CN212660143U - 电源通断控制电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电源通断控制电路及电子设备，所述电源通断控制电路包括信号获取单元以及电源输入单元；其中，所述电源输入单元连接在供电电源与工作电路的供电端之间；所述信号获取单元的输入端分别与点触式开关和电源保持输出端连接，所述信号获取单元的输出端与所述电源输入单元的控制端连接，且所述信号获取单元在接收到点触式开关被触发的信号或所述电源保持输出端的电源保持信号有效时输出导通信号，并由所述电源输入单元根据所述导通信号将所述供电电源与工作电路的供电端电性连接。本实用新型实施例通过简单的电子元件组合即可在工作电路不工作时自动切断供电电源，从而极大地降低电子设备在非工作时间的功耗。

Description

电源通断控制电路及电子设备

技术领域

本实用新型涉及电子设备领域，更具体地说，涉及一种电源通断控制电路及电子设备。

背景技术

随着集成电路的发展，各类使用电池供电的电子设备逐渐流行起来，如手持POS机、各类汽车遥控器、儿童玩具等。使用者对电子设备的待机和使用时间的要求也越来越高，同时又希望电子设备的体积小巧、便于携带。

在同样的使用功率下，更长的待机和使用时间意味着需要更大容量、体积的电池，这与小体积的要求是矛盾的。目前解决上述矛盾的方案主要集中在降低电子设备功耗和增大电池密度两种，但目前增大电池密度的方案并未出现突破性的进展。

而在满足电子设备功能要求的情况下，降低电子设备的功耗显得十分重要且可行。很多由电池供电的电子设备存在工作时间和非工作时间，如汽车遥控器、儿童玩具等，并且非工作时间在电子设备的整个寿命过程中占有极大的比例。降低电子设备在非工作时间内的功耗对电子设备使用寿命的延长显得十分关键。

目前对于复杂的电子设备多数采用专用的供电控制芯片，如可充电的无线POS机、无线扫码枪等，这些电子设备通过供电控制芯片进行电源管理和电池充电，虽然其可实现多种功能，但是同时也增加了电子设备的体积、复杂性和成本。并且在电子设备工作时，上述电源管理芯片同样需要消耗一定的功率。

对于简单的电子设备，如儿童玩具，直接使用一个机械开关控制电源的通断，可以做到非工作期间的不消耗任何电能。但是使用者往往忘记关掉机械开关，导致电子设备在非工作时间将电池电能耗光。

此外，对于一些低功耗的设备，如电视机遥控器、蓝牙鼠标等，在不切断电源的情况，主要依靠系统的低功耗使其工作时间较长。但该类电子设备需要使用低功耗芯片，但是其在非工作期间仍然会消耗一定的电能。

实用新型内容

本实用新型实施例针对上述电子设备通过使用电源管理芯片降低非工作时间功耗导致体积、复杂性和成本增加，机械开关容易忘关，以及低功耗系统在非工作时间仍然需要消耗电能的问题，提供一种电源通断控制电路及电子设备。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案是，提供一种电源通断控制电路，用于工作电路的供电控制，所述工作电路包括电源保持输出端，所述电源通断控制电路包括信号获取单元以及电源输入单元；其中，所述电源输入单元连接在供电电源与工作电路的供电端之间；所述信号获取单元的输入端分别与点触式开关和电源保持输出端连接，所述信号获取单元的输出端与所述电源输入单元的控制端连接，且所述信号获取单元在接收到点触式开关被触发的信号或所述电源保持输出端的电源保持信号有效时输出导通信号，并由所述电源输入单元根据所述导通信号将所述供电电源与工作电路的供电端电性连接。

优选地，所述信号获取单元包括共阴二极管和第一开关管，且所述共阴二极管的其中一个阳极与点触式开关连接、另一阳极与电源保持输出端连接，所述共阴二极管的阴极与第一开关管的控制端连接，且所述第一开关管在控制端为第一预设电平时输出导通信号。

