CN111601422B - 启动电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种启动电路及电子设备，该电路中充电接口通过第一开关与高压快充芯片、电源模块依次连接，且通过第二开关与降压芯片、低压充电芯片依次连接，发光器件和电源模块均与低压充电芯片连接；在第一开关导通、第二开关关断时，来自充电接口的充电电压使能高压快充芯片为电源模块充电；在第一开关关断、第二开关导通时，充电电压经过降压芯片的降压处理后，低压充电芯片从电源模块中获取电能启动发光器件。本申请实施例中，通过控制第一开关和第二开关通断，对充电电压进行降压处理，可以快速启动发光器件，解决了目前电子设备高压充电状态下打开闪光灯或手电筒会有延迟以及会触发过温保护的问题。

Description

启动电路及电子设备

技术领域

本申请涉及终端设备领域，尤其涉及一种启动电路及电子设备。

背景技术

市场上主流的手机充电方式是高压快充，其中使用私有快充协议的手机需要单片机和高压快充芯片实现高压快充，还需要5V充电芯片实现5V充电。在高压充电过程中如果要打开闪光灯，单片机要先向适配器请求降压到5V，其次单片机关闭高压快充芯片，然后再使能5V充电芯片，最后电源模块通过5V充电芯片给闪光灯供电，整个过程下来下来需要1～2s的时间，闪光灯的打开会有延时，严重影响用户体验，打开手电筒也是同理。同时现有技术中高压充电下长时间打开手电筒或闪光灯会触发5V充电芯片的过温保护，造成手电筒或闪光灯运行故障的问题。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种启动电路及电子设备，以解决现有技术中高压充电下打开闪光灯或手电筒会有延迟和触发过温保护的问题。

为解决上述技术问题，本申请实施例是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供了一种启动电路，包括充电接口、降压芯片、高压快充芯片、低压充电芯片、发光器件、电源模块、第一开关和第二开关；

所述充电接口通过所述第一开关与所述高压快充芯片的输入端连接，所述高压快充芯片的输出端与所述电源模块连接；

所述充电接口通过所述第二开关与所述降压芯片的输入端连接，所述降压芯片的输出端与所述低压充电芯片的输入端连接，所述发光器件和所述电源模块均与所述低压充电芯片的输出端连接；

其中，在所述第一开关导通、所述第二开关关断的情况下，来自所述充电接口的充电电压使能所述高压快充芯片为所述电源模块充电；

在所述第一开关关断、所述第二开关导通的情况下，来自所述充电接口的充电电压经过所述降压芯片的降压处理后，所述低压充电芯片从所述电源模块中获取电能启动所述发光器件。

第二方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括如上述第一方面所述的启动电路。

本申请实施例提供的技术方案中，充电接口通过第一开关与高压快充芯片、电源模块依次连接；充电接口通过第二开关与降压芯片、低压充电芯片依次连接，发光器件和电源模块均与低压充电芯片连接；其中，在第一开关导通、第二开关关断时，来自充电接口的充电电压使能高压快充芯片为电源模块充电；在第一开关关断、第二开关导通时，来自充电接口的充电电压经过降压芯片的降压处理后，低压充电芯片从电源模块中获取电能启动发光器件。本实施例中，通过控制第一开关和第二开关通断的方式使得启动发光器件这一过程可以快速完成，解决了目前电子设备高压充电状态下打开闪光灯或手电筒会有延迟的问题，并且启动发光器件前，充电电压通过降压芯片进行了降压处理，解决了目前电子设备高压充电状态下打开闪光灯或手电筒会触发过温保护的问题。

附图说明

图1是本申请的一个实施例中一种启动电路的示意性结构图。

图2是本申请的一个实施例中一种启动电路的具体电路图。

图3为实现本申请实施例的一种电子设备的硬件结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的启动电路及电子设备进行详细地说明。

图1是本申请的一个实施例中一种启动电路的示意性结构图。图1的电路可包括：充电接口101、降压芯片102、高压快充芯片103、低压充电芯片104、发光器件105、电源模块106、第一开关107和第二开关108。

充电接口101通过第一开关107与高压快充芯片103的输入端连接，高压快充芯片103的输出端与电源模块106连接；

充电接口101通过第二开关108与降压芯片102的输入端连接，降压芯片102的输出端与低压充电芯片104的输入端连接，发光器件105和电源模块106均与低压充电芯片104的输出端连接；

