反相器的输出端和第二比较器的输出端分别连接所述第三或门的两个输入端，所述第三或门的输出端连接所述第三下降沿触发的D触发器的复位端，所述第二比较器的输出端还连接所述第三反相器的输入端，所述第三反相器的输出端连接所述第四下降沿触发的D触发器的数据输入端，所述第三下降沿触发的D触发器的输出端连接所述第四下降沿触发的D触发器的时钟触发端，所述第四下降沿触发的D触发器的输出端作为所述轻载检测电路的输出端。

7.根据权利要求3所述的终端设备的供电电路，其特征在于，所述轻载检测电路包括电流采样电路、第二比较器、第三或门、第三反相器、第四反相器、第二高频振荡器、一个第三下降沿触发的D触发器组和一个第四下降沿触发的D触发器，所述第三下降沿触发的D触发器组至少包括三个第三下降沿触发的D触发器；

所述电流采样电路的输入端连接所述直流-直流转换器的采样电流输出端，所述电流采样电路的输出端连接所述第二比较器的同相输入端，一参考信号生成电路连接所述第二比较器的反相输入端，所述第一或门的输出端连接所述第二高频振荡器的输入端，所述第二高频振荡器的输出端连接第一个所述第三下降沿触发的D触发器的时钟触发端，最后一个第三下降沿触发的D触发器的输出端连接所述第四下降沿触发的D触发器的时钟触发端，任一所述第三下降沿触发的D触发器的数据输入端和反相输出端相连，且除最后一个第三下降沿触发的D触发器外的其他任一第三下降沿触发的D触发器的输出端连接下一第三下降沿触发的D触发器时钟触发端，所述第一或门的输出端还连接所述第四反相器的输入端，所述第四反相器的输出端和第二比较器的输出端分别连接所述第三或门的两个输入端，所述第三或门的输出端连接第一个所述第三下降沿触发的D触发器的复位端，所述第二比较器的输出端还连接所述第三反相器的输入端，所述第三反相器的输出端连接所述第四下降沿触发的D触发器的数据输入端，所述第四下降沿触发的D触发器的输出端作为所述轻载检测电路的输出端。

8.根据权利要求4-7中任一项所述的终端设备的供电电路，其特征在于，所述参考信号生成电路包括由三个P沟道绝缘栅型场效应管组成的电流镜、两个N沟道绝缘栅型场效应管和一个电阻，所述三个P沟道绝缘栅型场效应管的衬底、源极管脚连接在一起连接电源，三个P沟道绝缘栅型场效应管的栅极连接，第一个所述P沟道绝缘栅型场效应管和第二个所述P沟道绝缘栅型场效应管的漏极连接，第三个所述P沟道绝缘栅型场效应管的漏极作为参考信号输出端，第一个所述P沟道绝缘栅型场效应管的漏极连接第二个所述N沟道绝缘栅型场效应管的漏极，第二个所述P沟道绝缘栅型场效应管的漏极连接第一个所述N沟道绝缘栅型场效应管的漏极，第二个所述N沟道绝缘栅型场效应管的栅极连接第一个所述N沟道绝缘栅型场效应管的漏极，第一个所述N沟道绝缘栅型场效应管的栅极连接第一个所述N沟道绝缘栅型场效应管的源极，第一个所述N沟道绝缘栅型场效应管的源极、衬底和第二个所述N沟道绝缘栅型场效应管的源极和衬底四个管脚接地，且在所述第二个所述N沟道绝缘栅型场效应管的源极和地之间连接所述电阻。

9.根据权利要求1-7中任一项所述的终端设备的供电电路，其特征在于，所述负载接口和地之间连接一稳压电容。

10.根据权利要求1-7中任一项所述的终端设备的供电电路，其特征在于，所述第一功率开关、第二功率开关、第三功率开关为三极管或场效应管。