CN219843441U - 一种供电控制电路 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种供电控制电路，所述电路至少包括微控制器、控制开关、电池和控制电路；所述控制电路分别与所述微控制器、所述控制开关和所述电池连接，所述电池用于为所述微控制器供电；所述控制电路至少包括第一电阻、第二电阻和控制晶体管，其中，所述第一电阻的一端分别与所述电池和所述控制晶体管的第一端连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第二电阻的一端和所述控制晶体管的第二端连接，所述第二电阻的另一端与所述控制开关连接，所述控制晶体管的第三端与所述微控制器连接；所述控制电路用于根据所述控制开关的通断状态，改变所述电池与所述微控制器之间的连接状态。

Description

一种供电控制电路

技术领域

本申请实施例涉及电子产品技术领域，涉及但不限于一种供电控制电路。

背景技术

目前电子产品常用的供电方式是带电池供电，当电子产品在待机状态或长时间不使用又不补电时，电子产品都是在以低功耗在保持底层软件运行，导致电子产品经常在存放一段时间后，电量降低较多甚至完全没电，在紧急使用时，产品无法开机，造成无法预计的后果。因此，如何解决电子产品在待机或长时间不使用时的电池耗电和电池损坏问题，成为亟待解决的问题。

实用新型内容

基于相关技术中的问题，本申请实施例提供一种供电控制电路，所述电路至少包括微控制器、控制开关、电池和控制电路；

所述控制电路分别与所述微控制器、所述控制开关和所述电池连接，所述电池用于为所述微控制器供电；

所述控制电路至少包括第一电阻、第二电阻和控制晶体管，其中，所述第一电阻的一端分别与所述电池和所述控制晶体管的第一端连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第二电阻的一端和所述控制晶体管的第二端连接，所述第二电阻的另一端与所述控制开关连接，所述控制晶体管的第三端与所述微控制器连接；

所述控制电路用于根据所述控制开关的通断状态，改变所述电池与所述微控制器之间的连接状态。

在一些实施例中，所述电路还包括供电电路，所述供电电路分别与所述微控制器和所述控制电路连接；

所述供电电路至少包括第三电阻、第四电阻和供电三极管；其中，所述第三电阻的一端与所述微控制器连接，所述第三电阻的另一端分别与所述第四电阻和所述供电三极管的基极连接，所述供电三极管的基极与发射极之间连接所述第四电阻，所述供电三极管的集电极与所述控制电路中所述控制晶体管的第二端连接。

在一些实施例中，所述供电电路还包括第一二极管和第五电阻；

所述第一二极管的正极与所述微控制器连接，所述第一二极管的负极与所述第三电阻连接；

所述第五电阻分别与所述控制晶体管的第二端和所述供电三极管的集电极连接。

在一些实施例中，所述电路还包括第二二极管和第三二极管；

所述第二二极管的正极与外部充电端连接，所述第二二极管的负极与所述第三电阻连接；

所述外部充电端与所述控制晶体管的第三端之间连接所述第三二极管。

在一些实施例中，所述电路还包括稳压电路，所述稳压电路分别与所述控制晶体管的第三端和所述微控制器连接；

所述稳压电路至少包括依次串联的第六电阻和稳压芯片；

所述稳压芯片用于对所述控制晶体管的第三端输出的电压进行调节，通过调节后的电压对所述微控制器供电。

在一些实施例中，所述稳压电路还包括第一电容；

所述第六电阻的一端与所述控制晶体管的第三端连接，所述稳压芯片的第一端分别与所述第六电阻的另一端和所述第一电容的一端连接，所述稳压芯片的第二端与所述微控制器连接，所述第一电容的另一端和所述稳压芯片的第三端均接地。

在一些实施例中，所述电路还包括电池检测电路，所述电池检测电路分别与所述控制晶体管的第三端和所述微控制器连接；

所述电池检测电路用于检测所述电池的电压，以确定所述电池的电量。

在一些实施例中，所述电池检测电路至少包括第七电阻、第八电阻、第九电阻和第二电容；其中，

所述第七电阻的一端与所述控制晶体管的第三端连接，所述第七电阻的另一端分别与所述第八电阻的一端和所述第九电阻的一端连接，所述第八电阻的另一端和所述第九电阻的另一端之间连接所述第二电容，所述第八电阻的另一端与所述微控制器连接。

