CN107887937A - 智能型控制断电的电路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能型控制断电的电路及方法，设置在一穿戴装置上，所述的智能型控制断电的电路包括：一电源调节装置、一第一控制电路以及一第二控制电路。所述电源调节装置包括有一电源输入端、一电源输出端及一使能端；所述电源输入端耦接于穿戴装置的一电池组，所述使能端耦接于第一以及第二控制电路。其中穿戴装置在出厂预备运送之前，一操作者送出一关闭指令至第一控制电路以关闭所述穿戴装置的电源供应，之后再执行运送。一用户取得所述穿戴装置后，启动所述第二控制电路，使穿戴装置的电源供应被唤醒，不仅可以减少不必要的电源消耗，并且可以延长电池使用时间。

Description

智能型控制断电的电路及方法

技术领域

本发明涉及一种智能型控制断电的电路及方法，特别涉及一种运用在穿戴装置上，且穿戴装置在出厂前将电池的供电加以断电的智能型控制断电的电路及方法。

背景技术

目前现有穿戴式装置在电源管理上并没有一个有效的断电(Power cut off)机制，在出货前只会进入待机模式(Idle mode)或是睡眠模式(Sleep mode)，如此一来，产品经过较长时间的仓储或运送时间会造成电池电量耗竭，因此用户拿到产品时就无法立即开机使用产品。

传统作法在产品出货前将系统进入待机模式或是睡眠模式，主要是让周边集成电路(Peripheral IC)与主控制器(Main controller)进入睡眠模式，或是将周边IC与主控制器的工作频率尽量降低，以达到省电的效果，但是不管是待机模式或是降低周边IC与主控制器的工作频率还是会对电池产生一定的电量消耗，而且如何让所有的IC顺利地进入待机模式或是睡眠模式，对于软件调校来说也是一大挑战。

一般的穿戴式装置系统并没有电源控制电路，所使用的做法大多是单纯的将电源调节器(Power regulator)的使能引脚(Enable pin)连接到电池电源(V_BATTERY)，因此只要当电池电源大于电源调节器的启动电压时，该电源调节器就会立即运行，一直要等到电池电源低于该IC的启动电压时才会停止运行，而在电源调节器运行时，系统电源(V_SYSTEM)就会供给电力给后端的系统IC，如此一来后端系统IC要省电只能降低运行频率或是进入休眠模式的方式来实现。不容易达到省电的作用。

发明内容

本发明公开了一种智能型控制断电的电路，设置在一穿戴装置上。所述的智能型控制断电的电路包括：一电源调节装置，包括有一电源输入端、一电源输出端及一使能端；所述电源输入端耦接于所述穿戴装置的一电池组。一第一控制电路，接收一控制信号，并耦接于所述使能端；一第二控制电路，接收一充电信号，并耦接于所述电源调节装置的使能端以及电源输入端。所述穿戴装置在出厂预备运送之前，一操作者送出一关闭指令至所述的第一控制电路以关闭所述穿戴装置的电源供应，之后再执行运送；一使用者取得所述穿戴装置后，启动所述第二控制电路，使穿戴装置的电源供应被唤醒。

优选地，所述第一控制电路包括有一第一开关，有一控制端经由一第一电阻的连接而耦接有一控制信号，所述第一开关的另一端耦接于所述电源调节装置的使能端；其中，当所述控制信号为一关闭指令时，所述第一开关开启，使所述电源调节装置不被使能，即关闭电源输出。

优选地，所述第二控制电路包括有一第二开关，有一控制端经由一第二电阻的连接而耦接有一充电信号；所述第二开关的另一端耦接于所述电源调节装置的电源输入端；所述第二开关的又另一端经由一第三电阻的连接而耦接于所述使能端；其中，当所述使用者对所述穿戴装置进行充电时，所述充电信号被启动，使所述第二开关被开启，再使所述电源调节装置被使能，提供电源输出。

优选地，所述的智能型控制断电的电路还包括一第三控制电路，耦接于所述电源调节装置的使能端及电源输入端；其中，所述使用者取得所述穿戴装置后，按压所述第三控制电路或执行充电以启动所述第二控制电路，使穿戴装置的电源供应被唤醒。

优选地，所述第三控制电路包括有一第三开关，所述第三开关的一端耦接于所述电源调节装置的电源输入端，另一端耦接于所述的使能端；一第四开关，所述第四开关的一端耦接于所述的使能端，另一端接地；一按压开关，一端耦接于所述第三开关的一控制端，另一端耦接于所述第四开关的一控制端。

