CN209486612U

CN209486612U - 应用于手持终端的开关机控制电路

Info

Publication number: CN209486612U
Application number: CN201920201763.0U
Authority: CN
Inventors: 王丽昕; 吴略; 董龙飞
Original assignee: XIAN CILICO MICROELECTRONICS CORP
Current assignee: XIAN CILICO MICROELECTRONICS CORP
Priority date: 2019-02-15
Filing date: 2019-02-15
Publication date: 2019-10-11
Anticipated expiration: 2029-02-15

Abstract

本实用新型属于开关电源技术领域，涉及一种应用于手持终端的开关机控制电路，包括电池、开关电路、电源电路、按键以及主控电路；电池通过按键与开关电路相连；电池与开关电路相连；开关电路通过电源电路与主控电路相连；主控电路与开关电路相连。本实用新型提供了一种可避免在手持终端关机且长时间不使用状态下CPU一直消耗电池能量的应用于手持终端的开关机电路。

Description

应用于手持终端的开关机控制电路

技术领域

本实用新型属于开关电源技术领域，涉及一种开关机电路，尤其涉及一种应用于手持终端的开关机控制电路。

背景技术

随着时间的推进，科技日新月异。越来越多的电子产品追求简单与智能化，但是所有的电子产品都应具有开关机的功能，目前手持终端中使用的开关机主要有两种方式，第一种通过硬件逻辑门来实现开关机，这种开关机电路占用空间比较大，逻辑复杂。第二种通过CPU中的软件来实现软开关机，这种软关机有一个最大的误区是CPU的电源是未切断的，在关机状态下，CPU进入到休眠模式，当开机按键按下时，CPU通过中断脚检测到唤醒信号以后，CPU从休眠模式切换到工作模式，同时CPU启动系统的运行。这种方式是简单而且比较智能化的，但是在设备关机状态长时间不使用的情况下，CPU一直处于耗电状态，这对于供电源的损耗是不可估量的，若是电池为供电源的话，有可能导致电池的过放，影响电池的使用寿命与容量。

实用新型内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种可避免在手持终端关机且长时间不使用状态下CPU一直消耗电池能量的应用于手持终端的开关机电路。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种应用于手持终端的开关机控制电路，其特征在于：所述应用于手持终端的开关机控制电路包括电池、开关电路、电源电路、按键以及主控电路；所述电池通过按键与开关电路相连；所述电池与开关电路相连；所述开关电路通过电源电路与主控电路相连；所述主控电路与开关电路相连。

上述主控电路包括主控MCU、BOOT启动电路、时钟源电路以及复位电路；所述BOOT启动电路、时钟源电路以及复位电路分别与主控MCU相连；所述电源电路分别与主控MCU以及复位电路相连；所述开关电路与主控MCU相连。

上述BOOT启动电路包括电阻R20以及电阻R19，所述主控MCU通过电阻R20后接地；所述主控MCU通过电阻R19后接地；所述时钟源电路包括电阻R18、晶体振荡器Y3、电容C38以及电容C39；所述电阻R18与晶体振荡器Y3并联后接入主控MCU；所述主控MCU通过电容C38后接地；所述主控MCU通过电容C39后接地；所述复位电路包括电阻R17以及电容C40；所述电源电路通过电阻R17接入主控MCU；所述主控MCU通过电容C40接地。

上述主控MCU的型号是STM32F405RGT6。

上述开关电路包括开关检测电路以及开关控制电路；所述电池的正极通过开关控制电路接入电池的负极；所述电池的正极通过按键以及开关检测电路接入电池的负极；所述开关检测电路以及开关控制电路分别接入电源电路；所述开关检测电路以及开关控制电路分别接入主控MCU。

上述开关检测电路包括MOS管U14、电阻R110、电阻R114、电阻R113、电阻R111以及三极管Q3；所述按键通过电阻R114接入三极管Q3的基极；所述按键通过电阻R113以及电阻R111后接入电池的负极；所述电阻R113以及电阻R111分压后接入主控MCU；所述MOS管U14通过电阻R110接入三极管Q3的集电极；所述三极管Q3的发射极接入电池的负极；所述电源电路接入MOS管U14；所述MOS管U14的型号是AO3401。

