TW201339772A - 電子裝置及其電源控制電路 - Google Patents

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Abstract

一種電子裝置的電源控制電路包括第一、第二開關及MCU，第一開關連接在電子裝置的電壓輸入端與MCU之間，並具有一控制端，第二開關連接在該控制端與MCU之間。當被置於第一檔位時，第二開關控制第一開關導通，並給MCU傳輸一開機信號，MCU在上電後輸出一第一控制信號控制電子裝置的電源管理模組給系統供電；當被置於第二檔位時，第二開關給MCU傳輸一關機信號，MCU輸出一第二控制信號控制電源管理模組停止給系統供電，同時該第二開關模組控制該第一開關模組在延遲預定時間後斷開，使電壓輸入端停止給MCU供電。

Description

電子裝置及其電源控制電路
本發明涉及一種電子裝置及其電源控制電路，特別是涉及一種節能並能解決由於MCU死機而無法關機的問題的電源控制電路及具有該電路的電子裝置。
目前節能已成為一個世界性話題。在使用直流電源特別是使用內置電池作為能源供給的電子設備中，關機狀態時的設備功耗是該設備的一個非常重要的性能指標，電路的節能設計能使電池用得更久，從而提高整機的續航能力。
目前，為了在關機狀態下實現節能主要有兩種方法：一種方法是採用電源硬開關，當電源硬開關撥到關機位置後，電源系統會立即關斷，使電源完全不向設備供電。這樣雖然可以使設備在關機狀態時達到零功耗，卻不能實現軟體自動關機，在關機之前系統無法將最後狀態存入EPROM中，這樣的電路有時不能滿足用戶的要求。另一種方法是採用MCU實現軟體關機，即通過MCU將系統電源關閉，但在關機狀態時，MCU是有電的，需要消耗電能。此外，一旦MCU死機，將無法關機，只有拔出內置電池斷電才能關機，這樣既不能滿足用戶的需求，同時也會縮短設備的使用壽命。
有鑒於此，有必要提供一種電源控制電路，以解決上述問題。
一種電源控制電路，用於控制一電子裝置的系統進行軟體關機，該電子裝置包括一內置電池、一電壓輸入端及一電源管理模組，該電源管理模組通過該電壓輸入端與該內置電池連接或外接一適配器而獲得工作電壓為電子裝置的耗電元件分配電壓。該電源控制電路包括第一開關模組、第二開關模組及與電源管理模組連接的微控制單元，該第一開關模組連接在電壓輸入端與該微控制單元之間。該第一開關模組具有一控制端，該第二開關模組連接在該第一開關模組的控制端與該微控制單元之間。該第二開關模組具有兩個檔位，當該第二開關模組被置於第一檔位時，該第二開關模組控制該第一開關模組導通，並給微控制單元傳輸一開機信號，電壓輸入端通過導通的第一開關模組給微控制單元供電，微控制單元在上電後根據該開機信號輸出一第一控制信號控制電源管理模組給該電子裝置的系統供電；當該第二開關模組被置於第二檔位時，該第二開關模組給微控制單元傳輸一關機信號，微控制單元根據該關機信號輸出一第二控制信號控制電源管理模組停止給該電子裝置的系統供電，同時，該第二開關模組控制該第一開關模組在延遲預定時間後斷開，使電壓輸入端與微控制單元斷開連接，電壓輸入端停止給微控制單元供電。
還有必要提供一種電子裝置，以解決上述問題。
一種電子裝置，包括一電源控制電路、一內置電池、一電壓輸入端及一電源管理模組，該電源管理模組通過該電壓輸入端與該內置電池連接或外接一適配器而獲得工作電壓為電子裝置的耗電元件分配電壓。該電源控制電路包括第一開關模組、第二開關模組及與電源管理模組連接的微控制單元，該第一開關模組連接在電壓輸入端與該微控制單元之間。該第一開關模組還具有一控制端，該第二開關模組連接在該第一開關模組的控制端與該微控制單元之間。該第二開關模組具有兩個檔位，當該第二開關模組被置於第一檔位時，該第二開關模組控制該第一開關模組導通，並給微控制單元傳輸一開機信號，電壓輸入端通過導通的第一開關模組給微控制單元供電，微控制單元在上電後根據該開機信號輸出一第一控制信號控制電源管理模組給該電子裝置的系統供電；當該第二開關模組被置於第二檔位時，該第二開關模組控制該第一開關模組斷開，並給微控制單元傳輸一關機信號，微控制單元根據該關機信號輸出一第二控制信號控制電源管理模組停止給該電子裝置的系統供電，同時，該第二開關模組控制該第一開關模組在延遲預定時間後斷開，使電壓輸入端與微控制單元斷開連接，電壓輸入端停止給微控制單元供電。
