CN216851930U - 一种开机电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种开机电路及电子设备，开机电路包括触发单元以及电压调整单元；触发单元包括接入端以及输出端，触发单元的接入端与电源电性连接以接入第一电源电压，触发单元的输出端用于输出开机信号；电压调整单元与电源以及触发单元的输出端电性连接，以在电源上电瞬间接入第二电源电压并调整触发单元的输出端的电压。电子设备上电瞬间，电压调整单元接入电源传输的第二电源电压，并可以触发单元的输出端的电压，以使得触发单元的输出端可以向电子设备的控制单元输出低电压的开机信号，从而控制电子设备开机，从而可以实现电子设备的上电自动开机。

Description

一种开机电路及电子设备

技术领域

本申请涉及电子技术领域，尤其涉及一种开机电路及电子设备。

背景技术

相关技术中，电子设备需要开机时，通常是通过按压电子设备上的按键，以触发一低电压的开机信号，电子设备的控制单元接收到低电压的开机信号后输出开机控制信号，以控制电子设备开机，电子设备不能实现上电自动开机。

实用新型内容

本申请实施例提供一种开机电路及电子设备，使得电子设备可以实现上电自动开机。

第一方面，本申请实施例提供一种开机电路，包括：触发单元，包括接入端以及输出端，所述触发单元的接入端与电源电性连接以接入第一电源电压，所述触发单元的输出端用于输出开机信号；电压调整单元，与所述电源以及所述触发单元的输出端电性连接，以在电源上电瞬间接入第二电源电压并调整所述触发单元的输出端的电压。

在本申请一些实施例中，所述触发单元包括第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述接入端电连接，所述第一电阻的第二端与所述输出端电连接于第一节点；所述电压调整单元包括三极管以及第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述三极管的基极电连接，所述第二电阻的第二端与所述电源电连接于第二节点，所述三极管的集电极与所述第一节点电连接于第三节点，所述三极管的发射极接地。

基于上述实施例，在初始状态时，电源未上电，电压调整单元与电源的连接点为电压调整单元的电压输入端，此时电压输入端的电压为0V，三极管的基极的电压为0V，三极管处于截止状态，当触发单元的接入端接入第一电源电压时，此时第一节点的电压被拉高至第一电源电压，而在电源上电且电压调整单元接入第二电源电压后，电源通过第二节点为三极管的基极供电，使得三极管导通，从而使得输出端接地，此时第一节点的电压被拉低，输出端输出低电压的开机信号，电子设备的控制单元接收到低电压的开机信号后控制电子设备自动开机。

在本申请一些实施例中，所述电压调整单元还包括第一电容，所述第一电容串联于所述第二节点与所述第二电阻之间，所述第一电容的第一极板与所述第二节点电连接，所述第一电容的第二极板与第二电阻的第二端电连接于第四节点。

基于上述实施例，通过第一电容的设置，可以使得三极管的导通状态持续一段时间，从而使得触发单元的输出端可以在一段时间内持续输出低电压的开机信号，从而可以在无需芯片参与的基础上，实现类似于按键持续按压一段时间后电子设备才开机的功能。

在本申请一些实施例中，所述电压调整单元还包括第二电容，所述第二电容的第一极板与所述第二电阻的第一端以及所述三极管的基极电连接于第五节点，所述第二电容的第二极板与所述三极管的发射极电连接于第六节点。

基于上述实施例，第二电容与第二电阻形成一延时电路，第一电容的第二极板放电时，第二电容通过第二电阻充电，第二电容的第一极板的电压被拉升，导致第五节点的电压被拉升，当第五节点的电压拉升至三极管的导通电压时，三极管导通，利用第二电容与第二电阻形成的延时电路可以使得三极管延时导通，从而可以防止电源突然上电导致三极管以及与三极管连接的负载烧坏。

