CN204810251U - 用电设备和用电设备的开关机电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用电设备和用电设备的开关机电路，所述开关机电路包括：供电电源；用于控制所述用电设备开机和关机的开关控制单元，所述开关控制单元的第一端与所述供电电源相连，所述开关控制单元的第二端与所述用电设备的电源端相连；第一NFC通信芯片，所述第一NFC通信芯片与所述开关控制单元的触发端相连，所述第一NFC通信芯片接收到外部设备的第二NFC通信芯片发出的近场通信信号后触发所述开关控制单元以使所述用电设备处于开机状态或关机状态，从而能够通过NFC通信实现用电设备的上电开机和断电关机，增加用户的操作体验，并且该电路结构简单。

Description

用电设备和用电设备的开关机电路

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，特别涉及一种用电设备的开关机电路以及一种用电设备。

背景技术

随着NFC近场通信技术的普及，越来越多的蓝牙音箱、蓝牙耳机甚至是电脑都配置了NFC通信芯片。在相关技术中，NFC通信芯片在上述用电设备上主要是用于实现待机唤醒和快速蓝牙配对的功能，但是，用电设备的待机或关机都需要用户手动按待机按键或者关机按键。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种用电设备的开关机电路，能够通过NFC实现用电设备的上电开机和断电关机。

本实用新型的另一个目的在于提出一种用电设备。

为达到上述目的，本实用新型一方面提出的一种用电设备的开关机电路，供电电源；用于控制所述用电设备开机和关机的开关控制单元，所述开关控制单元的第一端与所述供电电源相连，所述开关控制单元的第二端与所述用电设备的电源端相连，所述开关控制单元的第二端与所述用电设备的电源端之间具有开关控制单元的第二端；第一NFC通信芯片，所述第一NFC通信芯片与所述开关控制单元的触发端相连，所述第一NFC通信芯片接收到外部设备的第二NFC通信芯片发出的近场通信信号后触发所述开关控制单元以使所述用电设备处于开机状态或关机状态。

根据本实用新型提出的用电设备的开关机电路，在第一NFC通信芯片接收到外部设备的第二NFC通信芯片发出的近场通信信号之后触发开关控制单元，以使用电设备处于开机状态或关机状态，从而能够通过NFC通信实现用电设备的上电开机和断电关机，增加用户的操作体验，并且该电路结构简单。

具体地，所述开关控制单元包括：第一开关管，所述第一开关管的第一端作为所述开关控制单元的第一端与所述供电电源相连，所述第一开关管的第二端作为所述开关控制单元的第二端与所述用电设备的电源端相连；第二开关管，所述第二开关管的第一端与所述第一开关管的控制端相连，所述第二开关管的第二端接地，所述第二开关管的控制端与所述开关控制单元的第二端相连，其中，所述第二开关管的第一端与所述第一开关管的第三端之间具有第二节点；第三开关管，所述第三开关管的控制端作为所述开关控制单元的触发端，所述第三开关管的第一端接地；第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述供电电源相连，所述第一电阻的第二端与所述第二节点相连；第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述开关控制单元的第二端相连；第一电容，所述第一电容的第一端与所述第二电阻的第二端相连，所述第一电容的第二端接地，所述第一电容与所述第二电阻之间具有第三节点；第四开关管，所述第四开关管的第一端与所述第三节点相连，所述第四开关管的第二端与所述第二节点相连，所述第四开关管的控制端与所述第三开关管的第二端相连。

进一步地，所述开关控制单元还包括：第三电阻，所述第三电阻串联在所述第二开关管的第一端，所述第三电阻的第一端与所述第二开关管的第一端相连，所述第三电阻的第二端与所述第二节点相连；第四电阻，所述第四电阻串联在所述第二开关管的控制端，所述第四电阻的第一端与所述第二开关管的控制端相连，所述第四电阻的第二端与所述开关控制单元的第二端相连；第五电阻，所述第五电阻连接在所述第四开关管的控制端与所述第三开关管的第二端之间，所述第五电阻的第一端与所述第四开关管的控制端相连，所述第五电阻的第二端与所述第三开关管的第二端相连；第六电阻，所述第六电阻的第一端与所述第四开关管的第二端相连，所述第六电阻的第二端分别与所述第五电阻的第二端和所述第三开关管的第二端相连：第二电容，所述第二电容与所述第一电阻并联。

