CN106655465A - 系统时钟供电装置、方法和电器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种系统时钟供电装置、方法和电器，涉及电器供电领域。其中该装置用于为时钟电路供电，包括第一电容器、第二电容器、第一开关、第二开关、第一二极管和第二二极管；第一电容器与第二电容器通过第一开关连接；第一电容器的第一端与系统电源的第一端连接，第一电容器的第二端与系统电源的第二端通过第一二极管连接；第二电容器的第一端与系统电源的第一端通过第二开关连接，第二电容器的第二端与系统电源的第二端通过第二二极管连接；时钟电路的第一端与系统电源的第一端连接，时钟电路的第二端与第二电容器的第二端连接，本发明能够延长时钟电路的工作时间。

Description

系统时钟供电装置、方法和电器

技术领域

本发明涉及电器供电领域，尤其涉及一种系统时钟供电装置、方法和电器。

背景技术

目前，触摸屏等显示终端的RTC(Real-Time Clock，实时时钟)的备用电源一般为两种方式，一种为只有备用钮扣电池，一种为只有备用储能金电容。通过上述备用电源向RTC供电存在一些缺陷，例如，使用单个金电容做备用电源，单次充电其放电时间不够长；使用钮扣电池做备用电源，其放电周期一定，另外，在纽扣电池放电周期结束后，需进行更换电池以及重新配置时钟等。

发明内容

本发明要解决的一个技术问题是提供一种能够延长时钟电路的工作时间的系统时钟供电装置、方法和电器。

根据本发明一方面，提出一种系统时钟供电装置，用于为时钟电路供电，包括第一电容器、第二电容器、第一开关、第二开关、第一二极管和第二二极管；第一电容器与第二电容器通过第一开关连接；第一电容器的第一端与系统电源的第一端连接，第一电容器的第二端与系统电源的第二端通过第一二极管连接；第二电容器的第一端与系统电源的第一端通过第二开关连接，第二电容器的第二端与系统电源的第二端通过第二二极管连接；时钟电路的第一端与系统电源的第一端连接，时钟电路的第二端与第二电容器的第二端连接。

进一步地，该装置还包括电压检测电路和控制电路；电压检测电路与控制电路连接；控制电路与第一开关和第二开关连接。

进一步地，电压检测电路还包括稳压电路、电阻分压电路和电压比较器；稳压电路和电阻分压电路分别与电压比较器连接；电压比较器与控制电路连接。

进一步地，控制电路与时钟电路的时钟芯片电连接。

进一步地，第一电容器与第二电容器为金电容。

进一步地，该装置还包括第三电容器、第三开关、第四开关和第三二极管；第二电容器与第三电容器通过第三开关连接；第三电容器的第一端与系统电源的第一端通过第四开关连接，第三电容器的第二端与系统电源的第二端通过第三二极管连接；时钟电路的第二端与第三电容器的第二端连接。

进一步地，控制电路与第一开关、第二开关、第三开关以及第四开关连接。

根据本发明的另一方面，还提出一种电器，包括时钟电路，还包括如上述的系统时钟供电装置。

根据本发明的另一方面，还提出一种系统时钟供电方法，包括：系统上电时，通过系统电源向多个并联的电容器充电；系统掉电时，使多个电容器串联连接，将串联的多个电容器作为电源向时钟电路放电。

进一步地，该方法还包括：比较稳压电路输出的电压是否大于电阻分压电路输出的电压；若稳压电路输出的电压大于电阻分压电路输出的电压，则确定系统掉电。

进一步地，通过开关控制多个电容器串联或并联连接。

进一步地，系统掉电时，使多个所述电容器串联连接包括：系统掉电时，控制电路通过中断控制开关使得多个电容器串联连接。

进一步地，该方法还包括：系统掉电时，控制电路通过中断控制时钟电路的时钟芯片进入休眠模式。

与现有技术相比，本发明在系统上电时，通过开关使得电容器并联连接，并通过系统电源向并联的电容器充电，当系统掉电时，通过开关使得电容器串连，并将串联的电容器作为电源向时钟电路供电，能够延长时钟电路的工作时间。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本发明，其中：

