CN113641233A - 防止复位状态下掉电的供电电路及柔性键盘 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防止复位状态下掉电的供电电路及柔性键盘,用于输出电源控制信号至MCU模块的IO口,包括:第一检测模块,所述第一检测模块具有接收复位信号的第一输入端和输出第一控制信号的第一输出端;第一开关模块,所述第一开关模块具有接收第一工作电压的第二输入端、输出第一工作电压的第二输出端和接收所述第一控制信号后使所述第二输入端与所述第二输出端导通的第三输入端;其中,所述第一开关模块的第二输出端所输出的第一工作电压促使所述电源控制信号为高电平。本发明可以应用于大多数的消费类电子产品中,可以防止消费类电子产品MCU在复位时掉电的问题,降低产品出现异常掉电状况的风险。
Description
技术领域
本发明涉及电子设备内部电路技术领域,具体涉及一种防止复位状态下掉电的供电电路及柔性键盘。
背景技术
目前,大多数电子设备内部的MCU都具有外部复位的功能,使得MCU工作异常的情况下可以使用外部复位使其回到初始的正常工作状态。然而市场上部分MCU在整个芯片复位的情况下,IO口容易同时出现瞬间掉电的情况。
比如图1的应用于具有电池的消费类电子产品内部的供电电路,电源的控制信号HOLD由IO口输出,在复位时IO口持续低电平时间较长的条件下,使电源控制部分失效,从而导致整个电源掉电(如图5所示,A表示VDD电压波形,B表示P00电压波形)。以上异常情况在便携消费类电子中出现较多(因为会频繁通过按键方式进行驱动,也即复位操作的次数较多)。
因此有必要开发一种防止复位状态下掉电的供电电路。
发明内容
本发明的主要目的在于提出一种防止复位状态下掉电的供电电路及柔性键盘,以解决背景技术中所提及的现有大多数电子设备在执行外部复位功能时基于IO口长时间处于持续低电平容易导致电源掉电的技术问题。
本发明的第一方面提供了一种防止复位状态下掉电的供电电路,用于输出电源控制信号至MCU模块的IO口,包括:
第一检测模块,所述第一检测模块具有接收复位信号的第一输入端和输出第一控制信号的第一输出端;
第一开关模块,所述第一开关模块具有接收第一工作电压的第二输入端、输出第一工作电压的第二输出端和接收所述第一控制信号后使所述第二输入端与所述第二输出端导通的第三输入端;
其中,所述第一开关模块的第二输出端所输出的第一工作电压促使所述电源控制信号为高电平。
本发明的第一方面提供的防止复位状态下掉电的供电电路;当RST按键按下时,先通过第一检测模块的第一输入端接收到与RST按键对应的复位信号时,然后第一检测模块的第一输出端输出第一控制信号至第一开关模块的第三输入端,使得工作电压能够从第一开关模块的第二输出端输出,则所输出的第一工作电压能够拉高电源控制信号PWR-HOLD,即让传输至MCU的IO口的电源控制信号PWR-HOLD保持高电平,以使得MCU不掉电。并且基于本发明的供电电路还具备自锁模块,带有自锁功能的电源电路占板面积小、有效实用、功能易拓展,可以广泛应用在便携式消费类电子产品中的优势。
本发明的第二方面提供了一种柔性键盘,包括如第一方面所提供的防止复位状态下掉电的供电电路;由此使得柔性键盘在进行具体应用时,在执行外部复位功能时不会导致电源掉电,相应提高电源电量的使用时长,提高用户体验。
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地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例,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为现有技术中的供电电路的示意图;
图2为本发明第一实施例所提供的防止复位状态下掉电的供电电路的原理框图;
图3为本发明第二实施例所提供的防止复位状态下掉电的供电电路的原理框图;
图4为本发明的防止复位状态下掉电的供电电路的具体连接示意图;
图5为图1中的供电电路的电压波形图;
图6为本发明所提供的防止复位状态下掉电的供电电路在具体应用时的电压波形图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