其中，所述第一开关管为PMOS管，所述第二开关管为NPN三极管，所述第三开关管为NMOS管，所述第四开关管为PNP三级管，

具体地，所述第一电阻的阻值和所述第一电容的电容值由所述第一开关管的导通时间决定，以使所述第一开关管的导通时间小于所述第一电容的充电时间。

优选地，所述第一NFC通信芯片设置在所述用电设备的外表面。

进一步地，所述的用电设备的开关机电路还包括：拨动开关，所述拨动开关的第一端与所述供电电源相连，所述拨动开关的第二端与所述用电设备的电源端相连，所述拨动开关根据用户的指令导通或关断，以控制所述用电设备开机或关机。

为达到上述目的，本实用新型另一方面提出了一种用电设备，包括所述的用电设备的开关机电路。

根据本实用新型提出的用电设备，能够通过NFC通信实现上电开机和断电关机，增加用户的操作体验，并且该电路结构简单。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例的用电设备的开关机电路的方框示意图；

图2是根据本实用新型一个实施例的用电设备的开关机电路的方框示意图；

图3是根据本实用新型一个具体实施例的第一NFC通信芯片的示意图；以及

图4是根据本实用新型另一个实施例的用电设备的开关机电路的方框示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考附图来描述本实用新型实施例的用电设备和用电设备的开关机电路，其中，开关机电路用于控制用电设备的开机和关机。

图1是根据本实用新型实施例的用电设备的开关机电路的方框示意图。如图1所示，该用电设备的开关机电路包括：供电电源VCC、开关控制单元10和第一NFC(NearFieldCommunication，近场通信)通信芯片20。

其中，开关控制单元10用于控制用电设备开机和关机，开关控制单元10的第一端与供电电源VCC相连，开关控制单元10的第二端与用电设备的电源端V_SUPPLY相连，开关控制单元10的第二端与用电设备的电源端V_SUPPLY之间具有第一节点A；第一NFC通信芯片20与开关控制单元10的触发端相连，第一NFC通信芯片20接收到外部设备的第二NFC通信芯片发出的近场通信信号后触发开关控制单元10以使用电设备处于开机状态或关机状态。

需要说明的是，外部设备的第二NFC通信芯片需要处于通电状态以发出的近场通信信号，这样当外部设备的第二NFC通信芯片接近第一NFC通信芯片20(例如两者之间的距离在10厘米以内)时，第一NFC通信芯片20即可接收到第二NFC通信芯片发出的近场通信信号。

也就是说，在用电设备处于关机状态时，如果将具有第二NFC通信芯片的外部设备靠近第一NFC通信芯片20，那么第一NFC通信芯片20可接收到近场通信信号，进而触发开关控制单元10以使用电设备的电源端V_SUPPLY接通供电电源VCC，从而实现了用电设备的上电开机；在用电设备处于开机状态时，如果将具有第二NFC通信芯片的外部设备靠近第一NFC通信芯片20，那么第一NFC通信芯片20可接收到近场通信信号，进而触发开关控制单元10以使用电设备的电源端V_SUPPLY与供电电源VCC断开，从而实现了用电设备的断电关机。

在本实用新型实施例中，用电设备可优选为蓝牙耳机，外部设备可优选为手机，手机和蓝牙耳机均具有NFC通信芯片，手机的NFC通信芯片处于通电状态，这样，当蓝牙耳机已经关机时，用手机接近蓝牙耳机的NFC通信芯片所处的区域，蓝牙耳机即可上电开机；当蓝牙耳机已经开机时，用手机接近蓝牙耳机的NFC通信芯片所处的区域，蓝牙耳机即可断电关机。需要说明的是，用电设备不限于蓝牙耳机，并且外部设备也不限于手机，用电设备和外部设备可为任意具有NFC通信芯片的设备，例如蓝牙音箱、平板电脑和手提电脑等。

由此，本实用新型实施例提出的用电设备的开关机电路，在不影响相关技术中待机唤醒和快速蓝牙配对的前提下，能够通过NFC通信实现用电设备的上电开机和断电关机，增加用户的操作体验，并且该电路结构简单。

