CN112925246A - 一种开机控制电路及其相关装置 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种开机控制电路及其相关装置,该电路包括:开机控制单元和防漏电电路;开机控制单元的第一端口连接芯片的开机控制引脚,开机控制单元的第二端口接地,开机控制单元的第三端口连接防漏电电路的第一端口,防漏电电路的第二端口连接电源,防漏电电路的第三端口接地;开机控制单元用于接收防漏电电路发送的上电信号后,控制开机控制引脚的电平,实现芯片自动开机的功能,防漏电电路用于接收开机控制单元发送的导通信号后,在第一时间段内放电,实现芯片防漏电的功能。实施本申请实施例,通过开机控制单元和防漏电电路,可以实现芯片自动开机、关机,以及防漏电的功能,并且大大简化了电路设计,提高了电路使用效率。
Description
技术领域
本申请涉及电子电路技术领域,具体涉及一种开机控制电路及其相关装置。
背景技术
随着电子电路领域的数字控制技术的发展,越来越多的场合需要对设备进行自动开机或关机控制,尤其是对能耗高的通信设备或电路,如5G移动通信中布置的大量5G基站,使5G网络的能耗呈倍数增长。因此,对设备进行自动开机或关机控制,成为了一种降低能耗的常用方法。
目前,一般采用的开机控制方法是将芯片的开机控制引脚接地,达到上电自动开机的目的,或将芯片的开机控制引脚接微控制单元(micro control unit,MCU)的通用传输接口,通过MCU控制芯片的自动开机或关机。
但是,上述将芯片的开机控制引脚接地的方法,会导致芯片自动开机后出现漏电的问题,上述通过MCU控制芯片的自动开机或关机的方法,会导致电路结构设计复杂。因此,如何高效便捷的实现芯片自动开机且不漏电,成为了技术领域人员研究的重要课题。
发明内容
本申请实施例提供一种开机控制电路及其相关装置,通过控制器件来控制开机控制引脚的电位,并利用电阻-电容(resistor-capacitance circuit,RC)电路进行充放电,能够实现芯片自动开机、关机,以及防漏电的功能,并且大大简化了电路设计,提高了电路使用效率。
本申请实施例第一方面,提供了一种开机控制电路,包括开机控制单元和防漏电电路,其中:
所述开机控制单元的第一端口连接芯片的开机控制引脚,所述开机控制单元的第二端口接地,所述开机控制单元的第三端口连接所述防漏电电路的第一端口,所述防漏电电路的第二端口连接电源,所述防漏电电路的第三端口接地;
所述开机控制单元用于接收所述防漏电电路发送的上电信号后,控制所述开机控制引脚的电平,实现所述芯片自动开机的功能,所述防漏电电路用于接收所述开机控制单元发送的导通信号后,在第一时间段内放电,实现所述芯片防漏电的功能。
在本申请实施例中,芯片中控制开机的引脚为开机控制引脚,芯片自动开机需要满足开机控制引脚先保持低电平的条件,使得芯片正常启动,之后开机控制引脚一直保持高电平,在高电平的情况下,开机控制引脚内部电路没有对地的通路,不会产生漏电现象。因此,本申请实施例中的防漏电电路上电后,将上电信号发送给开机控制单元,开机控制单元接收上电信号后,开机控制单元导通,开机控制引脚的电平拉低,实现芯片的自动开机功能,在芯片自动开机后,防漏电电路接收到开机控制单元发送的导通信号后,在第一时间段内放电,开机控制单元截断,开机控制引脚的电平拉高,实现芯片防漏电的功能,故通过控制器件来控制开机控制引脚的电位,并利用防漏电电路进行充放电,能够实现芯片自动开机、关机,以及防漏电的功能,并且大大简化了电路设计,节约了电路硬件成本,提高了电路使用效率。
在一种可能的实现方式中,所述开机控制单元用于接收所述防漏电电路发送的上电信号后,控制所述开机控制引脚的电平,包括:
所述开机控制单元接收所述防漏电电路发送的上电信号后,所述开机控制单元导通,所述开机控制引脚的电平拉低,实现所述芯片自动开机的功能。
在本申请实施例中,因为芯片自动开机需要满足开机控制引脚先保持低电平的条件,故本申请实施例通过导通开机控制单元,使得开机控制引脚的电平拉低,从而实现芯片上电自动开机的功能。
