CN211089628U - 一种终端的上下电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型的实施例提供一种终端的上下电电路，包括：第一霍尔开关、第二霍尔开关、第一晶体管开关和第二晶体管开关；其中，所述第一霍尔开关与所述第一晶体管开关的栅极连接；所述第一晶体管开关的栅极和第二晶体管开关的源极连接；所述第二霍尔开关与所述第二晶体管开关的栅极连接；所述第一晶体管开关的源极与电源连接；所述第二晶体管开关的漏极接地。本实用新型的方案完全由硬件实现，以达到运输、储存模式下和经长时间再次启动的一次性电池的终端设备的上电、下电电路设计，磁性件短时间靠近一个霍尔开关设备正常上电；磁性件短时间靠近另一个霍尔开关设备掉电。

Description

一种终端的上下电电路

技术领域

本实用新型涉及终端的电路技术领域，特别是指一种终端的上下电电路。

背景技术

现有技术中，霍尔开关也称为电磁检测开关，是一种非接触式电子开关，它包括一个永磁铁或铁磁部分作为触发中介和一个霍尔开关芯片。当永磁铁靠近时，霍尔开关芯片检测到磁场的变化，并产生电信号。这个信号被放大和整流，以控制该开关的输出信号，并且能够安装在有限的空间里，很适合用于微型设备。

霍尔开关具有无触点、低功耗、低成本、长使用寿命、输出波形好、稳定性高、响应频率高等特点，内部采用环氧树脂封灌成一体化，不受油污和振动影响、工作温度范围大，所以霍尔开关能在各类恶劣环境下可靠的工作。

现在技术中，锂-亚硫酰氯电池,标称电压3.6V,是现在所有一次电池中能量密度最高的,具有特别低的自放电特性，年自放电率≤2％，可在-60℃～+85℃的温度之间使用，适用于长寿命的产品。

如图1所示，一种霍尔开关的唤醒及休眠电路，霍尔开关的唤醒及休眠电路包括被控电路105、霍尔开关103、磁性件101和单片机104，所述霍尔开关的电源输入端与供电电源102连接，霍尔开关的信号输出端与单片机104的信号输入端连接，单片机104的信号输出端与被控电路105连接。霍尔开关感应磁性件101，并在磁感应强度达到预设磁性强度值时，输出第一电平信号，在磁感应强度低于预设磁性强度值时，输出第二电平信号。单片机在接收到所述霍尔开关输出的第一点平信号时，控制所述被控电路休眠，在接收到所述霍尔开关输出的第二点平信号时，控制所述被控电路工作。

现有技术方案的实施是借助于软件实现的，这样一来电源电路的设计就需要增加软件工程师的工作量了，增加代码的复杂度；现有技术方案通过单片机接收霍尔开关获取的磁性强度信号值，来控制被控电路进入休眠和工作状态，这种工作模式的实现是需要保证单片机要在整个生命周期中都要保持上电状态，这样一来就不得不增加了电源芯片的静态电流和单片机的功耗了。同时这样的设计必定需要整个寿命周期中都要是保证磁性件和设备是配合使用的，因为只有这样设备中的霍尔开关才能不断通过感应磁性强度输出给单片机，单片机接收到信号值后再发出相应的控制信号，以达到休眠和工作模式的切换。这样一来对于产品的应用来说就很局限了。

对于目前很多的室外终端设计，都要要考虑防水、防尘，对于这些室外的产品，设计人员处于对成本的考虑(人力成本、元件成本)，都要对终端产品的使用寿命投入很多的精力。目前来看大多的电源选择均是选择高密度的锂-亚硫酰氯电池，这种电池是现在所有一次电池中能量密度最高的，年自放电率非常低，年自放电率≤2％，可在-60℃～+85℃的温度之间使用，可以满足大部分场景的终端要求。一旦出厂该设备包括硬件和电池均是代表了“一次性的生命”。

实用新型内容

本实用新型提供了一种终端的上下电电路。完全由硬件实现，以达到运输、储存模式下和经长时间再次启动的一次性电池的终端设备的上电、下电电路设计，磁性件短时间靠近一个霍尔开关设备正常上电；磁性件短时间靠近另一个霍尔开关设备掉电。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施例提供如下方案：

一种终端的上下电电路，包括：第一霍尔开关、第二霍尔开关、第一晶体管开关和第二晶体管开关；其中，所述第一霍尔开关与所述第一晶体管开关的栅极连接；所述第一晶体管开关的栅极和第二晶体管开关的源极连接；所述第二霍尔开关与所述第二晶体管开关的栅极连接；所述第一晶体管开关的源极与电源连接；所述第二晶体管开关的漏极接地。