在本申请一些实施例中，所述电压调整单元还包括第三电阻，所述第三电阻的第一端与所述电源电连接于第七节点，所述第三电阻的第二端接地。

基于上述实施例，第三电阻可以避免电源与地短接，并且在电压输入端后，第一电容可以通过第三电阻放电，以降低第一电容的第一极板的电压。

在本申请一些实施例中，所述电压调整单元还包括第一二极管，所述第一二极管的负极与所述第四节点电连接，所述第一二极管的正极与所述第三电阻的第二端电连接于第八节点。

基于上述实施例，电源掉电后，利用第一二极管可以实现第一电容的第一极板与第二极板之间的单向导通，第一二极管可以为第一电容的第一极板提供额外的放电通路，从而可以大幅度缩短第一电容的第一极板的放电时间。

在本申请一些实施例中，所述电压调整单元还包括齐纳二极管，所述齐纳二极管串联于所述电源与所述第七节点之间，所述齐纳二极管的负极与所述电源电连接，所述齐纳二极管的正极与所述第七节点电连接。

基于上述实施例，齐纳二极管可以起到稳压的作用，以在电源上电后使得第七节点处的电压保持稳定，齐纳二极管还可以保护电压调整单元中的电子元器件，防止电子元器被高电流击穿。

在本申请一些实施例中，所述电压调整单元还包括第四电阻，所述第四电阻的第一端与所述第二节点电连接，所述第四电阻的第二端与所述第三节点电连接。

基于上述实施例，通过将第二节点与第三节点电连接，使得三极管的集电极可以在触发单元的接入端接入第一电源电压前有一个确定的状态，以避免三极管的集电极浮空，而第四电阻可以起到保护作用，以避免三极管导通后电源与地短接。

在本申请一些实施例中，所述开机电路还包括第二二极管，所述第二二极管串联于所述第一节点与所述第三节点之间，所述第二二极管的正极与所述第一节点电连接，所述第二二极管的负极与所述第三节点电连接。

基于上述实施例，利用第二二极管可以保证在触发单元的接入端接入第一电源电压后电流由第一节点向第三节点单向导通，从而可以防止电压调整单元接入第二电源电压后电流由第三节点向第一节点反灌。

第二方面，本申请还提供一种电子设备，包括如上述任一实施例中所述的开机电路。

本申请的有益效果为：利用开机电路使得电子设备可以实现上电自动开机，并且无需芯片参与，可以降低电子设备的制造成本，同时利用开机电路可以模拟出上电后持续按压按键一段时间后电子设备才开机的功能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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他的附图。

图1为本申请一实施例中开机电路的电路示意图；

图2为本申请一实施例中开机电路的部分节点的电压时序示意图。

附图标记：

10、触发单元；20、电压调整单元；G1、第一节点；G2、第二节点；G3、第三节点；G4、第四节点；G5、第五节点；G6、第六节点；G7、第七节点；G8、第八节点；R1、第一电阻；R2、第二电阻；R3、第三电阻；R4、第四电阻；D1、第一二极管；D2、第二二极管；D3、齐纳二极管；C1、第一电容；C2、第二电容；VDD、接入端；VOUT、输出端；VIN、电压输入端。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请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申请，并不用于限定本申请。

本申请实施例提供一种开机电路及电子设备，以解决相关技术中，电子设备不能实现上电自动开机的问题。

具体的，如图1所示，所述开机电路包括触发单元10以及电压调整单元20。

其中，触发单元10包括接入端VDD以及输出端VOUT，所述触发单元10的接入端VDD与电源电性连接以接入第一电源电压，所述触发单元10的输出端VOUT用于输出开机信号；电源可以为电子设备提供电能，电源可以为电子设备内的内置电源，如蓄电池或干电池等，电源也可以为电子设备外部的外接电源，如可以供电的插座。

电压调整单元20与所述电源以及所述触发单元10的输出端VOUT电性连接，以在电源上电瞬间接入第二电源电压并调整所述触发单元10的输出端VOUT的电压。

需要说明的是，以电子设备是手机为例，在相关技术中，手机处于关机状态，将手机的充电接口通过插头等工具与插座的插接口电连接时，此时手机上电，但手机仍处于关机状态，此时还需要通过按压手机上的开机按键，以触发一低电压的开机信号，手机的控制单元接收到低电压的开机信号后输出开机控制信号，以控制手机开机，手机不能实现上电自动开机。