在一种可能的实现方式中,所述防漏电电路用于接收所述开机控制单元发送的导通信号后,在第一时间段内放电,包括:
所述防漏电电路接收所述开机控制单元发送的导通信号后,所述防漏电电路在所述第一时间段内放电,所述开机控制单元截断,所述开机控制引脚的电平拉高,实现所述芯片防漏电的功能。
在本申请实施例中,芯片上电自动开机后,如果芯片的开机控制引脚还是保持低电平,会出现漏电现象,故本申请实施例中的防漏电电路在开机控制单元上电导通后的第一时间段内放电,使得开机控制单元截断,从而开机控制引脚的电平拉高,实现芯片防漏电的功能。
在一种可能的实现方式中,所述开机控制单元包括:
开机控制器件;
所述开机控制器件的第一端口连接所述开机控制引脚,所述开机控制器件的第二端口接地,所述开机控制器件的第三端口连接所述防漏电电路的第一端口;
所述开机控制器件接收所述防漏电电路发送的上电信号后,所述开机控制器件导通,所述开机控制引脚的电平拉低,实现所述芯片自动开机的功能。
在本申请实施例中,开机控制单元包括开机控制器件,开机控制器件导通时,开机控制引脚接地,电平拉低,开机控制器件截断时,开机控制引脚的电平拉高,该开机控制器件通过控制芯片的开机控制引脚的电位,来实现芯片的自动开机、关机功能,且在芯片上电工作时实现防漏电的功能。
在一种可能的实现方式中,所述防漏电电路包括:
第一电容和第一电阻;
所述第一电容的第一端口连接电源,所述第一电容的第二端口连接所述第一电阻的第一端口和所述开机控制器件的第三端口,所述第一电阻的第一端口连接所述开机控制器件的第三端口,所述第一电阻的第二端口接地;
所述第一电容上电后充电,所述开机控制器件的第三端口的电平拉高,所述开机控制器件导通,所述开机控制引脚的电平拉低,实现所述芯片自动开机的功能,在所述开机控制器件导通后,所述第一电容在所述第一时间段内放电,所述开机控制器件的第三端口通过所述第一电阻放电,所述开机控制器件的第三端口的电平拉低,所述开机控制器件关断,所述开机控制引脚的电平拉高,实现所述芯片防漏电的功能。
在本申请实施例中,防漏电电路包括第一电容和第一电阻,芯片上电后,第一电容充电,开机控制器件的第三端口的电平拉高,开机控制器件导通,开机控制引脚的电平拉低,芯片上电后自动开机,第一电容在开机控制器件导通后的第一时间段内放电,开机控制器件的第三端口的电平拉低,开机控制器件关断,开机控制引脚的电平拉高,高电平情况下,芯片的开机控制引脚没有对地的通路,不会产生漏电,实现了防漏电功能。
在一种可能的实现方式中,所述防漏电电路还包括:
反向二极管;
所述反向二极管的第一端口连接所述第一电阻的第二端口和地线,所述反向二极管的第二端口连接所述第一电容的第二端口、所述第一电阻的第一端口、以及所述开机控制器件的第三端口;
在所述芯片上电后断电的情况下,所述反向二极管导通,所述开机控制器件的第三端口的电平拉低,所述开机控制器件关断,实现在下一次上电的情况下所述芯片自动开机和防漏电的功能。
在本申请实施例中,为防止芯片快速上电下电再上电时,开机控制器件的第三端口放电缓慢而导致开机失败的问题,防漏电电路还包括反向二极管,当芯片快速上电再下电时,第一电容两端的电压不能突变,防漏电电路可通过并联一个反向二极管加快放电的速度,开机控制器件的第三端口的电平拉低的速度加快,为下一次芯片上电做准备,从而达到可以快速开关机且不漏电的目的。
在一种可能的实现方式中,所述开机控制器件导通,包括:
所述开机控制器件的第一端口和所述开机控制器件的第三端口的电压差大于第一阈值的情况下,所述开机控制器件导通;
所述开机控制器件关断,包括:
所述开机控制器件的第一端口和所述开机控制器件的第三端口的电压差小于第二阈值的情况下,所述开机控制器件关断。