上述开关控制电路包括MOS管U18、电阻R119、电阻R118、电阻R265以及三极管Q4；所述电池的正极接入MOS管U18；所述OS管U18通过电阻R119接入三极管Q4的集电极；所述三极管Q4的基极通过电阻R118接入主控MCU；所述三极管Q4的基极通过电阻R265接入电池的负极；所述三极管Q4的发射极接地；所述电源电路接入MOS管U18；所述MOS管U18的型号是WPM148-6/TR。

上述电源电路包括电源输入端VCC_BAT、电容C109、电容C108、电阻R128、电源芯片U21、电容C110、电容C155、电容C156以及电源输出端VCC_33；所述MOS管U14以及MOS管U18分别与电源输入端VCC_BAT相连；所述电源输入端VCC_BAT与电源芯片U21相连；所述电源输入端VCC_BAT通过电阻R128与电源芯片U21相连；所述电容C109以及电容C108并联后的一端接入电源芯片U21，另一端接地；所述电容C110以及电容C155并联后的一端接入电源芯片U21，另一端形成两路，其中一路接地，另一路通过电容C156接入电源输出端VCC_33；所述电源输出端VCC_33接入主控MCU。

上述电源芯片U21是LDO芯片，所述电源芯片U21的型号是WL2803E33-5。

本实用新型具有以下优点：

本实用新型提供了一种应用于手持终端的开关机控制电路包括电池、开关电路、电源电路、按键以及主控电路；电池通过按键与开关电路相连；电池与开关电路相连；开关电路通过电源电路与主控电路相连；主控电路与开关电路相连。本实用新型采用简单而智能的开关机检测，同时手持终端在关机的情况下内部用电部分与电池是完全切断的，不存在手持终端关机状态下长时间不使用的情况下，CPU一直消耗电池能量的问题。本实用新型采用主控MCU来检测按键的状态来控制手持终端的开关机，在默认的状态下，主控MCU软件配置开关检测脚为AD采集输入，当按键按下以后，电池通过开关检测电路给主控电路供电，同时电池的电压经过精密电阻分压连接到主控MCU的开关检测脚上，主控MCU通过AD采集经过软件计算以后，当计算值大于开机电压时，主控MCU软件控制开关控制脚一直输出高电平来控制电池通过开/关控制电路一直给主控电路供电，同时主控MCU的软件将开关检测脚配置为中断输入，此时将按键松开主控电路仍处于开机状态。当按键再次按下以后，主控MCU的开关检测脚产生中断，主控MCU通过软件中的中断处理以后，主控MCU软件控制开关控制脚输出低电平，从而切断开/关控制电路给主控电路供电，若将按键松开以后便达到了关机的目的。

附图说明

图1是本实用新型所提供的应用于手持终端的开关机控制电路的框架原理示意图；

图2是本实用新型所采用的主控电路的接线示意图；

图3是本实用新型所采用的开关电路的接线示意图；

图4是本实用新型所采用的电源电路原理图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型。

参见图1，本实用新型提供了一种应用于手持终端的开关机控制电路，应用于手持终端的开关机控制电路包括电池、开关电路、电源电路、按键以及主控电路；电池通过按键与开关电路相连；电池与开关电路相连；开关电路通过电源电路与主控电路相连；主控电路与开关电路相连。

参见图2，本实用新型所采用的主控电路包括主控MCU、BOOT启动电路、时钟源电路以及复位电路；BOOT启动电路、时钟源电路以及复位电路分别与主控MCU相连；电源电路分别与主控MCU以及复位电路相连；开关电路与主控MCU相连。BOOT启动电路包括电阻R20以及电阻R19，主控MCU通过电阻R20后接地；主控MCU通过电阻R19后接地；时钟源电路包括电阻R18、晶体振荡器Y3、电容C38以及电容C39；电阻R18与晶体振荡器Y3并联后接入主控MCU；主控MCU通过电容C38后接地；主控MCU通过电容C39后接地；复位电路包括电阻R17以及电容C40；电源电路通过电阻R17接入主控MCU；主控MCU通过电容C40接地。主控MCU的型号是STM32F405RGT6。