优选地，当所述使用者按压所述按压开关时，所述第三开关被开启，使所述电源调节装置被使能，提供电源输出。

优选地，当所述使用者长时间按压所述按压开关时，所述第四开关被开启，使所述电源调节装置不被使能，关闭电源输出。

优选地，所述的智能型控制断电的电路包括有一低电压检测电路，所述低电压检测电路的一端耦接于所述的电源输入端，另一端耦接于所述的使能端；当所述电池组的电池电压过低时，使所述电源调节装置不被使能，关闭电源输出。

本发明公开了一种智能型控制断电的方法，运用于一种智能型控制断电的电路中，其特征在于，所述智能型控制断电的方法包括有下列步骤：穿戴装置预备运送；操作者送出一关闭指令至所述的穿戴装置；一微控制单元接收所述关闭指令后发出一控制信号以开启第一控制电路的第一开关；当所述穿戴装置的电源关闭后，执行包装与运送；使用者取得穿戴装置；判断所述穿戴装置是否设有一按压开关；当所述穿戴装置设有所述按压开关，则按压所述按压开关以启动一第三控制电路；当所述穿戴装置没有设有所述按压开关，则对所述穿戴装置充电以启动所述第二控制电路；判断所述穿戴装置的电池电压是否高于一门限值；当所述电池电压低于门限值，则对穿戴装置执行充电；当所述电池电压高于门限值，则所述穿戴装置被唤醒。

优选地，当穿戴装置于充电时，所述使用者送出一关闭指令至所述穿戴装置，所述微控制单元接收所述关闭指令，开启第一控制电路的第一开关，并在所述穿戴装置关闭后，所述穿戴装置会再次被唤醒。

优选地，当穿戴装置于关闭电源的状态时，使用者按压第三控制电路的按压开关，穿戴装置被唤醒，接着判断所述按压开关是否持续被按压；若持续被按压，则第三控制电路的第四开关开启，将所述穿戴装置关闭；若无持续被按压，则第三控制电路的第三开关关闭，所述穿戴装置则保持电源开启。

附图说明

图1为本发明实施例的电路模块图；

图2为本发明实施例的电路图；

图3为本发明实施例的预备运送流程图；

图4为本发明实施例的穿戴装置唤醒流程图；

图5为本发明实施例的充电中发生异常状态的流程图；

图6为本发明实施例的按压开关持续被按压时的动作流程图。

具体实施方式

本发明专利涉及一种运用于穿戴式产品的电源控制回路，在产品长时间不运行时提供断电的机制，达到省电的效果，并且在不改变使用者原本的使用习惯之下，可轻易地唤醒系统。

图1的电路中包括有：一电源调节装置1、一电池组5、一第一控制电路10、一第二控制电路20、一第三控制电路30以及一低电压检测电路40，图1所公开的电路图设置在穿戴装置上，且电池组5是指设在所述穿戴装置中的一般电池组5。所述的电源调节装置1包括有一电源输入端a、一电源输出端b及一使能端c。所述电源输入端a耦接于电池组5，是一电池的电源输入端a，图2显示电源输入端a为一电池电压VB，也就是电池组5的输出电池电压(battery voltage)。所述的电源输出端b是一系统电压VSYS，是所述穿戴装置本身的系统电压(system voltage)。所述的使能端c作为电源调节装置1使能(enable)的作用。

图1中第一控制电路10接收一控制信号，并耦接于所述使能端c；第二控制电路20接收一充电信号，并耦接于所述电源调节装置1的使能端c以及电源输入端a；第三控制电路30耦接于所述电源调节装置1的使能端c以及电源输入端a。图1所公开的智能型控制断电的电路是当穿戴装置在尚未出厂，预备运送之前，由一工厂的操作者送出一关闭指令至第一控制电路10以关闭所述穿戴装置的电源供应，之后再执行运送。于运送出货之后，由一使用者取得所述穿戴装置，可按压第三控制电路30，或者是用户执行充电，此充电动作会启动第二控制电路20，这两种动作皆会使穿戴装置的电源供应被唤醒。此外，所述的控制信号是以软件的方式所驱动产生。所述的充电信号是当用户针对穿戴装置进行充电时即会产生。

