CN105929929A - 一种消除设备在关机状态下漏电的电路 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种消除设备在关机状态下漏电的电路，包括：负载；系统管理单元，用于根据外部信号使设备开机或关机；电流检测单元，用于检测电路的干路电流，当检测到的电流值低于阈值时，发出打开信号；电源管理单元，用于当接收到打开信号时，打开开关，切断电源与负载之间的回路；开关，用于接收外部使设备开机或关机的信号。本申请提出了一种新的消除设备在关机状态下漏电的电路，通过在设备中增加电流检测单元和电源管理单元，能够自动检测设备的工作状态，并且在设备关机后将负载与电源切断，从根本上避免了设备在关机状态下由于漏电而消耗电池电量，彻底解决了现有设备在关机情况下由于系统漏电而产生的耗电问题。

Description

一种消除设备在关机状态下漏电的电路

技术领域

本申请涉及电子设备领域，尤其涉及一种用于可消除电子设备漏电的电路。

背景技术

随着半导体技术的发展，如今电子产品的核心芯片都是基于半导体器件形成的具有不同功能的芯片，MOSFET、FinFET等半导体器件是芯片的基本单元。不同于导体电路，通过开关的打开与关闭即可使电路完全导通或完全关闭，半导体器件的导通与关闭是由施加在器件两端的电压所决定的，即使处于关断状态，器件中也仍然存在一定量级的漏电流；同时由于芯片中除了电阻以外，还存在大量的电容和电感元件，会使得即使在关机的情况下，器件仍然会以稳定的速度消耗电池电量。而如果将设备的光机状态设置为直接将电源与电路切断，会导致芯片中电流和电压的突变，损伤电子元件，缩短设备的使用寿命。

电子产品从出厂到出售之间往往存在数月不等的时间，由于上述漏电流的存在，往往使得新设备在出厂后初次使用时电量已经耗尽，需要重新充电才能打开。在使用中也会由于上述漏电的存在影响关机情况下消耗电量，影响用户体验。

为了应对这一问题，现有技术中存在两种解决方案：一是在关机时在电子设备的电池和设备之间增加绝缘片，将电池盒设备彻底隔离。这种方法的缺点在于操作麻烦，且不适用于电池嵌入式设计于设备中的电子设备。另一种方法是在设备出厂时对电池饱和充电，尽可能的延长设备的待机时间。这种方法无法从根本上解决问题，且过饱和充电会损坏电池的性能，减少设备的使用寿命。

因此，亟需提出一种方法解决上述问题。

发明内容

本申请解决的技术问题之一是提供一种消除设备在关机状态下漏电的电路，包括：

负载；

系统管理单元，用于根据外部信号使设备开机或关机；

电流检测单元，用于检测电路的干路电流，当检测到的电流值低于阈值时，发出打开信号；

电源管理单元，用于当接收到打开信号时，打开开关，切断电源与负载之间的回路；

开关，用于接收外部使设备开机或关机的信号。

根据本发明的其中一个方面，其中，所述负载包括系统负载和与所述系统负载并联的漏电负载。

根据本发明的其中一个方面，其中，所述漏电负载和系统负载中至少一个为可变电阻，其阻值随着设备工作状态的改变而改变。

根据本发明的其中一个方面，其中，所述电流检测单元为串联在设备干路上的测流电阻和与所述测流电阻并联的灵敏电压表。

根据本发明的其中一个方面，其中，灵敏电压表包括电流比较单元和信号发出单元；其中，

所述电流比较单元用于将测得的电流与阈值电流进行比较；

所述信号发出单元用于当测得的电流小于阈值电流时，发出打开信号，其中，所述打开信号为电压信号。

根据本发明的其中一个方面，其中，所述开关为机械开关，该开关一端接电源电压，另一端接地，闭合后可将电源和地之间短接。

根据本发明的其中一个方面，其中，所述系统管理单元和电源管理单元至少包含两个端口，其中一个端口接电源电压，另一个端口通过开关接地。

根据本发明的其中一个方面，其中，所述系统管理单元和电源管理单元具有相同的使能信号。

根据本发明的其中一个方面，其中，所述使能信号为低电平。

本申请提出了一种新的消除设备在关机状态下漏电的电路，通过在设备中增加电流检测单元和电源管理单元，能够自动检测设备的工作状态，并且在设备关机后将负载与电源切断，从根本上避免了设备在关机状态下由于漏电而消耗电池电量，彻底解决了现有设备在关机情况下由于系统漏电而产生的耗电问题。