需要注意的是,相关术语如“第一”、“第二”等可以用于描述各种组件,但是这些术语并不限制该组件。这些术语仅用于区分一个组件和另一组件。例如,不脱离本发明的范围,第一组件可以被称为第二组件,并且第二组件类似地也可以被称为第一组件。术语“和/或”是指相关项和描述项的任何一个或多个的组合。
本发明第一方面所涉及的防止复位状态下掉电的供电电路,多应用于便携消费类电子,主要解决通过按键形式所触发的外部复位功能时基于IO口长时间处于持续低电平容易导致电源掉电的技术问题。
请参见图2,本发明第一实施例所提供的防止复位状态下掉电的供电电路,包括复位模块10、工作电压供电模块30,还包括相连接的第一检测模块20和第一开关模块40。其中,复位模块10与第一检测模块20电连接,第一检测模块20与第一开关模块40电连接,第一开关模块40与工作电压供电模块30电连接。具体的,复位模块10用于给供电电路提供复位信号BT_RESET,该第一检测模块20的第一输入端接收到复位模块10提供的复位信号BT_RESET后,该第一检测模块20的第一输出端输出第一控制信号并将第一控制信号传输给第一开关模块40。第一开关模块40的第三输入端用于接收到第一控制信号后控制第一开关模块40的第二输入端与第一开关模块40的第二输出端导通。如此,工作电压供电模块30所提供的第一工作电压VCC_3V3从第一开关模块40的第二输入端进入,并从第一开关模块40的第二输出端输出至MCU模块50。即第一工作电压VCC_3V3从第一开关模块40的第二输出端输出后促使电源控制信号PWR-HOLD为高电平(进行拉高),即使得电源控制信号PWR-HOLD在执行复位操作的过程中处于高电平;由此将处于高电平的电源控制信号PWR-HOLD传输至MCU模块50的IO口,以使得MCU模块50不掉电。
其中,复位信号是复位模块10接收到复位操作后所输出的信号,比如用户通过触发复位按键则复位模块10接收到复位操作后输出复位信号BT_RESET。触发开关按键的形式可以是触摸、按压等,所述复位操作由用户触发复位按键所生成。
请参见图4,图4为本发明的防止复位状态下掉电的供电电路的具体连接示意图,其公开了第一实施例中具体的电路连接。第一检测模块20包括相接的第一电阻R18以及第二电阻R7,第一电阻R18一端181与复位模块10连接,第一电阻R18另一端182同时与第二电阻R7一端71、第一开关模块40的第三输入端连接,第二电阻R7另一端72同时与工作电压供电模块30、第一开关模块40的第二输入端连接。其中,第一电阻R18一端181用于检测复位模块10所传输的复位信号BT_RESET。当第一电阻R18一端181检测到复位信号BT_RESET时,则第一电阻R18的另一端182输出第一控制信号,该第一控制信号到达第一开关模块40的第三输入端以使第一开关模块40处于导通状态。第二电阻R7起到阻止第一工作电压VCC_3V3直接传输至第一开关模块的第三输入端的作用。
在一实施例中,第一开关模块40为一三极管。具体的,第一开关模块40为第一PNP型三极管Q11,该第一PNP型三极管Q11的基极作为第一开关模块40的第三输入端同时与第一电阻R18另一端182、第二电阻R7的一端71连接,第一PNP型三极管Q11的发射极作为第一开关模块40的第二输入端同时与第二电阻R7另一端72、工作电压供电模块30连接。所述第一PNP型三极管Q11的集电极作为第一开关模块40的第二输出端输出第一工作电压。基于第一开关模块40选用第一PNP型三极管Q11,则第一开关模块40的第三输入端为第一PNP型三极管Q11的基极,以接收第一控制信号。具体地,当第一电阻R18一端181检测到复位信号BT_RESET时,第一电阻R18另一端182所输出的第一控制信号为高电平,则第一PNP型三极管Q11的基极接收到高电平,则使得第一PNP型三极管Q11处于导通状态,以便于第一工作电压VCC_3V3可以通过第一PNP型三极管Q11。
需要注意,第一工作电压VCC_3V3从第一PNP型三极管Q11的发射极进入,并从第一PNP型三极管Q11的集电极输出时,第一工作电压是有一定的压降的(与第一PNP型三极管Q11相关),因此本申请中所描述的“第一工作电压VCC_3V3”并不特指是电压大小完全相同的电压信号。比如,6V大小的第一工作电压VCC_3V3经过导通的第一PNP型三极管Q11后第一工作电压变为5.4V。