其中，在第一开关107导通、第二开关108关断的情况下，来自充电接口101的充电电压使能高压快充芯片103为电源模块充电；

在第一开关107关断、第二开关108导通的情况下，来自充电接口101的充电电压经过降压芯片102的降压处理后，低压充电芯片104从电源模块106中获取电能启动发光器件。

本申请实施例提供的技术方案中，充电接口通过第一开关与高压快充芯片、电源模块依次连接；充电接口通过第二开关与降压芯片、低压充电芯片依次连接，发光器件和电源模块均与低压充电芯片连接；其中，在第一开关导通、第二开关关断时，来自充电接口的充电电压使能高压快充芯片为电源模块充电；在第一开关关断、第二开关导通时，来自充电接口的充电电压经过降压芯片的降压处理后，低压充电芯片从电源模块中获取电能启动发光器件。本实施例中，通过控制第一开关和第二开关通断的方式使得启动发光器件这一过程可以快速完成，解决了目前电子设备高压充电状态下打开闪光灯或手电筒会有延迟的问题，并且启动发光器件前，充电电压通过降压芯片进行了降压处理，解决了目前电子设备高压充电状态下打开闪光灯或手电筒会触发过温保护的问题。

可见，本实施例中，能通过控制第一开关和第二开关的通断，控制充电电压经过第一开关使能高压快充芯片或者经过第二开关使能低压充电芯片，从而控制对电源模块充电或启动发光器件，以下详细介绍本实施例中如何通过控制第一开关107和第二开关108的通断来控制来自充电接口101的充电电压对电源模块106进行高压充电和发光器件105的启动。

图2是本申请的一个实施例中一种启动电路的具体电路图。

如图2所示，本实施例中，发光器件具体为LED(发光二极管)，图2中的充电接口为图1中的充电接口，充电接口的VBUS为来自充电接口的充电电压。图2中的Q1为图1中的第一开关，图2中的Q2为图1中的第二开关。图2中的高压快充芯片为图1中的高压快充芯片，其中的VBUS引脚为电压输入端，VAC引脚检测输入的电压，OVPgate引脚为过压保护引脚，图2中的低压充电芯片为图1中的低压充电芯片，其中的PMID引脚和Vin_flash引脚向CPU(Central Processing Unit，中央处理器)外部电路供电并接收CPU的控制信号，VBUS引脚为电压输入端，且低压充电芯片上集成了LED的驱动。图2中的电源模块为图1中的电源模块，电源模块旁边的VBAT为电源模块电压。图2中的LED为图1中的LED。为了完整说明本实施例，图2还包括CPU，CPU上的CTRL为CPU的控制引脚，MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)和IIC(Inter-Integrated Circuit，集成电路总线)，MCU可以通过IIC向高压快充芯片发送控制信号，控制高压快充芯片的工作状态。图2还包括系统，系统为电子设备的系统，系统的VPH为供给系统的主供电电压。图2还包括Q3，为第三开关，图2中的R1、R2、R3、R4均为电阻，D1、D2、D3均为二极管。

本实施例中，第一开关和第二开关均为开关晶体管；

电路还包括处理器，处理器用于控制第一开关的导通或者关断，处理器还用于控制第二开关的导通或者关断。

具体地，如图2所示，图2中的Q1为图1中的第一开关，图2中的Q2为图1中的第二开关，Q1、Q2均为晶体管，在电路中起开关作用。图2中的CPU即为处理器，CPU可以控制Q1的导通或者关断，还可以控制Q2的导通或者关断。

本实施例中，第一开关的输入端与充电接口连接，第一开关的输出端与高压快充芯片的输入端连接，第一开关的控制端与处理器连接；

第二开关的输入端与充电接口连接，第二开关的输出端与降压芯片的输入端连接，第二开关的控制端与处理器连接。

本实施例中，第一开关为NMOS管，第二开关为PMOS管。

具体地，如图2所示，第一开关Q1为NMOS晶体管，第二开关Q2为PMOS晶体管，第一开关的输入端与充电接口连接，即Q1的漏极D极与充电接口连接，第一开关的输出端与高压快充芯片的输入端连接，即Q1的源极S极与高压快充芯片的VBUS端连接，第一开关的控制端与处理器连接，即Q1的栅极G极与CPU的CTRL引脚连接。第二开关的输入端与充电接口连接，即Q2的源极S极与充电接口连接，第二开关的输出端与降压芯片的输入端连接，即Q2的漏极D极与降压芯片的输入端连接，第二开关的控制端与处理器连接，即Q2的栅极G极与CPU的CTRL引脚连接。一个具体的实施例中，电子设备充电过程中，CPU控制第一开关Q1导通，第二开关Q2关断，VBUS可以经过Q1到达高压快充芯片输入端VBUS，使能高压充电芯片为电源模块供电或VBUS经过Q1到达低压充电芯片输入端VBUS，使能低压充电芯片为电源模块供电。具体电子设备充电过程中VBUS选择经过Q1到达高压快充芯片或低压充电芯片由CPU和MCU联合控制。