图1中包括有一低电压检测电路40，其中低电压检测电路40的一端耦接于所述的电源输入端a，另一端耦接于所述的使能端c。当所述电池组5的电池电压过低时，低电压检测电路40会使所述电源调节装置1不被使能，此时会关闭电源输出，可以确保产品不会因为过低的电池电压造成系统异常或不稳定，亦可于电池电压过低时主动将使能引脚信号拉低，以保护电池避免过电池过度放电。

图2是进一步公开本发明的电路组件，其中第一控制电路10包括有一第一开关Q1，有一控制端经由一第一电阻R1的连接而耦接有一控制信号，所述第一开关Q1的另一端耦接于所述电源调节装置1的使能端c。其中，当所述控制信号为一关闭指令时，所述第一开关Q1开启(turn on)，使所述电源调节装置1不会被使能(not enable)，即关闭穿戴装置内部系统的电源输出。于实际电路运用时，第一开关Q1为一MOS晶体管，举例为一NMOS晶体管，则第一开关Q1的栅极端是所述的控制端耦接第一电阻R1，第一开关Q1的漏极端耦接至使能端c，第一开关Q1的源极端则接地。第一控制电路10还包括有一第一电容C1，耦接在第一开关Q1的栅极端与接地之间。

第二控制电路20中包括有一第二开关Q2，第二开关Q2有一控制端经由一第二电阻R2的连接而耦接有一充电信号；所述第二开关Q2的另一端耦接于所述电源调节装置1的电源输入端a，即耦接电池电压VB；所述第二开关Q2的又另一端经由一第三电阻R3的连接而耦接于所述使能端c。其中，当用户取得穿戴装置而对所述穿戴装置进行充电时，所述充电信号会被启动，使所述第二开关Q2被开启(turn on)，再使所述电源调节装置1被使能(enable)，提供电源输出给穿戴装置。于实际电路运用时，第二开关Q2为一MOS晶体管，举例为一PMOS晶体管，则第二开关Q2的栅极端是所述的控制端耦接第二电阻R2，第二开关Q2的源极端耦接于电源输入端a，即耦接于电池电压VB，第二开关Q2的漏极端先耦接第三电阻R3，第三电阻R3的另一端再耦接至使能端c。第二控制电路20还包括有一第二电容C2，耦接于第二开关Q2的栅极端与接地之间。

本发明的电路组件进一步包括有一第一二极管D1以及一第四电阻R4，所述第一二极管D1的阴极端耦接所述第二控制电路20的第三电阻R3的另一端以及所述使能端c，所述第一二极管D1的阳极端耦接所述第四电阻R4，第四电阻R4的另一端耦接系统电压VSYS。所述第一二极管D1以及所述第四电阻R4的作用在于使所述电源调节装置1被使能(enable)后，持续提供电源输出给穿戴装置。

第三控制电路30包括有一第三开关Q3、一第四开关Q4、一按压开关SW。所述第三开关Q3实际电路运用时，为一PMOS晶体管，第三开关Q3的一端(源极端)耦接于所述电源调节装置1的电源输入端a，即耦接电池电压VB。第三开关Q3另一端(漏极端)耦接于所述的使能端c，其中还包括第三开关Q3的漏极端先耦接一第七电阻R7，第七电阻R7的另一端再耦接于使能端c。所述第四开关Q4实际电路运用时，为一NMOS晶体管，第四开关Q4的一端(漏极端)耦接于所述的使能端c，另一端(源极端)则接地。所述按压开关SW有两端，一端耦接于所述第三开关Q3的一控制端(即栅极端)，另一端耦接于所述第四开关的一控制端(即栅极端)。

第三控制电路30的作用是当所述使用者按压所述按压开关SW时，所述第三开关Q3被开启，使所述电源调节装置1被使能(enable)，提供电源输出。另当使用者长时间按压所述按压开关SW时，所述第四开关Q4被开启，使所述电源调节装置1不被使能(not enable)，关闭电源输出。第三控制电路30中还包括有一第六电阻R6、一第八电阻R8以及一第三电容C3，各组件耦接如图2中所示。

图2中，所述的电源调节装置1于实际电路运用时，为一集成电路(IC)，是穿戴装置的主要电源调节器，设有四个引脚：一输入电压VIN、一输出电压VOUT、一EN使能以及一接地GND。输入电压VIN引脚耦接电池电压VB，输出电压VOUT引脚为系统电压VSYS，所述的使能EN引脚，也就是使能端c，还包括耦接有一第五电阻R5，第五电阻R5的另一端再接地。所述低电压检测电路40实际运用时为一集成电路(IC)，为一电压比较器(voltage comparator)的集成电路，设有三个引脚：一电压输入VDD、一输出OUT以及一接地GND。电压输入VDD为耦接电池电压VB，输出OUT耦接使能端c。