在一些实施例中，所述控制电路还包括第四二极管；

所述第四二极管的正极与所述控制晶体管的第三端连接，所述第四二极管的负极与所述微控制器连接。

在一些实施例中，所述电路还包括信号指示电路；所述信号指示电路分别与所述控制开关和所述微控制器连接；

所述信号指示电路至少包括第十电阻和发光二极管，所述第十电阻的一端与所述微控制器连接，所述第十电阻的另一端与所述发光二极管的正极连接，所述发光二极管的负极接地。

本申请实施例提供一种供电控制电路，首先，通过控制开关，来控制控制电路中晶体管的通断，进而控制电池与微控制器之间的通断，可以使得电子产品在长时间不使用或待机的状态下，能够断开电池与微控制器之间的连接，避免电池耗电严重，导致在需要开机时，由于电池没电而无法开机的问题，以达到电子产品节能的需求；其次，本申请实施例提供的供电控制电路采用分立元件来控制电池与微控制器之间的通断，无需额外采用集成芯片对电路进行控制，在实现节能需求的同时，降低了电路成本。

附图说明

在附图(其不一定是按比例绘制的)中，相似的附图标记可在不同的视图中描述相似的部件。具有不同字母后缀的相似附图标记可表示相似部件的不同示例。附图以示例而非限制的方式大体示出了本文中所讨论的各个实施例。

图1是本申请实施例提供的供电控制电路的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的供电控制电路的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的供电控制电路的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的供电控制电路的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的供电控制电路的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述，所描述的实施例不应视为对本申请的限制，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”或“单元”的后缀仅为了有利于本申请的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”或“单元”可以混合地使用。

需要说明的是，本申请实施例可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本申请实施例省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本实用新型。

在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。除非另有定义，本申请实施例所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请实施例的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本申请实施例所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。

相关技术中，目前电子产品常用的供电方式是带电池供电，当电子产品在待机状态或长时间不使用又不补电时，电子产品都是在以低功耗在保持底层软件运行，导致电子产品经常在存放一段时间后，电量降低较多甚至完全没电，在紧急使用时，产品无法开机，造成无法预计的后果。

现有技术中，带电池的产品中都没有在待机状态或长时间不使用的情况下，对微控制器(Microcontroller Unit，MCU)与电池之间进行保护关断的设计，因此，基于现有技术存在的缺陷，本申请实施例提供一种用于保护关断的供电控制电路，在电子产品处于待机状态或长时间不使用的情况下，通过控制开关将产品MCU主供电及外围电路与电池之间的连接断开，当产品使用时，通过控制开关给出开机信号后，恢复MCU主供电及外围电路与电池之间的连接，以达到产品的节能需求。

基于相关技术中存在的问题，本申请实施例提供一种供电控制电路，可以应用于带电池，且可以对电池进行充电的电子产品。图1是本申请实施例提供的供电控制电路的结构示意图，如图1所示，供电控制电路至少包括微控制器101、控制开关102、电池103和控制电路104。

其中，所述控制电路104分别与所述微控制器101、所述控制开关102和所述电池103连接，所述电池103用于为所述微控制器101供电。

在一些实施例中，所述控制电路104至少包括第一电阻R1、第二电阻R2和控制晶体管Q。其中，所述第一电阻R1的一端分别与所述电池103和所述控制晶体管Q的第一端Q1连接，所述第一电阻R1的另一端分别与所述第二电阻R2的一端和所述控制晶体管Q的第二端Q2连接，所述第二电阻R2的另一端与所述控制开关102连接，所述控制晶体管Q的第三端Q3与所述微控制器104连接。

在一些实施例中，控制晶体管Q可以是场效应晶体管(Field Effect Transistor，FET)，图1给出的晶体管为PMOS晶体管，其中Q的第一端Q1可以是晶体管的源极，第二端Q2可以是晶体管的栅极，第三端Q3可以是晶体管的漏极。这里，图1仅给出了一种控制晶体管Q的示意图，本申请实施例对控制晶体管的类型不做限制，本申请实施例也可以通过三极管来实现控制电路对微控制器和电池之间的连接。

