TW201349697A - 開關電路及具有該開關電路之電子設備 - Google Patents

Abstract

一種開關電路連接於電源單元與負載之間，其包括電壓轉換單元、開關單元、控制單元及電源管理單元。電源單元用於在開關單元導通時輸出第一電平訊號並在開關單元斷開時停止輸出第一電平訊號。電壓轉換單元根據第一電平訊號將電源單元輸出的第一電壓轉換為第二電壓。控制單元根據第二電壓輸出第一電平訊號，其在開關單元斷開時產生控制訊號並在經過預定時間後輸出第二電平訊號。電源管理單元根據控制訊號在預定時間內斷開與負載之間的電性連接。電壓轉換單元根據第二電平訊號停止輸出第二電壓。本發明還提供了一種具有開關電路的電子設備。

Description

開關電路及具有該開關電路之電子設備

本發明涉及一種開關電路及具有該開關電路的電子設備，特別涉及一種具有內置電池的電子設備。

習知電子設備可在開機狀態和關機狀態之間進行切換。電子設備包括具有內置電池、開關單元、電壓轉換單元、控制晶片、電源管理單元及負載。內置電池用於提供電壓。電壓轉換單元用於根據內置電池提供的電壓轉換為工作電壓輸出給控制單元。控制晶片根據工作電壓上電工作，其用於在電子設備處於開機狀態時控制電源管理單元與負載之間建立電性連接，並在電子設備處於關機狀態時控制電源管理單元與負載之間斷開電性連接。惟，當電子設備處於關機狀態時，電壓轉換單元仍然提供工作電壓給控制晶片。由於控制晶片在電子設備處於關機狀態時仍然消耗內置電池的電能，因而大大降低了內置電池的使用壽命，嚴重時可造成內置電池過度放電損壞內置電池。

有鑒於此，有必要提供一種延長內置電池使用壽命的電子設備。

另外，還有必要提供一種延長內置電池使用壽命的開關電路。

一種電子設備，其可在開機狀態和關機狀態之間進行切換。電子設備包括電源單元、開關電路及負載。開關電路連接於電源單元和負載之間，其包括電壓轉換單元、開關單元、控制單元及電源管理單元。電源單元用於在開關單元導通時輸出第一電平訊號並在開關單元斷開時停止輸出第一電平訊號。電壓轉換單元用於根據第一電平訊號上電工作並將電源單元輸出的第一電壓轉換為第二電壓。控制單元用於根據第二電壓上電工作。控制單元還用於輸出第一電平訊號給電壓轉換單元。控制單元還用於在開關單元斷開時產生控制訊號給電源管理單元並輸出第二電平訊號給電壓轉換單元。電源管理單元根據控制訊號在預定時間內斷開與負載之間的電性連接。電壓轉換單元根據第二電平訊號停止輸出第二電壓。

一種開關電路，連接於電源單元與負載之間，其包括電壓轉換單元、開關單元、控制單元及電源管理單元。電源單元用於在開關單元導通時輸出第一電平訊號並在開關單元斷開時停止輸出第一電平訊號。電壓轉換單元用於根據第一電平訊號上電工作並將電源單元輸出的第一電壓轉換為第二電壓。控制單元用於根據第二電壓上電工作。控制單元還用於輸出第一電平訊號給電壓轉換單元。控制單元還用於在開關單元斷開時產生控制訊號給電源管理單元並輸出第二電平訊號給電壓轉換單元。電源管理單元根據控制訊號在預定時間內斷開與負載之間的電性連接。電壓轉換單元根據第二電平訊號停止輸出第二電壓。

上述電子設備中電壓轉換單元將電源單元輸出的第一電壓轉換為第二電壓，控制單元根據第二電壓上電工作並在開關單元導通時輸出第一電平訊號給電壓轉換單元，當開關單元斷開後控制單元輸出控制訊號並在經過預定時間後輸出第二電平訊號，電源管理單元根據控制訊號斷開與負載之間的電性連接，電壓轉換單元根據第二電平訊號停止輸出第二電壓，進而控制單元不會消耗電源單元的電能。