本领域普通技术人员将了解，虽然下面的详细说明将参考图示实施例、附图进行，但本申请并不仅限于这些实施例。而是，本申请的范围是广泛的，且意在仅通过后附的权利要求限定本申请的范围。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是根据本申请一个实施例的能够消除关机状态下漏电的设备的电路图；

图2是现有技术中无法消除关机状态下漏电的设备的电路图；

图3是图1中的电流检测单元101的结构示意图；

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

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的实施例作详细描述。所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

所述设备包括用户设备与网络设备。其中，所述用户设备包括但不限于电脑、智能手机、PDA等；所述网络设备包括但不限于单个网络服务器、多个网络服务器组成的服务器组或基于云计算(Cloud Computing)的由大量计算机或网络服务器构成的云，其中，云计算是分布式计算的一种，由一群松散耦合的计算机集组成的一个超级虚拟计算机。其中，所述计算机设备可单独运行来实现本申请，也可接入网络并通过与网络中的其他计算机设备的交互操作来实现本申请。其中，所述计算机设备所处的网络包括但不限于互联网、广域网、城域网、局域网、VPN网络等。

需要说明的是，所述用户设备、网络设备和网络等仅为举例，其他现有的或今后可能出现的计算机设备或网络如可适用于本申请，也应包含在本申请保护范围以内，并以引用方式包含于此。

这里所公开的具体结构和功能细节仅仅是代表性的，并且是用于描述本申请的示例性实施例的目的。但是本申请可以通过许多替换形式来具体实现，并且不应当被解释成仅仅受限于这里所阐述的实施例。

这里所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例而不意图限制示例性实施例。除非上下文明确地另有所指，否则这里所使用的单数形式“一个”、“一项”还意图包括复数。还应当理解的是，这里所使用的术语“包括”和/或“包含”规定所陈述的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在，而不排除存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。

下面结合附图对本申请的技术方案作进一步详细描述。

首先，对现有技术中无法消除关机状态下漏电的设备进行简单说明。目前，手机开机有两种触发方式：低电平触发开机和高电平触发开机，为了尽可能的降低功耗，现行的手机中以低电平开机方式居多，因此在本发明的实施例中，以低电平触发开机的方法对本发明进行说明。本领域中的技术人员应当清楚，本发明的技术方案同样适用于高电平触发开机的设备。

所谓低电平触发就是开机键一端接地，另一端接手机的开机触发端，给手机加上电源以后，系统管理模块得到电池电压，通过系统管理模块内部的开关电路在开机触发端会形成一个高电平，当按下开机键足够长时间，开机触发端的高电平会因为接地而变低，此信号传到系统管理模块内部，系统管理模块获悉此电平变低时，会启动内部电压调节器工作，相应的输出稳定的电压供各级电路，使设备开机。

具体的，如图2所示，由系统管理芯片203以及开关204控制设备的开机和关机。当给设备连接上电源之后，虽然设备处于关机状态，但系统管理芯片203由于直接与电源相连而得到电源电压的电位，即系统管理芯片203两端被施加了一个高电平。按下开关204后，将系统管理单元203接地，当按下开机键足够长时间，系统管理单元203两端的电压会因为接地而由高电平变为低电平，此信号传到系统管理芯片203内部，系统管理芯片203获悉此电平变低时，会启动内部电压调节器工作，相应的输出几路稳定的电压依次为CPU和时钟电路供电。同时，产生维持信号到系统管理芯片203，得到维持信号以后，无论开关204是否处于闭合状态，系统管理芯片203会继续保持输出的各路电压，完成开机。