另外，在本实用新型实施例中，第一NFC通信芯片20可为无需额外供电的NFC通信芯片即NFC标签，NFC标签可利用天线收集近场通信信号例如RF(RadioFrequency，射频)信号，并将近场通信信号经交流整流后提供给NFC标签自身的供电端，具体地，第一NFC通信芯片20可采用图3所示的NFC芯片，更具体地，图3中NFC芯片的型号可为NTAG203F，当第一NFC通信芯片20检测到近场通信信号时，第一NFC通信芯片20的FD脚将会输出高电平，例如1.8V的高电平。

下面结合图2对开关控制单元10的具体电路结构进行详细描述。

根据本实用新型的一个具体实施例，如图2所示，开关控制单元10包括：第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第一电阻R1、第一电容C1、第四开关管Q4和第二电阻R2。

其中，第一开关管Q1的第一端作为开关控制单元10的第一端与供电电源VCC相连，第一开关管Q1的第二端作为开关控制单元10的第二端与用电设备的电源端V_SUPPLY相连；第二开关管Q2的第一端与第一开关管Q1的控制端相连，第二开关管Q2的第二端接地，第二开关管Q2的控制端与开关控制单元的第二端即第一节点A相连，其中，第二开关管Q1的第一端与第一开关管Q1的第三端之间具有第二节点；第三开关管Q3的控制端作为开关控制单元10的触发端，第三开关管Q3的第一端接地，根据图2的示例，第三开关管Q3的控制端可通过连接座子XP2与第一NFC通信芯片20相连，更具体地，连接座子XP2的2脚与第一NFC通信芯片20的FD脚，连接座子XP2的1脚接地；第一电阻R1的第一端与供电电源VCC相连，第一电阻R1的第二端与第二节点相连；第二电阻R2的第一端与开关控制单元的第二端即第一节点A相连；第一电容C1的第一端与第二电阻R2的第二端相连，第一电容C1的第二端接地，第一电容C1与第二电阻R2之间具有第三节点C；第四开关管Q4的第一端与第三节点C相连，第四开关管Q4的第二端与第二节点B相连，第四开关管Q4的控制端与第三开关管Q3的第二端相连。

进一步地，开关控制单元10还包括：第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6和第二电容C2。

其中，第三电阻R3串联在第二开关管R2的第一端，第三电阻R3的第一端与第二开关管Q2的第一端相连，第三电阻R3的第二端与第二节点B相连；第四电阻R4串联在第二开关管Q2的控制端，第四电阻R4的第一端与第二开关管Q2的控制端相连，第四电阻R4的第二端与开关控制单元的第二端即第一节点A相连；第五电阻R5连接在第四开关管Q1的控制端与第三开关管Q3的第二端之间，第五电阻R5的第一端与第四开关管Q4的控制端相连，第五电阻R5的第二端与第三开关管Q3的第二端相连；第六电阻R6的第一端与第四开关管Q4的第二端相连，第六电阻R6的第二端分别与第五电阻R5的第二端和第三开关管Q3的第二端相连：第二电容C2与第一电阻R1并联。

其中，第一开关管Q1可为PMOS管，第二开关管Q2可为NPN三极管，第三开关管Q3可为NMOS管，第四开关管Q4可为PNP三级管。具体地，如图2的示例，第一开关管Q1的第一端为PMOS管的源极，第一开关管Q1的第二端为PMOS管的漏极，第一开关管Q1的控制端为PMOS管的栅极；第二开关管Q2的第一端为NPN三极管的集电极，第二开关管Q2的第二端为NPN三极管的发射极，第二开关管Q2的控制端为NPN三极管的基极；第三开关管Q3的第一端为NMOS管的源极，第三开关管Q3的第二端为NMOS管的漏极，第三开关管Q3的控制端为NMOS管的栅极；第四开关管Q4的第一端为PNP三级管的集电极，第四开关管Q4的第二端为PNP三级管的发射极，第四开关管Q4的控制端为PNP三级管的基极。