請參閱圖1，其為一較佳實施方式的電子設備100的功能模組圖。電子設備100包括電源單元1、負載2及開關電路3。電子設備100可在開機狀態和關機狀態之間進行切換。

電源單元1用於提供第一電壓和第一電平訊號給開關電路3。在本實施方式中，電源單元1為內置電池。

負載2用於根據第一電壓上電工作並響應用戶的操作執行相對應的功能。

開關電路3連接於電源單元1和負載2之間，用於建立或斷開電源單元1與負載2之間的電性連接。開關電路3包括開關單元20、電壓轉換單元30、控制單元40及電源管理單元50。

開關單元20連接於電源單元1和電壓轉換單元30之間，其可用於在電子設備100處於開機狀態時導通，電源單元1輸出第一電平訊號給電壓轉換單元30；在電子設備100處於關機狀態時斷開，電源單元1停止輸出第一電平訊號給電壓轉換單元30。在本實施方式中，第一電平訊號為高電平訊號。在其他實施方式中，該開關單元20也可在電子設備100處於待機狀態時斷開。

電壓轉換單元30用於根據第一電平訊號將第一電壓轉換為第二電壓並輸出。

控制單元40用於根據第二電壓上電工作，其用於在開關單元20導通時輸出第一控制訊號給電源管理單元50並輸出第一電平訊號給電壓轉換單元30；在開關單元20斷開時輸出第二控制訊號並在經過預定時間後輸出第二電平訊號。在本實施方式中，預定時間為所有負載停止工作所需時間，第一控制訊號為高電平訊號，第二控制訊號為高電平訊號，第二電平訊號為低電平訊號。

電壓轉換單元30還用於根據第二電平訊號停止輸出第二電壓。

電源管理單元50用於根據第一控制訊號與負載2建立電性連接並根據第二控制訊號與負載2斷開電性連接。

上述電子設備100中電壓轉換單元30將電源單元1輸出的第一電壓轉換為第二電壓，控制單元40根據第二電壓上電工作以在開關單元20導通時輸出第一電平訊號給電壓轉換單元30，當開關單元20斷開後控制單元40輸出控制訊號並在經過預定時間後輸出第二電平訊號，電源管理單元50根據控制訊號斷開與負載2之間的電性連接，電壓轉換單元30根據第二電平訊號停止輸出第二電壓，進而控制單元40不會消耗電源單元1的電能。

請參看圖2，電源單元1包括電壓源V1。開關單元20包括開關S。開關S一端與電壓源V1電性連接，另一端分別與電壓轉換單元30和控制單元40電性連接。

電壓轉換單元30包括開關二極體D1、反饋二極體D2、電壓轉換晶片31、三極體Q1、第一分壓電阻R1、第二分壓電阻R2、第三分壓電阻R3、第一電容C1、第二電容C2、第一濾波電容C3及第二濾波電容C4。開關二極體D1的正極與開關S電性連接，負極藉由第一分壓電阻R1與電壓轉換晶片31電性連接。反饋二極體D2的正極與控制單元40電性連接，負極與開關二極體D1的負極電性連接。電壓轉換晶片31具有上電引腳P1、輸入引腳P2、第一控制引腳P3、輸出引腳P4及接地引腳P5。上電引腳P1藉由第二分壓電阻R2與電壓源V1電性連接。輸入引腳P2藉由第一分壓電阻R1與開關二極體D1的負極電性連接。第一控制引腳P3與三極體Q1的基極電性連接。輸出引腳P4與控制單元40電性連接。第三分壓電阻R3的一端與輸入引腳P2電性連接，另一端接地。接地引腳P5接地。三極體Q1的基極與第一控制引腳P3電性連接，射極藉由第二分壓電阻R2與電壓源V1電性連接，集極與控制單元40電性連接。第一電容C1和第二電容C2並聯連接於三極體Q1的射極與地之間。第一濾波電容C3和第二濾波電容C4並聯連接於三極體Q1的集極與地之間。在本實施方式中，三極體Q1為PNP型三極體。

