CN218040826U - 一种电源管理电路、电源装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

一种电源管理电路、电源装置及电子设备，电源管理电路与电源连接，其包括：开关机电路、强制关机电路、锁定解锁电路、控制电路以及电池开关电路；其中，开关机电路根据第一按键操作生成关机信号，强制关机电路根据第二按键操作生成强制关机信号；控制电路根据关机信号生成关机控制信号，锁定解锁电路根据强制关机信号或关机控制信号生成关机驱动信号；电池开关电路根据关机驱动信号断开电源的供电，能够实现在需要断电关机时，进行双重保险断电关机，确保在需要断电关机的情况下，无论控制电路正常或异常，均能够稳定、有效的断电关机，提高了电源供电的安全可靠性，降低了用电风险。

Description

一种电源管理电路、电源装置及电子设备

技术领域

本实用新型属于电源管理技术领域，尤其涉及一种电源管理电路、电源装置及电子设备。

背景技术

电源管理电路是设备的能源中心，电源管理电路只有输出符合标准的电压，其他电路才能工作，设备中任何一个电路，只要电源管理电路的供电不正常就会“罢工”，从而表现出各种各样的故障现象，但当需要断电时，如果不能及时有效的断电，则容易出现各种用电风险，因此能够及时、有效及可靠的进行供电和断电管理在用电设备的使用过程中显得尤为重要。传统的技术中，通常通过微控制单元(Microcontroller Unit；MCU)接收关机信号控制断电关机，当 MCU异常时，可能无法响应关机信号进行关机。

因此，传统的技术方案中存在电源管理电路在MCU异常时无法响应关机信号有效关机的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种电源管理电路、电源装置及电子设备，旨在解决传统的技术方案中存在的电源管理电路在MCU异常时无法响应关机信号有效关机的问题。

本实用新型实施例的第一方面提供了一种电源管理电路，与电源连接，所述电源管理电路包括：

开关机电路，与所述电源连接，用于根据第一按键操作生成关机信号；

强制关机电路，与所述开关机电路连接，用于根据第二按键操作生成强制关机信号；

控制电路，与所述开关机电路、所述强制关机电路连接，用于根据所述关机信号生成关机控制信号；

锁定解锁电路，与所述强制关机电路、所述控制电路以及所述开关机电路连接，用于根据所述关机控制信号或所述强制关机信号生成关机驱动信号。电池开关电路，与所述电源、所述开关机电路、所述锁定解锁电路以及所述控制电路连接，用于根据所述关机驱动信号断开所述电源的供电。

可选的，在其中一个实施例中，所述开关机电路还用于根据第三按键操作生成开机启动信号；所述电池开关电路还用于根据所述开机启动信号导通所述电源对所述控制电路的供电；所述控制电路还用于根据所述电源的供电持续生成开机控制信号；所述锁定解锁电路还用于根据所述开机控制信号生成开机维持信号以使所述电池开关电路维持导通所述电源的供电。

可选的，在其中一个实施例中，所述电源管理电路还包括：

保护电路，与所述控制电路、所述开关机电路以及所述强制关机电路连接，用于防止所述电源反接以进行稳压及过压保护。

可选的，在其中一个实施例中，所述开关机电路包括：开关机按键、第一电阻、第二电阻以及第一电容；其中，所述开关机按键的第一端与电源地连接，所述开关机按键的第二端与所述第一电容的第一端和所述第二电阻的第一端、所述保护电路以及所述强制关机电路连接，所述第一电容的第二端与所述第一电阻的第一端、所述第二电阻的第二端、所述锁定解锁电路以及所述电池开关电路连接，所述第一电阻的第二端与所述电源、所述电池开关电路连接。

可选的，在其中一个实施例中，所述强制关机电路包括：强制关机按键、第一稳压二极管；其中，所述强制关机按键的第一端与所述保护电路、所述开关机电路连接，所述强制关机按键的第二端与所述第一稳压二极管的阴极连接，所述第一稳压二极管的阳极与所述锁定解锁电路连接。

