CN107994891A - 一种延时关机电路和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种延时关机电路和电子设备，延时关机电路包括电池、处理器、第一开关、延时模块、旋钮开关和开关检测模块；电池和处理器通过所述第一开关连接，延时模块分别与第一开关和旋钮开关连接，旋钮开关分别与电池和延时模块连接，开关检测模块分别与旋钮开关和处理器连接，本发明实实施例，可以通过延时模块延迟第一开关的截止，同时开关检测模块检测到旋钮开关的关机操作后，将该关机操作信息发送至处理器，处理器可以在第一开关延时截止的时间内进行备份、复位等关机处理操作，避免了突发断电无法备份和复位等问题，使得系统可以及时备份和复位，并且避免了突发断电对电子器件的冲击影响，保证了电子器件的可靠性和寿命。

Description

一种延时关机电路和电子设备
技术领域
本发明涉及电子电路技术领域，特别是涉及一种延时关机电路和电子设备。
背景技术
随着电子技术的发展，电子设备在人们日常生活中越来越普及，尤其是使用单片机进行控制的小系统电子设备，例如智能儿童手表、学习机等应用更为广泛。
在小系统电子设备中，电源开关设计的传统做法是直接利用开关管或者机械开关控制电池与处理器的供电回路，达到开关机作用，现有的电源开关机设计，直接利用开关管或者机械开关切断电源，电源切断迅速，这就造成系统没有足够的时间来进行备份或者复位，在下次开机时需要更长时间的自检，并且电源切断过快，处理器和内存等经过突发断电的冲击影响，可靠性和寿命均会受到不同程度的影响，使得电子设备的相关电子器件寿命缩短。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种延时关机电路和电子设备。
本发明提供了一种延时关机电路，包括电池、处理器、第一开关、延时模块、旋钮开关和开关检测模块；
所述电池和所述处理器通过所述第一开关连接，所述第一开关导通或者截止时，所述电池向所述处理器供电或者停止供电；
所述延时模块分别与所述第一开关和所述旋钮开关连接，用于当所述旋钮开关进行开机或者关机操作时，控制所述第一开关导通或者延时截止；
所述旋钮开关分别与所述电池和所述延时模块连接，用于进行开机或者关机操作；
所述开关检测模块分别与所述旋钮开关和所述处理器连接，用于在检测到所述旋钮开关进行关机操作时，生成关机操作信息并发送至所述处理器，所述处理器执行关机处理操作。
可选地，还包括第二开关和电源接口；
所述电源接口分别与所述第二开关连接和所述处理器连接，所述第二开关分别与所述第一开关和所述处理器连接，用于在所述电源接口连接外部电源时，控制所述第二开关截止，由所述外部电源为所述处理器供电，或者，在所述电源接口未连接所述外部电源时，控制所述第二开关导通，由所述电池通过所述第一开关、第二开关为所述处理器供电。
可选地，还包括电压检测模块，
所述电压检测模块与所述第一开关和所述第二开关的公共节点连接，用于在所述第一开关导通时，检测所述电池的电压值；
所述电压检测模块还与所述处理器连接，用于在所述电池的电压值低于阈值时，将所述电压值发送至所述处理器，所述处理器执行关机处理操作。
可选地，所述第一开关包括第一PMOS管，所述第一PMOS管的源极与所述电池连接，所述第一PMOS管的栅极通过第一电阻R7与所述延时模块连接，通过第二电阻R9与所述电池连接；
所述第二开关包括第二PMOS管，所述第二PMOS管的源极与所述处理器连接，所述第二PMOS管的栅极与所述电源接口连接，所述第二PMOS管的漏极与所述第一PMOS管的漏极连接。
可选地，所述延时模块包括三级管、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一二极管和第一电容；