控制單元40包括控制晶片（Micro Controller Unit，MCU）41。控制晶片41包括受控引腳P6、反饋引腳P7、偵測引腳P8及第二控制引腳P9。受控引腳P6與輸出引腳P4電性連接。反饋引腳P7與電源管理單元50電性連接。偵測引腳P8與開關二極體D1的正極電性連接。第二控制引腳P9與負載2電性連接。

當電子設備100處於開機狀態時，開關S閉合。此時，電壓源V1輸出第一電平訊號給上電引腳P1並輸出第一電壓給輸入引腳P2及三極體Q1的射極。電壓轉換晶片31根據輸入引腳P2的輸入電壓控制第一控制引腳P3輸出一定佔空比的方波，使得三極體Q1間歇性導通並間歇輸出第一電壓。間歇的第一電壓藉由第一濾波電容C3和第二濾波電容C4的濾波輸出第二電壓。控制晶片41根據第二電壓上電工作並藉由反饋引腳P7輸出第一電平訊號給電壓轉換晶片31。同時，偵測引腳P8為高電平，控制晶片41藉由第二控制引腳P9輸出第一控制訊號，電源管理單元50根據第一控制訊號與負載2建立電性連接。

當電子設備100由開機狀態切換至關機狀態時，開關S斷開。電壓源V1停止輸出第一電平訊號給上電引腳P1。此時，電壓轉換晶片31根據反饋引腳P7輸出的第一電平訊號工作。同時，第二偵測引腳P8為低電平，控制晶片41藉由第二控制引腳P9輸出第二控制訊號，電源管理單元50根據第二控制訊號在預定時間內與負載2斷開電性連接。控制晶片41在經過預定時間後輸出第二電平訊號給電壓轉換晶片31。電壓轉換晶片31根據第二電平訊號停止輸出第二電壓並斷開與控制晶片41之間的電性連接，進而控制晶片41不消耗電壓源V1的電能。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述僅為本發明之較佳實施方式，舉凡熟悉本案技藝之人士，在援依本案創作精神所作之等效修飾或變化，皆應包含於以下之申請專利範圍內。

100．．．電子設備

1．．．電源單元

2．．．負載

3．．．開關電路

20．．．開關單元

30．．．電壓轉換單元

40．．．控制單元

50．．．電源管理單元

V1．．．電壓源

S．．．開關

D1．．．開關二極體

D2．．．反饋二極體

R1．．．第一分壓電阻

R2．．．第二分壓電阻

R3．．．第三分壓電阻

C1．．．第一電容

C2．．．第二電容

C3．．．第一濾波電容

C4．．．第二濾波電容

Q1．．．三極體

31．．．電壓轉換晶片

P1．．．上電引腳

P2．．．輸入引腳

P3．．．第一控制引腳

P4．．．輸出引腳

P5．．．接地引腳

41．．．控制晶片

P6．．．受控引腳

P7．．．反饋引腳

P8．．．偵測引腳

P9．．．第二控制引腳

圖1為一種較佳實施方式的電子設備之功能模組圖。

圖2為圖1所示電子設備之一種較佳實施方式之電路圖。

100．．．電子設備

1．．．電源單元

2．．．負載

3．．．開關電路

20．．．開關單元

30．．．電壓轉換單元

40．．．控制單元

50．．．電源管理單元

Claims (10)