图1A为本发明系统时钟供电装置的一个实施例的结构示意图。

图1B为本发明系统时钟供电装置的另一个实施例的结构示意图。

图2A为本发明系统时钟供电装置中包含三个电容器的一个实施例的结构示意图。

图2B为本发明系统时钟供电装置中包含三个电容器的另一个实施例的结构示意图。

图3A为本发明系统时钟供电装置的电压检测电路和控制电路的一个实施例的结构示意图。

图3B为本发明系统时钟供电装置的电压检测电路和控制电路的一个实施例的结构示意图。

图4为本发明电器的一个实施例的结构示意图。

图5为本发明系统时钟供电方法的一个实施例的流程示意图。

图6为本发明系统时钟供电方法的另一个实施例的流程示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

图1A为本发明系统时钟供电装置的一个实施例的结构示意图。该系统时钟供电装置用于向时钟电路3供电，包括第一电容器1、第二电容器2、第一开关4、第二开关5、第一二极管6和第二二极管7，其中：

第一电容器1与第二电容器2通过第一开关4连接，第一电容器1和第二电容器2可以为金电容。第一电容器1的第一端101与系统电源8的第一端801连接，第二端102与系统电源8的第二端802通过第一二极管6连接。第二电容器2的第一端201与系统电源8的第一端801通过第二开关5连接，第二端202与系统电源8的第二端802通过第二二极管7连接。时钟电路3的第一端301与系统电源8的第一端801连接，第二端302与第二电容器2的第二端202连接。

本领域的技术人员应当理解，为了使该装置能够正常工作，系统电源8的第二端802应当与第一二极管6和第二二极管7的正极连接，第一二极管6和第二二极管7的负极分别与第一电容器1的第二端102、第二电容器2的第二端202连接。该装置还可以如图2B所示，在第二电容器2的支路上还可以设置一个二极管203，其中各二极管起到正向导通反向截止的作用。

在该实施例中，可以通过多个开关的通断控制第一电容器1与第二电容器2串联或并联，例如，当系统电源有电时，使第一开关4为断开状态、第二开关5为闭合状态，此时第一电容器1和第二电容器2并联连接，可以通过系统电源8向第一电容器1、第二电容器2以及时钟电路3供电。当外电源断电时，使第一开关4为闭合状态、第二开关5为断开状态，此时第一电容器1和第二电容器2串联连接，可以将串联连接的第一电容器1和第二电容器2作为电源向时钟电路3供电，能够延长时钟电路的工作时间，保证时钟电路的工作可靠性，同时还能够避免经常更换电池。

图2A为本发明系统时钟供电装置中包含三个电容器的一个实施例的结构示意图。该系统时钟供电装置用于向时钟电路3供电，包括如图1A所示的第一电容器1、第二电容器2、第一开关4、第二开关5、第一二极管6和第二二极管7外，还包括第三电容器9、第三开关10、第四开关11和第三二极管12，其中：

第一电容器1与第二电容器2通过第一开关4连接，第二电容器2与第三电容器9通过第三开关10连接，其中，第一电容器1、第二电容器2以及第三电容器9可以为金电容。

第一电容器1的第一端101与系统电源8的第一端801连接，第二端102与系统电源8的第二端802通过第一二极管6连接。第二电容器2的第一端201与系统电源8的第一端801通过第二开关5连接，第二端202与系统电源8的第二端802通过第二二极管7连接。第三电容器9的第一端901与系统电源8的第一端801通过第四开关11连接，第二端902与系统电源8的第二端802通过第三二极管12连接。时钟电路3的第一端301与系统电源8的第一端801连接，第二端302与第三电容器9的第二端902连接。

本领域的技术人员应当理解，为了使该装置能够正常工作，系统电源8的第二端802应当与第一二极管6、第二二极管7以及第三二极管12的正极连接，第一二极管6、第二二极管7以及第三二极管12的负极分别与第一电容器1的第二端102、第二电容器2的第二端202、第三电容器9的第二端902连接。该装置还可以如图2B所示，在第二电容器2、第三电容器9的支路上还可以分别设置二极管203、903，其中各二极管起到正向导通反向截止的作用。