而在本申请实施例中，手机上电瞬间，电压调整单元20接入电源传输的第二电源电压，并可以调整触发单元10的输出端VOUT的电压，以使得触发单元10的输出端VOUT可以向手机的控制单元输出低电压的开机信号，从而控制手机开机，从而可以实现手机的上电自动开机。

还需要说明的是，相比于通过电子设备中的电源管理芯片(Power ManagementIntegrated Circuits，PMIC)实现电子设备的上电自动开机，大部分系统平台或PMIC不支持自动开机功能，需要在PMIC外部添加自动开机电路，而在PMIC外部添加自动开机触发电路，需要搭配专用芯片使用，或使用微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)模拟输出低电压的开机信号，这极大的增加了电子设备的制造成本。

而在本申请实现中，利用本申请实施例中的开机电路即可实现电子设备的上电自动开机，可以适用于各种系统平台，并且无需芯片参与，可以节省电子设备的制造成本。

在本申请一些实施例中，继续参见图1所示，所述触发单元10包括第一电阻R1，所述第一电阻R1的第一端与所述接入端VDD电连接，所述第一电阻R1的第二端与所述输出端VOUT电连接于第一节点G1。

所述电压调整单元20包括三极管Q以及第二电阻R2，所述第二电阻R2的第一端与所述三极管Q的基极电连接，所述第二电阻R2的第二端与所述电源电连接于第二节点G2，所述三极管Q的集电极与所述第一节点G1电连接于第三节点G3，所述三极管Q的发射极接地。

可以理解的是，第一节点G1的电压与触发单元10的输出端VOUT输出的电压相同，在初始状态时，电源未上电，电压调整单元20与电源的连接点为电压调整单元20的电压输入端VIN，此时电压输入端VIN的电压为0V，三极管Q的基极的电压为0V，三极管Q处于截止状态，当触发单元10的接入端VDD接入第一电源电压时，此时第一节点G1的电压被拉高至第一电源电压，而在电源上电且电压调整单元20接入第二电源电压后，电源通过第二节点G2为三极管Q的基极供电，使得三极管Q导通，从而使得输出端VOUT接地，此时第一节点G1的电压被拉低，输出端VOUT输出低电压的开机信号，电子设备的控制单元接收到低电压的开机信号后控制电子设备自动开机。

需要说明的是，第一电阻R1可以起到保护电路的作用，第二电阻R2可以防止三极管Q的基极电流超额而损坏三极管Q，第一电阻R1以及第二电阻R2的阻值可以根据实际需求进行选择，第一电阻R1以及第二电阻R2的型号和类型也可以根据实际需要进行选择，本申请不做具体限制。三极管Q的型号和类型也可以根据实际需要进行选择，本申请不做具体限制。

在本申请一实施例中，继续参见图1所示，所述电压调整单元20还包括第一电容C1，所述第一电容C1串联于所述第二节点G2与所述第二电阻R2之间，所述第一电容C1的第一极板与所述第二节点G2电连接，所述第一电容C1的第二极板与所述第二电阻R2的第二端电连接于第四节点G4。

可以理解的是，电容两极板之间的电量和电压差不会突变，即电容两极板之间的电压差不会瞬间上升到很大的值或者下降到很小的值，电压调整单元20未接入第二电源电压时，第一电容C1的第一极板与第二极板之间的电压差为0V，以电压调整单元20接入第二电源电压时第二节点G2的电压为2.3V为例，此时第一电容C1的第一极板的电压为2.3V，而第一电容C1的第二极板的电压因电荷感应同样会变成2.3V，此时第一电容C1的第一极板与第二极板之间的电压差仍然为0V，随后第一电容C1开始通过第四节点G4向三极管Q的基极放电并使三极管Q导通，随着第一电容C1的放电，第一电容C1的第二极板的电压不断下降，使得三极管Q的基极处的电压不断下降，当三极管Q的基极处的电压下降至三极管Q的截止电压时，三极管Q截止。