可选的，在其中一个实施例中，所述电池开关电路包括：第一场效应管和第三电阻；其中，所述第一场效应管的栅极与所述开关机电路、所述锁定解锁电路连接，所述第一场效应管的源极与所述电源、所述开关机电路连接，所述第一场效应管的漏极与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述控制电路连接。

可选的，在其中一个实施例中，所述锁定解锁电路包括：第四电阻、第五电阻以及第二场效应管；其中，所述第四电阻的第一端与所述控制电路连接，所述第四电阻的第二端与所述第五电阻的第一端、所述强制关机电路以及所述第二场效应管的栅极连接，所述第五电阻的第二端与电源地连接，所述第二场效应管的源极与电源地连接，所述第二场效应管的漏极与所述开关机电路、所述电池开关电路连接。

本实用新型实施例的第二方面提供了一种电源装置，所述电源装置包括如上述任一项所述的电源管理电路。

本实用新型实施例的第三方面提供了一种电子设备，所述电子设备包括如上述任一项所述的电源管理电路。

上述的电源管理电路通过强制关机电路在需要关机时生成强制关机信号，开关机电路生成关机信号，控制电路根据关机信号生成关机控制信号，锁定解锁电路根据强制关机信号或强制关机信号生成关机驱动信号，以驱动电池开关电路断开电源的供电，能够实现在控制电路异常时，通过强制关机电路强制关机，以确保在MCU异常无法响应关机信号进行关机时也能够稳定有效的关机；在控制电路正常时，通过开关机电路断电关机，确保在需要断电关机的情况下，无论控制电路正常或异常，均能够稳定、有效的断电关机，提高了电源供电的安全可靠性，降低了用电风险。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例提供的电源管理电路的一种结构示意图；

图2为本实用新型一实施例提供的电源管理电路的另一种结构示意图；

图3为图1所示的电源管理电路的一种示例电路原理图。

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。

请参阅图1，本实用新型一实施例提供的电源管理电路的一种结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

一种电源管理电路，包括：强制关机电路11、锁定解锁电路12、电池开关电路13、开关机电路14以及控制电路15；其中，

开关机电路14，与电源01连接，用于根据第一按键操作生成关机信号；强制关机电路11，与开关机电路14连接，用于根据第二按键操作生成强制关机信号；控制电路15，与开关机电路14、强制关机电路11连接，用于根据关机信号生成关机控制信号；

锁定解锁电路12，与强制关机电路11、控制电路15以及开关机电路14 连接，用于根据关机控制信号或强制关机信号生成关机驱动信号。电池开关电路13，与电源01、开关机电路14、锁定解锁电路12以及控制电路15连接，用于根据关机驱动信号断开电源01的供电。

具体实施中，电源01可为电池或电源模块等，能够提供电路中各个功能模块所需的电能。

可选的，强制关机电路11为强制关机按键电路，其包括强制关机按键。

可选的，开关机电路14为按键开关机电路，包括开关机按键。

具体实施中，开机状态下，当按下开关机电路14中的开关机按键(即第一按键操作)，开关机电路14输出关机信号，控制电路15检测到关机信号时生成关机控制信号并输出至锁定解锁电路12，使得锁定解锁电路12生成并输出关机驱动信号至电池开关电路13，以驱动电池开关电路13关断电源01的对外供电，从而实现常规的通过控制电路15响应关机信号进行关机。

进一步的，本实施例中，在开机状态下，当同时按下开关机按键和强制关机按键(即第二按键操作)时，强制关机电路11输出强制关机信号至锁定解锁电路12，使得锁定解锁电路12根据强制关机信号输出关机驱动信号至电池开关电路13，以驱动电池关机电路13关断电源01的供电，确保在需要断电关机的情况下，无论控制电路15(如MCU)正常或异常，均能够稳定有效的断电关机，提高了电源供电的安全可靠性，降低了用电风险。

本实施例的电源管理电路，能够在控制电路15异常时，通过强制关机电路在需要关机时生成强制关机信号，锁定解锁电路根据强制关机信号生成关机驱动信号，以驱动电池开关电路断开电源的供电，以确保在MCU异常无法响应关机信号进行关机时也能够稳定、有效的关机；提高了电源供电的安全可靠性，降低了用电风险。