在该实施例中，可以通过多个开关的通断控制第一电容器1、第二电容器2以及第三电容器9串联或并联，例如，当系统电源有电时，使第一开关4、第三开关10为断开状态，第二开关5、第四开关11为闭合状态，此时第一电容器1、第二电容器2和第三电容器9并联连接，可以通过系统电源8向第一电容器1、第二电容器2、第三电容器9以及时钟电路3供电。当外电源断电时，使第一开关4、第三开关10为闭合状态，第二开关5、第四开关11为断开状态，此时第一电容器1、第二电容器2、第三电容器9串联连接，可以将串联连接的第一电容器1、第二电容器2、第三电容器9作为电源向时钟电路3供电，能够延长时钟电路的工作时间，保证时钟电路的工作可靠性，同时还能够避免经常更换电池。

本领域的技术人员应当理解，根据上述实施例，还可以扩展出更多个金电容，构成多金电容并联充电，串联放电的方式，当然，串联的金电容的数量也是有限制的，即串联起来的金电容的电压需要保证在时钟电路可承受的电压范围内。

在本发明的一个实施例中，可以通过电压检测电路来检测系统电源在上电还是掉电状态，如图3A所示，该系统时钟供电装置还可以包括电压检测电路310和控制电路320，其中，电压检测电路310与控制电路320连接，控制电路320与系统时钟供电装置中的开关连接；若该装置中包含两个电容器，则控制电路320与第一开关4和第二开关4连接；若该装置中包含三个电容器，则控制电路320与第一、第二、第三和第四开关连接；控制电路320还可以与时钟电路3的时钟芯片电连接。

其中，电压检测电路310包括稳压电路311、电阻分压电路312和电压比较器313。电压检测电路310与外部电源连接时，其中外部电源未示出，外部电源可以向稳压电路311和电阻分压电路312供电，稳压电路311和电阻分压电路312将输出的电压输入到电压比较器313。如图3B所示，稳压电路311可以为LM2576-12稳压芯片、电阻分压电路312可以包括电阻R1和电阻R2，稳压比较器313可以为LM339稳压比较器，控制电路320可以为主芯片。

例如，当外部电源为24V电压源时，一路输入到LM2576-12稳压芯片311，通过稳压芯片311输出稳定的12V电压；24V外部电源另外一路输入到电阻分压电路312，设置电阻R1和R2的值(例如R1＝10K，R2＝12K)，外部电源输入24V的时候分压输出大于12V，外部电源输入等于22V的时候，分压输出刚好是12V电压。将上面两路电压输入到LM339电压比较器313，电压比较器313的输出端直接连接到主芯片320，即将信号输出到主芯片320的I/O管脚。

以系统时钟供电装置中包含两个金电容为例，当24V外部电源供电正常时，电阻分压电路312的输出电压大于12V，而LM2576-12稳压芯片311的输出电压稳定为12V，此时输入到LM339电压比较器313的两路信号为正向输入电压小于反向输入电压，LM339电压比较器313的输出为低电平，主芯片320不会进入中断，不会对第一开关4和第二开关5做任何动作，默认第一开关4为断开状态、第二开关5为闭合状态。

外部电源掉电瞬间，会有一个短暂的降压过程，当电压值小于22V时电阻分压电路312输出电压会降到小于12V，而LM2576-12稳压芯片311输出电压稳定为12V，此时输入到LM339电压比较器313的两路信号为正向输入电压大于反向输入电压，LM339电压比较器313的输出为高电平，主芯片320会进入中断，中断中主芯320做的动作，一是通过I/O口对开关进行控制，使第一开关4闭合、第二开关5断开，从而使得两个金电容串联给时钟电路放电；二是主芯片320控制时钟芯片进入休眠模式，从而使得时钟芯片耗电量达到最低的省电状态。

本领域的技术人员应当理解，该实施例中外部电源为24V，电阻R1为10K，电阻R2为12K，以及稳压芯片输出的电压为12V仅是为了举例说明，本领域的技术人员可以根据实际应用设置不同的外部电源电压以及电阻分压电路中电阻的阻值。