请参见图3,图3示出了本发明第二实施例所提供的防止复位状态下掉电的供电电路的原理框图。第二实施例在第一实施例的基础上还包括自锁模块90、电池60、反电动势开机模块70、USB充电模块80以及滤波模块100。其中,USB充电模块80的输出端与电池60的输入端连接,电池60的输出端同时与反电动势开机模块70的输入端、自锁模块90的输入端连接。滤波模块100连接于自锁模块90的输入端和第一开关模块40的第二输出端之间,反电动势开机模块70的输出端与MCU模块50连接,自锁模块100的输出端与MCU模块50连接。第二实施例中基于自锁模块90能够实现MCU模块50自锁功能,以及反电动势开机模块70提供反电动势开机功能,滤波模块100起到对于第一工作电压VCC_3V3滤波处理,以将经滤波处理后的第一工作电压VCC_3V3传输至自锁模块90。
在一实施例中,还包括对USB充电模块80以及自锁模块90提供保护的保护模块110,保护模块110能够起到防止瞬间电压过冲作用。
在一实施例中,还包括用于驱动MCU模块50的外部开机模块120,当存在外部信号时,MCU模块50接收到高电平的电源控制信号PWR-HOLD,以使产品开机。
请再次参见图4,其公开了第二实施例中具体电路连接的示意图。所述第一开关模块40的第二输出端经第三电阻R24同时与自锁模块90和所述MCU模块50的IO口连接。当第一开关模块40为第一PNP型三极管Q11时,则第三电阻R24一端242与第一PNP型三极管Q11的集电极连接,所述第三电阻R24另一端241同时与滤波模块100的输入端、第四电阻R1一端11连接,滤波模块100的输出端与自锁模块90连接,第四电阻R1另一端12与所述MCU模块50的IO口连接。由此,第三电阻R24能够起到对第一工作电压VCC_3V3进行第一次分压处理,以便于经第一次分压处理的第一工作电压VCC_3V3分别传输至滤波模块100进行滤波处理;以及第一次分压处理的第一工作电压VCC_3V3再通过第四电阻R1的第二次分压处理后对电源控制信号PWR-HOLD(因MCU模块50外部执行复位操作容易处于低电平)进行拉高,即第一工作电压经第三电阻R24、第四电阻R1后与电源控制信号PWR-HOLD汇合,以使处于低电平的电源控制信号PWR-HOLD转换为高电平,保证进入到MCU模块50的IO口是高电平的电源控制信号PWR-HOLD,则MCU模块50不掉电。
在一实施例中,滤波模块100包括呈并联关系的第三电容C22和第七电阻R2,第七电阻R2一端21同时与第四电阻R1一端11、第三电阻R24另一端241、第三电容C22一端221和自锁模块90连接,第七电阻R2另一端22与第三电容C22另一端222接地,滤波模块100通过呈并联关系的第三电容C22和第七电阻R2对于经第一次分压处理的第一工作电压进行滤波处理,从而将经滤波处理的第一工作电压VCC_3V3传输至至自锁模块90。
在一实施例中,自锁模块90包括第一NPN型三极管Q2和第一P沟道增强型MOS管Q3。所述第一NPN型三极管Q2的发射极接地,所述第一NPN型三极管Q2的集电极同时与电池60的第一供电端VBAT_IN、所述第一P沟道增强型MOS管Q3的源极、所述第一P沟道增强型MOS管Q3的栅极连接,所述第一P沟道增强型MOS管Q3的漏极与电池60的第二供电端VBAT连接。具体地:复位按键被触发后,MCU模块50上电进入工作模式,在复位按键触发的瞬间,第一P沟道增强型MOS管Q3的栅极接地,第一P沟道增强型MOS管Q3的漏极和源极导通,MCU模块50上电迅速进入工作模式,MCU模块50的IO口输出高电平给第一NPN型三极管Q2的基极,第一NPN型三极管Q2的集电极和发射极导通,维持第一P沟道增强型MOS管Q3的接地状态,使第一P沟道增强型MOS管Q3持续导通,形成自锁。
