TWI505083B - 電源控制電路及具有該電源控制電路的電子裝置 - Google Patents

電源控制電路及具有該電源控制電路的電子裝置 Download PDF

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Description

電源控制電路及具有該電源控制電路的電子裝置
本發明涉及一種控制電路，特別涉及一種電源控制電路及具有該電源控制電路的電子裝置。
眾所周知，當前的電子裝置，例如電腦以及機頂盒等均具有電源控制電路，在通過機械按鍵強制關機時，均需要先進行軟關機再斷開電源以保護電子裝置。然而，現在的電源控制電路一般為通過微控制器以及電源管理晶片等實現，成本較高。此外，現有的電子裝置還能通過機械按鍵觸發該電源控制電路控制電子裝置進入淺度待機模式(Active standby)以及深度待機模式(Passive standby)，其中，淺待機模式中僅僅關閉運行的程式但依然維持對元件的供電，處於輕微省電狀態，而深待機模式中僅僅對中央處理單元、記憶體單元等維持電子裝置最基本運行所需要的元件供電，而切斷其他元件的供電，處於極度省電狀態。然而，如前所述，由於目前的電源控制電路通過微控制器以及電源管理晶片等實現，成本較高。
本發明提供一種電源控制電路及具有該電源控制電路的電子裝置，能夠以簡單的結構以及低廉的成本實現對電子裝置的開關機控 制以及待機模式的切換控制。
一種電源控制電路，用於對電子裝置的電源進行控制，該電子裝置包括中央處理單元、電源按鈕、電源模組以及系統電源端，其中，該電源控制電路包括一開關機控制電路，該開關機控制電路包括開關、觸發信號產生子電路、跟隨子電路以及開關控制子電路。該開關連接於電源模組以及系統電源端之間。該觸發信號產生子電路與中央處理單元的第一開關機控制引腳連接，包括第一NPN三極管，該第一NPN三極管用於回應該第一開關控制引腳由輸出一第一控制信號到輸出一第二控制信號的變化，產生一邊沿觸發信號。該跟隨子電路與中央處理單元的第二開關機控制引腳以及該觸發信號產生子電路連接，用於在接收該邊沿觸發信號時跟隨第二開關控制引腳輸出的第一控制信號而輸出該第一控制信號。該開關控制子電路連接於該跟隨子電路以及該開關之間，用於接收該跟隨子電路輸出的第一控制信號時控制該開關截止，從而切斷電源模組與系統電源端的連接。
一種電子裝置包括中央處理單元、電源按鈕、電源模組、功能模組以及系統電源端，電源按鈕用於回應用戶的按壓產生按鍵信號，電源模組用於通過系統電源端為電子裝置供電，該中央處理單元包括一用於接收電源按鈕產生的按鍵信號的按鍵信號接收引腳，其中，該中央處理單元還包括第一開關機控制引腳以及第二開關機控制引腳，其中，該中央處理單元在判斷按鍵信號接收引腳接收的按鍵信號的持續時間超過一第一預定時長且當前電子裝置處於正常工作狀態時，控制該第一開關機控制引腳以及該第二開關控制引腳產生第一控制信號，同時，該中央處理單元同時進行 軟關機控制，該中央處理單元還在軟關機完成後，控制該第一開關控制引腳產生第二控制信號。該電子裝置還包括一源控制電路，該電源控制電路包括一開關機控制電路，該開關機控制電路包括開關、觸發信號產生子電路、跟隨子電路以及開關控制子電路。該開關連接於電源模組以及系統電源端之間。該觸發信號產生子電路與中央處理單元的第一開關機控制引腳連接，包括第一NPN三極管，該第一NPN三極管用於回應該第一開關控制引腳由輸出一第一控制信號到輸出一第二控制信號的變化，產生一邊沿觸發信號。該跟隨子電路與中央處理單元的該第二開關機控制引腳以及該觸發信號產生子電路連接，用於在接收該邊沿觸發信號時跟隨第二開關控制引腳輸出的第一控制信號而輸出該第一控制信號。該開關控制子電路連接於該跟隨子電路以及該開關之間，用於接收該跟隨子電路輸出的第一控制信號時控制該開關截止，從而切斷電源模組與系統電源端的連接。
本發明的電源控制電路及具有該電源控制電路的電子裝置，能夠以簡單的結構以及低廉的成本實現對電子裝置的開關機控制以及待機模式的切換控制。
100‧‧‧電子裝置
10‧‧‧中央處理單元
20‧‧‧電源按鈕
30‧‧‧電源模組
40‧‧‧記憶體
50‧‧‧功能模組
60‧‧‧電源控制電路
P-system‧‧‧系統電源端
P1‧‧‧按鍵信號接收引腳
P2‧‧‧第一開關機控制引腳
P3‧‧‧第二開關機控制引腳
P4‧‧‧待機控制引腳
611‧‧‧觸發信號產生子電路
612‧‧‧跟隨子電路
613‧‧‧開關控制子電路
614‧‧‧開關