可选的，所述第一霍尔开关的输入端与电源连接，输出端与所述第一晶体管开关的栅极连接，接地端接地。

可选的，所述第一霍尔开关的输入端与接地端之间连接有第一电容；

所述第一霍尔开关的输出端与接地端之间连接有第二电容。

可选的，所述第一霍尔开关的输出端与所述第一晶体管开关的源极之间连接有第一电阻，所述第一电阻与所述第一电容连接。

可选的，所述第一晶体管开关的栅极和第二晶体管开关的源极之间连接有第二电阻，所述第二电阻连接在所述第一电阻和所述第二电容之间。

可选的，所述第二霍尔开关的输入端与电源连接，输出端与所述第二晶体管开关的栅极连接，接地端接地。

可选的，所述第二霍尔开关的输入端与接地端之间连接有第五电容；

所述第二霍尔开关的输出端与接地端之间连接有第四电容。

可选的，所述第二晶体管开关的栅极与接地端之间连接有第三电容。

可选的，所述第二霍尔开关的输出端通过第三电阻与所述第一晶体管开关的漏极连接，所述第三电阻通过第四电阻接地，并分别与所述第三电容和所述第四电容连接。

可选的，所述第一晶体管开关为PMOS管，所述第二晶体管开关是NMOS管。

本实用新型的上述方案至少包括以下有益效果：

本实用新型的上述方案中，终端的上下电电路包括：第一霍尔开关、第二霍尔开关、第一晶体管开关和第二晶体管开关；其中，所述第一霍尔开关与所述第一晶体管开关的栅极连接；所述第一晶体管开关的栅极和第二晶体管开关的源极连接；所述第二霍尔开关与所述第二晶体管开关的栅极连接；所述第一晶体管开关的源极与电源连接；所述第二晶体管开关的漏极接地。该电路完全由硬件实现，以达到运输、储存模式下和经长时间再次启动的一次性电池的终端设备的上电、下电电路设计，磁性件短时间靠近一个霍尔开关设备正常上电；磁性件短时间靠近另一个霍尔开关设备掉电。

附图说明

图1为现有技术中霍尔开关的唤醒及休眠电路；

图2为本实用新型的终端的上下电电路结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本实用新型的实施例保证了设备在有如此优异的电源供电的基础上，一个终端产品一出厂后，对于这样的一个“一次性的生命体”，无论什么时候开始正式投入使用均是给客户以最新的开箱体验，同时该电路设计也保证了设备经较长时间间隔后再次开启，依然会有最初充盈电量的后期体验。

对于有防水、防尘需求，出厂的时候已经塑封完全，整个寿命周期不会再次打开的一次性封闭终端；终端较长时间处于运输或者储存的过程中；特殊产品需求，很长时间重新上电一次就可满足使用需求；对于满足上述需求的产品设计如下上电、下电的电路，该方案完全由硬件实现，不需要软件增加额外的工作量；并且重点对于结构的考虑，不需要壳体开槽，保证终端外壳无外置接口。

如图2所示，本实用新型的实施例一种终端的上下电电路，包括：第一霍尔开关U1、第二霍尔开关U2、第一晶体管开关Q1和第二晶体管开关Q2；其中，所述第一霍尔开关U1与所述第一晶体管开关Q1的栅极连接；所述第一晶体管开关Q1的栅极和第二晶体管开关Q2的源极连接；所述第二霍尔开关U2与所述第二晶体管开关Q2的栅极连接；所述第一晶体管开关Q1的源极与电源连接；所述第二晶体管开关Q2的漏极接地。

本实用新型的一可选实施例中，所述第一霍尔开关U1的输入端与电源连接，输出端与所述第一晶体管开关Q1的栅极连接，接地端接地。

本实用新型的一可选实施例中，所述第一霍尔开关U1的输入端与接地端之间连接有第一电容C1；

所述第一霍尔开关U1的输出端与接地端之间连接有第二电容C2。

本实用新型的一可选实施例中，所述第一霍尔开关U1的输出端与所述第一晶体管开关Q1的源极之间连接有第一电阻R1，所述第一电阻R1与所述第一电容C1连接。

本实用新型的一可选实施例中，所述第一晶体管开关Q1的栅极和第二晶体管开关Q2的源极之间连接有第二电阻R2，所述第二电阻R2连接在所述第一电阻R1和所述第二电容C2之间。

本实用新型的一可选实施例中，所述第二霍尔开关U2的输入端与电源连接，输出端与所述第二晶体管开关Q2的栅极连接，接地端接地。

本实用新型的一可选实施例中，所述第二霍尔开关U2的输入端与接地端之间连接有第五电容C5；

所述第二霍尔开关U2的输出端与接地端之间连接有第四电容C4。

本实用新型的一可选实施例中，所述第二晶体管开关Q2的栅极与接地端之间连接有第三电容C3。

本实用新型的一可选实施例中，所述第二霍尔开关U2的输出端通过第三电阻R3与所述第一晶体管开关Q1的漏极连接，所述第三电阻R3通过第四电阻R4接地，并分别与所述第三电容C3和所述第四电容C4连接。

本实用新型的一可选实施例中，所述第一晶体管开关Q1为PMOS管，所述第二晶体管开关Q2是NMOS管。

本实用新型的上述实施例中，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4均是1M的电阻；第一电容C1、第五电容C5是100nF电容；第二电容C2、第四电容是10pF电容；第三电容C3是10uF电容；第一晶体管Q1是PMOS、第二晶体管Q2是NMOS。