所述第一电容一端与所述旋钮开关连接，另一端通过所述第五电阻接地，所述第一电容与所述第五电阻的公共节点与所述第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极通过所述第四电阻与所述三级管的基极连接，所述三极管的发射极接地，所述三级管的集电极与所述第一电阻连接，所述第四电阻与所述三极管的公共节点通过所述第三电阻接地。
可选地，所述开关检测模块包括第六电阻、第七电阻和开关检测输出端，所述第六电阻的一端与所述旋钮开关连接，另一端通过所述第七电阻接地，所述第六电阻和所述第七电阻的公共节点与所述开关检测输出端连接，所述开关检测输出端与所述处理器连接。
可选地，所述电源接口通过第二二极管与所述处理器连接，所述第一PMOS管的漏极和所述第二PMOS管的漏极的公共节点通过并联的第二电容和第三电容接地。
可选地，所述电压检测模块包括第八电阻、第九电阻、第四电容和电压检测输出端口，
所述第九电阻与所述第四电容并联，并且并联的一端接地，并联的另一端通过第八电阻与所述第一PMOS管的漏极连接。
可选地，所述旋钮开关一端与所述电池连接，另一端分别与所述延时模块的第一电容和所述开关检测模块的第六电阻连接。
本发明提供了一种电子设备，所述电子设备包括本发明实施例提供的任一项所述的延时关机电路。
本发明实施例的延时关机电路，在通过旋钮开关进行关机操作后，可以通过延时模块延迟第一开关的截止，同时开关检测模块检测到旋钮开关的关机操作后，将该关机操作信息发送至处理器，处理器可以在第一开关延时截止的时间内进行备份、复位等关机处理操作，避免了突发断电无法备份和复位等问题，使得系统可以及时备份和复位，并且避免了突发断电对电子器件的冲击影响，保证了电子器件的可靠性和寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明的一种延时关机电路的实施例的模块示意图；
图2示出了本发明的一种延时关机电路的优选实施例的模块示意图；
图3示出了本发明的一种延时关机电路的另一优选实施例的模块示意图；
图4示出了本发明实施例的一种延时关机电路的电路原理图；
图5示出了本发明实施例的一种延时关机电路的旋钮开关的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1是本发明实施例的一种延时关机的模块示意图。
如图1所示，本发明实施例的一种延时关机电路，包括电池1、处理器2、第一开关3、延时模块4、旋钮开关5和开关检测模块6。
电池1和处理器2通过第一开关3连接，第一开关3导通或者截止时，电池1向处理器2供电或者停止供电。
本发明实施例中，第一开关3可以是电子开关，例如可以是MOS管(金氧半场效晶体管，Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)，例如可以是PMOS管或者NMOS管。MOS管可以通过栅极的电压驱动MOS管导通或者截止以实现开关的功能。
旋钮开关5分别与电池1和延时模块4连接，用于进行开机或者关机操作，在实际应用中，旋钮开关5可以有多个引脚，其中一个引脚可以与电池1连接，其它引脚连接其它模块，以通过旋钮开关5的操作为其它模块供电或者断电，例如旋钮开关5可以与延时模块4连接，以通过电池1为延时模块4供电，从而驱动第一开关3导通或者截止。
延时模块4分别与第一开关3和旋钮开关5连接，用于当旋钮开关5进行开机或者关机操作时，控制第一开关3导通或者延时截止。
本发明实施例中，延时模块4可以是一具有延时关闭第一开关3的电路，比如，延时模块4可以在旋钮开关5处于关机操作时，延时模块4能够在一段时间内向第一开关3提供高电平或者低电平。在旋钮开关5为开机操作时，延时模块4驱动第一开关3导通，在旋钮开关5为关机操作时，延时模块4驱动第一开关3延时截止。
开关检测模块6分别与旋钮开关5和处理器2连接，开关检测模块6可以是与旋钮开关5连接的电压检测电路，例如在旋钮开关5处于开机操作时，可以检测到高电平，在旋钮开关5处于关机操作时，可以检测到低电平，以此生成开机或者关机操作信息并发送至处理器2，使得处理器2在关机前执行备份、复位等关机处理操作。