在本申请实施例中,芯片上电过程中,开机控制器件的第三端口的电平拉高,在开机控制器件的第三端口和开机控制器件的第一端口的电压差大于第一阈值的情况下,开机控制器件导通,开机控制引脚的电平拉低,实现芯片上电后自动开机的功能,之后,开机控制器件的第三端口的电平拉低,在开机控制器件的第三端口和开机控制器件的第一端口的电压差小于第二阈值的情况下,开机控制器件关断,开机控制引脚的电平拉高,实现芯片防漏电的功能。
在一种可能的实现方式中,所述开机控制器件为N型金属氧化物半导体MOS晶体管或三极管。
在本申请实施例中,可利用N型MOS管或三极管来实现开机控制引脚从低电平到高电平的转换,其中,N型MOS管是电压控制器件,三极管是电流控制器件,N型MOS管比三极管更节能,热稳定性更好。
本申请实施例第二方面,提供了一种开机控制装置,包括电源、芯片、以及本申请实施例第一方面中的任一项所述的开机控制电路。
在一种可能的实现方式中,所述电源包括第一辅助电源和第二辅助电源,所述第一辅助电源用于为所述开机控制电路供电,所述第二辅助电源用于为所述芯片供电。
在一种可能的实现方式中,所述开机控制电路包括开机控制单元和防漏电电路,其中:
所述开机控制单元的第一端口连接芯片的开机控制引脚,所述开机控制单元的第二端口接地,所述开机控制单元的第三端口连接所述防漏电电路的第一端口,所述防漏电电路的第二端口连接电源,所述防漏电电路的第三端口接地;
所述开机控制单元用于接收所述防漏电电路发送的上电信号后,控制所述开机控制引脚的电平,实现所述芯片自动开机的功能,所述防漏电电路用于接收所述开机控制单元发送的导通信号后,在第一时间段内放电,实现所述芯片防漏电的功能。
在本申请实施例中,芯片中控制开机的引脚为开机控制引脚,芯片自动开机需要满足开机控制引脚先保持低电平的条件,使得芯片正常启动,之后开机控制引脚一直保持高电平,在高电平的情况下,开机控制引脚内部电路没有对地的通路,不会产生漏电现象。因此,本申请实施例中的防漏电电路上电后,将上电信号发送给开机控制单元,开机控制单元接收上电信号后,开机控制单元导通,开机控制引脚的电平拉低,实现芯片的自动开机功能,在芯片自动开机后,防漏电电路接收到开机控制单元发送的导通信号后,在第一时间段内放电,开机控制单元截断,开机控制引脚的电平拉高,实现芯片防漏电的功能,故通过控制器件来控制开机控制引脚的电位,并利用防漏电电路进行充放电,能够实现芯片自动开机、关机,以及防漏电的功能,并且大大简化了电路设计,节约了电路硬件成本,提高了电路使用效率。
实施本申请实施例,可以通过控制器件来控制开机控制引脚的电位,并利用RC电路进行充放电,能够实现芯片自动开机、关机,以及防漏电的功能,并且大大简化了电路设计,提高了电路使用效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例公开的一种开机控制引脚的板内电路的结构示意图;
图2为本申请实施例公开的一种开机控制引脚的控制信号示意图;
图3为本申请实施例公开的一种开机控制电路的结构示意图;
图4为本申请实施例公开的另一种开机控制电路的结构示意图;
图5为本申请实施例公开的一种开机控制电路的信号示意图;
图6为本申请实施例公开的另一种开机控制电路的信号示意图;
图7为本申请实施例公开的一种开机控制电路的控制信号示意图;
图8为本申请实施例公开的一种开机控制装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施方式中的附图,对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施方式是本申请的一部分实施方式,而不是全部实施方式。
本申请实施例提供一种开机控制电路及其相关装置,以下进行详细说明。
本申请实施例所涉及的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序,此外,术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。
