CN204810138U - 终端设备的自动开机电路及终端设备 - Google Patents

终端设备的自动开机电路及终端设备 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供一种终端设备的自动开机电路及终端设备。本实用新型终端设备的自动开机电路,包括:电压检测电路和开关管;电压检测电路包括:串联连接的第一电阻和第一电容;第一二极管的第一端子连接在第一连接点处;第一二极管的第二端子和第一三极管的第一端子连接;第一三极管的第二端子和第二电阻的一端在第二连接点处连接;第二三级管的第一端子连接在第二连接点处;第二三级管的第二端子连接第三电阻的一端;第二三级管的第三端子分别和第二电容的一端以及第四电阻的一端连接;第二电容的另一端和第四电阻的另一端连接;开关管的第一端子和第二三级管的第三端子连接;开关管的第二端子和第三连接点连接。本实用新型能够实现自动开机。

Description

终端设备的自动开机电路及终端设备
技术领域
[0001] 本实用新型涉及电子设备技术领域,具体涉及一种终端设备的自动开机电路及终端设备。
背景技术
[0002] 随着信息技术的飞速发展,无线智能终端设备在人们的生产和生活中得到了普遍应用。车载终端设备作为智能终端的代表,因其恶劣的供电条件和使用环境对设备的可靠性提出了更高的要求。车载使用场景下,发电机输出电压给车载电池,经开关后供给车载终端设备用电。在实际运行过程中,由于车载终端设备都接在同一个电池组上,某一设备连接和断开的过程会导致电池电压出现波动,而这种电压波动导致正在运行的其它车载终端设备供电出现短时中断,以致其掉电关机。
[0003] 现有的车载终端设备在掉电关机后,采用开关机按键和紧急呼叫按键实现开机功能,为了防止无意触碰导致的误开机或误关机动作,按键开关机电路往往设计成长按开机按键功能,开关机需要长按按键的时间一般设置在I秒至5秒之间。然而,由于车载电池容易出现波动而导致短时供电中断,车载终端设备掉电关机比较频繁,汽车在行驶过程中,需要人为多次长按车载终端设备的开机按键,使车载终端设备始终保持正常工作。
[0004] 现有技术的问题是,由于操作人员往往无法及时进行手动开机,因此现有的车载终端设备的开机操作较繁琐。
实用新型内容
[0005] 本实用新型提供一种终端设备的自动开机电路及终端设备,能够解决现有的车载终端设备的开机操作较繁琐的问题。
[0006] 第一方面,本实用新型提供一种终端设备的自动开机电路,包括:
[0007] 电压检测电路和开关管;
[0008] 其中,所述电压检测电路包括:
[0009] 串联连接的第一电阻和第一电容,所述第一电阻的一端和所述第一电容的一端在第一连接点处连接,所述第一电容的另一端接地;所述第一电阻的另一端和所述终端设备的电源接口连接;
[0010] 第一二极管的第一端子连接在所述第一连接点处;所述第一二极管的第二端子和第一三极管的第一端子连接;
[0011] 所述第一三极管的第二端子和第二电阻的一端在第二连接点处连接,所述第一三极管的第三端子接地;所述第二电阻的另一端和所述终端设备的电源稳压器的输出端连接;
[0012] 第二三级管的第一端子连接在所述第二连接点处;所述第二三级管的第二端子连接第三电阻的一端;所述第二三级管的第三端子分别和第二电容的一端以及第四电阻的一端连接;所述第二电容的另一端和所述第四电阻的另一端连接,所述第四电阻的另一端接地;所述第三电阻的另一端和所述终端设备的电源稳压器的输出端连接;
[0013] 所述开关管的第一端子和所述第二三级管的第三端子连接;所述开关管的第二端子和第三连接点连接;所述开关管的第三端子接地;所述第三连接点为所述终端设备的开关机按键和断电保护硬件控制单元的连接点。
[0014] 可选地,所述电压检测电路还包括:
[0015] 第二二极管,所述第二二极管的第一端子和所述第一电阻的另一端连接,所述第二二极管的第二端子和所述第一二极管的第一端子连接。
[0016] 可选地,所述第二二极管的第一端子为负极,所述第二二极管的第二端子为正极。