在该实施例中，通过电压检测电路能够检测系统是上电状态还是掉电状态，并在系统掉电时，通过控制电路控制开关来实现电容器从并联状态切换到串联状态，从而使得时钟电路的运行时间更长，另外，在系统掉电时，还可以通过控制电路控制时钟电路的时钟芯片进入休眠状态，从而使得时钟芯片耗电量达到最低的省电状态，实现对时钟电路工作可靠性的提升。

在本发明的另一个实施例中，可以将电压检测电路输入的外部电源的电压经过电压转换芯片转换后出各种电压给电路板的各个单元电路供电，其中电压转换芯片转换出的某一个电压值(比如是5V)可以作为给金电容和时钟电路供电的电源。

在本发明的另一个实施例中，如图4所示，一种电器，包括时钟电路410和上述的系统时钟供电装置420，其中，系统时钟供电装置420已在上述实施例中进行了详细介绍，此处不再进一步阐释。该电器可以为工业触摸屏、显示板等可移动显示设备，即本发明可以延长工业触摸屏、显示板等可移动显示设备的系统时钟的工作时间，例如，可以延长空调触摸屏的系统时钟的工作时间，提高时钟电路的工作可靠性。

图5为本发明系统时钟供电方法的一个实施例的流程示意图。该系统时钟供电方法包括以下步骤：

在步骤510，系统上电时，通过系统电源向多个并联的电容器充电。其中，电容器可以为金电容。例如，如图1A或1B所示，若系统时钟供电装置中包括两个金电容，则在系统上电时，使两个金电容并联，比通过系统电源分别向两个金电容和时钟电路供电。当然，如果有三个或更多个金电容，则在系统上电时，使三个或更多个金电容并联连接。若系统电源的电压为5V，则各电容器和时钟电路的电压都为5V。

在步骤520，系统掉电时，使多个电容器串联连接，将串联的多个电容器作为电源向时钟电路放电。如图1A或1B所示，当系统掉电时，可以通过开关控制多个电容器串联连接，并将串联的金电容作为电源向时钟电路放电。若系统电源的电压为5V，则两个金电容串联后电压为10V，可以延长时钟电路的工作时间。

本领域的技术人员应当理解，为了使时钟电路正常工作，金电容不会是无限多个，多个金电容串联起来的电压应该在时钟电路可承受的电压范围内。

在该实施例中，在系统上电时，通过系统电源向多个并联的电容器充电；在系统掉电时，使多个电容器串联连接，将串联的多个电容器作为电源向时钟电路放电，能够延长时钟电路的工作时间。

图6为本发明系统时钟供电方法的另一个实施例的流程示意图。该系统时钟供电方法包括以下步骤：

在步骤610，外部电源分别通过稳压电路和电阻分压电路输出电压。

在步骤620，通过电压比较器比较稳压电路输出的电压是否大于电阻分压电路输出的电压，若大于则执行步骤630，否则执行步骤640。

在步骤630，控制电路进入中断，此时系统处于掉电状态。例如，外部电源掉电瞬间，会有一个短暂的降压过程，当电压值小于22V时电阻分压电路输出电压会降到小于12V，而稳压电路输出电压稳定为12V，此时输入到电压比较器的两路信号为正向输入电压大于反向输入电压，电压比较器的输出为高电平，控制电路会进入中断。

在步骤640，控制电路不会进入中断，多个金电容并联连接。例如，当24V外部电源供电正常时，电阻分压电路输出大于12V，而2稳压电路输出电压稳定为12V，此时输入到电压比较器的两路信号为正向输入电压小于反向输入电压，电压比较器的输出为低电平，控制电路不会进入中断。

在步骤650，控制电路通过中断控制开关使得多个金电容切换到串联状态。

在步骤660，串联的多个金电容作为电源向时钟电路放电。

如图1A所示，当系统电源有电时，使第一开关为断开状态、第二开关为闭合状态，此时第一电容器和第二电容器并联连接，可以通过系统电源向第一电容器、第二电容器以及时钟电路供电。当系统电源断电时，使第一开关为闭合状态、第二开关为断开状态，此时第一电容器和第二电容器串联连接，可以将串联连接的第一电容器和第二电容器作为电源向时钟电路供电。