本发明实施例的延时关机电路，在通过旋钮开关进行关机操作后，可以通过延时模块延迟第一开关的截止，同时开关检测模块检测到旋钮开关的关机操作后，将该关机操作信息发送至处理器，处理器可以在第一开关延时截止的时间内进行备份、复位等关机处理操作，避免了突发断电无法备份和复位等问题，使得系统可以及时备份和复位，并且避免了突发断电对电子器件的冲击影响，保证了电子器件的可靠性和寿命。
如图2所示，在本发明的一种优选实施例中，延时关机电路还包括第二开关8和电源接口7。
在本优选实施例中，电源接口7可以是电子设备直接使用外接电源给电子设备供电的接口，例如可以是USB接口等。
电源接口7分别与第二开关8连接和处理器2连接，第二开关8分别与第一开关3和处理器2连接。
本发明实施例中，电源接口7连接外部电源时，控制第二开关8截止，由外部电源为处理器2供电，或者，在电源接口7未连接外部电源时，控制第二开关8导通，由电池1通过第一开关3、第二开关8为处理器2供电。
本优选实施例中，设置有电源接口，可以在电池电压或者电量不足时，通过外部电源为处理器供电，可以灵活地为电子设备供电，避免了电池电压或者电量不足时，电子设备无法工作的问题。
如图3所示，在本发明的另一优选实施例中，延时关机电路还包括电压检测模块9。
在本优选实施例中，电压检测模块9与第一开关3和第二开关8的公共节点连接，即电压检测模块9位于第一开关3和第二开关8之间，用于在第一开关3导通时，检测与第一开关3连接的电池1的电压值，电压检测模块9还与处理器2连接，在检测到电池1电压值低于阈值时将电压值发送至处理器2，处理器2执行关机处理操作。
本优选实施例中，延时关机电路包括电压检测模块，可以在电池电压或者电量不足时，提示处理器进行备份、复位等关机处理操作，避免了电池电压或者电量不足突然断电，电子设备无法进行备份、复位等关机处理操作的问题。
如图4为本发明实施例的一种延时关机电路的原理图。
如图4所示，第一开关3包括第一PMOS管Q7，第一PMOS管Q7的源极S与电池1连接，第一PMOS管Q7的栅极G通过第一电阻R7与延时模块4连接，通过第二电阻R9与电池1连接。
第二开关7包括第二PMOS管Q1，第二PMOS管Q1的源极S与处理器2连接，第二PMOS管Q1的栅极G与电源接口8连接，第二PMOS管Q1的漏极D与第一PMOS管Q7的漏极D连接。
延时模块4包括三级管Q6、第三电阻R6、第四电阻R5、第五电阻R2、第一二极管D7和第一电容C3；
第一电容C3一端与旋钮开关5连接，另一端通过第五电阻R2接地，第一电容C3与第五电阻R2的公共节点与第一二极管D7的正极连接，第一二极管D7的负极通过第四电阻R5与三级管Q6的基极连接，三极管Q6的发射极接地，三级管Q6的集电极与第一电阻R7连接，第四电阻R5与三极管Q6的基极的公共节点通过第三电阻R6接地。
开关检测模块6包括第六电阻R1、第七电阻R4和开关检测输出端(SW_DATECT)，第六电阻R1的一端与旋钮开关5(图未示，图中PWON连接旋钮开关5)连接，另一端通过第七电阻R4接地，第六电阻R1和第七电阻R4的公共节点与开关检测输出端(SW_DATECT)连接，开关检测输出端(SW_DATECT)与处理器2连接。
电源接口8通过第二二极管D1与处理器2连接，第一PMOS管Q7的漏极D和第二PMOS管Q1的漏极D的公共节点通过并联的第二电容C1和第三电容C4接地。
电压检测模块9包括第八电阻R3、第九电阻R8、第四电容C7和电压检测输出端口(VBAT_MON)。
第九电阻R8与第四电容C7并联，并且并联的一端接地，并联的另一端通过第八电阻R3与第一PMOS管Q7的漏极D连接。
如图5所示，旋钮开关5一端与电池1连接(V_BAT引脚连接电池1)，另一端(PWON)分别与延时模块4的第一电容C3和开关检测模块6的第六电阻R1连接。
以下结合图4简要说明延时关机电路的工作原理：