需要说明的是，通过第一电容C1的设置，可以使得三极管Q的导通状态持续一段时间，从而使得触发单元10的输出端VOUT可以在一段时间内持续输出低电压的开机信号，从而可以在无需芯片参与的基础上，实现类似于按键持续按压一段时间后电子设备才开机的功能。第一电容C1的型号和类型也可以根据实际需要进行选择，本申请不做具体限制。

进一步的，继续参见图1所示，所述电压调整单元20还可以包括第二电容C2，所述第二电容C2的第一极板与所述第二电阻R2的第一端以及所述三极管Q的基极电连接于第五节点G5，所述第二电容C2的第二极板与所述三极管Q的发射极电连接于第六节点G6。

对于本领域技术人员可知，第二电容C2可以与第二电阻R2形成一RC延时电路，第一电容C1的第二极板放电时，第二电容C2通过第二电阻R2充电，第二电容C2的第一极板的电压被拉升，导致第五节点G5的电压被拉升，当第五节点G5的电压拉升至三极管Q的导通电压时，三极管Q导通，利用第二电容C2与第二电阻R2形成的RC延时电路可以使得三极管Q延时导通，从而可以防止电源突然上电导致三极管Q以及与三极管Q连接的负载烧坏。

需要说明的是，RC延时电路的具体工作原理在相关技术中早有公示，本申请实施例不做赘叙；延时时间取决于第一电容C1、第二电容C2以及第二电阻R2的型号，第一电容C1、第二电容C2以及第二电阻R2的型号可以根据延时时间的实际需求进行选择。

继续参见图1所示，所述电压调整单元20还可以包括第三电阻R3，所述第三电阻R3的第一端与所述电源电连接于第七节点G7，所述第三电阻R3的第二端接地。第三电阻R3可以避免电源与地短接，并且在电压输入端VIN掉电后，第一电容C1可以通过第三电阻R3放电，以降低第一电容C1的第一极板的电压。第三电阻R3的型号和类型也可以根据实际需要进行选择，本申请不做具体限制。

进一步的，所述电压调整单元20还可以包括第一二极管D1，所述第一二极管D1的负极与所述第四节点G4电连接，所述第一二极管D1的正极与所述第三电阻R3的第二端电连接于第八节点G8。第一二极管D1的型号和类型也可以根据实际需要进行选择，本申请不做具体限制。

可以理解的是，若第一电容C1的放电时间较长，电源掉电后短时间内再次上电时，第一电容C1的第一极板放电不足，导致电源上电时第一电容C1的第一极板的电压瞬间拉升量不足，从而导致第一电容C1的第二极板的电压的拉升量不足，这会导致第四节点G4的电压不足以使三极管Q导通，从而使得电子设备的自动开机功能失效。

而在本申请中，电源掉电后，利用第一二极管D1可以实现第一电容C1的第一极板与第二极板之间的单向导通，第一二极管D1可以为第一电容C1的第一极板提供额外的放电通路，从而可以大幅度缩短第一电容C1的第一极板的放电时间。

继续参见图1所示，所述电压调整单元20还包括齐纳二极管D3，所述齐纳二极管D3串联于所述电源与所述第七节点G7之间，所述齐纳二极管D3的负极与所述电源电连接，所述齐纳二极管D3的正极与所述第七节点G7电连接。

需要说明的是，齐纳二极管D3可以起到稳压的作用，以在电源上电后使得第七节点G7处的电压保持稳定，齐纳二极管D3还可以保护电压调整单元20中的电子元器件，防止电子元器被高电流击穿。齐纳二极管D3的型号和类型也可以根据实际需要进行选择，本申请不做具体限制。

继续参见图1所示，在本申请一实施例中，所述电压调整单元20还包括第四电阻R4，所述第四电阻R4的第一端与所述第二节点G2电连接，所述第四电阻R4的第二端与所述第三节点G3电连接。