请参阅图1,图1是本申请实施例公开的一种开机控制引脚的板内电路的结构示意图。如图1所示,本申请实施例所描述的开机控制引脚为图中的引脚PBINT,芯片内部的开机控制引脚PBINT是通过一个20kΩ的电阻上拉到电池电压(voltage battery,VBAT),其中,20kΩ的上拉电阻不能够关断,芯片开机时,需要通过将开机控制引脚PBINT持续拉低一段时间使之上电,持续拉低一段时间的长度视不同的芯片开机要求而不同,为阐述方便,本申请实施例以持续拉低1s的时间长度为例进行说明。
基于上述图1中的开机控制引脚的板内电路可知,其内部的开机控制引脚的电平需要持续拉低一段时间才能正常开机。目前,通常采用以下几种方式进行开机:
第一,将开机控制引脚PBINT接地,使芯片上电后直接开机;
第二,通过物理按键开机,具体为将开机控制引脚PBINT通过物理按键接地,每次按键开机后再松开按键;
第三,通过微控制单元MCU控制开机,具体为将开机控制引脚PBINT连接MCU的通用输入/输出口。
但是,上述开机方式均存在一些不足。如果对芯片采用上述第一种开机方式,那么开机后,当设备正常供电,开机控制引脚PBINT先保持低电平大于1s的时间长度,使得芯片正常启动,之后便一直保持高电平,在高电平情况下,由于开机控制引脚PBINT一直接地,会通过对地的通路产生漏电,当电池电压VBAT取典型值4.0V时,会产生VBAT/20KΩ=200uA的漏电,会造成系统深度睡眠和省电模式(power saving model,PSM)下都会有额外约200uA的功耗,远远超出了芯片功耗的标准规格。如果对芯片采用上述第二种开机方式,按键开机后再松开按键,可以达到防漏电的目的,但是此种开机方式无法达到自动开机的目的。如果对芯片采用上述第三种开机方式,需要额外的MCU对开机控制引脚的电平进行控制,此种开机方式依赖于外部MCU,成本高昂,且电路设计复杂。
经分析,如果要达到上电后自动开机,且不漏电的目的,芯片开机后,开机控制引脚PBINT必须与地线断开,不形成电流通路,因此需要通过外加开机控制器件来控制开机控制引脚PBINT的电平,并利用RC电路进行充放电来实现防漏电的功能。
请参阅图2,图2为本申请实施例公开的一种开机控制引脚的控制信号示意图。如图2所示,芯片开机时,开机控制引脚PBINT需要满足图2中的控制信号的逻辑要求。即当设备正常供电,开机控制引脚必须先保持低电平大于一段时间(如1s),使得芯片正常启动,之后便一直保持高电平状态,其中,开机控制引脚PBINT由低电平转向高电平,可通过外加开机控制器件来实现,在转向高电平时,还需要外加防漏电电路来进行放电,实现防漏电功能。
请参阅图3,图3为本申请实施例公开的一种开机控制电路的结构示意图。如图3所示,本申请实施例所描述的开机控制电路,包括开机控制单元10和防漏电电路20,其中:
开机控制单元10的第一端口11连接芯片的开机控制引脚PBINT,开机控制单元10的第二端口12接地GND,开机控制单元10的第三端口13连接防漏电电路20的第一端口21,防漏电电路20的第二端口22连接电源,防漏电电路20的第三端口23接地GND;
开机控制单元10用于接收防漏电电路20发送的上电信号后,控制开机控制引脚PBINT的电平,实现芯片自动开机的功能,防漏电电路20用于接收开机控制单元10发送的导通信号后,在第一时间段内放电,实现芯片防漏电的功能。
在本申请实施例中,芯片中控制开机的引脚为开机控制引脚PBINT,芯片自动开机需要满足开机控制引脚PBINT先保持低电平的条件,使得芯片正常启动,之后开机控制引脚PBINT一直保持高电平,在高电平的情况下,开机控制引脚PBINT内部电路没有对地的通路,不会产生漏电现象。因此,本申请实施例中的防漏电电路20上电后,将上电信号发送给开机控制单元10,开机控制单元10接收上电信号后,开机控制单元10导通,开机控制引脚PBINT的电平拉低,实现芯片的自动开机功能,在芯片自动开机后,防漏电电路20接收到开机控制单元10发送的导通信号后,在第一时间段内放电,开机控制单元10截断,开机控制引脚PBINT的电平拉高,实现芯片防漏电的功能,故通过控制器件来控制开机控制引脚PBINT的电位,并利用防漏电电路20进行充放电,能够实现芯片自动开机、关机,以及防漏电的功能,并且大大简化了电路设计,节约了电路硬件成本,提高了电路使用效率。