在其中一个实施例中，开关机电路14还用于根据第三按键操作生成开机启动信号；电池开关电路13还用于根据开机启动信号导通电源01对控制电路15 的供电；控制电路15还用于根据电源01的供电持续生成开机控制信号；锁定解锁电路12还用于根据开机控制信号生成开机维持信号以使电池开关电路13 维持导通电源01的供电。

具体实施中，在关机状态下，当用户按下开关机电路14中的开关机按键(即用户进行第三按键操作)，开关机电路14输出开机启动信号，电池开关电路13根据开机启动信号导通电源01对控制电路15的供电，使得控制电路15正常上电开机；同时，控制电路15上电开机后根据电源01的供电持续生成开机控制信号并输出至锁定解锁电路12，使得锁定解锁电路12持续输出开机维持信号至电池开关电路13从而保持稳定开机状态。

在其中一个实施例中，请参阅图2，电源管理电路还包括：保护电路16；其中，

保护电路16，与控制电路15、开关机电路14以及强制关机电路11连接，用于防止电源01反接以进行稳压及过压保护。

具体实施中，控制电路15所需的供电电压通常要小于电源01输出的供电电压，例如当控制电路15为MCU电路时，由于MCU的管脚/端能够承受的电压通常为5V或3.3V，小于电源01直接提供的供电电压(例如为12V、24V)，因此保护电路16能够有效防止电源01反接等用电失误导致过压或电压倒灌对控制电路15的损坏，保障用电的稳定性及安全性。

可选的，在其中一个实施例中，请参阅图3，开关机电路14包括：开关机按键S1、第一电阻R1、第二电阻R2以及第一电容C1；其中，开关机按键S1 的第一端与电源地连接，开关机按键S1的第二端与第一电容C1的第一端和第二电阻R2的第一端、保护电路16以及强制关机电路11连接，第一电容C1的第二端与第一电阻R1的第一端、第二电阻R2的第二端、锁定解锁电路12以及电池开关电路13连接，第一电阻R1的第二端与电源01、电池开关电路13 连接。

可选的，在其中一个实施例中，请参阅图3，强制关机电路11包括：强制关机按键S2、第一稳压二极管D2；其中，强制关机按键S2的第一端与保护电路16、开关机电路14连接，强制关机按键S2的第二端与第一稳压二极管D2 的阴极连接，第一稳压二极管D2的阳极与锁定解锁电路12连接。

可选的，在其中一个实施例中，请参阅图3，电池开关电路13包括：第一场效应管P1和第三电阻R3，其中，第一场效应管P1的栅极与开关机电路14、锁定解锁电路12连接，第一场效应管P1的源极与电源01和开关机电路14连接，第一场效应管P1的漏极与第三电阻R3的第一端连接，第三电阻R3的第二端与控制电路15连接。

具体实施中，第一场效应管P1为PMOS管。在其他实施例中，第一场效应管P1还可以用PNP型三极管等具有相同或相似特性开关管代替。

可选的，在其中一个实施例中，请参阅图3，锁定解锁电路12包括：第四电阻R4、第五电阻R5以及第二场效应管N1；其中，第四电阻R4的第一端与控制电路15连接，第四电阻R4的第二端与第五电阻R5的第一端、强制关机电路11以及第二场效应管N1的栅极连接，第五电阻R5的第二端与电源地连接，第二场效应管N1的源极与电源地连接，第二场效应管N1的漏极与开关机电路14、电池开关电路13连接。

具体实施中，第二场效应管N1为NMOS管。在其他实施例中，第二场效应管N1还可以用NPN型三极管等具有相同或相似特性开关管代替。

可选的，在其中一个实施例中，请参阅图3，保护电路16包括第二稳压二极管D1；其中，第二稳压二极管D1的阴极与强制关机电路11、开关机电路 14连接，第二稳压二极管D1的阳极与控制电路15连接。

可选的，在其中一个实施例中，控制电路15为MCU电路；其中，MCU 的第一数据输入输出端与第二稳压二极管D1的阳极连接，MCU的第二数据输入输出端与锁定解锁电路12中的第四电阻R4的第一端连接，MCU的电源端与电池开关电路13中的第三电阻R3的第二端连接以接入电源01提供的供电电压。