第一晶体管Q1的源极和供电电池相连，漏极和设备的负载端相连。第一晶体管Q1未通电时时，第一晶体管Q1的漏极没有电源输出，栅极处于电池的上拉态，此时第一晶体管Q1的VGS＝0，这里的VGS是栅源电压，第一晶体管Q1处于关断状态，此时整个设备的功耗几乎为零，整个设备的电量损耗仅有霍尔开关近乎无的待机功耗和电池自身的自放电；当有磁铁靠近第一霍尔开关U1时，霍尔开关U1输出低电平信号，第一晶体管Q1的栅极处于低电平，此时第一晶体管Q1的VGS＜0，第一晶体管Q1处于导通状态，此时第二晶体管Q2的栅极被上拉至高电平，第二晶体管Q2的VGS＞0，第二晶体管Q2处于导通状态，同时第一晶体管Q1的栅极被长拉低，第一晶体管Q1的VGS＜0，第一晶体管Q1长导通。接下来不论磁铁是否靠近第一霍尔开关U1，第一晶体管Q1均是处于导通状态，电池为整个终端持续供电，设备开始正常工作；当有磁铁靠近第二霍尔开关U2时，第二霍尔开关U2输出低电平信号，第二晶体管Q2的栅极处于低电平，此时第二晶体管Q2的VGS＜0，

第二晶体管Q2处于关断状态，第一晶体管Q1的栅极再次被拉高至电池电平，第一晶体管Q1的VGS＝0，第一晶体管Q1再次处于关断状态，电池不再为整个终端供电，此时这个设备的电量损耗近乎只有电池微弱的自放电。

该电路可延长电子产品运输或者储存过程中或者长时间不使用设备的电池寿命，为客户提供始终如一的开箱即用体验和更长的终端寿命。为此，电池必须与系统的其余部分电子断开，由于霍尔开关具有近乎于无的待机功耗，故以最大限度地减少产品闲置时的电力消耗。首次开启或者经较长时间间隔后的再次开启，电池将连接到系统的其余部分并保持长连通，电子产品正常工作，直到系统重新进入断电模式。

该方案完全由硬件实现，不需要软件增加额外的工作量；并且重点对于结构的考虑，不需要壳体开槽，保证终端外壳无外置接口，一方面减轻了结构工程师的思考防水、防尘的工作量，另一方面也保证了设备外壳的一体化、美观化。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种终端的上下电电路，其特征在于，包括：第一霍尔开关(U1)、第二霍尔开关(U2)、第一晶体管开关(Q1)和第二晶体管开关(Q2)；其中，

所述第一霍尔开关(U1)与所述第一晶体管开关(Q1)的栅极连接；

所述第一晶体管开关(Q1)的栅极和第二晶体管开关(Q2)的源极连接；

所述第二霍尔开关(U2)与所述第二晶体管开关(Q2)的栅极连接；

所述第一晶体管开关(Q1)的源极与电源连接；

所述第二晶体管开关(Q2)的漏极接地。

2.根据权利要求1所述的终端的上下电电路，其特征在于，所述第一霍尔开关(U1)的输入端与电源连接，输出端与所述第一晶体管开关(Q1)的栅极连接，接地端接地。

3.根据权利要求2所述的终端的上下电电路，其特征在于，

所述第一霍尔开关(U1)的输入端与接地端之间连接有第一电容(C1)；

所述第一霍尔开关(U1)的输出端与接地端之间连接有第二电容(C2)。

4.根据权利要求3所述的终端的上下电电路，其特征在于，所述第一霍尔开关(U1)的输出端与所述第一晶体管开关(Q1)的源极之间连接有第一电阻(R1)，所述第一电阻(R1)与所述第一电容(C1)连接。

5.根据权利要求4所述的终端的上下电电路，其特征在于，所述第一晶体管开关(Q1)的栅极和第二晶体管开关(Q2)的源极之间连接有第二电阻(R2)，所述第二电阻(R2)连接在所述第一电阻(R1)和所述第二电容(C2)之间。

6.根据权利要求5所述的终端的上下电电路，其特征在于，所述第二霍尔开关(U2)的输入端与电源连接，输出端与所述第二晶体管开关(Q2)的栅极连接，接地端接地。

7.根据权利要求6所述的终端的上下电电路，其特征在于，

所述第二霍尔开关(U2)的输入端与接地端之间连接有第五电容(C5)；

所述第二霍尔开关(U2)的输出端与接地端之间连接有第四电容(C4)。

8.根据权利要求7所述的终端的上下电电路，其特征在于，所述第二晶体管开关(Q2)的栅极与接地端之间连接有第三电容(C3)。

9.根据权利要求8所述的终端的上下电电路，其特征在于，所述第二霍尔开关(U2)的输出端通过第三电阻(R3)与所述第一晶体管开关(Q1)的漏极连接，所述第三电阻(R3)通过第四电阻(R4)接地，并分别与所述第三电容(C3)和所述第四电容(C4)连接。

10.根据权利要求1至9任一项所述的终端的上下电电路，其特征在于，所述第一晶体管开关(Q1)为PMOS管，所述第二晶体管开关(Q2)是NMOS管。

Images