61‧‧‧開關機控制電路
62‧‧‧待機控制電路
R1~R6‧‧‧電阻
D1、D2‧‧‧二極體
Vcc‧‧‧電壓端
Q1、Q3‧‧‧NPN三極管
Q2‧‧‧NMOS管
Q4‧‧‧PMOS管
T1‧‧‧D觸發器
D‧‧‧輸入端
Q‧‧‧輸出端
CP‧‧‧觸發端
51‧‧‧音頻處理晶片
52‧‧‧視頻處理晶片
53‧‧‧天線電路
Q5‧‧‧MOS管
圖1為本發明第一實施方式中具有電源控制電路的電子裝置的功能模組圖。
圖2為本發明第一實施方式中電源控制電路中的開關機控制電路的具體電路圖。
圖3為本發明第一實施方式中電源控制電路中的待機控制電路的具體電路圖。
請參閱圖1，為本發明第一實施方式中具有電源控制電路60的電子裝置100的功能模組圖。該電子裝置100包括中央處理單元10、電源按鈕20、電源模組30、記憶體40、功能模組50、電源控制電路60以及系統電源端P-system。
其中，該電源按鈕20用於回應用戶的按壓產生按鍵信號。電源模組30用於通過系統電源端P-system為電子裝置100供電，其中，該電源模組30可為電池，也可為適配器。該電源控制電路60包括一開關機控制電路61。該中央處理單元10包括一按鍵信號接收引腳P1、第一開關機控制引腳P2、第二開關機控制引腳P3。該中央處理單元10通過該按鍵信號接收引腳P1接收該電源按鈕20產生的按鍵信號。
該開關機控制電路61包括一觸發信號產生子電路611、一跟隨子電路612、一開關控制子電路613以及一開關614。該觸發信號產生子電路611與該第一開關機控制引腳P2連接。該跟隨子電路612與該第二開關機控制引腳P3以及該觸發信號產生子電路611連接。該開關控制子電路613連接於該跟隨子電路612以及該開關614之間。該開關614連接於電源模組30以及系統電源端P-system之間。該系統電源端P-system為電子裝置100的總電源輸入端。
其中，該中央處理單元10在判斷接收的按鍵信號的持續時間超過一第一預定時長(例如四秒)且當前電子裝置處於正常工作狀態時，控制該第一開關機控制引腳P2以及該第二開關控制引腳P3產生第一控制信號，該中央處理單元10同時進行軟關機控制，即保存當前用戶的資料並關閉運行程式。該中央處理單元10還在軟關 機完成後，控制該第一開關控制引腳P2產生第二控制信號。該觸發信號產生子電路611回應該第一開關控制引腳P2輸出的第一控制信號至第二控制信號的變化，產生一邊沿觸發信號。該跟隨子電路612在接收該邊沿觸發信號時跟隨該第二開關控制引腳P3產生的第一控制信號而輸出該第一控制信號。該開關控制子電路613在接收該跟隨子電路612輸出的第一控制信號時控制該開關614關閉，從而切斷電源模組30與系統電源端P-system的連接，而完全關閉電子裝置100。顯然，該中央處理單元10在關閉電子裝置100前，一直維持該第二開關控制引腳P3輸出該第一控制信號。
其中，在本實施方式中，該電源控制電路60還包括一待機控制電路62，該待機控制電路62連接於系統電源端P-system以及功能模組50之間。該功能模組50包括多個功能晶片，例如音視頻處理晶片等，該功能模組50在處於深度待機狀態時電源被切斷而處於不工作狀態。
其中，該中央處理單元10還包括一待機控制引腳P4。該中央處理單元10還在判斷接收的按鍵信號的持續時間小於該第一預定時長而大於第二預定時長且當前電子裝置100開啟時，通過該待機控制引腳P4產生一待機控制信號至該待機控制電路62。該待機控制電路62接收該待機控制信號而斷開系統電源端P-system與該功能模組50的連接，從而停止對功能模組50供電，使得電子裝置100進入深度待機狀態。其中，該功能模組50包括中央處理單元10以及記憶體40等維持電子裝置100最基本需求之外的元件。
從而，在深度待機狀態下，電子裝置100中僅有中央處理單元10 以及記憶體40等處於供電工作狀態，而其他元件的供電被切斷。顯然，該系統電源端P-system還與中央處理單元10以及記憶體40連接為其供電。
其中，該中央處理單元10還在判斷接收的按鍵信號的持續時間小於該第二預定時長且當前電子裝置100開啟時，控制該電子裝置100進入淺度待機狀態，在該淺度待機狀態下，該中央處理單元10控制關閉當前運行程式但維持對功能模組50的供電。
其中，該中央處理單元10還在判斷接收的按鍵信號的持續時間小於該第二預定時長且當前電子裝置100處於深度待機狀態或淺度待機狀態時，控制電子裝置100恢復正常工作狀態。