具体而言，图2实施例的开关控制单元10的工作原理如下：

在用电设备已经关机断电的情况下，当用外部设备接近用电设备时，第一NFC通信芯片20接收到第二NFC通信芯片发出的近场通信信号，第一NFC通信芯片20的FD脚输出高电平例如1.8V的高电平，这样NMOS管Q3的栅极为高电平，源极为低电平，NMOS管Q3导通；NMOS管Q3使得PNP三极管Q4的基极变为低电平，PNP三极管Q4的发射极为高电平，PNP三极管Q4导通；PNP三极管Q4导通后，供电电源VCC通过第一电阻R1和PNP三极管Q4向第一电容C1充电，第一电容C1的第二端接地，因电容两边的电压不能突变，第一电容的第二端为低电平，即第三节点C为低电平，第二节点B也为低电平，这样PMOS管Q1的栅极为低电平，PMOS管Q1的源极为高电平，PMOS管Q1导通；PMOS管Q1导通使第一节点A为高电平，这样，NPN三极管Q2的基极为高电平，NPN三极管Q2的发射极接地，NPN三极管Q2导通，第二节点B维持低电平，从而使得PMOS管Q1一直导通，供电电源VCC通过PMOS管Q1一直为用电设备供电。另外，当用外部设备离开用电设备(两者之间的距离超过10厘米)时，第一NFC通信芯片20的FD脚输出低电平，NMOS管Q3截止，虽然NMOS管Q3截止使PNP三极管Q4截止，但是第二节点B因为NPN三极管Q2导通一直为低电平，PMOS管Q1导通，供电电源VCC通过PMOS管Q1一直为用电设备供电，这样就实现了上电开机。

在用电设备已经开机的情况下，PMOS管Q1都是导通的，这是因为第一节点A为高电平，NPN三极管Q2导通，第二节点B为低电平，PMOS管Q1导通。当用外部设备接近用电设备时，第一NFC通信芯片20接收到第二NFC通信芯片发出的近场通信信号，第一NFC通信芯片20的FD脚输出高电平例如1.8V的高电平，这样NMOS管Q3的栅极为高电平，源极为低电平，NMOS管Q3导通；NMOS管Q3使得PNP三极管Q4的基极变为低电平，PNP三极管Q4的发射极为高电平，PNP三极管Q4导通；因为此时用电设备的电源端V_SUPPLY已经通过第二电阻R2向第一电容C1充满电，第三节点C为高电平，所以PNP三极管Q4导通使得第二节点B也为高电平，这样PMOS管Q1的栅极变为高电平，PMOS管Q1的源极为高电平，PMOS管Q1截止；PMOS管Q1截止使第一节点A迅速变为低电平；第一节点A为低电平使NPN三极管Q2截止，第二节点B变为高电平，PMOS管Q1截止，用电设备的电源端V_SUPPLY与供电电源VCC断开，用电设备断电关机。另外，当用外部设备离开用电设备(两者之间的距离超过10厘米)时，第一NFC通信芯片20的FD脚输出低电平，NMOS管Q3截止，虽然NMOS管Q3截止使PNP三极管Q4截止，但是第二节点B点因为NPN三极管Q2截止一直为高电平，PMOS管Q1截止，这样就实现了断电关机。

由此，本实用新型实施例通过在电路中设置两个三极管和两个MOS管，就能够通过NFC通信实现用电设备的上电开机和断电关机，增加用户的操作体验。

需要说明的是，第一电R1的阻值和第一电容C1的电容值由第一开关管Q1的导通时间决定，以使第一开关管Q1的导通时间小于第一电容C1的充电时间。也就是说，第一开关管(例如PMOS管)Q1的导通时间要小于第一电容C1的充电时间，以保证NPN三极管Q2导通之前第二节点B一直为低电平，所以决定第一电容C1的充电时间的参数(即第一电R1的阻值和第一电容C1的电容值)需要根据第一开关管Q1的导通时间确定。

根据本实用新型的一个优选实施例中，第一NFC通信芯片20可设置在用电设备的外表面。

根据本实用新型的另一个实施例，如图4所示，用电设备的开关机电路还包括：拨动开关XP1，拨动开关XP1的第一端与供电电源VCC相连，拨动开关XP1的第二端与用电设备的电源端相连，拨动开关XP1根据用户的指令导通或关断，以控制用电设备开机或关机。

也就是说，通过拨动开关XP1可手动控制用电设备开机和关机。当用户将拨动开关XP1的动片拨到拨动开关XP1的第一端即图4中的10脚与20脚连接时，用电设备的电源端V_SUPPLY接通供电电源VCC，用电设备处于开机状态；当用户将拨动开关XP1的动片拨到拨动开关XP1的第二端即图4中的10脚与20脚断开时，用电设备的电源端V_SUPPLY与供电电源VCC断开，用电设备处于关机状态。