在开机时，如图4所示，由于第一开关3的第一PMOS管Q7和第二开关7的第二PMOS管Q1是低电平导通，高电平截止(高电平和低电平相对于导通电压而言)，开始时，由于电源接口8空置，即未连接外部电源，第二PMOS管Q1的栅极G处于低电平，第二PMOS管Q1导通，而第一开关3的第一PMOS管的栅极G通过第二电阻R9与电池1连接，通过第一电阻R7与三极管Q6的集电极连接，因为开始时，三极管Q6是截止的，因此第一PMOS管的栅极G通过第二电阻R9从电池1处获得高电平，所以第一PMOS管截止。当旋钮开关5处于开机操作时，PWON端连接电池1，则电池1给第一电容C3充电，第一二极管D7的正极通过第五电阻R2接地，且与第一电容C3连接，使得三极管Q6的基极处于高电平，三极管Q6导通，通过第一电阻R7将第一PMOS管Q7的栅极G的电平拉低接地，第一PMOS管Q7导通，电池1通过第一PMOS管Q7和第二PMOS管Q1对处理器2供电。
在关机时，旋钮开关5处于关机操作，开关检测模块6检测到电压变化，生成关机操作信息发送至处理器2，例如可以是发送电压信号至处理器2，处理器2可以将该电压信号与预设的基准电压比较，得知旋钮开关5处于关机操作，处理器2开始进行备份、复位等关机处理操作，同时由于PWON端与电池1断开连接，第一电容C3放电，通过第一二极管D7继续维持三极管Q6的基极处于高电平，三极管Q6持续导通，从而使得第一PMOS管Q7的栅极G处于低电平，使得第一PMOS管Q7在旋钮开关5进行关机操作后仍然处于导通状态，当第一电容C3放电结束或者不足以维持三极管Q6的基极处于高电平时，三极管Q6截止，使得第一PMOS管Q7的栅极G通过第二电阻R9获得高电平，第一PMOS管Q7截止，电池1停止向处理器2供电，实现了在旋钮开关5进行关机操作后延时关机。
因此，旋钮开关5关机操作后，第一PMOS管Q7仍然在一段时间内处于导通状态，其延时截止的时间与第一电容C3和第五电阻R2的值相关，具体地，延时时间t＝RC，其中R为第五电阻R2的电阻值，C为第一电容C3的电容值，例如第五电阻R2的电阻值为100KΩ，第一电容C3的电容值为10μF时，t约为10秒，通过调整第五电阻R2的电阻值和/或第一电容C3的电容值，可以调整关机的延时时间，并且通过开关检测模块6在旋钮开关5处于关机操作时就通知处理器2，处理器2在延时时间内备份、复位等，解决了突然断电造成设备无法备份或者复位等关机处理操作，以及电子器件受到冲击的问题，可以保证了系统的可靠性和电子器件的使用寿命。
另一方面，在电池1供电过程中，电压检测模块9检测电池1的电压值，并通过电压检测输出端口(VBAT_MON)发送至处理器2，处理器2将该电压值与预设基准电压比较，以确定电池1处于低压或者低电量时，开始进行备份或者复位等关机操作，避免了因电池电压或者电量不足突然断电对电子器件的冲击和无法备份、复位等关机处理操作，可以保证了系统的可靠性和电子器件的使用寿命。
又一方面，当电源接口8连接外部电源时，第二PMOS管Q1的栅极G处于高电平，第二PMOS管Q1截止，电池1停止向处理器2供电，由外部电源经第二二极管D1向处理器2供电，可以在电池1的电压或者电量不足时，由外部电源供电，保证了电子设备在电池的电压或者电量不足时能够正常工作，并且，在外部电源接入电源接口8第二PMOS管Q1截止的时候，或者外部电源从电源接口8拔出的时候，可以由第二电容C1通过第二PMOS管Q1的体内二极管持续为处理器2供电，避免了处理器2因为供电电源转换带来的瞬间断电，保证了供电电源由电池转向外部电源，或者由外部电源转向电池的连贯性，保证了设备在电源切换时的正常运转，同时，还可以通过第三电容C3进行滤波，避免了电源切换过程中的供电不稳定。
本发明实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括本发明实施例提供的任一所述延时关机电路。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