如果当电子设备处于高压充电状态时启动LED，CPU控制第一开关Q1关断，第二开关Q2导通，VBUS经过Q2到达降压芯片，降压芯片将VBUS做降压至5V的处理，此时降压芯片输出的VBUS为5V并传输至低压充电芯片输入端，使能低压充电芯片，低压充电芯片不输出电压，电源模块反向升压，将电压传输至集成在低压充电芯片上的LED驱动，供电给LED，使LED启动。

本实施例中，如图2所示，还包括第三开关Q3；第三开关为NPN型三极管，第三开关的基极与处理器连接，第三开关的集电极与第一开关和第二开关连接，第三开关的发射极接地。

具体地，如图2所示，第三开关Q3为NPN型三极管，第三开关的基极与处理器连接，即Q3的基极B极与CPU上的CTRL控制引脚连接，第三开关的集电极与第一开关和第二开关连接，即Q3的集电极C极分别与Q1、Q2的栅极G极连接，第三开关的发射极接地，即Q3的发射极E极接地。

本实施例中，处理器通过第三开关控制第一开关和第二开关；其中，当第三开关导通时，第一开关关断，第二开关导通；当第三开关关断时，第一开关导通，第二开关关断。

具体地，如果NPN型晶体管发射极接地，当基极接高电平时，NPN管导通，集电极与发射级短路，集电极输出低电平，当基极接低电平时，NPN管关断，集电极与发射级断路，集电极输出高电平。NMOS型场效应管当栅源电压Vgs大于一定的值，即栅极比源极电位高时导通，否则关断。PMOS场效应管当Vgs小于一定的值，即栅极比源极电位低时导通。可得当第三开关Q3在处理器的控制下导通，其集电极C极输出低电平时，第一开关Q1的栅极电平比源极电平低，Q1关断，第二开关Q2的栅极电平比源极电平低，Q2导通。当第三开关Q3在处理器的控制下关断，其集电极输出高电平时，此时第一开关Q1的栅极电平比源极电平高，Q1导通，第二开关Q2的栅极电平比源极电平高，Q2关断，可见处理器可以通过第三开关控制第一开关和第二开关。

本实施例中，处理器接收到LED开启信号后，输出高电平时，第一开关关断、第二开关导通；处理器接收到LED关闭信号后，输出低电平时，第一开关导通，第二开关关断。

具体地，如图2所示，CPU的一个IO接口例如一个芯片上，存在一个控制引脚CTRL，CPU可以控制CTRL引脚的电平。第三开关Q3的基极与CTRL控制引脚连接。根据用户在电子设备高压充电时打开LED的操作，处理器接收到LED开启信号，然后给CTRL引脚一个高电平，此时第三开关Q3基极接高电平，根据上文说明，Q3导通，Q1关断，Q2导通。根据用户关闭LED的操作，处理器接收到LED关闭信号，然后给CTRL引脚一个低电平，此时第三开关Q3基极接低电平，根据上文说明，Q3关断，Q1导通，Q2关断。由此可见，处理器可以通过控制输出电平的高低来控制第一、第二开关的通断。

本实施例中，还包括第一二极管、第二二极管和第三二极管；

第一二极管的正极与降压芯片的输出端连接，负极分别与高压快充芯片的输入端和低压充电芯片的输入端连接；

第二二极管的正极与第一开关连接，第二二极管的负极与第三开关连接；

第三二极管的正极与充电接口连接，第三二极管的负极与第三开关连接；

第一二极管、第二二极管和第三二极管用于防止电压倒灌。

具体地，如图2所示，D1、D2、D3分别为第一二极管、第二二极管和第三二极管，D1的正极与降压芯片的输出端连接，负极分别与高压快充芯片的输入端VBUS端和低压充电芯片的输入端VBUS端连接；D2的正极与第一开关Q1的栅极G极连接，负极与第三开关的集电极C极连接；D3的正极与充电接口连接，负极与第三开关集电极C极连接；第一二极管D1、第二二极管D2和第三二极管D3用于防止电压倒灌，例如防止低压充电芯片、高压快充芯片的电压高于充电电压VBUS。