[0017] 可选地,还包括:
[0018] 第三电容,所述第三电容的一端与所述开关管的第二端子连接,所述第三电容的另一端接地,用于减少电源噪声对所述自动开机电路的干扰。
[0019] 可选地,所述第一二极管的第一端子为负极,所述第一二极管的第二端子为正极;
[0020] 所述第一三极管的第一端子为基极,所述第一三极管的第二端子为集电极,所述第一三极管的第三端子为发射极;
[0021] 所述第二三极管的第一端子为基极,所述第二三极管的第二端子为集电极,所述第二三极管的第三端子为发射极;
[0022] 所述开关管的第一端子为栅极,所述开关管的第二端子为漏极,所述开关管的第三端子为源极。
[0023] 第二方面,本实用新型提供一种终端设备,包括:
[0024] 电源、电源稳压器、如第一方面中任一项所述的自动开机电路、开关机按键、断电保护硬件控制单元和处理器;
[0025] 其中,所述电源的电源接口和所述电源稳压器的输出端分别与所述自动开机电路的电压检测电路连接,所述电源稳压器的输入端和所述电源接口连接;所述开关机按键和所述断电保护硬件控制单元在第三连接点处连接;所述自动开机电路的开关管连接在所述第三连接点处;所述处理器分别与所述开关机按键、所述断电保护硬件控制单元和所述电源连接。
[0026] 本实用新型提供的终端设备的自动开机电路及终端设备,当电源接口上电之后第二三极管导通,此时第二电容上电,上电电压达到开关管的第二导通阈值电压之后开关管导通,当第一电容上电达到第一导通阈值电压之后,第一三极管导通,从而导致第二三极管关断,此时第二电容放电,第二电容的电压下降到第二导通阈值电压之后开关管关断,开关管的整个导通过程为模拟的长按开关机按键过程,最终能够实现终端设备在上电后自动开机,无需用户手动操作,解决了现有的车载终端设备的开机操作较繁琐的问题。
附图说明
[0027] 为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例,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它的附图。
[0028] 图1为现有的终端设备的开关机电路原理图;
[0029] 图2为本实用新型终端设备的开关机电路原理图;
[0030] 图3为本实用新型自动开机电路一实施例的结构示意图;
[0031] 图4A为本实用新型自动开机电路一实施例的电压波形示意图一;
[0032] 图4B为本实用新型自动开机电路一实施例的电压波形示意图二 ;
[0033] 图4C为本实用新型自动开机电路一实施例的电压波形示意图三;
[0034] 图5为本实用新型自动开机电路的另一实施例的结构示意图;
[0035] 图6为本实用新型自动开机电路的又一实施例的结构示意图;
[0036]图7为本实用新型终端设备的一实施例的结构示意图。
具体实施方式
[0037] 下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,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它实施例,都属于本实用新型保护的范围。
[0038] 本实用新型实施例的自动开机电路可以应用于终端设备中,特别是车载终端设备中。
[0039] 图1为现有的终端设备的开关机电路原理图。图2为本实用新型终端设备的开关机电路原理图。图3为本实用新型自动开机电路一实施例的结构示意图。图4A为本实用新型自动开机电路一实施例的电压波形示意图一。图4B为本实用新型自动开机电路一实施例的电压波形示意图二。图4C为本实用新型自动开机电路一实施例的电压波形示意图三。如图3所示,自动开机电路包括:
[0040] 电压检测电路和开关管Q3 ;
[0041 ] 其中,所述电压检测电路包括:
[0042] 串联连接的第一电阻Rl和第一电容Cl,所述第一电阻Rl的一端和所述第一电容Cl的一端在第一连接点al处连接,所述第一电容Cl的另一端接地;所述第一电阻Rl的另一端和所述终端设备的电源接口连接;