需要说明的是，通过将第二节点G2与第三节点G3电连接，使得三极管Q的集电极可以在触发单元10的接入端VDD接入第一电源电压前有一个确定的状态，以避免三极管Q的集电极浮空，而第四电阻R4可以起到保护作用，以避免三极管Q导通后电源与地短接。第四电阻R4的型号和类型也可以根据实际需要进行选择，本申请不做具体限制。

进一步的，继续参见图1所示，所述开机电路还可以包括第二二极管D2，所述第二二极管D2串联于所述第一节点G1与所述第三节点G3之间，所述第二二极管D2的正极与所述第一节点G1电连接，所述第二二极管D2的负极与所述第三节点G3电连接。

对于本领域技术人员可知，二极管具有单向导通性能，即给二极管提供正偏电压时，二极管导通，而当给二极管提供反偏电压时，二极管截止，本申请实施例中，利用第二二极管D2可以保证在触发单元10的接入端VDD接入第一电源电压后电流由第一节点G1向第三节点G3单向导通，从而可以防止电压调整单元20接入第二电源电压后电流由第三节点G3向第一节点G1反灌。第二二极管D2的型号和类型也可以根据实际需要进行选择，本申请不做具体限制。

如图1和图2所示，图2为本申请一实施例中开机电路的部分节点的电压时序示意图。

以第一电源电压为1.8V、第二电源电压为5V、齐纳二极管D3的钳位压降为2.7V、第二二极管D2以及第一二极管D1正向导通压降均为0.3V、三极管Q的截止电压为0.7V、三极管Q的导通电压为0.7V为例。

电子设备处于初始状态时，电压调整单元20的电压输入端VIN的电压为0V，第一电容C1的第一极板与第二极板之间的电压差为0V，三极管Q处于截止状态。

电源上电瞬间，电压输入端VIN接入第二电源电压，电压输入端VIN的电压拉升为5V，由于齐纳二极管D3的钳位作用，齐纳二极管D3具有2.7V的钳位电压，此时第二节点G2以及第一电容C1的第一极板的电压为5V-2.7V＝2.3V，第一电容C1的第二极板的电压因电荷感应同样变成2.3V，从而使得第四节点G4的电压拉升为2.3V，随后第一电容C1的第二极板通过第二电阻R2向第二电容C2放电，以缓慢拉升第五节点G5的电压，当第五节点G5的电压拉升至0.7V时三极管Q导通。

触发单元10的接入端VDD可以在电源上电瞬间接入第一电源电压，当然，触发单元10的接入端VDD也可以在电源上电后接入第一电源电压，可以理解的是，触发单元10的接入端VDD接入第一电源电压的操作可以形成类似于按键的操作，相当于是在电源上电后再按按键以使得电子设备开机。

以触发单元10的接入端VDD在电源上电后接入第一电源电压为例，接入端VDD接入第一电源电压与电压输入端VIN接入第二电源电压的时间间隔为T1，即电源上电T1时间后，触发单元10的接入端VDD接入第二电源电压，第一节点G1的电压被第二电源电压在T2时间内拉升至1.8V，随后三极管Q导通使得第一节点G1接地，此时由于第二二极管D2的导通压降，使得第一节点G1的电压被拉低至0.3V，从而使得第一节点G1的输出端VOUT输出0.3V的开机信号。可以理解的是，拉升第一节点G1的电压是为了给电子设备一个初始状态，以满足一些系统平台需要识别到按键按下到松开的过程，本申请实施例中将第一节点G1的电压拉高再拉低即相当于按键按下到松开的过程。

三极管Q导通时，第一电容C1的第二极板通过三极管Q在T4时间内持续放电，以使得第四节点G4以及第五节点G5处的电压在T4时间内持续下降，第一节点G1在T3时间内保持输出低电压的开机信号，当第五节点G5的电压下降至0.7V时，三极管Q截止，第一节点G1与地断开，此时第一节点G1的电压被第一电源电压拉升至1.8V，第一节点G1停止输出低电压的开机信号。