本实施例中，还包括：第一限流电阻、第二限流电阻、第三限流电阻和第四下拉电阻；

第一限流电阻的一端与第一开关连接，另一端与高压快充芯片的过压保护引脚连接；

第二限流电阻的一端与充电接口连接，另一端与第三开关连接；

第三限流电阻的一端与处理器连接，另一端与第三开关连接；

第四下拉电阻的一端与处理器连接，另一端接地。

具体地，如图2所示，R1、R2、R3、R4分别为第一限流电阻、第二限流电阻、第三限流电阻和第四下拉电阻，R1的一端与第一开关的栅极G极连接，另一端与高压快充芯片的过压保护引脚OVPgate引脚连接；R2的一端与充电接口连接，另一端与第三开关的集电极连接；R3的一端与CPU的CTRL引脚连接，另一端与第三开关的基极B极连接；R1、R2、R3均起限制电流的作用，R4的一端与CPU的CTRL引脚连接，另一端接地。R4起下拉稳定控制引脚电平的作用。

综上，一个具体的例子中，电子设备实现高压快充的流程为：电子设备通过充电接口插入充电线后，充电器将市电220V电压转换成5V电压，充电线将5V电压送至充电接口，此时VBUS为5V，CTRL的电压保持低电平，Q3关断，Q1导通，Q2关断，VBUS经过Q1到达低压充电芯片的输入端VBUS，使能低压充电芯片，此时低压充电芯片根据电源模块需求电压向电源模块输出恒定的电压为电源模块供电，实现恒压充电，即CV阶段。CV阶段之后，MCU根据电子设备应用的充电协议向充电适配器请求高压，此时充电器根据MCU的要求，输出较5V高的电压，如9V、12V甚至20V等，然后CPU关闭低压充电IC，此时VBUS经过Q1到达高压快充芯片的输入端VBUS，使能高压快充芯片，高压快充芯片根据电源模块可接受的电流输出恒定的电流传输至电源模块，为电源模块供电，实现高压快充，即CC(恒流)阶段。

本实施例中，当电子设备处于高压充电状态时，LED的启动过程为：CPU接收到用户启动LED，如闪光灯，手电筒等的信号后，控制CTRL接高电平，此时Q3导通，Q1关断，Q2导通，VBUS经过Q2到达降压芯片，降压芯片将VBUS做降压至5V的处理，此时降压芯片输出的VBUS为5V并传输至低压充电芯片输入端，使能低压充电芯片，此时低压充电芯片不输出电压，电源模块反向升压，将电压传输至集成在低压充电芯片上的LED驱动，供电给LED，使LED启动，这一过程完成的速度很快，用户对电子设备进行启动LED的操作和LED成功启动几乎是同时完成的。

综上，本实施例中的技术方案至少具备以下技术效果：

(1)实现在电子设备高压充电状态下快速启动发光器件，解决了现有技术中启动发光器件有延时，影响用户体验的问题。

(2)充电电压经过降压芯片降压处理使能低压充电芯片，避免了现有技术中长时间启动发光器件会触发低压充电芯片过温保护的问题。

该电子设备可以为上述启动电路涉及的电子设备。

可选的，本申请实施例还提供一种电子设备，所述电子设备包括如上述权实施例所述的启动电路，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

图3为实现本申请实施例的一种电子设备的硬件结构示意图。

该电子设备300包括但不限于：射频单元301、网络模块302、音频输出单元303、输入单元304、传感器305、显示单元306、用户输入单元307、接口单元308、存储器309、以及处理器310等部件。

本领域技术人员可以理解，电子设备300还可以包括给各个部件供电的电源(比如电池)，电源可以通过电源管理系统与处理器310逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。图3中示出的电子设备结构并不构成对电子设备的限定，电子设备可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置，在此不再赘述。