主控MCU分别与时钟源电路、复位电路、电源、BOOT启动电路、开关电路以及电源电路连接。主控MCU在电源上电以后，复位电路启动进行一次复位，同时时钟源电路开始工作给主控MCU提供基准时钟信号，接着主控MCU按照BOOT启动电路的设置，从FLash中开始执行通过编程口烧写的程序。在默认初始状态下，主控MCU的软件将第15脚被设置为AD采集输入，在按键按下时，电池通过开关检测电路给主控电路供电，同时电池的电压经过R113与R111分压连接到主控MCU的第15脚上，主控MCU通过AD采集经过软件计算以后，当计算值大于开机电压时，主控MCU软件控制第55脚输出高电平来控制电池通过开关控制电路一直给主控电路供电，同时主控MCU的软件将第15脚配置为中断输入，此时将按键松开主控电路仍处于开机状态。当按键再次按下以后，主控MCU的第15脚产生中断，主控MCU通过软件中的中断处理以后，主控MCU软件控制第55脚输出低电平，从而切断开关控制电路给主控电路供电，若将按键松开以后便达到了关机的目的。时钟源电路与主控MCU连接，采用8M的无源晶振给主控MCU提供基准时钟信号，驱动主控MCU的时序逻辑电路。复位电路与主控MCU连接，是用来使主控MCU在每次上电的过程中将内部的寄存器恢复到起始状态，同时确保主控MCU运行可靠。电源分别与主控MCU与电源电路连接，是通过电池电压的控制与转换以后给主控MCU供电。BOOT启动电路与主控MCU连接，是决定主控MCU在复位以后，从用户闪存(Flash)中启动运行程序。编程口与电源电路与主控MCU连接，用于给主控MCU通过ST_link烧写程序。

参见图3，本实用新型所采用的开关电路包括开关检测电路以及开关控制电路；电池的正极通过开关控制电路接入电池的负极；电池的正极通过按键以及开关检测电路接入电池的负极；开关检测电路以及开关控制电路分别接入电源电路；开关检测电路以及开关控制电路分别接入主控MCU。

开关检测电路包括MOS管U14、电阻R110、电阻R114、电阻R113、电阻R111以及三极管Q3；按键通过电阻R114接入三极管Q3的基极；按键通过电阻R113以及电阻R111后接入电池的负极；电阻R113以及电阻R111并联后接入主控MCU；MOS管U14通过电阻R110接入三极管Q3的集电极；三极管Q3的发射极接入电池的负极；电源电路接入MOS管U14；MOS管U14的型号是AO3401。开关控制电路包括MOS管U18、电阻R119、电阻R118、电阻R265以及三极管Q4；电池的正极接入MOS管U18；MOS管U18通过电阻R119接入三极管Q4的集电极；三极管Q4的基极通过电阻R118接入主控MCU；三极管Q4的基极通过电阻R265接入电池的负极；三极管Q4的发射极接地；电源电路接入MOS管U18；MOS管U18的型号是WPM148-6/TR。

在按键按下时，电池电压通过R114连接到三极管Q3的基极，三极管Q3的基极与发射极之间有正向压降，此时Q3的集电极与发射极导通，接着MOS管U14的源极与栅极之间有正向压降，此时U14的源极与漏极导通，紧接着电池电压通过U14导通连接到VCC_BAT，VCC_BAT通过电源电路输出3.3V给主控电路供电，同时电池电压经过R113与R114分压以后连接到主控MCU的第15脚上，主控MCU会通过软件自动判定当前开关机状态，同时执行当前按键所需要完成的开关机的任务。