在本申请实施例中，微控制器101可以是微控制单元(Microcontroller Uni t，MCU)或单片机。

在一些实施例中，控制开关102可以是按键或光电开关，用户通过控制开关102实现电子产品的开机、关机和待机等一系列功能操作。

在本申请实施例中，所述控制电路104用于根据所述控制开关102的通断状态，改变所述电池103与所述微控制器101之间的连接状态。例如，当控制开关102闭合时，第一电阻R1和第二电阻R2对电池电压进行分压，第一电阻R1为控制晶体管Q提供偏置电压，使得控制晶体管Q导通，电池103与微控制器101连通，电池103为微控制器101供电。当控制开关102打开时，第一电阻R1无法为控制晶体管Q提供偏置电压，控制晶体管Q无法导通，电池103与微控制器101之间的连接断开，电池103无法为微控制器101供电，如此，可以使得电子产品在长时间不使用或待机的状态下，能够断开电池与微控制器之间的连接，避免电池耗电严重，导致在需要开机时，由于电池没电而无法开机的问题，以达到电子产品节能的需求。

本申请实施例提供的供电控制电路，首先，通过控制开关，来控制控制电路中晶体管的通断，进而控制电池与微控制器之间的通断，实现了在产品长时间不使用或待机的状态下，能够断开电池与微控制器之间的连接，以达到节能的需求；其次，本申请实施例提供的供电控制电路采用分立元件来控制电池与微控制器之间的通断，无需额外采用集成芯片对电路进行控制，在实现节能需求的同时，降低了电路成本。

在一些实施例中，当控制开关102闭合，电池103为微控制器101供电时，微控制器，即MCU开始工作，MCU的引脚会输出KEEP-POWER高电平信号通过供电电路来维持控制晶体管Q的导通状态，使得电子产品的MCU能够维持正常工作。图2是本申请实施例提供的供电控制电路的一种结构示意图，如图2所示，供电控制电路105分别与所述微控制器101和所述控制电路104连接。

其中，所述供电电路105至少包括第三电阻R3、第四电阻R4和供电三极管S、第一二极管D1和第五电阻R5。其中，所述第一二极管D1的正极通过端口KEEP-POWER与所述微控制器101连接，所述第一二极管D1的负极与所述第三电阻R3连接，所述第三电阻R3的一端通过第一二极管D1与所述微控制器101连接，所述第三电阻R3的另一端分别与所述第四电阻R4和所述供电三极管S的基极B连接，所述供电三极管S的基极B与发射极E之间连接所述第四电阻R4，所述第五电阻R5分别与所述控制晶体管Q的第二端Q2和所述供电三极管S的集电极C连接，所述供电三极管S的集电极C与所述控制电路104中所述控制晶体管Q的第二端Q2连接。

在本申请实施例中，通过控制开关102控制电子产品开机之后，微控制器101会输出KEEP-POWER高电平信号经第一二极管D1到第三电阻R3，通过第三电阻R3和第四电阻R4形成分压，使供电三极管S导通，并通过第五电阻R5，使第一电阻R1和第二电阻R2形成分压，维持控制晶体管Q的导通状态，使微控制器101维持正常工作，并输出相关信号电平，例如KEEP-POWER高电平信号来维持控制晶体管Q导通。

在一些实施例中，在控制开关打开，或者电子产品出现其他保护(如电流保护或电压保护等)时，MCU就会停止输出KEEP-POWER高电平信号，来关断电池与微控制器之间的连接，形成电路保护，提高了供电控制电路的稳定性和可靠性。

在一些实施例中，不同MCU的运行电压不同，因此，在通过电池对MCU进行供电时，需要对电池提供的电压进行转换。图3是本申请实施例提供的供电控制电路的结构示意图。所述稳压电路30分别与所述控制晶体管Q的第三端Q3和所述微控制器101连接，如图3所示，所述稳压电路至少包括依次串联的第六电阻R6和稳压芯片U，所述稳压电路30还包括第一电容C1。

所述第六电阻R6的一端与所述控制晶体管Q的第三端Q3连接，所述稳压芯片U的第一端VIN分别与所述第六电阻R6的另一端和所述第一电容C1的一端连接，所述稳压芯片U的第二端VOUT与所述微控制器101连接，所述第一电容C1的另一端和所述稳压芯片U的第三端GND均接地。

在一些实施例中，稳压芯片U可以是电压转换芯片(low dropout regulator，LDO)，用于根据MCU的型号对电池输出的电压进行转换，这里，所述稳压芯片U用于对所述控制晶体管Q的第三端输出的电压进行调节，通过调节后的电压对所述微控制器101供电，例如，将电池输出的12伏特(V)转换为MCU的运行电压5V。