本發明的電源控制電路，通過MCU以軟體方式關機，並通過將第一開關模組關閉而使MCU斷電，實現硬體關機，保證了在關機狀態時設備的功耗為零，節能效果顯著，並有效地解決了由於MCU死機而無法關機的問題。
請參閱圖1，為本發明一具體實施方式中的能夠解決電子裝置100在關機狀態時的能耗問題，並在MCU死機狀態下也能關機的一種電源控制電路圖。該電子裝置100包括一內置電池31、一電壓輸入端DC_IN及一電源管理模組（Power IC）40，其中，電壓輸入端DC_IN與該內置電池31連接或外接一適配器32，該電源管理模組40包括一電壓輸入引腳401，該電源管理模組40通過該電壓輸入引腳401與該電壓輸入端DC_IN連接而從該內置電池31或該外接的適配器32中獲得工作電壓，從而為電子裝置100的耗電元件分配電壓。
該電源控制電路20包括第一開關模組201、第二開關模組202及與電源管理模組40連接的微控制單元（MCU）203，其中，該第一開關模組201連接在電壓輸入端DC_IN與微控制單元203之間，本實施方式中，該第一開關模組201具有一控制端G、第一導通端S及第二導通端D，該第一導通端S與電壓輸入端DC_IN連接，該第二導通端D通過一低壓差線性穩壓器（LDO IC）204與微控制單元203的電壓輸入引腳2031連接。本實施方式中，該第一開關模組201為一NMOS管。
該第二開關模組202連接在該第一開關模組201的控制端G與微控制單元203之間，該第二開關模組202具有兩個檔位，當該第二開關模組202被置於第一檔位時，該第二開關模組202控制該第一開關模組201導通，並給微控制單元203傳輸一開機信號，電壓輸入端DC_IN通過導通的第一開關模組201給微控制單元203供電，微控制單元203在上電後根據該開機信號輸出一第一控制信號控制電源管理模組40給該電子裝置100的系統供電；當該第二開關模組被置於第二檔位時，該第二開關模組202給微控制單元203傳輸一關機信號，微控制單元203根據該關機信號輸出一第二控制信號控制電源管理模組40停止給該電子裝置100的系統供電，同時該第二開關模組202控制該第一開關模組201在延遲預定時間後斷開，使電壓輸入端DC_IN與微控制單元203斷開連接，電壓輸入端DC_IN停止給微控制單元203供電。
本實施方式中，該第二開關模組202包括一滑動開關2021，該滑動開關2021包括一導電滑動片2022及兩排相對的觸腳1~6，本實施方式中，觸腳1接地，與觸腳1相對的觸腳6與電壓輸入端DC_IN連接，觸腳2通過一電阻R1與微控制單元203的一電壓偵測引腳2032連接，與觸腳2相對的觸腳5通過一電阻R2與第一開關模組201的控制端G連接，同時通過電阻R2及一電容C1接地，觸腳3懸空，與觸腳3相對的觸腳4接地。
本實施方式中，該第二開關模組202的每個檔位對應4個觸腳的連接關係。當該導電滑動片2022滑動使得觸腳1與觸腳2導通以及使得觸腳5與觸腳6導通時，該第二開關模組202被置於第一檔位。此時，電壓輸入端DC_IN通過電阻R2給電容C1提供充電電壓，當電容C1充電完成後，第一開關模組201的控制端G處於高電平，第一開關模組201導通，低壓差線性穩壓器204開始工作，電壓輸入端DC_IN通過導通的第一開關模組201及低壓差線性穩壓器204給微控制單元203供電。同時，微控制單元203的電壓偵測引腳2032通過電阻R1接地而處於低電平，微控制單元203在電壓偵測引腳2032接收到低電平的開機信號時，通過輸出引腳2033輸出一個高電平信號給電源管理模組40的使能引腳402，從而控制電源管理模組40給系統供電。
當該第二開關模組202的導電滑動片2022滑動使得觸腳2與觸腳3導通以及使得觸腳4與觸腳5導通時，該第二開關模組202被置於第二檔位。此時，微控制單元203的電壓偵測引腳2032通過電阻R1懸空，即微控制單元203的電壓偵測引腳2032接收到關機信號，從而微控制單元203執行關機命令，在將各參數保存好後，通過輸出引腳2033輸出一個低電平信號給電源管理模組40的使能引腳402，控制電源管理模組40將系統電源關閉。同時，電容C1通過電阻R2進行放電，該電容C1放電預定時間後，例如，在系統電源關閉數秒後，電容C1放電完成，第一開關模組201的控制端G通過電阻R2接地而處於低電平，因此，第一開關模組201截止，低壓差線性穩壓器204停止工作，電壓輸入端DC_IN停止向微控制單元203供電，從而使系統完全斷電。這樣，即使微控制單元203死機也不存在無法關機的問題。