以下将结合图3对电源管理电路的工作原理进行简要说明：

关机状态下，开关机按键S1和强制关机按键S2均处于断开状态，此时第一场效应管P1(PMOS管)的栅极为高电平，按下开关机按键S1时，从第二电阻R2的第二端输出低电平的开机启动信号至第一场效应管P1(PMOS管)的栅极，第一场效应管P1(PMOS管)的栅极瞬间拉低为低电平，使得第一场效应管P1(PMOS管)导通，从而导通电源01(如电池B1)对控制电路15中的MCU的供电，实现MCU上电开机；MCU上电后，通过MCU的第二数据输入输出端(即LOCK端)输出高电平的开机控制信号，将锁定解锁电路12中的第二场效管N1 (NMOS管)的栅极拉高为高电平，从而第二场效管N1(NMOS管)导通，输出低电平的开机维持信号至第一场效应管P1(PMOS管)的栅极，保持第一场效应管P1(PMOS管)的栅极的电平为低电平，从而保持稳定开机状态，此时MCU 的第一数据输入输出端(即PWRWAKE端)通过第二稳压二极管D1与开关机电路 14连接，MCU上电后，MCU的第一数据输入输出端(即PWRWAKE端)内部上拉为高电平。

开机状态下，再次按下开关机按键S1时，MCU的第一数据输入输出端(即 PWRWAKE端)检测到低电平的关机信号，使得MCU的第二数据输入输出端(即 LOCK端)输出低电平的关机控制信号至锁定解锁电路12，使得锁定解锁电路 12中的第二场效应管N1(NMOS管)断开，从第二场效应管N1(NMOS管)的漏极输出高电平的关机驱动信号至第一场效应管P1(PMOS管)的栅极，拉高第一场效应管P1(PMOS管)的栅极的电平，使得第一场效应管P1(PMOS管)断开，从而断开电源01的供电，实现关机。进一步的，在开机状态下，同时按下开关机按键S1、强制关机按键S2时，第二场效应管N1(NMOS管)的栅极为低电平，第二场效应管N1(NMOS管)断开，第一场效应管P1(PMOS管)的栅极为高电平，第一场效应管P1(PMOS管)也断开，实现强制关机，双重关机保障，有效确保在需要断电关机的情况下，无论MCU正常或异常，均能够稳定、有效的断电关机，提高了电源供电的安全可靠性，降低了用电风险。

本申请实施例的第二方面提供了一种电源装置，所述电源装置包括如上述任一项所述的电源管理电路。

具体实施中，电源装置包括电源01和上述任一项所述的电源管理电路，能够通过强制关机电路11在控制电路15不能根据关机信号有效响应关机时，及时、稳定可靠的强制关机，双重关机保障，有效确保在需要断电关机的情况下，无论控制电路15(如MCU)正常或异常，均能够稳定、有效的断电关机，提高了电源装置对外供电的安全可靠性，降低了用电风险。

本申请实施例的第三方面提供了一种电子设备，所述电子设备包括如上述任一项所述的电源管理电路。

具体实施中，电子设备包括电源01和上述任一项所述的电源管理电路，并且通过该电源01和电源管理电路对电子设备中的各用电模块供电，在需要关机但控制电路15不能根据关机信号有效响应关机时，能够通过强制关机电路11 及时、稳定可靠的强制关机，双重关机保障，有效确保在需要断电关机的情况下，无论控制电路15(如MCU)正常或异常，均能够稳定、有效的断电关机，提高了电子设备使用的安全可靠性，降低了用电安全隐患。

本领域中的技术人员将理解，在本文和所示的实施方式是非限制性例子，且因此可认识到，在本文公开的特定的结构和功能细节可以是代表性的且并不一定限制实施方式的范围。

在整个说明书中对“各种实施方式”、“在实施方式中”、“一个实施方式”或“实施方式”等的引用意为关于实施方式所述的特定特征、结构或特性被包括在至少一个实施方式中。因此，短语“在各种实施方式中”、“在一些实施方式中”、“在一个实施方式中”或“在实施方式中”等在整个说明书中的适当地方的出现并不一定都指同一实施方式。此外，特定特征、结构或特性可以在一个或多个实施方式中以任何适当的方式组合。因此，关于一个实施方式示出或描述的特定特征、结构或特性可全部或部分地与一个或多个其它实施方式的特征、结构或特性进行组合，而没有假定这样的组合不是不合逻辑的或无功能的限制。