随后电源掉电后，第一电容C1的第一极板通过第三电阻R3以及第一二极管D1快速对第四节点G4放电，使得第二节点G2的电压在T5时间内持续降低，第一电容C1的两个极板之间的电压差逐渐降低，最终第一电容C1的第一极板以及第二节点G2的电压降到0V，第一电容C1的第二极板以及第四节点G4的电压约为0.3V。

当电源再次上电，第一电容C1的第一极板的电压再次拉升为2.3V，此时第一电容C1的第二极板的电压为2.3+0.3＝2.6V，以实现电子设备的再次上电开机。

基于上述开机电路，本申请实施例还提供一种电子设备，包括控制单元以及如上述任一实施例中所述的开机电路，所述控制单元与所述开机电路的输出端连接，以接收所述输出端输出的开机信号并控制电子设备开机。

其中，电子设备可以为智能手机、平板电脑、游戏设备、AR(Augmented Reality，增强现实)设备、汽车、数据存储装置、音频播放装置、视频播放装置、笔记本、桌面计算设备、可穿戴设备诸如电子手表、电子眼镜、电子头盔、电子手链、电子项链、电子衣物等设备。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种开机电路，其特征在于，包括：

触发单元，包括接入端以及输出端，所述触发单元的接入端与电源电性连接以接入第一电源电压，所述触发单元的输出端用于输出开机信号；

电压调整单元，与所述电源以及所述触发单元的输出端电性连接，以在电源上电瞬间接入第二电源电压并调整所述触发单元的输出端的电压。

2.根据权利要求1所述的开机电路，其特征在于，所述触发单元包括第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述接入端电连接，所述第一电阻的第二端与所述输出端电连接于第一节点；

所述电压调整单元包括三极管以及第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述三极管的基极电连接，所述第二电阻的第二端与所述电源电连接于第二节点，所述三极管的集电极与所述第一节点电连接于第三节点，所述三极管的发射极接地。

3.根据权利要求2所述的开机电路，其特征在于，所述电压调整单元还包括第一电容，所述第一电容串联于所述第二节点与所述第二电阻之间，所述第一电容的第一极板与所述第二节点电连接，所述第一电容的第二极板与第二电阻的第二端电连接于第四节点。

4.根据权利要求3所述的开机电路，其特征在于，所述电压调整单元还包括第二电容，所述第二电容的第一极板与所述第二电阻的第一端以及所述三极管的基极电连接于第五节点，所述第二电容的第二极板与所述三极管的发射极电连接于第六节点。

5.根据权利要求3所述的开机电路，其特征在于，所述电压调整单元还包括第三电阻，所述第三电阻的第一端与所述电源电连接于第七节点，所述第三电阻的第二端接地。

6.根据权利要求5所述的开机电路，其特征在于，所述电压调整单元还包括第一二极管，所述第一二极管的负极与所述第四节点电连接，所述第一二极管的正极与所述第三电阻的第二端电连接于第八节点。

7.根据权利要求5所述的开机电路，其特征在于，所述电压调整单元还包括齐纳二极管，所述齐纳二极管串联于所述电源与所述第七节点之间，所述齐纳二极管的负极与所述电源电连接，所述齐纳二极管的正极与所述第七节点电连接。

8.根据权利要求2所述的开机电路，其特征在于，所述电压调整单元还包括第四电阻，所述第四电阻的第一端与所述第二节点电连接，所述第四电阻的第二端与所述第三节点电连接。

9.根据权利要求8所述的开机电路，其特征在于，所述开机电路还包括第二二极管，所述第二二极管串联于所述第一节点与所述第三节点之间，所述第二二极管的正极与所述第一节点电连接，所述第二二极管的负极与所述第三节点电连接。

10.一种电子设备，其特征在于，包括控制单元以及如权利要求1至9中任一项所述的开机电路，所述控制单元与所述开机电路的输出端连接，以接收所述输出端输出的开机信号并控制电子设备开机。

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