使用上述的電源控制電路20，通過MCU以軟體方式關機，並在充電電容C1放電完成後自動將第一開關模組201關閉，從而使MCU斷電，實現硬體關機，保證了在關機狀態時設備的功耗為零，節能效果顯著，並有效地解決了由於MCU死機而無法關機的問題。
本技術領域的普通技術人員應當認識到，以上的實施方式僅是用來說明本發明，而並非用作為對本發明的限定，只要在本發明的實質精神範圍之內，對以上實施例所作的適當改變和變化都落在本發明要求保護的範圍之內。
100．．．電子裝置
20．．．電源控制電路
201．．．第一開關模組
202．．．第二開關模組
2021．．．滑動開關
2022．．．導電滑動片
1~6．．．觸腳
203．．．微控制單元
2031．．．電壓輸入引腳
2032．．．電壓偵測引腳
2033．．．輸出引腳
204．．．穩壓器
31．．．電池
32．．．適配器
40．．．電源管理模組
401．．．電壓輸入引腳
402．．．使能引腳
R1、R2．．．電阻
C1．．．電容
DC_IN．．．電壓輸入端
G．．．控制端
S．．．第一導通端
D．．．第二導通端
圖1為本發明一實施方式中提供的一種電子裝置的電源控制電路結構原理圖。
100．．．電子裝置
20．．．電源控制電路
201．．．第一開關模組
202．．．第二開關模組
2021．．．滑動開關
2022．．．導電滑動片
1~6．．．觸腳
203．．．微控制單元
2031．．．電壓輸入引腳
2032．．．電壓偵測引腳
2033．．．輸出引腳
204．．．穩壓器
31．．．電池
32．．．適配器
40．．．電源管理模組
401．．．電壓輸入引腳
402．．．使能引腳
R1、R2．．．電阻
C1．．．電容
DC_IN．．．電壓輸入端
G．．．控制端
S．．．第一導通端
D．．．第二導通端

Claims (10)

  1. 一種電源控制電路，用於控制一電子裝置的系統進行軟體關機，該電子裝置包括一內置電池、一電壓輸入端及一電源管理模組，該電源管理模組通過該電壓輸入端與該內置電池連接或外接一適配器而獲得工作電壓為電子裝置的耗電元件分配電壓，其改良在於：該電源控制電路包括第一開關模組、第二開關模組及與電源管理模組連接的微控制單元，該第一開關模組連接在電壓輸入端與該微控制單元之間；該第一開關模組具有一控制端，該第二開關模組連接在該第一開關模組的控制端與該微控制單元之間；該第二開關模組具有兩個檔位，當該第二開關模組被置於第一檔位時，該第二開關模組控制該第一開關模組導通，並給微控制單元傳輸一開機信號，電壓輸入端通過導通的第一開關模組給微控制單元供電，微控制單元在上電後根據該開機信號輸出一第一控制信號控制電源管理模組給該電子裝置的系統供電；當該第二開關模組被置於第二檔位時，該第二開關模組給微控制單元傳輸一關機信號，微控制單元根據該關機信號輸出一第二控制信號控制電源管理模組停止給該電子裝置的系統供電，同時，該第二開關模組控制該第一開關模組在延遲預定時間後斷開，使電壓輸入端與微控制單元斷開連接，電壓輸入端停止給微控制單元供電。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電源控制電路，其中，第一開關模組為一NMOS管。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之電源控制電路，其中，該第二開關模組包括一滑動開關，該滑動開關包括一導電滑動片及兩排相對的觸腳，其中，第一觸腳接地，與第一觸腳相對的第六觸腳與電壓輸入端連接，第二觸腳通過一第一電阻與微控制單元的一電壓偵測引腳連接，與第二觸腳相對的第五觸腳通過一第二電阻與第一開關模組的控制端連接，同時通過第二電阻及一電容接地，第三觸腳懸空，與第三觸腳相對的第四觸腳接地。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之電源控制電路，其中，當該第二開關模組的導電滑動片滑動使得第一觸腳與第二觸腳導通以及使得第五觸腳與第六觸腳導通時，該第二開關模組被置於第一檔位，電壓輸入端通過該第二電阻給電容提供充電電壓，當電容充電完成後，第一開關模組的控制端處於高電平，第一開關模組導通，電壓輸入端通過導通的第一開關模組給微控制單元供電，同時，微控制單元在電壓偵測引腳通過該第一電阻接地而接收到低電平的開機信號時，微控制單元輸出該第一控制信號控制電源管理模組給系統供電。