图3为穿戴装置出厂前预备运送的关闭电源方法流程图，步骤包括有：步骤S30穿戴装置预备运送，此步骤表示本发明图3的方法是在穿戴装置出厂前就执行。接着步骤S32，由一操作者送出一关闭指令至所述的穿戴装置，此操作者可以是工厂内部的从业人员，可以是品管人员、稽核人员或是研发人员；所述的送出一关闭指令，是以软件方式设定送出一关闭指令至所述的穿戴装置中。之后进行步骤S34，一微控制单元接收所述关闭指令，开启第一控制电路10的第一开关Q1；所述的为控制单元是指穿戴装置中本身的微控制单元。接着，步骤S36，判断所述穿戴装置是否关闭？即判断穿戴装置中的电源调节装置1的电源输出端是否关闭，即电源调节装置1是否不被使能。若是，则进入步骤S38，执行所述穿戴装置的包装与运送；若否，则回到步骤S32。

图4为用户取得穿戴装置后的使用方法，包括有步骤S40，用户取得穿戴装置，表示图4的方法步骤是在使用者购买或是拿到了穿戴装置后所进行的步骤。接着，步骤S41，判断穿戴装置是否设有按压开关。若是，则进行步骤S42，按压按压开关以启动第三控制电路30，若否，则进行步骤S43，对穿戴装置充电以启动第二控制电路20；接着进行步骤S44，判断电池电压是否高于一门限值？即判断穿戴装置的电池电压是否高于一默认的门限值。若是，则进行步骤S45，穿戴装置被唤醒，若否，则进行步骤S43。

图5为本发明实施例在充电中发生异常的状况，包括步骤S50，穿戴装置于充电中；接着步骤S52，用户送出一关闭指令至所述穿戴装置；之后步骤S54，一微控制单元接收所述关闭指令，开启第一控制电路10的第一开关Q1，其中微控制单元是穿戴装置中本身所设置的微控制单元。再进行步骤S56，所述穿戴装置关闭后，会立刻再次被唤醒。

图6为本发明实施例，长时间按压所述按压开关SW的处理流程图，包括有步骤S60穿戴装置于关闭电源的状态；再进行步骤S61，使用者按压第三控制电路30的按压开关SW使第三开关Q3开启；接着步骤S62，所述穿戴装置被唤醒。之后，进行步骤S63判断所述按压开关SW是否持续被按压？若是，则进行步骤S64，第三控制电路30的第四开关Q4开启，将所述穿戴装置关闭，即电源关闭；若否，则进行步骤S65，将第三控制电路30的第三开关Q3关闭，所述穿戴装置则保持电源开启，即电源持续供应。

经由上述配合图示说明本发明智能型控制断电电路及方法，是一种智能型可执行远程控制断电回路，可以在工厂出货时通过软件驱动等方式将系统主电源关闭，减少不必要的电源消耗，而用户只要在拿到产品时，通过外部的按钮启动产品或是放置产品于充电配件(Charge cradle)上充电即可唤醒系统并启动主电源让系统开机，进而延长电池使用时间。此电路亦可整合电压检测IC，在电池电压过低时强制关闭穿戴装置系统的主电源，并且需充电超过设定的电压门限值时系统才会开机，确保产品不会因为过低的电池电压造成系统异常或不稳定，亦可于电池电压过低时切断供电，以保护电池避免穿戴装置的电池过度放电。

综上所述，本发明通过配备第一控制电路10、第二控制电路20以及第三控制电路30，提供一个运用于穿戴式产品的电源控制回路，在产品长时间不运行时提供断电机制，达到省电的效果，并且在不改变使用者原本的使用习惯之下，可轻易地唤醒系统。显见本发明案具备申请专利的要件。然，本发明说明内容所述，仅为较佳实施例的举例说明，当不能以之限定本发明所保护的范围，任何局部变动、修正或增加的技术，仍不脱离本发明所保护的范围中。

Claims (11)