相应的，关机时，按下开关204使其处于闭合状态，系统管理芯片203内部的信号检测模块向CPU的数字逻辑部分发出一个关机请求信号，CPU接收到该信号后撤消开机维持信号，执行关机程序，系统管理芯片203撤消供电，射频和逻辑电路立即停止工作，完成关机。如果在开机状态下强制关机(如取下电池等)，则有可能会造成内部软件故障。

由上可知，当设备处于关机状态时，负载并未与电源断开，如前文所述，即使在关机的情况下，由于半导体器件中漏电流的存在，芯片仍然会以稳定的速度消耗电池电量。本发明则针对这一问题，提出了一种消除设备在关机状态下漏电的电路，下面将结合附图对本发明的实施例进行详细描述。

在本发明的一个实施例中，如图1所示，提供了提出了一种消除设备在关机状态下漏电的电路，包括：负载、系统管理单元103、电流检测单元101、电源管理单元102以及开关104。下面将对该电路的各个模块进行详细说明。

所述负载包括系统负载R1和与所述系统负载R1并联的漏电负载R2。在本发明的一个实施例中，所述负载包括系统负载R1和与所述系统负载R1并联的漏电负载R2，且所述漏电负载R2和系统负载R1中的至少一个为可变电阻，其阻值随着设备工作状态的改变而改变。所述系统负载R1和漏电负载R2均为设备的等效负载，其中，系统负载R1指的是设备开机时，处于工作状态的电路模块产生的等效负载，所述漏电负载R2指的是设备开机时处于关断状态的电路模块的产生的等效负载以及设备关机时处于关断状态的电路模块的产生的等效负载，由于设备处于工作状态时的系统负载远小于此时的漏电负载，因此开机状态下的漏电负载可忽略不计，本申请中的漏电负载R2主要指的是设备机时处于关断状态的电路模块的产生的等效负载。系统负载R1和漏电负载R2的等效阻值会随着设备工作状态的改变而发生变化，在本实施例中，所述系统负载R1和漏电负载R2均为可变电阻，且系统负载R1的最大阻值远小于漏电负载R2的最小阻值，二者相差3至5个数量级，因此，系统处于开机状态下的漏电流可以忽略不计。

所述系统管理单元103与所述系统负载R1串联，用于根据外部信号使系统负载R1与电源之间的回路打开或闭合。所述系统管理单元103至少包含两个端口，其中一个端口接电源电压，另一个端口通过开关104接地。当开关104闭合，系统管理单元103两端的电压由高电平变为低电平，触发系统管理单元103内部的电源管理单元，决定是否为系统负载R1供电。

所述电流检测单元101串联在电源与负载构成的回路的干路上，用于检测电路的干路电流，当检测到的电流值低于阈值时，发出打开信号。即，当检测到设备的干路电流降低至关机状态时，发出打开信号，使电源管理单元102切断漏电负载R2与电源之间的回路，避免系统漏电。由于设备的漏电流的量级通常为几十至几百μA，因此，所述电流检测单元101的灵敏度至少为μA，能够准确检测出设备关机以后电路中的漏电流。所述阈值为电流阈值，当检测到的电流小于或等于电流阈值时，说明设备已处于关机状态，电流检测单元101发出打开信号。对于不同的设备，所述电流阈值的大小有所不同，在实际应用中，可以根据设备在关机状态下的漏电流的实际大小对电流阈值进行设定。