可选的，处理器310，还用于控制所述第一开关的导通或者关断，还用于控制所述第二开关的导通或者关断。

本申请实施例提供的技术方案中，充电接口通过第一开关与高压快充芯片、电源模块依次连接；充电接口通过第二开关与降压芯片、低压充电芯片依次连接，发光器件和电源模块均与低压充电芯片连接；其中，在第一开关导通、第二开关关断时，来自充电接口的充电电压使能高压快充芯片为电源模块充电；在第一开关关断、第二开关导通时，来自充电接口的充电电压经过降压芯片的降压处理后，低压充电芯片从电源模块中获取电能启动发光器件。本实施例中，通过控制第一开关和第二开关通断的方式使得启动发光器件这一过程可以快速完成，解决了目前电子设备高压充电状态下打开闪光灯或手电筒会有延迟的问题，并且启动发光器件前，充电电压通过降压芯片进行了降压处理，解决了目前电子设备高压充电状态下打开闪光灯或手电筒会触发过温保护的问题。

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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种启动电路，其特征在于，包括充电接口、降压芯片、高压快充芯片、低压充电芯片、发光器件、电源模块、第一开关和第二开关；

所述充电接口通过所述第一开关与所述高压快充芯片的输入端连接，所述高压快充芯片的输出端与所述电源模块连接；

所述充电接口通过所述第二开关与所述降压芯片的输入端连接，所述降压芯片的输出端与所述低压充电芯片的输入端连接，所述发光器件和所述电源模块均与所述低压充电芯片的电源接口连接；

其中，在所述第一开关导通、所述第二开关关断的情况下，来自所述充电接口的充电电压使能所述高压快充芯片为所述电源模块充电，或者，所述低压充电芯片的电源接口作为电能输出端，来自所述充电接口的充电电压使能所述低压充电芯片为所述电源模块充电；

在所述第一开关关断、所述第二开关导通的情况下，所述低压充电芯片的电源接口作为电能输入端，来自所述充电接口的充电电压经过所述降压芯片的降压处理后，使能所述低压充电芯片从所述电源模块中获取电能启动所述发光器件。

2.根据权利要求1所述的启动电路，其特征在于：所述第一开关和所述第二开关均为开关晶体管；

所述电路还包括处理器，所述处理器用于控制所述第一开关的导通或者关断，所述处理器还用于控制所述第二开关的导通或者关断。

3.根据权利要求2所述的启动电路，其特征在于：所述第一开关的输入端与所述充电接口连接，所述第一开关的输出端与所述高压快充芯片的输入端连接，所述第一开关的控制端与所述处理器连接；

所述第二开关的输入端与所述充电接口连接，所述第二开关的输出端与所述降压芯片的输入端连接，所述第二开关的控制端与所述处理器连接。

4.根据权利要求3所述的启动电路，其特征在于，所述第一开关为NMOS管，所述第二开关为PMOS管。

5.根据权利要求2所述的启动电路，其特征在于，还包括第三开关；所述处理器通过所述第三开关控制所述第一开关和所述第二开关；

其中，当所述第三开关导通时，所述第一开关关断，所述第二开关导通；

当所述第三开关关断时，所述第一开关导通，所述第二开关关断。

6.根据权利要求5所述的启动电路，其特征在于，所述第三开关为NPN型三极管，所述第三开关的基极与处理器连接，所述第三开关的集电极与所述第一开关和所述第二开关连接，所述第三开关的发射极接地。

7.根据权利要求2-6任一项所述的启动电路，其特征在于，所述处理器接收到发光器件开启信号后，输出高电平时，所述第一开关关断、所述第二开关导通；

所述处理器接收到发光器件关闭信号后，输出低电平时，所述第一开关导通，所述第二开关关断。

8.根据权利要求5所述的启动电路，其特征在于，还包括：第一二极管、第二二极管和第三二极管；

所述第一二极管的正极与所述降压芯片的输出端连接，负极分别与所述高压快充芯片的输入端和所述低压充电芯片的输入端连接；

所述第二二极管的正极与所述第一开关连接，所述第二二极管的负极与所述第三开关连接；

所述第三二极管的正极与所述充电接口连接，所述第三二极管的负极与所述第三开关连接；

所述第一二极管、所述第二二极管和所述第三二极管用于防止电压倒灌。

9.根据权利要求5所述的启动电路，其特征在于，还包括：第一限流电阻、第二限流电阻、第三限流电阻和第四下拉电阻；

所述第一限流电阻的一端与所述第一开关连接，另一端与所述高压快充芯片的过压保护引脚连接；

所述第二限流电阻的一端与所述充电接口连接，另一端与所述第三开关连接；

所述第三限流电阻的一端与所述处理器连接，另一端与所述第三开关连接；

所述第四下拉电阻的一端与所述处理器连接，另一端接地。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如上述权利要求1-9任一项所述的电路。

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