最后，还需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种延时关机电路，其特征在于，包括电池、处理器、第一开关、延时模块、旋钮开关和开关检测模块；
所述电池和所述处理器通过所述第一开关连接，所述第一开关导通或者截止时，所述电池向所述处理器供电或者停止供电；
所述延时模块分别与所述第一开关和所述旋钮开关连接，用于当所述旋钮开关进行开机或者关机操作时，控制所述第一开关导通或者延时截止；
所述旋钮开关分别与所述电池和所述延时模块连接，用于进行开机或者关机操作；
所述开关检测模块分别与所述旋钮开关和所述处理器连接，用于在检测到所述旋钮开关进行关机操作时，生成关机操作信息并发送至所述处理器，所述处理器执行关机处理操作。
2.根据权利要求1所述的延时关机电路，其特征在于，还包括第二开关和电源接口；
所述电源接口分别与所述第二开关连接和所述处理器连接，所述第二开关分别与所述第一开关和所述处理器连接，用于在所述电源接口连接外部电源时，控制所述第二开关截止，由所述外部电源为所述处理器供电，或者，在所述电源接口未连接所述外部电源时，控制所述第二开关导通，由所述电池通过所述第一开关、第二开关为所述处理器供电。
3.根据权利要求2所述的延时关机电路，其特征在于，还包括电压检测模块，
所述电压检测模块与所述第一开关和所述第二开关的公共节点连接，用于在所述第一开关导通时，检测所述电池的电压值；
所述电压检测模块还与所述处理器连接，用于在所述电池的电压值低于阈值时，将所述电压值发送至所述处理器，所述处理器执行关机处理操作。
4.根据权利要求2或3所述的延时关机电路，其特征在于，
所述第一开关包括第一PMOS管，所述第一PMOS管的源极与所述电池连接，所述第一PMOS管的栅极通过第一电阻R7与所述延时模块连接，通过第二电阻R9与所述电池连接；
所述第二开关包括第二PMOS管，所述第二PMOS管的源极与所述处理器连接，所述第二PMOS管的栅极与所述电源接口连接，所述第二PMOS管的漏极与所述第一PMOS管的漏极连接。
5.根据权利要求4所述的延时关机电路，其特征在于，所述延时模块包括三级管、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一二极管和第一电容；
所述第一电容一端与所述旋钮开关连接，另一端通过所述第五电阻接地，所述第一电容与所述第五电阻的公共节点与所述第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极通过所述第四电阻与所述三级管的基极连接，所述三极管的发射极接地，所述三级管的集电极与所述第一电阻连接，所述第四电阻与所述三极管的公共节点通过所述第三电阻接地。
6.根据权利要求5所述的延时关机电路，其特征在于，所述开关检测模块包括第六电阻、第七电阻和开关检测输出端，所述第六电阻的一端与所述旋钮开关连接，另一端通过所述第七电阻接地，所述第六电阻和所述第七电阻的公共节点与所述开关检测输出端连接，所述开关检测输出端与所述处理器连接。
7.根据权利要求5或6所述的延时关机电路，其特征在于，所述电源接口通过第二二极管与所述处理器连接，所述第一PMOS管的漏极和所述第二PMOS管的漏极的公共节点通过并联的第二电容和第三电容接地。
8.根据权利要求5或6所述的延时关机电路，其特征在于，所述电压检测模块包括第八电阻、第九电阻、第四电容和电压检测输出端口，
所述第九电阻与所述第四电容并联，并且并联的一端接地，并联的另一端通过第八电阻与所述第一PMOS管的漏极连接。
9.根据权利要求8所述的延时关机电路，其特征在于，所述旋钮开关一端与所述电池连接，另一端分别与所述延时模块的第一电容和所述开关检测模块的第六电阻连接。
10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1至9任一项所述延时关机电路。
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