在一实施例中,反电动势开机模块70包括第一电感线圈FB4以及第五电阻R28。所述第一P沟道增强型MOS管Q3的漏极同时与第五电阻R28一端282、第一电感线圈FB4一端41连接,所述第一电感线圈FB4另一端42同时与电池60的第二供电端VBAT、第六电阻R27一端271连接,第六电阻R27另一端272与第四电阻R1另一端12、所述MCU模块50的IO口连接。基于上述具体电路限定,通过第一电感线圈FB4提供反电动势开机功能。
在一实施例中,所述USB充电模块80包括第十电阻R53、第十一电阻R50和第二NPN型三极管Q10,第十电阻R53一端531用于接收USB接口电压VBUS,第十电阻R53另一端532同时与第二NPN型三极管Q10的基极、第十一电阻R50的一端501连接,第十一电阻R50另一端502同时与第二NPN型三极管Q10的发射极和地连接,第二NPN型三极管Q10的集电极同时与第十二电阻R3一端31、第一P沟道增强型MOS管Q3的栅极、第一NPN型三极管Q2的集电极连接,第十二电阻R3另一端32同时与电池60的第一供电端VBAT_IN、第五电阻R28另一端281、第一P沟道增强型MOS管Q3的源极连接。具体的,当USB接口插入充电时,则USB接口电压VBUS进入,第二NPN型三极管Q10的基极接收高电平,第二NPN型三极管Q10的发射极和集电极导通,从而第一P沟道增强型MOS管Q3的栅极接地,USB接口电压VBUS传输至电池60的第一供电端VBAT_IN、电池60的第二供电端VBAT。由此实现USB充电模块80对电池60的第一供电端VBAT_IN以及电池60的第二供电端VBAT进行供电。
在一实施例中,保护模块110包括第一二极管D1、第三十五电容C35和第二二极管D2,该第一二极管D1的阴极同时与第三十五电容C35一端351、第二二极管D2阴极和按键端KEY_P连接,该第二二极管D2的阳极同时与第二十一电阻R21一端211、开机端PWR_INTN连接,第二十一电阻R21另一端212用于接收工作电压供电模块30所提供的第一工作电压VCC_3V3,第三十五电容C35另一端352接地。具体的,当按键被触发后,按键端KEY_P产生电压变化(瞬时电压经第三十五电容C35传输至第一二极管D1、第二二极管D2),第三十五电容C35起到防止瞬间电压过冲作用,而第一二极管D1与第二二极管D2形成双二极管结构以防止电压倒灌,因此当按键端KEY_P产生异常高电平时也不会损坏后级电路。
在一实施例中,外部开机模块120包括第六十六电阻R66、第六十七电阻R67、第五十八电阻R58和第二PNP型三极管Q1。该第二PNP型三极管Q1的基极同时与第六十六电阻R66的一端661、第五十八电阻R58的一端581连接,该第二PNP型三极管Q1的发射极同时与第六十六电阻R66的另一端662、电池60的第一供电端VBAT_IN连接,该第二PNP型三极管Q1的集电极与第六十七电阻R67一端671连接,该第六十七电阻R67另一端同时与第三电阻R24的另一端241、第七电阻R2的一端21、第三电容C22的一端221、第一NPN型三极管Q2的基极和第四电阻R1的一端11连接,第五十八电阻R58的另一端582与外部信号端CPOUT连接。具体的,外部信号端CPOUT与电压比较器连接,当拉动柔性键盘时产生触发信号,该触发信号使电压比较器输出为低,即外部信号端CPOUT接收低电平,第二PNP型三极管Q1导通,使电源控制信号PWR_HOLD为高,则CPU模块50驱动使产品开机。
本发明的第三实施例还提供了一种柔性键盘,该柔性键盘内部集成有第一实施例中所描述的复位模块10、工作电压供电模块30、第一检测模块20第一开关模块40和MCU模块50。在这个基础上,使得柔性键盘在进行具体应用时,在执行外部复位功能时不会导致电源掉电(如图6所示,A表示VDD电压波形,在多次复位操作中均没有掉电情况),相应提高电源电量的使用时长,提高用户体验。
本发明的第四实施例还提供了一种柔性键盘,该柔性键盘内部集成有第二实施例中所描述的复位模块10、工作电压供电模块30、第一检测模块20和第一开关模块40、MCU模块50、电池60、反电动势开机模块70、USB充电模块80、自锁模块90、滤波模块100、保护模块110和外部开机模块120。在使得柔性键盘在进行具体应用时,在执行外部复位功能时不会导致电源掉电的基础上,还集成自锁、反电动势开机、保护后级电路、USB充电等功能。