在一些实施例中，所述电路还包括第二二极管D2和第三二极管D3，如图4所示，所述第二二极管D2的正极与外部充电端supply连接，所述第二二极管D2的负极与所述第三电阻R3连接。这里，外部充电端supply用于在电池没电时，对微控制器供电和对电池进行充电。

在一些实施例中，所述外部充电端supply与所述控制晶体管Q的第三端之间连接所述第三二极管D3，该连接用于在电子设备充电时，不受控制开关的影响，可以直接对微控制器进行供电。例如，在充电过程中，控制开关断开，控制晶体管断开，充电信号无法通过控制电路到达微控制器时，可以通过第三二极管对微控制器进行供电，实现双重充电保障。

在一些实施例中，所述控制电路还包括第四二极管D4。其中，所述第四二极管D4的正极与所述控制晶体管Q的第三端连接，所述第四二极管D4的负极与所述微控制器101连接。在本申请实施例中，二极管可以用于整流和稳压。

在一些实施例中，所述电路还包括电池检测电路40，所述电池检测电路40分别与所述控制晶体管Q的第三端和所述微控制器101连接。所述电池检测电路40用于检测所述电池103的电压，以确定所述电池103的电量。

在一些实施例中，所述电池检测电路50至少包括第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9和第二电容C2。其中，所述第七电阻R7的一端与所述控制晶体管Q的第三端Q3连接，所述第七电阻R7的另一端分别与所述第八电阻R8的一端和所述第九电阻R9的一端连接，所述第八电阻R8的另一端和所述第九电阻R9的另一端之间连接所述第二电容C2，所述第八电阻R8的另一端通过端口BAT-AD与所述微控制器101连接，微控制器通过端口BAT-AD确定电池电量，当电池电量不足时，控制信号指示电路50进行示意。

在一些实施例中，如图4所示，所述电路还包括信号指示电路50；所述信号指示电路40分别与所述控制开关102和所述微控制器101连接。其中，所述信号指示电路40至少包括第十电阻R10和发光二极管D，所述第十电阻R10的一端与所述微控制器101连接，所述第十电阻R10的另一端与所述发光二极管D的正极连接，所述发光二极管D的负极接地。

在一些实施例中，发光二极管D可以作为电子产品的指示灯，例如，常亮是开机运行，闪烁是电池电量不足，熄灯是关机。还可以通过灯的颜色来确定开机情况下是产品运行状态还是待机状态。

在本申请实施例中，电池检测电路40通过检测电池电压确定电池电量，当电量不足时，微控制器控制发光二极管D进行闪烁，将电子产品连接外部充电端supply，实现对微控制器进行供电和对电池进行充电。

这里，充电信号supply经第二二极管D2，到第三电阻R3和第四电阻R4形成分压，使供电三极管S导通，并通过第一电阻R1和第二电阻R2分压维持控制晶体管Q导通，使MCU正常工作并输出相关信号电平。需要说明的是，充电信号supply经第三二极管D3到MCU是双供电保障。

在一些实施例中，控制开关控制的开机信号、关机信号、待机信号和心电信号传输到MCU之后，MCU通过软件算法处理输出相应的KEEP-POWER高电平信号等其他信号来控制产品运行、关机或待机。

在一些实施例中，如图4所示，控制开关102还通过KEY端口与微控制器101连接，KEY端口与控制开关102之间通过第五二极管D5连接，MCU通过KEY端口确定控制开关的开机信号、关机信号或待机信号。例如，控制开关K1为按键时，长按即为开机，再次按压即为待机，再次长按即为关机。这里仅给出了一种控制开关的实施方式，本申请对控制开关的实施方式不做限制。

在本申请实施例中，电容均为无极性电容，用于滤波。

接下来提供一种供电控制电路的具体实施方式。

图5是本申请实施例提供的供电控制电路的结构示意图，如图5所示，MCU通过A1网络检测到K1的开机信号后，R18与R17形成分压电平，使Q2正常导通，电池BAT的输出经D7和VIN网络到U1，U1按MCU的型号所需的电压给MCU供电。