1.一种智能型控制断电的电路，设置在一穿戴装置上，其特征在于，智能型控制断电的电路包括：

一电源调节装置，包括有一电源输入端、一电源输出端及一使能端；所述电源输入端耦接于所述穿戴装置的一电池组；

一第一控制电路，接收一控制信号，并耦接于所述使能端；

一第二控制电路，接收一充电信号，并耦接于所述电源调节装置的使能端以及电源输入端；

其中所述穿戴装置在出厂预备运送之前，一操作者送出一关闭指令至所述的第一控制电路以关闭所述穿戴装置的电源供应，之后再执行运送；一使用者取得所述穿戴装置后，启动所述第二控制电路，使穿戴装置的电源供应被唤醒。

2.如权利要求1所述的智能型控制断电的电路，其特征在于，所述第一控制电路包括有：

一第一开关，有一控制端经由一第一电阻的连接而耦接有一控制信号，所述第一开关的另一端耦接于所述电源调节装置的使能端；

其中，当所述控制信号为一关闭指令时，所述第一开关开启，使所述电源调节装置不被使能，即关闭电源输出。

3.如权利要求1所述的智能型控制断电的电路，其特征在于，所述第二控制电路包括有：

一第二开关，有一控制端经由一第二电阻的连接而耦接有一充电信号；所述第二开关的另一端耦接于所述电源调节装置的电源输入端；所述第二开关的又另一端经由一第三电阻的连接而耦接于所述使能端；

其中，当所述使用者对所述穿戴装置进行充电时，所述充电信号被启动，使所述第二开关被开启，再使所述电源调节装置被使能，提供电源输出。

4.如权利要求1所述的智能型控制断电的电路，其特征在于，还包括：

一第三控制电路，耦接于所述电源调节装置的使能端及电源输入端；

其中，所述使用者取得所述穿戴装置后，按压所述第三控制电路或执行充电以启动所述第二控制电路，使穿戴装置的电源供应被唤醒。

5.如权利要求4所述的智能型控制断电的电路，其特征在于，所述第三控制电路包括有：

一第三开关，所述第三开关的一端耦接于所述电源调节装置的电源输入端，另一端耦接于所述的使能端；

一第四开关，所述第四开关的一端耦接于所述的使能端，另一端接地；

一按压开关，一端耦接于所述第三开关的一控制端，另一端耦接于所述第四开关的一控制端。

6.如权利要求1所述的智能型控制断电的电路，其特征在于，包括有一低电压检测电路，所述低电压检测电路的一端耦接于所述的电源输入端，另一端耦接于所述的使能端；当所述电池组的电池电压过低时，使所述电源调节装置不被使能，关闭电源输出。

7.如权利要求5所述的智能型控制断电的电路，其特征在于，当所述使用者按压所述按压开关时，所述第三开关被开启，使所述电源调节装置被使能，提供电源输出。

8.如权利要求5所述的智能型控制断电的电路，其特征在于，当所述使用者长时间按压所述按压开关时，所述第四开关被开启，使所述电源调节装置不被使能，关闭电源输出。

9.一种智能型控制断电的方法，运用于如权利要求1所述的智能型控制断电的电路中，其特征在于，所述智能型控制断电的方法包括有下列步骤：

穿戴装置预备运送；

操作者送出一关闭指令至所述的穿戴装置；

一微控制单元接收所述关闭指令，开启第一控制电路的第一开关；

当所述穿戴装置的电源关闭后，执行包装与运送；

使用者取得穿戴装置；

判断所述穿戴装置是否设有一按压开关；当所述穿戴装置设有所述按压开关，则按压所述按压开关以启动一第三控制电路；当所述穿戴装置没有设有所述按压开关，则对所述穿戴装置充电以启动所述第三控制电路；

判断所述穿戴装置的电池电压是否高于一门限值；当所述电池电压低于门限值，则对穿戴装置执行充电；

当所述电池电压高于门限值，则所述穿戴装置被唤醒。

10.如权利要求9所述的智能型控制断电的方法，其特征在于，当穿戴装置于充电时，所述使用者送出一关闭指令至所述穿戴装置，所述微控制单元接收所述关闭指令，开启第一控制电路的第一开关，并在所述穿戴装置关闭后，所述穿戴装置会再次被唤醒。

11.如权利要求9所述的智能型控制断电的方法，其特征在于，当穿戴装置于关闭电源的状态时，使用者按压第三控制电路的按压开关，穿戴装置被唤醒，接着判断所述按压开关是否持续被按压；若持续被按压，则第三控制电路的第四开关开启，将所述穿戴装置关闭；若无持续被按压，则第三控制电路的第三开关关闭，所述穿戴装置则保持电源开启。