具体的，在实际应用中，由于直接进行电压检测较之直接进行电流检测更容易实现，因此，通常将测量干路电流转化为测量干路上的固定阻值的电阻两端的电压。由于电阻的阻值大小固定，通过测量该电阻两端的电压变化即可反映出干路的电流变化。相应的，所述阈值也由电流阈值变为电压阈值，即当该电阻两端的电压小于电压阈值时，即说明干路中的电流小于对应的电流阈值，设备处于关机状态；所述阈值电压与阈值电流的对应关系为：所述阈值电压等于该电阻的阻值与阈值电流的乘积。如图3所示，在本发明的一个实施例中，所述电流检测单元101为串联在设备干路上的测流电阻R3和与所述测流电阻R3并联的灵敏电压表V1，所述测流电阻R3的阻值保持不变；所述灵敏电压表V1包括电压比较单元和信号发出单元；其中所述电流比较单元用于将测得的电流与阈值电流进行比较；所述信号发出单元用于当测得测流电阻R3两端的电压小于或等于电压阈值时，发出打开信号；优选的，所述打开信号为电压信号。

所述电源管理单元102串联在电源与负载构成的回路的干路上，用于当接收到打开信号时切断电源与负载之间的回路。所述电源管理单元102至少包含三个端口，其中一个端口接电源电压，一个端口通过开关104接地，另一个端口与所述电流检测单元101相连，用于接收电流检测单元101发出的打开信号。当开关104闭合，所述电源管理单元102两端的电压由高电平变为低电平，触发系统管理单元103内部的电源管理单元，发出电压维持信号，为负载供电；当接收到电流检测单元101发出的打开信号，触发系统管理单元103内部的电源管理单元，撤销电压维持信号，使负载与电源断开，消除了设备在关机状态下存在的漏电流。

所述开关104为机械开关，其一端接电源电压，另一端接地，用于接收外部使设备开机或关机的信号。所述电源管理单元102与系统管理单元103通过所述开关104接地。当所述开关104打开时，所述电源管理单元102与系统管理单元103连接到电源电压，接收到电源电压的高电平；当所述开关104闭合时，电源电压被短接，所述电源管理单元102与系统管理单元103通过开关104接地，两端的电压由高电平变为低电平。开关04可以将用户通过按压开关发出的机械信号转化为可被设备识别的电信号，从而使用户通过按压开关104实现设备的开关机。

本申请提出了一种新的消除设备在关机状态下漏电的电路，通过在设备中增加电流检测单元和电源管理单元，能够自动检测设备的工作状态，并且在设备关机后将负载与电源切断，从根本上避免了设备在关机状态下由于漏电而消耗电池电量，彻底解决了现有设备在关机情况下由于系统漏电而产生的耗电问题。

下面将结合附图对本实施例中的电路的开机和关机过程进行详细说明。

当设备处于开机状态时，按下开关104使其处于闭合状态，系统管理芯片203内部的信号检测模块向CPU的数字逻辑部分发出一个关机请求信号，CPU接收到该信号后撤消开机维持信号，执行关机程序，系统管理芯片203撤消供电，射频和逻辑电路立即停止工作，完成关机。此时虽然设备处于关机状态，但设备中的芯片并未完全与电源断开，相当于系统负载R1所在的回路与电源断开，而漏电负载R2所在的回路依旧与电源连接，处于工作状态。然而由于漏电负载R2的阻值远大于系统负载R1的阻值，因此此时漏电流相比于设备开机时的电流大为减小，以智能手机为例，手机的工作电流通常为关机时的漏电流的10³-10⁵倍。

设备关机后，电路中的电流显著减小，当电流检测单元101检测到电路中的电流小于或等于阈值电流时，判断设备处于关机状态，发出打开信号，使漏电电阻R2与电源之间回路断开，彻底切断设备的漏电流。

在本实施例中，如图3所示，所述电流检测单元101为串联在设备干路上的测流电阻R3和与所述测流电阻R3并联的灵敏电压表V1，当检测到测流电阻R3两端的电压小于或等于阈值电压时，说明设备电路中的电流低于阈值电流，所述阈值电压与阈值电流的对应关系为：所述阈值电压等于该电阻的阻值与阈值电流的乘积。所述灵敏电压表V1包括电压比较单元和信号发出单元；其中所述电压比较单元用于将测流电阻R3上的电压与阈值电压进行比较；所述信号发出单元用于当测得的电压小于阈值电压时，发出打开信号。所述打开信号为电压信号，优选的，所述打开信号为低电平信号。