开关控制电路分别与开关检测电路、按键、电池、电源电路以及主控电路连接。用于在按键按下时，主控MCU判断当前按键操作需要开机的话，主控MCU的软件控制第55脚一直输出高电平连接到R118的一端，此时Q4的基极与发射极之间有正向压降，此时Q4的集电极与发射机导通，接着MOS管U18的源极与栅极之间有正向压降，此时U18的源极与漏极导通，紧接着电池电压通过U18导通连接到VCC_BAT，VCC_BAT通过电源电路输出3.3V给主控电路供电，在按键松开以后，电池电压在开/关检测电路上与VCC_BAT_实现断开，但是电池电压在开关控制电路上与VCC_BAT一直导通，这样便实现了开机的控制。当按键再次按下时，通过开关检测电路给主控电路供电，此时主控MCU判定当前按键操作为关机，主控MCU的软件控制第55脚一直输出低电平连接到R118的一端，导致Q4的基极与发射极之间无压降，此时Q4的集电极与发射机截止，紧接着MOS管U18的源极与栅极之间无正向压降，导致U18的源极与漏极截止，这样电池电压在开关控制电路上与VCC_BAT断开，在按键松开以后，电池电压在开关检测电路上与VCC_BAT_也实现断开，这样便实现了关机的控制。

参见图4，本实用新型所采用的电源电路包括电源输入端VCC_BAT、电容C109、电容C108、电阻R128、电源芯片U21、电容C110、电容C155、电容C156以及电源输出端VCC_33；MOS管U14以及MOS管U18分别与电源输入端VCC_BAT相连；电源输入端VCC_BAT与电源芯片U21相连；电源输入端VCC_BAT通过电阻R128与电源芯片U21相连；电容C109以及电容C108并联后的一端接入电源芯片U21，另一端接地；电容C110以及电容C155并联后的一端接入电源芯片U21，另一端形成两路，其中一路接地，另一路通过电容C156接入电源输出端VCC_33；电源输出端VCC_33接入主控MCU。电源芯片U21是LDO芯片，电源芯片U21的型号是WL2803E33-5。电源电路是将VCC_BAT转换成3.3V稳压输出，给主控电路供电。

其具体的技术原理为，在默认初始状态下，主控MCU软件中将第15脚设置为AD采集输入，第55脚设置为IO输出，并且输出低电平信号。在按键按下时，电池电压通过R114连接到三极管Q3的基极，三极管Q3的基极与发射极之间有正向压降，此时Q3的集电极与发射极导通，接着MOS管U14的源极与栅极之间有正向压降，此时U14的源极与漏极导通，紧接着电池电压通过U14导通连接到VCC_BAT，VCC_BAT通过电源电路输出3.3V给主控电路供电，同时电池电压经过R113与R111分压连接到主控MCU的第15脚上，主控MCU通过AD采集经过软件计算以后，当计算值大于开机电压时，主控MCU的软件控制第55脚一直输出高电平连接到R118的一端，此时Q4的基极与发射极之间有正向压降，此时Q4的集电极与发射极导通，接着MOS管U18的源极与栅极之间有正向压降，此时U18的源极与漏极导通，紧接着电池电压通过U18导通连接到VCC_BAT，VCC_BAT通过电源电路输出3.3V给主控电路供电，同时主控MCU的软件将第15脚配置为中断输入，此时将按键松开时，电池电压在开关检测电路上与VCC_BAT_实现断开，但是电池电压在开关控制电路上与VCC_BAT一直导通，这样便实现了开机的控制。当按键再次按下时，电池电压通过R114连接到三极管Q3的基极，三极管Q3的基极与发射极之间有正向压降，此时Q3的集电极与发射机导通，接着MOS管U14的源极与栅极之间有正向压降，此时U14的源极与漏极导通，紧接着电池电压通过U14导通连接到VCC_BAT，VCC_BAT通过电源电路输出3.3V给主控电路供电，同时电池电压经过R113与R111分压连接到主控MCU的第15脚上，在第15脚上产生上升沿的中断触发，主控MCU的软件在接收到中断触发以后，进入到中断函数中进行处理，将主控MCU的第55脚设置输出低电平连接到R118的一端，导致Q4的基极与发射极之间无压降，此时Q4的集电极与发射机截止，紧接着MOS管U18的源极与栅极之间无正向压降，导致U18的源极与漏极截止，这样电池电压在开/关控制电路上与VCC_BAT断开，在按键松开以后，电池电压在开/关检测电路上与VCC_BAT_也实现断开，这样便实现了关机的控制。