优选地，所述第一开关管为NPN型三极管，且所述第一预设电平为高电平。

优选地，所述电源输入单元包括第二开关管，所述第二开关管的输入端与所述供电电源连接，所述第二开关管的输出端与所述工作电路的供电端连接，所述第二开关管的控制端与所述信号获取单元的输出端连接，且所述第二开关管在控制端为第二预设电平时输出导通信号。

优选地，所述第一开关管的一端与所述第二开关管的控制端连接，所述第一开关管的另一端接地；

所述第二开关管为P沟道场效应管，且所述第二预设电平为低电平。

优选地，所述信号获取单元包括滤波子单元，且所述滤波子单元连接在所述共阴二极管的阴极与第一开关管的控制端之间。

优选地，所述电源通断控制电路包括功能转换单元，所述功能转换单元连接在所述点触式开关与所述工作电路的控制信号输入端之间，且所述功能转换单元在所述工作电路处于工作状态时，将所述点触式开关的触发信号转换为控制信号输入到所述工作电路。

优选地，所述功能转换单元包括第一电阻、第二电阻以及第一电容，且所述第一电阻和第二电阻串联连接在所述点触式开关与参考地之间，所述第一电容与所述第二电阻并联连接，所述第一电阻和第二电阻的连接点与所述工作电路的控制信号输入端连接。

本实用新型实施例还提供一种电子设备，包括工作电路和如上所述的电源通断控制电路。

实施本实用新型实施例的电源通断控制电路及电子设备具有以下有益效果：根据点触式开关被触发的信号以及工作电路的电源保持信号，对连接在供电电源与工作电路的供电端之间的电源输入单元进行通断控制，可在工作电路不工作时切断供电电源，从而极大地降低电子设备在非工作时间的功耗。并且，本实用新型实施还通过增加功能转换单元，实现了点触式开关的复用，从而减小电子设备的按键数量和体积，使电子设备的成本更低、外观更加简洁、美观。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的电源通断控制电路的示意图；

图2是本实用新型另一实施例提供的电源通断控制电路的示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所述，是本实用新型实施例提供的电源通断控制电路的示意图，该电源通断控制电路用于工作电路20的供电控制，上述工作电路20用于实现电子设备的主功能，且该工作电路20包括电源保持输出端，且该工作电路2在处于工作状态时，其微控制单元(MicroController Unit，MCU)通过电源保持输出端输出代表电源保持信号有效的电平POWER_HOLD(例如高电平)。本实施例的电源通断控制电路包括信号获取单元11以及电源输入单元12，上述信号获取单元11和电源输入单元12分别由多个电子元件相互连接而成，并实现相应的功能。

具体地，电源输入单元12连接在供电电源(即电子设备中的电池)与工作电路20的供电端之间，并可将来自供电电源的供电电压VBAT输出到工作电路，以实现工作电路的工作电压VBAT1输入。信号获取单元11的输入端分别与点触式开关S1(例如，点触式开关S1可串联连接在供电电源与信号获取单元11的输入端之间，从而在点触式开关S1被按下时，信号获取单元11的输入端获得供电电压VBAT)和工作电路20的电源保持输出端连接，该信号获取单元11的输出端与电源输入单元12的控制端连接，且该信号获取单元11在接收到点触式开关被触发的信号或电源保持输出端的电源保持信号有效时，输出导通信号，并由电源输入单元12根据该导通信号将供电电源与工作电路的供电端电性连接，从而实现工作电路20的供电输入。

上述电源通断控制电路，根据点触式开关S1被触发的信号以及工作电路20的电源保持信号，对连接在供电电源与工作电路20的供电端之间的电源输入单元12进行通断控制，可在工作电路20不工作时切断供电电源，并在点触式开关S1被触发的信号和工作电路20的电源保持信号中任一个有效时接通供电电源，从而极大地降低电子设备在非工作时间的功耗。