1. 一種電子設備，其可在開機狀態和關機狀態之間進行切換；該電子設備包括電源單元、開關電路及負載；該開關電路連接於電源單元和負載之間，其包括電壓轉換單元、開關單元、控制單元及電源管理單元；該電源單元用於在開關單元導通時輸出第一電平訊號並在開關單元斷開時停止輸出第一電平訊號；該電壓轉換單元用於根據第一電平訊號上電工作並將電源單元輸出的第一電壓轉換為第二電壓；該控制單元用於根據第二電壓上電工作；其改良在於：該控制單元還用於輸出第一電平訊號給電壓轉換單元；該控制單元還用於在開關單元斷開時產生控制訊號給電源管理單元並在預定時間後產生第二電平訊號給電壓轉換單元；該電源管理單元根據控制訊號在預定時間內斷開與負載之間的電性連接；該電壓轉換單元根據第二電平訊號停止輸出第二電壓。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電子設備，其中，該控制單元包括控制晶片，該電壓轉換單元包括電壓轉換晶片；該控制晶片包括用於輸出第一電平訊號或第二電平訊號的反饋引腳；該電壓轉換晶片包括用於接收第一電平訊號或第二電平訊號的輸入引腳，該輸入引腳同時與電源單元電性連接和反饋引腳電性連接。
3. 如申請專利範圍第2項所述之電子設備，其中，該電壓轉換單元還包括反饋二極體；該反饋二極體的正極與反饋引腳電性連接，反饋二極體的負極與輸入引腳電性連接。
4. 如申請專利範圍第2項所述之電子設備，其中，該電壓轉換單元還包括三極體；該電壓轉換晶片還包括用於輸出控制訊號的第一控制引腳及用於輸出第二電壓的輸出引腳；該三極體的基極與第一控制引腳電性連接，射極與電源單元電性連接，集極與輸出引腳電性連接；該電壓轉換晶片用於根據第一電壓輸出方波訊號，該方波訊號用於控制三極體的導通或截止。
5. 如申請專利範圍第4項所述之電子設備，其中，該三極體為PNP型三極體。
6. 一種開關電路，連接於電源單元與負載之間，該開關電路包括電壓轉換單元、開關單元、控制單元及電源管理單元；該電源單元用於在開關單元導通時輸出第一電平訊號並在開關單元斷開時停止輸出第一電平訊號；該電壓轉換單元用於根據第一電平訊號上電工作並將電源單元輸出的第一電壓轉換為第二電壓；該控制單元用於根據第二電壓上電工作；其改良在於：該控制單元還用於輸出第一電平訊號給電壓轉換單元；該控制單元還用於在開關單元斷開時產生控制訊號給電源管理單元並在預定時間後產生第二電平訊號給電壓轉換單元；該電源管理單元根據控制訊號在預定時間內斷開與負載之間的電性連接；該電壓轉換單元根據第二電平訊號停止輸出第二電壓。
7. 如申請專利範圍第6項所述之開關電路，其中，該控制單元包括控制晶片，該電壓轉換單元包括電壓轉換晶片；該控制晶片包括用於輸出第一電平訊號或第二電平訊號的反饋引腳；該電壓轉換晶片包括用於接收第一電平訊號或第二電平訊號的輸入引腳，該輸入引腳同時與電源單元電性連接和反饋引腳電性連接。
8. 如申請專利範圍第7項所述之開關電路，其中，該電壓轉換單元還包括反饋二極體；該反饋二極體的正極與反饋引腳電性連接，反饋二極體的負極與輸入引腳電性連接。
9. 如申請專利範圍第6項所述之開關電路，其中，該電壓轉換單元還包括三極體；該電壓轉換晶片還包括用於輸出控制訊號的第一控制引腳及用於輸出第二電壓的輸出引腳；該三極體的基極與第一控制引腳電性連接，射極與電源單元電性連接，集極與輸出引腳電性連接；該電壓轉換晶片用於根據第一電壓輸出方波訊號，該方波訊號用於控制三極體的導通或截止。
10. 如申請專利範圍第9項所述之開關電路，其中，該三極體為PNP型三極體。