以上对本实用新型实施例所公开的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体实施例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本实用新型实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims

1.一种应用于手持终端的开关机控制电路，其特征在于：所述应用于手持终端的开关机控制电路包括电池、开关电路、电源电路、按键以及主控电路；所述电池通过按键与开关电路相连；所述电池与开关电路相连；所述开关电路通过电源电路与主控电路相连；所述主控电路与开关电路相连。

2.根据权利要求1所述的应用于手持终端的开关机控制电路，其特征在于：所述主控电路包括主控MCU、BOOT启动电路、时钟源电路以及复位电路；所述BOOT启动电路、时钟源电路以及复位电路分别与主控MCU相连；所述电源电路分别与主控MCU以及复位电路相连；所述开关电路与主控MCU相连。

3.根据权利要求2所述的应用于手持终端的开关机控制电路，其特征在于：所述BOOT启动电路包括电阻R20以及电阻R19，所述主控MCU通过电阻R20后接地；所述主控MCU通过电阻R19后接地；所述时钟源电路包括电阻R18、晶体振荡器Y3、电容C38以及电容C39；所述电阻R18与晶体振荡器Y3并联后接入主控MCU；所述主控MCU通过电容C38后接地；所述主控MCU通过电容C39后接地；所述复位电路包括电阻R17以及电容C40；所述电源电路通过电阻R17接入主控MCU；所述主控MCU通过电容C40接地。

4.根据权利要求3所述的应用于手持终端的开关机控制电路，其特征在于：所述主控MCU的型号是STM32F405RGT6。

5.根据权利要求4所述的应用于手持终端的开关机控制电路，其特征在于：所述开关电路包括开关检测电路以及开关控制电路；所述电池的正极通过开关控制电路接入电池的负极；所述电池的正极通过按键以及开关检测电路接入电池的负极；所述开关检测电路以及开关控制电路分别接入电源电路；所述开关检测电路以及开关控制电路分别接入主控MCU。

6.根据权利要求5所述的应用于手持终端的开关机控制电路，其特征在于：所述开关检测电路包括MOS管U14、电阻R110、电阻R114、电阻R113、电阻R111以及三极管Q3；所述按键通过电阻R114接入三极管Q3的基极；所述按键通过电阻R113以及电阻R111后接入电池的负极；所述电阻R113以及电阻R111并联后接入主控MCU；所述MOS管U14通过电阻R110接入三极管Q3的集电极；所述三极管Q3的发射极接入电池的负极；所述电源电路接入MOS管U14；所述MOS管U14的型号是AO3401。

7.根据权利要求6所述的应用于手持终端的开关机控制电路，其特征在于：所述开关控制电路包括MOS管U18、电阻R119、电阻R118、电阻R265以及三极管Q4；所述电池的正极接入MOS管U18；所述MOS管U18通过电阻R119接入三极管Q4的集电极；所述三极管Q4的基极通过电阻R118接入主控MCU；所述三极管Q4的基极通过电阻R265接入电池的负极；所述三极管Q4的发射极接地；所述电源电路接入MOS管U18；所述MOS管U18的型号是WPM148-6/TR。

8.根据权利要求7所述的应用于手持终端的开关机控制电路，其特征在于：所述电源电路包括电源输入端VCC_BAT、电容C109、电容C108、电阻R128、电源芯片U21、电容C110、电容C155、电容C156以及电源输出端VCC_33；所述MOS管U14以及MOS管U18分别与电源输入端VCC_BAT相连；所述电源输入端VCC_BAT与电源芯片U21相连；所述电源输入端VCC_BAT通过电阻R128与电源芯片U21相连；所述电容C109以及电容C108并联后的一端接入电源芯片U21，另一端接地；所述电容C110以及电容C155并联后的一端接入电源芯片U21，另一端形成两路，其中一路接地，另一路通过电容C156接入电源输出端VCC_33；所述电源输出端VCC_33接入主控MCU。

9.根据权利要求8所述的应用于手持终端的开关机控制电路，其特征在于：所述电源芯片U21是LDO芯片，所述电源芯片U21的型号是WL2803E33-5。