综上所述，根据本实用新型提出的用电设备的开关机电路，在第一NFC通信芯片接收到外部设备的第二NFC通信芯片发出的近场通信信号之后触发开关控制单元，以使用电设备处于开机状态或关机状态，从而能够通过NFC通信实现用电设备的上电开机和断电关机，增加用户的操作体验，并且该电路结构简单。

最后，本实用新型实施例还提出了一种用电设备，包括上述实施例的用电设备的开关机电路。

根据本实用新型实施例提出的用电设备，能够通过NFC通信实现上电开机和断电关机，增加用户的操作体验，并且该电路结构简单。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种用电设备的开关机电路，其特征在于，包括：

供电电源；

用于控制所述用电设备开机和关机的开关控制单元，所述开关控制单元的第一端与所述供电电源相连，所述开关控制单元的第二端与所述用电设备的电源端相连；以及

第一NFC通信芯片，所述第一NFC通信芯片与所述开关控制单元的触发端相连，所述第一NFC通信芯片接收到外部设备的第二NFC通信芯片发出的近场通信信号后触发所述开关控制单元以使所述用电设备处于开机状态或关机状态。

2.如权利要求1所述的用电设备的开关机电路，其特征在于，所述开关控制单元包括：

第一开关管，所述第一开关管的第一端作为所述开关控制单元的第一端与所述供电电源相连，所述第一开关管的第二端作为所述开关控制单元的第二端与所述用电设备的电源端相连；

第二开关管，所述第二开关管的第一端与所述第一开关管的控制端相连，所述第二开关管的第二端接地，所述第二开关管的控制端与所述开关控制单元的第二端相连，其中，所述第二开关管的第一端与所述第一开关管的第三端之间具有第二节点；

第三开关管，所述第三开关管的控制端作为所述开关控制单元的触发端，所述第三开关管的第一端接地；

第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述供电电源相连，所述第一电阻的第二端与所述第二节点相连；

第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述开关控制单元的第二端相连；

第一电容，所述第一电容的第一端与所述第二电阻的第二端相连，所述第一电容的第二端接地，所述第一电容与所述第二电阻之间具有第三节点；以及

第四开关管，所述第四开关管的第一端与所述第三节点相连，所述第四开关管的第二端与所述第二节点相连，所述第四开关管的控制端与所述第三开关管的第二端相连。

3.如权利要求2所述的用电设备的开关机电路，其特征在于，所述开关控制单元还包括：

第三电阻，所述第三电阻串联在所述第二开关管的第一端，所述第三电阻的第一端与所述第二开关管的第一端相连，所述第三电阻的第二端与所述第二节点相连；

第四电阻，所述第四电阻串联在所述第二开关管的控制端，所述第四电阻的第一端与所述第二开关管的控制端相连，所述第四电阻的第二端与所述开关控制单元的第二端相连；

第五电阻，所述第五电阻连接在所述第四开关管的控制端与所述第三开关管的第二端之间，所述第五电阻的第一端与所述第四开关管的控制端相连，所述第五电阻的第二端与所述第三开关管的第二端相连；

第六电阻，所述第六电阻的第一端与所述第四开关管的第二端相连，所述第六电阻的第二端分别与所述第五电阻的第二端和所述第三开关管的第二端相连：以及

第二电容，所述第二电容与所述第一电阻并联。

4.如权利要求2所述的用电设备的开关机电路，其特征在于，其中，所述第一开关管为PMOS管，所述第二开关管为NPN三极管，所述第三开关管为NMOS管，所述第四开关管为PNP三级管，

5.如权利要求2所述的用电设备的开关机电路，其特征在于，所述第一电阻的阻值和所述第一电容的电容值由所述第一开关管的导通时间决定，以使所述第一开关管的导通时间小于所述第一电容的充电时间。

6.如权利要求1所述的用电设备的开关机电路，其特征在于，所述第一NFC通信芯片设置在所述用电设备的外表面。

7.如权利要求1所述的用电设备的开关机电路，其特征在于，还包括：

拨动开关，所述拨动开关的第一端与所述供电电源相连，所述拨动开关的第二端与所述用电设备的电源端相连，所述拨动开关根据用户的指令导通或关断，以控制所述用电设备开机或关机。

8.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求1-7中任一项所述的用电设备的开关机电路。