虽然上面以某个详细程度描述了某些实施方式，但是本领域中的技术人员可对所公开的实施方式做出很多变更而不偏离本公开的范围。连接参考(例如，附接、耦合、连接等)应被广泛地解释，并可包括在元件的连接之间的中间构件和在元件之间的相对运动。因此，连接参考并不一定暗示两个元件直接连接/ 耦合且彼此处于固定关系中。

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

Claims (9)

1.一种电源管理电路，与电源连接，其特征在于，所述电源管理电路包括：

开关机电路，与所述电源连接，用于根据第一按键操作生成关机信号；

强制关机电路，与所述开关机电路连接，用于根据第二按键操作生成强制关机信号；

控制电路，与所述开关机电路、所述强制关机电路连接，用于根据所述关机信号生成关机控制信号；

锁定解锁电路，与所述强制关机电路、所述控制电路以及所述开关机电路连接，用于根据所述关机控制信号或所述强制关机信号生成关机驱动信号；

电池开关电路，与所述电源、所述开关机电路、所述锁定解锁电路以及所述控制电路连接，用于根据所述关机驱动信号断开所述电源的供电。

2.如权利要求1所述的电源管理电路，其特征在于，所述开关机电路还用于根据第三按键操作生成开机启动信号；所述电池开关电路还用于根据所述开机启动信号导通所述电源对所述控制电路的供电；所述控制电路还用于根据所述电源的供电持续生成开机控制信号；所述锁定解锁电路还用于根据所述开机控制信号生成开机维持信号以使所述电池开关电路维持导通所述电源的供电。

3.如权利要求1所述的电源管理电路，其特征在于，所述电源管理电路还包括：

保护电路，与所述控制电路、所述开关机电路以及所述强制关机电路连接，用于防止所述电源反接以进行稳压及过压保护。

4.如权利要求3所述的电源管理电路，其特征在于，所述开关机电路包括：开关机按键、第一电阻、第二电阻以及第一电容；其中，所述开关机按键的第一端与电源地连接，所述开关机按键的第二端与所述第一电容的第一端和所述第二电阻的第一端、所述保护电路以及所述强制关机电路连接，所述第一电容的第二端与所述第一电阻的第一端、所述第二电阻的第二端、所述锁定解锁电路以及所述电池开关电路连接，所述第一电阻的第二端与所述电源、所述电池开关电路连接。

5.如权利要求3所述的电源管理电路，其特征在于，所述强制关机电路包括：强制关机按键、第一稳压二极管；其中，所述强制关机按键的第一端与所述保护电路、所述开关机电路连接，所述强制关机按键的第二端与所述第一稳压二极管的阴极连接，所述第一稳压二极管的阳极与所述锁定解锁电路连接。

6.如权利要求1所述的电源管理电路，其特征在于，所述电池开关电路包括：第一场效应管和第三电阻；其中，所述第一场效应管的栅极与所述开关机电路、所述锁定解锁电路连接，所述第一场效应管的源极与所述电源、所述开关机电路连接，所述第一场效应管的漏极与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述控制电路连接。

7.如权利要求1所述的电源管理电路，其特征在于，所述锁定解锁电路包括：第四电阻、第五电阻以及第二场效应管；其中，所述第四电阻的第一端与所述控制电路连接，所述第四电阻的第二端与所述第五电阻的第一端、所述强制关机电路以及所述第二场效应管的栅极连接，所述第五电阻的第二端与电源地连接，所述第二场效应管的源极与电源地连接，所述第二场效应管的漏极与所述开关机电路、所述电池开关电路连接。

8.一种电源装置，其特征在于，所述电源装置包括如权利要求1-7任一项所述的电源管理电路。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1至7任一项所述的电源管理电路。

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