请参阅图4,图4为本申请实施例公开的另一种开机控制电路的结构示意图。如图4所示,本申请实施例所描述的开机控制电路,包括开机控制单元10和防漏电电路20,其中:
开机控制单元10包括开机控制器件101;
开机控制器件101的第一端口111连接开机控制引脚PBINT,开机控制器件101的第二端口112接地GND,开机控制器件101的第三端口113连接防漏电电路20的第一端口;
开机控制器件101接收防漏电电路20发送的上电信号后,开机控制器件101导通,开机控制引脚PBINT的电平拉低,实现芯片自动开机的功能。
在本实施例中,开机控制器件101导通时,开机控制引脚PBINT接地,电平拉低,开机控制器件101截断时,开机控制引脚PBINT的电平拉高,该开机控制器件101通过控制芯片的开机控制引脚PBINT的电位,来实现芯片的自动开机、关机功能,且在芯片上电工作时实现防漏电的功能。
防漏电电路20包括第一电容C1和第一电阻R1;
第一电容C1的第一端口211连接电源VBAT,第一电容C1的第二端口212连接第一电阻R1的第一端口213和开机控制器件101的第三端口113,第一电阻R1的第一端口213连接开机控制器件101的第三端口113,第一电阻R1的第二端口214接地GND;
第一电容C1上电后充电,开机控制器件101的第三端口113的电平拉高,开机控制器件101导通,开机控制引脚PBINT的电平拉低,实现芯片自动开机的功能,在开机控制器件101导通后,第一电容C1在第一时间段内(大于1s)放电,开机控制器件101的第三端口113通过第一电阻R1放电,开机控制器件101的第三端口113的电平拉低,开机控制器件101关断,开机控制引脚PBINT的电平拉高,实现芯片防漏电的功能。
在本实施例中,芯片上电后,第一电容C1充电,开机控制器件101的第三端口113的电平拉高,开机控制器件101导通,开机控制引脚PBINT的电平拉低,芯片上电后自动开机,第一电容C1在开机控制器件101导通后的第一时间段内放电,开机控制器件101的第三端口113的电平拉低,开机控制器件101关断,开机控制引脚PBINT的电平拉高,高电平情况下,芯片的开机控制引脚PBINT没有对地的通路,不会产生漏电,实现了防漏电功能。
防漏电电路20还包括反向二极管D1;
反向二极管D1的第一端口215连接第一电阻R1的第二端口214和地线GND,反向二极管D1的第二端口216连接第一电容C1的第二端口212、第一电阻R1的第一端口213、以及开机控制器件101的第三端口113;
在芯片上电后断电的情况下,反向二极管D1导通,开机控制器件101的第三端口113的电平拉低,开机控制器件101关断,实现在下一次上电的情况下芯片自动开机和防漏电的功能。
在本实施例中,为防止芯片快速上电下电再上电时,开机控制器件101的第三端口113放电缓慢而导致开机失败的问题,防漏电电路20还包括反向二极管D1,当芯片快速上电再下电时,第一电容C1两端的电压不能突变,防漏电电路20可通过并联一个反向二极管D1加快放电的速度,开机控制器件101的第三端口113的电平拉低的速度加快,为下一次芯片上电做准备,从而达到可以快速开关机且不漏电的目的。