[0043] 第一二极管Dl的第一端子连接在所述第一连接点al处;所述第一二极管Dl的第二端子和第一三极管Ql的第一端子连接;
[0044] 所述第一三极管Ql的第二端子和第二电阻R2的一端在第二连接点a2处连接,所述第一三极管Ql的第三端子接地;所述第二电阻R2的另一端和所述终端设备的电源稳压器的输出端连接;
[0045] 第二三级管Q2的第一端子连接在所述第二连接点a2处;所述第二三级管Q2的第二端子连接第三电阻R3的一端;所述第二三级管Q2的第三端子分别和第二电容C2的一端以及第四电阻R4的一端连接;所述第二电容C2的另一端和所述第四电阻R4的另一端连接,所述第四电阻R4的另一端接地;所述第三电阻R3的另一端和所述终端设备的电源稳压器的输出端连接;
[0046] 所述开关管Q3的第一端子和所述第二三级管Q2的第三端子连接;所述开关管Q3的第二端子和第三连接点a3连接;所述开关管Q3的第三端子接地;所述第三连接点a3为所述终端设备的开关机按键和断电保护硬件控制单元的连接点。
[0047] 具体来说,如图1所示,车载电池供电通过电源接口接入终端设备,并经缓启动开关管后进入电源转换电路,电源转换电路将车载电池电压转换成各种应用电压给终端设备的负载电路及功能电路供电。其中缓启动开关管在图1所示的电路中同时起到开关的作用,当缓启动开关管导通时,车载电池电压可以供给到电源转换电路并完成电压转换供给负载电路和功能电路,终端设备可正常工作。当缓启动开关管关断时,车载电池电压不能提供给终端设备用电,终端设备无法正常工作,缓启动开关管的开关由断电保护硬件控制单元进行控制。
[0048] 开机过程中,长按开关机按键或者长按紧急呼叫按键,触发断电保护硬件控制单元给出开机信号,开机信号驱动缓启动开关管导通,实现终端设备开机。
[0049] 关机过程中,长按开关机按键或者长按紧急呼叫按键,处理器(CentralProcessing Unit,简称CPU)实时检测开关机按键信号和紧急呼叫按键信号,并经延时3秒至4秒后触发断电保护硬件控制单元给出关机信号,关机信号驱动缓启动开关管关断,实现终端设备关机。
[0050] 如图1、图2所示,Vin为12V,对应图2中的电源接口的输出电压,本实施例中,电源稳压器的输出端的输出电压为5V。
[0051 ] 电源接口电压上电过程中,12V经第一电阻Rl给第一电容Cl充电,在第一电容Cl电压被充到第一导通阈值电压之前,第一三极管Ql处于关断状态,此第一导通阈值电压由第一二极管Dl和第一三极管Ql的基极和发射极BE间的PN结电压决定;第一二极管为稳压二极管;
[0052] 由于电源稳压器的输出端的电压和电源接口的输出电压同时建立,此时第二三极管Q2的基极电压为高,第二三极管Q2处于导通状态,电源稳压器的输出端的电压通过第二三极管Q2给第二电容C2充电,当第二电容C2的电压上升到开关管Q3的第二导通阈值电压后,开关管Q3导通,此第二导通阈值电压,即为开关管的门槛电压Vth,开关管为MOS场效应晶体管。此时,由于第二三极管Q2处于导通状态,第二电容C2的上电电压继续上升直到接近目标电压(此目标电压由电源稳压器的输出端电压和第二三极管Q2的集电极和发射极CE间压降决定)。第二电容C2从开始充电到电压达到目标电压的电压波形如图4A所示,图4A中第二电容C2充电的持续时间为5.6毫秒(ms),从开始充电到电压达到目标电压的电压差为4.3伏(V)。
[0053] 当第一电容Cl的电压充电到第一导通阈值电压之后,第一三极管Ql导通,从而导致第二三极管Q2关断,第二三极管Q2关断后第二电容C2通过第四电阻R4放电,在第二电容C2电压下降到开关管Q3的第二导通阈值电压之前,开关管Q3 —直保持开通状态,开关管Q3维持开通的时间即为模拟手动长按开关机按键的过程,开关管Q3的开关导通替代手动按键过程触发断电保护硬件控制单元输出开机信号,开机信号驱动缓启动开关管导通,实现终端设备开机。第二电容C2继续放电直到第二电容C2的电压低于第二导通阈值电压时,开关管Q3关断。图4B中的b波形为第一电容Cl从开始充电到电压达到第一导通阈值电压的电压波形,图4B中的a波形为第二电容C2从开始充电到电压达到目标电压,以及第二电容C2放电的电压波形,图4B中第一电容Cl从开始充电到电压达到第一导通阈值电压的时间差比第二电容C2从开始充电到电压达到目标电压的时间差长。如图4C所示,第二电容C2从开始放电到电压降至开关管Q3的第二导通阈值电压的持续时间为5s,该持续时间即为模拟的手动长按开关机按键的过程。