当电源管理单元102接收到电流监测单元101发送的打开信号后，撤销电源管理单元102中的维持信号，停止向负载供电，从而将负载与电源之间的回路切断，消除漏电流。

当手机处于关机状态时，电源管理芯片102和系统管理芯片103由于直接与电源相连而得到电源电压的电位，即电源管理芯片102和系统管理芯片203两端被施加了一个高电平。按下开关204后，电源管理芯片102和将系统管理单元203接地，当按下开机键足够长时间，系统管理单元203两端的电压会因为接地而由高电平变为低电平，此信号传到电源管理芯片102和系统管理芯片203内部，电源管理芯片102和系统管理芯片203获悉此电平变低时，会启动内部电压调节器工作，为系统供电，完成开机。

本申请提出了一种新的消除设备在关机状态下漏电的电路，通过在设备中增加电流检测单元和电源管理单元，能够自动检测设备的工作状态，并且在设备关机后将负载与电源切断，从根本上避免了设备在关机状态下由于漏电而消耗电池电量，彻底解决了现有设备在关机情况下由于系统漏电而产生的耗电问题。

需要注意的是，本申请可在软件和/或软件与硬件的组合体中被实施，例如，可采用专用集成电路(ASIC)、通用目的计算机或任何其他类似硬件设备来实现。在一个实施例中，本申请的软件程序可以通过处理器执行以实现上文所述步骤或功能。同样地，本申请的软件程序(包括相关的数据结构)可以被存储到计算机可读记录介质中，例如，RAM存储器，磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。另外，本申请的一些步骤或功能可采用硬件来实现，例如，作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (9)

1.一种消除设备在关机状态下漏电的电路，包括：

负载；

系统管理单元(103)，用于根据外部信号使设备开机或关机；

电流检测单元(101)，用于检测电路的干路电流，当检测到的电流值低于阈值时，发出打开信号；

电源管理单元(102)，用于当接收到打开信号时，打开开关，切断电源与负载之间的回路；

开关(104)，用于接收外部使设备开机或关机的信号。

2.根据权利要求1所述的消除设备在关机状态下漏电的电路，所述负载包括系统负载(R1)和与所述系统负载(R1)并联的漏电负载(R2) 。

3.根据权利要求2所述的消除设备在关机状态下漏电的电路，所述漏电负载(R2)和系统负载(R1)中至少一个为可变电阻，其阻值随着设备工作状态的改变而改变。

4.根据权利要求1所述的消除设备在关机状态下漏电的电路，其特征在于，所述电流检测单元(101)为串联在设备干路上的测流电阻(R3)和与所述测流电阻(R3)并联的灵敏电压表(V1)。

5.根据权利要求4所述的消除设备在关机状态下漏电的电路，其特征在于，灵敏电压表(V1)包括电流比较单元和信号发出单元；其中，

所述电流比较单元用于将测得的电流与阈值电流进行比较；

所述信号发出单元用于当测得的电流小于阈值电流时，发出打开信号，其中，所述打开信号为电压信号。

6.根据权利要求1所述的消除设备在关机状态下漏电的电路，其特征在于，所述开关(104)为机械开关，该开关一端接电源电压，另一端接地，闭合后可将电源和地之间短接。

7.根据权利要求6所述的消除设备在关机状态下漏电的电路，其特征在于，所述系统管理单元(103)和电源管理单元(102)至少包含两个端口，其中一个端口接电源电压，另一个端口通过开关(104)接地。

8.根据权利要求1所述的消除设备在关机状态下漏电的电路，其特征在于，所述系统管理单元(103)和电源管理单元(102)具有相同的使能信号。

9.根据权利要求8所述的消除设备在关机状态下漏电的电路，其特征在于，所述使能信号为低电平。