需要注意的是,在本申请实施例中,开机控制器件101可以为N型金属氧化物半导体MOS晶体管或三极管,可利用N型MOS管或三极管来实现开机控制引脚PBINT从低电平到高电平的转换,其中,N型MOS管是电压控制器件,三极管是电流控制器件,N型MOS管比三极管更节能,热稳定性更好。此处以N型MOS管作为开机控制器件101为例进行说明,使用N型MOS管的栅极来控制漏极和源极的通断,漏极接开机控制引脚PBINT,源极接地,此时,栅极需要提供的逻辑电位与开机控制引脚PBINT相反,具体为,栅极高电平,N型MOS管导通,开机控制引脚PBINT接地为低电平,栅极低电平,N型MOS管关断,开机控制引脚PBINT拉高为高电平。将第一电容C1一端连接到VBAT,第一电容C1另一端连接到N型MOS管的栅极,VBAT加电时,第一电容C1充电,N型MOS管的栅极电位拉高,N型MOS管导通,开机控制引脚PBINT被拉低,芯片正常开机,芯片开机后,开机控制引脚PBINT必须拉高,因此,需要N型MOS管的栅极变为低电平,此时,可通过并联的第一电阻R1进行放电实现,N型MOS管的栅极时序波图由第一电阻R1的值决定。
此外,开机控制器件101导通指的是,在开机控制器件101的第一端口111和开机控制器件101的第三端口113的电压差大于第一阈值的情况下,开机控制器件101导通;同理,开机控制器件101关断指的是,在开机控制器件101的第一端口111和开机控制器件101的第三端口113的电压差小于第二阈值的情况下,开机控制器件101关断。
在芯片上电过程中,开机控制器件101的第三端口113的电平拉高,在开机控制器件101的第三端口113和开机控制器件101的第一端口111的电压差大于第一阈值的情况下,开机控制器件101导通,开机控制引脚PBINT的电平拉低,实现芯片上电后自动开机的功能,之后,开机控制器件101的第三端口113的电平拉低,在开机控制器件101的第三端口113和开机控制器件101的第一端口111的电压差小于第二阈值的情况下,开机控制器件101关断,开机控制引脚PBINT的电平拉高,实现芯片防漏电的功能。
请参阅图5,图5为本申请实施例公开的一种开机控制电路的信号示意图。如图5所示,三条曲线分别表示了手动控制VBAT在25℃下的开机控制电路各点的波形图,具体的,曲线a表示电池电压VBAT随时间变化的波形图,曲线b表示开机控制引脚PBINT处电压随时间变化的波形图,曲线c表示开机控制器件的第三端口处(N型MOS管的栅极)电压随时间变化的波形图。由图5可知,在第一阶段的时间内,芯片未上电,曲线a、b、c均保持不变;在第二个阶段的时间内,电池电压VBAT加电,曲线a表示的电压值飙升到高点并保持稳定,此时,第一电容C1充电,曲线c表示的开机控制器件的第三端口处(N型MOS管的栅极)电压值飙升至高点,N型MOS管导通,紧接着N型MOS管的栅极电压通过第一电阻R1进行放电,与此同时,曲线b表示的开机控制引脚PBINT的电压在一段时间(大于1s)内保持低电平;在第三阶段的时间内,当N型MOS管的栅极电压持续放电下降至临界值时,N型MOS管断开,开机控制引脚PBINT通过内部电路被拉高,曲线b飙升至高点并保持稳定。
另一方面,本申请实施例还提供了PSM漏电测试,具体为加入开机控制电路前后,在-40℃至85℃之间进入PSM进行功耗测试,测得的整机电流值如下表所示:
温度(℃) | -40 | -25 | 0 | 25 | 45 | 65 | 70 | 75 | 85 |
不加控制电路PSM电流(uA) | 2 | 2 | 2 | 3 | 3 | 4 | 4 | 5 | 6 |
加控制电路PSM电流(uA) | 2 | 2 | 2 | 3 | 3 | 4 | 4 | 5 | 6 |
由上表可知,加入的控制电路漏电很小,且从电压源上观测加入控制电路前后PSM模式下的整机电流并无明显差异,故加入本申请实施例中的开机控制电路对PSM模式无影响。
请参阅图6,图6为本申请实施例公开的另一种开机控制电路的信号示意图。如图6所示,三条曲线分别表示快速开关机测试下的开机控制电路各点的波形图,具体的,曲线a表示电池电压VBAT随时间变化的波形图,曲线b表示开机控制引脚PBINT处电压随时间变化的波形图,曲线c表示开机控制器件的第三端口处(N型MOS管的栅极)电压随时间变化的波形图。