[0054] 当电源接口电压上电成功后,第一三极管Ql长期处于导通状态,第二三极管Q2长期处于关断状态,第二电容C2放电终止后开关管Q3长期处于关断状态,即电源端口电压正常上电后,自动开机电路被屏蔽,不影响原有电路正常工作。
[0055] 本实施例的自动开机电路,在电源接口电压上电过程中,开关管Q3的导通时间必须满足手动长按开关机按键的时间要求。开关管Q3导通时间设置的合理范围例如为3〜5s,时间设置太短无法实现自动开机功能,时间设置太长会导致开机功能退出较慢,影响终端设备中电路的原有功能。合理设置第二电容C2和第四电阻R4的参数,设置开关管Q3的导通时间在3〜5s。
[0056] 而且,为保证电源接口电压上电后,尽快启动开关管Q3导通,必须保证第二电容C2处于快充慢放状态,即第二电容C2的充电电流必须大,同时放电电流足够小,以此保证开关管Q3的导通时间,通过合理设置第二电容C2、第四电阻R4以及第三电阻R3的参数实现。
[0057] 第二电容C2充到目标电压之前,第二三极管Q2不能关断。第二三极管Q2的导通和关断主要是由第一电容Cl上的电压决定,通过合理设置第一电容Cl、第一电阻Rl和第一二极管Dl的参数加以保证。
[0058] 综上,本实用新型实施例中的自动开机电路,与终端设备原有供电系统完全兼容,终端设备开机后,自动开机电路自动退出,不改变原有电路的功能;而且电路简单,体积小,成本低;最终实现终端设备上电后自动开机,用户体验较好。
[0059] 本实施例提供的终端设备的自动开机电路,当电源接口上电之后第二三极管导通,此时第二电容上电,上电电压达到开关管的第二导通阈值电压之后开关管导通,当第一电容上电达到第一导通阈值电压之后,第一三极管导通,从而导致第二三极管关断,此时第二电容放电,第二电容的电压下降到第二导通阈值电压之后开关管关断,开关管的整个导通过程为模拟的长按开关机按键过程,最终能够实现终端设备在上电后自动开机,无需用户手动操作,解决了现有的车载终端设备的开机操作较繁琐的问题。
[0060] 图5为本实用新型自动开机电路的另一实施例的结构示意图。如图5所示,在图3所示的实施方式的基础上,进一步的,所述电压检测电路还包括:
[0061] 第二二极管D2,所述第二二极管D2的第一端子和所述第一电阻Rl的另一端连接,所述第二二极管D2的第二端子和所述第一二极管Dl的第一端子连接。
[0062] 可选地,所述第二二极管D2的第一端子为负极,所述第二二极管D2的第二端子为正极。
[0063] 具体来说,为了避免电源接口输入电压的跳变对自动开机电路的影响,因此加入第二二极管D2,当电源的输入电压上电过程中跳变跌落时,第二二极管D2导通,保证第一电容Cl上的电压跟随输入电压下降,避免第一电容Cl未及时放电,而导致第二电容C2的充电时间不够,进而开关管Q3导通时间过短无法开机的问题出现。
[0064] 图6为本实用新型自动开机电路的又一实施例的结构示意图。如图6所示,在图3、图5所示的实施方式的基础上,进一步的,所述自动开机电路还包括:
[0065] 第三电容C3,所述第三电容C3的一端与所述开关管Q3的第二端子连接,所述第三电容C3的另一端接地,用于减少电源噪声对所述自动开机电路的干扰。
[0066] 具体来说,第三电容C3为退耦电容,可以用于减少电源噪声对所述自动开机电路的干扰。
[0067] 可选地,所述第一二极管Dl的第一端子为负极,所述第一二极管Dl的第二端子为正极;
[0068] 所述第一三极管Ql的第一端子为基极,所述第一三极管Ql的第二端子为集电极,所述第一三极管Ql的第三端子为发射极;
[0069] 所述第二三极管Q2的第一端子为基极,所述第二三极管Q2的第二端子为集电极,所述第二三极管Q2的第三端子为发射极;