以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种防止复位状态下掉电的供电电路,用于输出电源控制信号至MCU模块的IO口,其特征在于,包括:
第一检测模块,所述第一检测模块具有接收复位信号的第一输入端和输出第一控制信号的第一输出端;
第一开关模块,所述第一开关模块具有接收第一工作电压的第二输入端、输出第一工作电压的第二输出端和接收所述第一控制信号后使所述第二输入端与所述第二输出端导通的第三输入端;
其中,所述第一开关模块的第二输出端所输出的第一工作电压促使所述电源控制信号为高电平。
2.如权利要求1所述防止复位状态下掉电的供电电路,其特征在于,所述复位信号是复位模块接收到复位操作后所输出的信号。
3.如权利要求1所述防止复位状态下掉电的供电电路,其特征在于,所述第一检测模块包括:
第一电阻,所述第一电阻一端用于接收所述复位信号;
第二电阻,所述第二电阻一端同时与所述第一电阻的另一端和所述第一开关模块的第二输入端连接,另一端同时与输出所述第一工作电压的工作电压供电模块和所述第一开关模块的第二输入端连接。
4.如权利要求3所述防止复位状态下掉电的供电电路,其特征在于,所述第一开关模块包括第一PNP型三极管;
所述第一PNP型三极管的基极同时与所述第一电阻另一端、所述第二电阻的一端连接,所述第一PNP型三极管的发射极同时与所述第二电阻另一端、所述工作电压供电模块连接,所述第一PNP型三极管的集电极输出第一工作电压。
5.如权利要求1所述防止复位状态下掉电的供电电路,其特征在于,所述第一开关模块的第二输出端经第三电阻同时与自锁模块和所述MCU模块的IO口连接。
6.如权利要求5所述防止复位状态下掉电的供电电路,其特征在于,所述第三电阻一端与所述第一PNP型三极管的集电极连接,所述第三电阻另一端同时与滤波模块的输入端、第四电阻一端连接,所述滤波模块的输出端与所述自锁模块连接,所述第四电阻另一端与所述MCU模块的IO口连接。
7.如权利要求5所述防止复位状态下掉电的供电电路,其特征在于,所述自锁模块包括第一NPN型三极管和第一P沟道增强型MOS管;
所述第一NPN型三极管的发射极接地,所述第一NPN型三极管的集电极同时与电池的第一供电端、所述第一P沟道增强型MOS管的源极、所述第一P沟道增强型MOS管的栅极连接,所述第一P沟道增强型MOS管的漏极与所述电池的第二供电端连接。
8.如权利要求7所述防止复位状态下掉电的供电电路,其特征在于,所述第一P沟道增强型MOS管的漏极同时与第五电阻一端、第一电感线圈一端连接,所述第一电感线圈另一端同时与电池第二供电端、第六电阻一端连接,所述第六电阻另一端与所述第四电阻另一端、所述MCU模块的IO口连接。
9.如权利要求7所述防止复位状态下掉电的供电电路,其特征在于,还包括对所述电池的第一供电端以及所述电池的第二供电端进行供电的USB充电模块。
10.一种柔性键盘,其特征在于,包括如权利要求1-9任一所述防止复位状态下掉电的供电电路。
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Cited By (2)
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CN114035667A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-02-11 | 深圳市华图测控系统有限公司 | 一种便携式无纸记录仪 |
CN114567308A (zh) * | 2022-04-19 | 2022-05-31 | 深圳市欧拉智造科技有限公司 | 一种开关电路及其控制方法、电子设备 |
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2021
- 2021-07-14 CN CN202110797946.5A patent/CN113641233A/zh active Pending
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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