由图6可知,在第一阶段的时间内,芯片上电后,曲线a表示的VBAT电压值保持高点稳定,曲线b表示的开机控制引脚PBINT的电压在一段时间(大于1s)内保持低电平,然后飙升至高点并保持稳定,曲线c表示的开机控制器件的第三端口处(N型MOS管的栅极)电压值飙升至高点,之后持续放电下降至临界值;在第二阶段的时间内,芯片突然下电,曲线a表示的VBAT电压值下跌至低点并保持不变,曲线b表示的开机控制引脚PBINT下降至低电平,曲线c表示的开机控制器件的第三端口处(N型MOS管的栅极)电压值瞬间降为-VBAT;在第三阶段的时间内,芯片重新上电,曲线a、b、c又重新恢复为第一阶段的变化。由上述三个阶段的曲线波形图可知,在经历了第二阶段短暂的断电后,N型MOS管的栅极能通过反向二极管快读放电,回到开机前的状态,随后在第三阶段的时间内能再次上电正常开机,且在快速开关机测试的全过程中,开机控制电路达到了防漏电的目的。
请参阅图7,图7为本申请实施例公开的一种开机控制电路的控制信号示意图。如图7所示,本实施例中所描述的控制信号是一种以高电平和低电平交替出现的方波信号,该控制信号可以包括传输控制命令,也可以包括数据段或数据块,控制信号中,以“0”对应低电平,以“1”对应高电平。上述控制信号以控制命令为例,控制信号在第一个时间段内为低电平“0”、第二个时间段内为高电平“1”、第三个时间段内为低电平“0”、第四个时间段内为低电平“0”、第五个时间段内为高电平“1”,可以将这五个时间段的时长之和作为一个周期,在下一周期又会重复出现这五个时间段对应的电平,可以用于周期性的传输同一控制命令。需要注意的是,控制信号中的高电平和低电平不是对应两个具体数值的电压,而是对应为两个电压范围。本实施例中所描述的控制信号可以是开机控制电路中的开机控制信号。
请参阅图8,图8为本申请实施例公开的一种开机控制装置的结构示意图。如图8所示,本实施例中所描述的开机控制装置,包括电源、芯片和如图3或图4中任一项所示的开机控制电路,其中:
电源包括第一辅助电源301和第二辅助电源,第一辅助电源301的输出端口连接第一电容C1的第一端口211,第一辅助电源301用于为开机控制电路供电,第二辅助电源用于为芯片供电。
开机控制电路包括开机控制单元10和防漏电电路20,其中:
开机控制单元10的第一端口连接芯片的开机控制引脚PBINT,开机控制单元10的第二端口接地GND,开机控制单元10的第三端口连接防漏电电路20的第一端口,防漏电电路20的第二端口连接电源VBAT,防漏电电路20的第三端口接地GND;
开机控制单元10用于接收防漏电电路20发送的上电信号后,控制开机控制引脚PBINT的电平,实现芯片自动开机的功能,防漏电电路20用于接收开机控制单元10发送的导通信号后,在第一时间段内放电,实现芯片防漏电的功能。
在本申请实施例中,芯片中控制开机的引脚为开机控制引脚PBINT,芯片自动开机需要满足开机控制引脚PBINT先保持低电平的条件,使得芯片正常启动,之后开机控制引脚PBINT一直保持高电平,在高电平的情况下,开机控制引脚PBINT内部电路没有对地的通路,不会产生漏电现象。因此,本申请实施例中的防漏电电路20上电后,将上电信号发送给开机控制单元10,开机控制单元10接收上电信号后,开机控制单元10导通,开机控制引脚PBINT的电平拉低,实现芯片的自动开机功能,在芯片自动开机后,防漏电电路20接收到开机控制单元10发送的导通信号后,在第一时间段内放电,开机控制单元10截断,开机控制引脚PBINT的电平拉高,实现芯片防漏电的功能,故通过控制器件来控制开机控制引脚PBINT的电位,并利用防漏电电路20进行充放电,能够实现芯片自动开机、关机,以及防漏电的功能,并且大大简化了电路设计,节约了电路硬件成本,提高了电路使用效率。
通过以上申请实施例,可以通过控制器件来控制开机控制引脚的电位,并利用RC电路进行充放电,能够实现芯片自动开机、关机,以及防漏电的功能,并且大大简化了电路设计,提高了电路使用效率,节约了电路硬件成本。
以上对本申请实施例所提供的一种开机控制电路及其相关装置进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (10)