在本实用新型的一个实施例中，上述信号获取单元11包括共阴二极管D1(在实际应用中，该共阴二极管也可由两个阴极相连的二极管代替)和第一开关管Q1，且共阴二极管D1的其中一个阳极与点触式开关S1连接(即点触式开关S1串联连接在供电电源与该阳极之间)、另一阳极与工作电路20的电源保持输出端连接，共阴二极管D1的阴极与第一开关管Q1的控制端连接，且第一开关管Q1在控制端为第一预设电平时输出导通信号。

优选地，上述第一开关管为NPN型三极管，且第一预设电平为使NPN型三极管饱和导通的高电平。即共阴二极管D1提供了电源导通的两条路径，当工作电路20没有供电时(此时工作电路20的电源保持输出端无输出信号)按下点触式开关S1，共阴二极管D1导通，第一开关管Q1的基极为高电平，呈现饱和导通状态。

在本实用新型的另一实施例中，电源输入单元12包括第二开关管Q2，该第二开关管Q2的输入端与供电电源连接，该第二开关管Q2的输出端与工作电路20的供电端连接，且第二开关管Q2的控制端与信号获取单元11的输出端连接，该第二开关管Q2在控制端为第二预设电平时输出导通信号。

优选地，第一开关管Q1的一端与第二开关管Q2的控制端连接，且第一开关管的另一端接地。相应地，第二开关管Q2为P沟道场效应管，该P沟道场效应管的栅极和源极并联连接有电阻R5和电容C3，且第二预设电平为使P沟道场效应管饱和导通的低电平。即在第一开关管Q1导通时，第二开关管Q2的栅极为低电平，呈现饱和导通状态，从而供电电源的供电电压VBAT顺利传输到工作电路20，给整个工作电路20供电。

在工作电路20得电后，其微控制单元在软件初始化阶段控制POWER_HOLD信号为高电平，此时松开点触式开关S1，第一开关管Q1在POWER_HOLD信号作用下保持导通，从而第二开关管Q2依然能保持供电状态。

当工作电路20需要进入非工作时间时(如长时间无操作情况下)，工作电路20的微控制单元可以通过控制POWER_HOLD信号置低(即无效)来切断整个系统的供电电源，降低功耗，延长使用寿命。

上述电源通断控制电路，采用NPN型三极管和P沟道场效应管执行供电电源通断的通断控制，具有很小的导通电阻R_ds(on)(大约几十毫欧)和漏电流(nA级别)。例如在第二开关管Q2导通时，若工作电路20的工作电压为3.7V，工作电流为5mA，则第二开关管Q2的功耗在1.25uW左右；在第二开关管Q2关断时，第二开关管Q2的功耗约为3.7uW。相对于电源管理芯片来说，两种工作状态下均消耗极小的电能。并且由于上述电源通断控制电路仅包含一个共阴二极管、一个NPN型三极管、一个PMOS和若干个阻容，相对于供电控制芯片，成本极低。

在上述电源通断控制电路中，还可包括滤波子单元，且该滤波子单元连接在共阴二极管D1的阴极与第一开关管Q1的控制端之间。具体地，该滤波子单元具体可由电阻R3和电容C2构成，该滤波子单元可在实现高效的滤波的同时，实现限流。上述滤波子单元可滤除来自点触式开关S1或电源保持输出端的干扰信号，提高控制的准确性。

结合图2所示，是本实用新型另一实施例的示意图。本实施例的电源通断控制电路除了包括信号获取单元11和电源输入单元12外，还包括电源通断控制电路包括功能转换单元13，该功能转换单元13连接在点触式开关S1与工作电路20的控制信号输入端之间，且功能转换单元13可在工作电路20处于工作状态时，将点触式开关S1的触发信号转换为控制信号输入到工作电路20中。