在该实施例中，还可以包括步骤670，控制电路通过中断控制时钟电路的时钟芯片进入休眠模式，从而使得时钟芯片耗电量达到最低的省电状态。

在该实施例中，通过电压比较器比较稳压电路输出的电压是否大于电阻分压电路输出的电压，若稳压电路输出的电压大于电阻分压电路输出的电压，则确认系统掉电，控制电路通过中断控制开关的通断实现多个金电容从并联状态切换到串联状态，并且控制电路通过中断控制时钟电路的时钟芯片进入休眠模式，从而使得时钟芯片耗电量达到最低的省电状态。该实施例既能保证有足够的电量给时钟电路供电，又能够保证时钟电路的工作可靠性。

发明人经过试验证明，假设系统电源为5V，当系统掉电时，时钟电路的电压小于3V的时候就不能保证时钟芯片的工作了。若仅包含一个金电容，从5V降到3V所降的这2V才是金电容真正提供给时钟电路的电量。应用本发明的实现方式，系统上电时，金电容和时钟电路的电压都为5V的，系统掉电时，串联的金电容电压为10V，给时钟电路提供的电量就是10V降到3V的这7V了，7V是2V的3.5倍，因此，本发明能够大大延长时钟电路的工作时间。

至此，已经详细描述了本发明。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

可能以许多方式来实现本发明的方法以及装置。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法以及装置。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (13)

1.一种系统时钟供电装置，用于为时钟电路供电，其特征在于，包括第一电容器、第二电容器、第一开关、第二开关、第一二极管和第二二极管；

所述第一电容器与所述第二电容器通过所述第一开关连接；

所述第一电容器的第一端与系统电源的第一端连接，所述第一电容器的第二端与所述系统电源的第二端通过所述第一二极管连接；

所述第二电容器的第一端与所述系统电源的第一端通过所述第二开关连接，所述第二电容器的第二端与所述系统电源的第二端通过所述第二二极管连接；

所述时钟电路的第一端与所述系统电源的第一端连接，所述时钟电路的第二端与所述第二电容器的第二端连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括电压检测电路和控制电路；

所述电压检测电路与所述控制电路连接；

所述控制电路与所述第一开关和所述第二开关连接。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述电压检测电路还包括稳压电路、电阻分压电路和电压比较器；

所述稳压电路和所述电阻分压电路分别与所述电压比较器连接；

所述电压比较器与所述控制电路连接。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述控制电路与所述时钟电路的时钟芯片电连接。

5.根据权利要求1-4任一所述的装置，其特征在于，所述第一电容器与所述第二电容器为金电容。

6.根据权利要求2-4任一所述的装置，其特征在于，还包括第三电容器、第三开关、第四开关和第三二极管；

所述第二电容器与所述第三电容器通过所述第三开关连接；

所述第三电容器的第一端与所述系统电源的第一端通过所述第四开关连接，所述第三电容器的第二端与所述系统电源的第二端通过所述第三二极管连接；

所述时钟电路的第二端与所述第三电容器的第二端连接。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制电路与所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关以及所述第四开关连接。

8.一种电器，包括时钟电路，其特征在于，还包括如权利要求1－7中任意一项所述的系统时钟供电装置。

9.一种系统时钟供电方法，其特征在于，包括：

系统上电时，通过系统电源向多个并联的电容器充电；

系统掉电时，使多个所述电容器串联连接，将串联的多个所述电容器作为电源向时钟电路放电。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：

比较稳压电路输出的电压是否大于电阻分压电路输出的电压；

若所述稳压电路输出的电压大于所述电阻分压电路输出的电压，则确定所述系统掉电。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，通过开关控制多个所述电容器串联或并联连接。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述系统掉电时，使多个所述电容器串联连接包括：

所述系统掉电时，控制电路通过中断控制所述开关使得多个所述电容器串联连接。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括：

所述系统掉电时，所述控制电路通过中断控制所述时钟电路的时钟芯片进入休眠模式。