1.一种开机控制电路,其特征在于,包括:
开机控制单元和防漏电电路;
所述开机控制单元的第一端口连接芯片的开机控制引脚,所述开机控制单元的第二端口接地,所述开机控制单元的第三端口连接所述防漏电电路的第一端口,所述防漏电电路的第二端口连接电源,所述防漏电电路的第三端口接地;
所述开机控制单元用于接收所述防漏电电路发送的上电信号后,控制所述开机控制引脚的电平,实现所述芯片自动开机的功能,所述防漏电电路用于接收所述开机控制单元发送的导通信号后,在第一时间段内放电,实现所述芯片防漏电的功能。
2.根据权利要求1所述的开机控制电路,其特征在于,所述开机控制单元用于接收所述防漏电电路发送的上电信号后,控制所述开机控制引脚的电平,包括:
所述开机控制单元接收所述防漏电电路发送的上电信号后,所述开机控制单元导通,所述开机控制引脚的电平拉低,实现所述芯片自动开机的功能。
3.根据权利要求1所述的开机控制电路,其特征在于,所述防漏电电路用于接收所述开机控制单元发送的导通信号后,在第一时间段内放电,包括:
所述防漏电电路接收所述开机控制单元发送的导通信号后,所述防漏电电路在所述第一时间段内放电,所述开机控制单元截断,所述开机控制引脚的电平拉高,实现所述芯片防漏电的功能。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的开机控制电路,其特征在于,所述开机控制单元包括:
开机控制器件;
所述开机控制器件的第一端口连接所述开机控制引脚,所述开机控制器件的第二端口接地,所述开机控制器件的第三端口连接所述防漏电电路的第一端口;
所述开机控制器件接收所述防漏电电路发送的上电信号后,所述开机控制器件导通,所述开机控制引脚的电平拉低,实现所述芯片自动开机的功能。
5.根据权利要求4所述的开机控制电路,其特征在于,所述防漏电电路包括:
第一电容和第一电阻;
所述第一电容的第一端口连接电源,所述第一电容的第二端口连接所述第一电阻的第一端口和所述开机控制器件的第三端口,所述第一电阻的第一端口连接所述开机控制器件的第三端口,所述第一电阻的第二端口接地;
所述第一电容上电后充电,所述开机控制器件的第三端口的电平拉高,所述开机控制器件导通,所述开机控制引脚的电平拉低,实现所述芯片自动开机的功能,在所述开机控制器件导通后,所述第一电容在所述第一时间段内放电,所述开机控制器件的第三端口通过所述第一电阻放电,所述开机控制器件的第三端口的电平拉低,所述开机控制器件关断,所述开机控制引脚的电平拉高,实现所述芯片防漏电的功能。
6.根据权利要求5所述的开机控制电路,其特征在于,所述防漏电电路还包括:
反向二极管;
所述反向二极管的第一端口连接所述第一电阻的第二端口和地线,所述反向二极管的第二端口连接所述第一电容的第二端口、所述第一电阻的第一端口、以及所述开机控制器件的第三端口;
在所述芯片上电后断电的情况下,所述反向二极管导通,所述开机控制器件的第三端口的电平拉低,所述开机控制器件关断,实现在下一次上电的情况下所述芯片自动开机和防漏电的功能。
7.根据权利要求6所述的开机控制电路,其特征在于,所述开机控制器件导通,包括:
所述开机控制器件的第一端口和所述开机控制器件的第三端口的电压差大于第一阈值的情况下,所述开机控制器件导通;
所述开机控制器件关断,包括:
所述开机控制器件的第一端口和所述开机控制器件的第三端口的电压差小于第二阈值的情况下,所述开机控制器件关断。
8.根据权利要求4所述的开机控制电路,其特征在于,所述开机控制器件为N型金属氧化物半导体MOS晶体管或三极管。
9.一种开机控制装置,其特征在于,包括电源、芯片、以及权利要求1-8中任一项所述的开机控制电路。
10.根据权利要求9所述的开机控制装置,其特征在于,所述电源包括第一辅助电源和第二辅助电源,所述第一辅助电源用于为所述开机控制电路供电,所述第二辅助电源用于为所述芯片供电。
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