即在工作电路20完成启动之后，点触式开关S1可以作为普通的功能按键，由功能转换单元13将点触式开关S1的触发信号转换为控制信号POWER_KEY，并输出到工作电路20的微控制单元，配合微控制单元的程序完成相应的按键功能。

通过点触式开关S1的复用，精简了按键，使得整个设备的体积和成本均相应的减小，同时使电子设备的外观更加简洁、美观。

具体地，上述功能转换单元13包括第一电阻R1、第二电阻R2以及电容C2，且第一电阻R1和第二电阻R2串联连接在点触式开关S1与参考地GND之间，电容C1与第二电阻R2并联连接，第一电阻R1和第二电阻R2的连接点与工作电路20的控制信号输入端连接。该功能转换单元13结构简单，成本较低。当然，在实际应用中，功能转换单元13也可采用其他电子元件组合进行电压转换，从而实现控制信号输入。

本实用新型实施例还提供一种电子设备，该电子设备可以为手持POS机、汽车遥控器、儿童玩具等使用电池供电的设备，该电子设备包括工作电路和如上所述的电源通断控制电路。

上述电子设备在增加少量器件的情况下，完成电子设备的电源通断可控，解决电子设备非工作期间消耗电能的情况。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种电源通断控制电路，用于工作电路的供电控制，所述工作电路包括电源保持输出端，其特征在于，所述电源通断控制电路包括信号获取单元以及电源输入单元；其中，所述电源输入单元连接在供电电源与工作电路的供电端之间；所述信号获取单元的输入端分别与点触式开关和电源保持输出端连接，所述信号获取单元的输出端与所述电源输入单元的控制端连接，且所述信号获取单元在接收到点触式开关被触发的信号或所述电源保持输出端的电源保持信号有效时输出导通信号，并由所述电源输入单元根据所述导通信号将所述供电电源与工作电路的供电端电性连接。

2.根据权利要求1所述的电源通断控制电路，其特征在于，所述信号获取单元包括共阴二极管和第一开关管，且所述共阴二极管的其中一个阳极与点触式开关连接、另一阳极与电源保持输出端连接，所述共阴二极管的阴极与第一开关管的控制端连接，且所述第一开关管在控制端为第一预设电平时输出导通信号。

3.根据权利要求2所述的电源通断控制电路，其特征在于，所述第一开关管为NPN型三极管，且所述第一预设电平为高电平。

4.根据权利要求2所述的电源通断控制电路，其特征在于，所述电源输入单元包括第二开关管，所述第二开关管的输入端与所述供电电源连接，所述第二开关管的输出端与所述工作电路的供电端连接，所述第二开关管的控制端与所述信号获取单元的输出端连接，且所述第二开关管在控制端为第二预设电平时输出导通信号。

5.根据权利要求4所述的电源通断控制电路，其特征在于，所述第一开关管的一端与所述第二开关管的控制端连接，所述第一开关管的另一端接地；

所述第二开关管为P沟道场效应管，且所述第二预设电平为低电平。

6.根据权利要求2所述的电源通断控制电路，其特征在于，所述信号获取单元包括滤波子单元，且所述滤波子单元连接在所述共阴二极管的阴极与第一开关管的控制端之间。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的电源通断控制电路，其特征在于，所述电源通断控制电路包括功能转换单元，所述功能转换单元连接在所述点触式开关与所述工作电路的控制信号输入端之间，且所述功能转换单元在所述工作电路处于工作状态时，将所述点触式开关的触发信号转换为控制信号输入到所述工作电路。

8.根据权利要求7所述的电源通断控制电路，其特征在于，所述功能转换单元包括第一电阻、第二电阻以及第一电容，且所述第一电阻和第二电阻串联连接在所述点触式开关与参考地之间，所述第一电容与所述第二电阻并联连接，所述第一电阻和第二电阻的连接点与所述工作电路的控制信号输入端连接。

9.一种电子设备，其特征在于，包括工作电路和如权利要求1-8中任一项所述的电源通断控制电路。

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