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之電源控制電路，其中，當該第二開關模組的導電滑動片滑動使得第二觸腳與第三觸腳導通以及使得第四觸腳與第五觸腳導通時，該第二開關模組被置於第二檔位，微控制單元的電壓偵測引腳通過該第一電阻懸空而接收到關機信號，從而微控制單元執行關機命令，該微控制單元輸出該第二控制信號控制電源管理模組將系統電源關閉，同時，電容通過該第二電阻進行放電，該電容放電預定時間後，第一開關模組的控制端通過該第二電阻接地而處於低電平，第一開關模組截止，電壓輸入端停止向微控制單元供電，從而使系統完全斷電。
  6. 一種電子裝置，包括一電源控制電路、一內置電池、一電壓輸入端及一電源管理模組，該電源管理模組通過該電壓輸入端與該內置電池連接或外接一適配器而獲得工作電壓為電子裝置的耗電元件分配電壓，其改良在於：該電源控制電路包括第一開關模組、第二開關模組及與電源管理模組連接的微控制單元，該第一開關模組連接在電壓輸入端與該微控制單元之間；該第一開關模組還具有一控制端，該第二開關模組連接在該第一開關模組的控制端與該微控制單元之間；該第二開關模組具有兩個檔位，當該第二開關模組被置於第一檔位時，該第二開關模組控制該第一開關模組導通，並給微控制單元傳輸一開機信號，電壓輸入端通過導通的第一開關模組給微控制單元供電，微控制單元在上電後根據該開機信號輸出一第一控制信號控制電源管理模組給該電子裝置的系統供電；當該第二開關模組被置於第二檔位時，該第二開關模組控制該第一開關模組斷開，並給微控制單元傳輸一關機信號，微控制單元根據該關機信號輸出一第二控制信號控制電源管理模組停止給該電子裝置的系統供電，同時，該第二開關模組控制該第一開關模組在延遲預定時間後斷開，使電壓輸入端與微控制單元斷開連接，電壓輸入端停止給微控制單元供電。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之電子裝置，其中，第一開關模組為一NMOS管。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之電子裝置，其中，該第二開關模組包括一滑動開關，該滑動開關包括一導電滑動片及兩排相對的觸腳，其中，第一觸腳接地，與第一觸腳相對的第六觸腳與電壓輸入端連接，第二觸腳通過一第一電阻與微控制單元的一電壓偵測引腳連接，與第二觸腳相對的第五觸腳通過一第二電阻與第一開關模組的控制端連接，同時通過第二電阻及一電容接地，第三觸腳懸空，與第三觸腳相對的第四觸腳接地。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之電子裝置，其中，當該第二開關模組的導電滑動片滑動使得第一觸腳與第二觸腳導通以及使得第五觸腳與第六觸腳導通時，該第二開關模組被置於第一檔位，電壓輸入端通過該第二電阻給電容提供充電電壓，當電容充電完成後，第一開關模組的控制端處於高電平，第一開關模組導通，電壓輸入端通過導通的第一開關模組給微控制單元供電，同時，微控制單元在電壓偵測引腳通過該第一電阻接地而接收到低電平的開機信號時，微控制單元輸出該第一控制信號控制電源管理模組給系統供電。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之電子裝置，其中，當該第二開關模組的導電滑動片滑動使得第二觸腳與第三觸腳導通以及使得第四觸腳與第五觸腳導通時，該第二開關模組被置於第二檔位，微控制單元的電壓偵測引腳通過該第一電阻懸空而接收到關機信號，從而微控制單元執行關機命令，該微控制單元輸出該第二控制信號控制電源管理模組將系統電源關閉，同時，電容通過該第二電阻進行放電，該電容放電預定時間後，第一開關模組的控制端通過該第二電阻接地而處於低電平，第一開關模組截止，電壓輸入端停止向微控制單元供電，從而使系統完全斷電。
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