在一些实施例中，当K1按下电子产品开机后，MCU芯片会输出KEEP-POWER高电平信号经D2到R14，R14和R15形成分压使Q1导通，然后使R16与R17分压，维持Q2导通，使MCU正常工作并输出相关信号电平，在产品出现后级保护时，MCU就会停止KEEP-POWER高电平信号输出，以实现关断电路。

在一些实施例中，当产品在完全没电需要充电的情况下，充电信号supply经D1到R14，R14和R15形成分压，使Q1导通，然后使R16与R17分压，维持Q2导通，使MCU正常工作并输出相关信号电平。充电信号SUPPLY经D8和VIN网络到U1是双供电保障。

本申请实施例提供的供电控制电路能够使电子产品达到超长待机零功耗保护关断的效果，只需要使用成本较低的分立元件电路组成，无需增加专用芯片电路来实现，电路成本较低。

以上所述，仅为本实用新型的实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和范围之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本实用新型的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解，在本实用新型的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述，仅为本实用新型的实施方式，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以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种供电控制电路，其特征在于，所述电路至少包括微控制器、控制开关、电池和控制电路；

所述控制电路分别与所述微控制器、所述控制开关和所述电池连接，所述电池用于为所述微控制器供电；

所述控制电路至少包括第一电阻、第二电阻和控制晶体管，其中，所述第一电阻的一端分别与所述电池和所述控制晶体管的第一端连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第二电阻的一端和所述控制晶体管的第二端连接，所述第二电阻的另一端与所述控制开关连接，所述控制晶体管的第三端与所述微控制器连接；

所述控制电路用于根据所述控制开关的通断状态，改变所述电池与所述微控制器之间的连接状态。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括供电电路，所述供电电路分别与所述微控制器和所述控制电路连接；

所述供电电路至少包括第三电阻、第四电阻和供电三极管；其中，所述第三电阻的一端与所述微控制器连接，所述第三电阻的另一端分别与所述第四电阻和所述供电三极管的基极连接，所述供电三极管的基极与发射极之间连接所述第四电阻，所述供电三极管的集电极与所述控制电路中所述控制晶体管的第二端连接。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述供电电路还包括第一二极管和第五电阻；

所述第一二极管的正极与所述微控制器连接，所述第一二极管的负极与所述第三电阻连接；

所述第五电阻分别与所述控制晶体管的第二端和所述供电三极管的集电极连接。

4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述电路还包括第二二极管和第三二极管；

所述第二二极管的正极与外部充电端连接，所述第二二极管的负极与所述第三电阻连接；

所述外部充电端与所述控制晶体管的第三端之间连接所述第三二极管。

5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括稳压电路，所述稳压电路分别与所述控制晶体管的第三端和所述微控制器连接；

所述稳压电路至少包括依次串联的第六电阻和稳压芯片；

所述稳压芯片用于对所述控制晶体管的第三端输出的电压进行调节，通过调节后的电压对所述微控制器供电。

6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述稳压电路还包括第一电容；

所述第六电阻的一端与所述控制晶体管的第三端连接，所述稳压芯片的第一端分别与所述第六电阻的另一端和所述第一电容的一端连接，所述稳压芯片的第二端与所述微控制器连接，所述第一电容的另一端和所述稳压芯片的第三端均接地。

7.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括电池检测电路，所述电池检测电路分别与所述控制晶体管的第三端和所述微控制器连接；

所述电池检测电路用于检测所述电池的电压，以确定所述电池的电量。

8.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，所述电池检测电路至少包括第七电阻、第八电阻、第九电阻和第二电容；其中，

所述第七电阻的一端与所述控制晶体管的第三端连接，所述第七电阻的另一端分别与所述第八电阻的一端和所述第九电阻的一端连接，所述第八电阻的另一端和所述第九电阻之间连接所述第二电容，所述第八电阻的另一端与所述微控制器连接。

9.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述控制电路还包括第四二极管；

所述第四二极管的正极与所述控制晶体管的第三端连接，所述第四二极管的负极与所述微控制器连接。

10.根据权利要求1至9任一项所述的电路，其特征在于，所述电路还包括信号指示电路；所述信号指示电路分别与所述控制开关和所述微控制器连接；

所述信号指示电路至少包括第十电阻和发光二极管，所述第十电阻的一端与所述微控制器连接，所述第十电阻的另一端与所述发光二极管的正极连接，所述发光二极管的负极接地。