[0070] 所述开关管Q3的第一端子为栅极,所述开关管Q3的第二端子为漏极,所述开关管Q3的第三端子为源极。
[0071]图7为本实用新型终端设备的一实施例的结构示意图。如图7所示,本实施例的终端设备,包括:
[0072] 电源、电源稳压器、自动开机电路、开关机按键、断电保护硬件控制单元和处理器;
[0073] 其中,所述电源的电源接口和所述电源稳压器的输出端分别与所述自动开机电路的电压检测电路连接,所述电源稳压器的输入端和所述电源接口连接;所述开关机按键和所述断电保护硬件控制单元在第三连接点a3处连接;所述自动开机电路的开关管连接在所述第三连接点a3处;所述处理器分别与所述开关机按键、所述断电保护硬件控制单元和所述电源连接。
[0074] 本实施例的终端设备,其中自动开机电路可以采用图3〜图6任一自动开机电路实施例的结构,其实现原理和技术效果类似,此处不再赘述。
[0075] 最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种终端设备的自动开机电路,其特征在于,包括: 电压检测电路和开关管; 其中,所述电压检测电路包括: 串联连接的第一电阻和第一电容,所述第一电阻的一端和所述第一电容的一端在第一连接点处连接,所述第一电容的另一端接地;所述第一电阻的另一端和所述终端设备的电源接口连接; 第一二极管的第一端子连接在所述第一连接点处;所述第一二极管的第二端子和第一三极管的第一端子连接; 所述第一三极管的第二端子和第二电阻的一端在第二连接点处连接,所述第一三极管的第三端子接地;所述第二电阻的另一端和所述终端设备的电源稳压器的输出端连接; 第二三级管的第一端子连接在所述第二连接点处;所述第二三级管的第二端子连接第三电阻的一端;所述第二三级管的第三端子分别和第二电容的一端以及第四电阻的一端连接;所述第二电容的另一端和所述第四电阻的另一端连接,所述第四电阻的另一端接地;所述第三电阻的另一端和所述终端设备的电源稳压器的输出端连接; 所述开关管的第一端子和所述第二三级管的第三端子连接;所述开关管的第二端子和第三连接点连接;所述开关管的第三端子接地;所述第三连接点为所述终端设备的开关机按键和断电保护硬件控制单元的连接点。
2.根据权利要求1所述的电路,其特征在于,所述电压检测电路还包括: 第二二极管,所述第二二极管的第一端子和所述第一电阻的另一端连接,所述第二二极管的第二端子和所述第一二极管的第一端子连接。
3.根据权利要求2所述的电路,其特征在于,所述第二二极管的第一端子为负极,所述第二二极管的第二端子为正极。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电路,其特征在于,还包括: 第三电容,所述第三电容的一端与所述开关管的第二端子连接,所述第三电容的另一端接地,用于减少电源噪声对所述自动开机电路的干扰。
5.根据权利要求1-3任一项所述的电路,其特征在于,所述第一二极管的第一端子为负极,所述第一二极管的第二端子为正极; 所述第一三极管的第一端子为基极,所述第一三极管的第二端子为集电极,所述第一三极管的第三端子为发射极; 所述第二三极管的第一端子为基极,所述第二三极管的第二端子为集电极,所述第二三极管的第三端子为发射极; 所述开关管的第一端子为栅极,所述开关管的第二端子为漏极,所述开关管的第三端子为源极。
6.一种终端设备,其特征在于,包括: 电源、电源稳压器、如权利要求1-5任一项所述的自动开机电路、开关机按键、断电保护硬件控制单元和处理器; 其中,所述电源的电源接口和所述电源稳压器的输出端分别与所述自动开机电路的电压检测电路连接,所述电源稳压器的输入端和所述电源接口连接;所述开关机按键和所述断电保护硬件控制单元在第三连接点处连接;所述自动开机电路的开关管连接在所述第三连接点处;所述处理器分别与所述开关机按键、所述断电保护硬件控制单元和所述电源连接。
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