其中，該電子裝置100處於關閉狀態時，當該電源按鈕20被按壓則開啟該電子裝置100。此部分的控制電路與功能與現有相同，故不在此贅述。
在本實施方式中，該中央處理單元10還在電子裝置100處於正常工作未被操作超過預定時間時，控制電子裝置100進入淺待機模式。
請參閱圖2，為本發明第一實施方式中開關機控制電路61的具體電路圖。在具體電路中，該觸發信號產生子電路611包括電阻R1和R2、二極體D1以及NPN三極管Q1。其中，該電阻R1和R2串聯於一電壓端Vcc以及地之間，且電阻R1和R2的連接節點N1構成該觸發信號產生子電路611的輸出端(圖中未示)。該二極體D1正向電連接於該第一開關機控制引腳P2以及該NPN三極管Q1的基極之間，該NPN三極管Q1的發射極接地，漏極與該連接節點N1連接。
其中，該電壓端Vcc可為與電源模組30連接而獲得一電壓。
該跟隨子電路612包括電阻R3以及一D觸發器T1。該D觸發器T1包括輸入端D、輸出端Q以及觸發端CP，該輸入端D與該第二開關機控制引腳P3連接，觸發端CP與該觸發信號產生子電路611的輸出端即電阻R1、R2的連接節點N1連接。該電阻R3連接於該輸入端D以及地之間。
該開關控制子電路613包括電阻R4、R5、R6、NMOS管Q2以及NPN三極管Q3。其中，該NMOS管Q2的柵極與該D觸發器T1的輸出端Q連接，該NMOS管Q2的柵極同時還通過該電阻R4接地。電阻R5連接於電壓端Vcc以及該NMOS管Q2的漏極之間，該NMOS管Q2的源極接地。該NMOS管Q2的源極還與該NPN三極管Q3的基極電連接，該NPN三極管Q3的射極接地。該電阻R6連接於電源模組30以及該NPN三極管Q3的漏極之間。
具體的，該開關614為一PMOS管Q4，該PMOS管Q4的柵極以及源極通過該電阻R3連接，漏極與該系統電源端P-system連接。
其中，如圖2所示，該電源按鈕20連接於該電源模組30以及該中央處理單元10的按鍵信號接收引腳P1之間，當電源按鈕20按下時導通電源模組30與按鍵信號接收引腳P1而使得按鍵信號接收引腳P1接收到高電平的信號。該電源按鈕20的結構與現有相同，不在此贅述。
如前所述，當該中央處理單元10在判斷接收的按鍵信號的持續時間超過一第一預定時長且當前電子裝置處於正常工作狀態時，控制該第一開關機控制引腳P2以及該第二開關控制引腳P3產生第一 控制信號，該中央處理單元10同時進行軟關機控制，即保存當前用戶的資料並關閉運行程式。該中央處理單元10還在軟關機完成後，控制該第一開關控制引腳P2產生第二控制信號。在本實施方式中，該第一控制信號為高電平信號，該第二控制信號為低電平信號，該D觸發器T1為上升沿觸發。
該第一開關控制引腳P2產生高電平的第一控制信號時，該NPN三極管Q1的基極處於高電平從而使得該NPN三極管Q1導通。該D觸發器T1的觸發端CP通過該導通的NPN三極管Q1接地而處於低電平。當該第一開關控制引腳P2產生低電平的第二控制信號時，該NPN三極管Q1的基極處於低電平從而使得該NPN三極管Q1截止。此時該電阻R1、R2通過對電源模組30輸出端電壓進行分壓而輸出一高電平信號至D觸發器T1的觸發端CP。從而，此時，該觸發信號產生子電路611產生上升沿形式的邊沿觸發信號。
該D觸發器T1被觸發而使得輸出端Q跟隨該輸入端D輸入的高電平的第一控制信號。
該開關控制子電路613的NMOS管Q2的柵極接收該高電平的第一控制信號而處於高電平，從而使得該NMOS管Q2導通。從而，該NPN三極管Q3的基極通過該導通的NMOS管Q2接地而處於低電平，使得該NPN三極管Q3截止。
從而，該PMOS管Q4的柵極通過電阻R6與電源模組30連接而獲得高電平，使得該PMOS管Q4相應處於截止狀態。從而切斷電源模組30與系統電源端P-system的連接，而完全關閉電子裝置100。
如圖2所示，該觸發信號產生子電路611還包括一二極體D2，該二 極體D2正向電連接於該用於連接中央處理單元10的按鍵信號接收引腳P1的端子(圖中未標示)與該三極管Q1的基極之間。從而，如圖2所示，當電源按鈕20被按下時，電源模組30將產生一高電平通過二極體D2傳輸至該NPN三極管Q1，在該電源按鈕20被鬆開的動作以及該中央處理單元10的第一開關機控制引腳P2輸出該第二控制信號的動作中後執行動作的時刻，即為該邊沿觸發信號的產生時刻。即，如果電源按鈕20被鬆開後於該第一開關機控制引腳P2輸出該第二控制信號，則電源按鈕20被鬆開的時刻即為產生該邊沿觸發信號的時刻，反之，則該第一開關機控制引腳P2輸出該第二控制信號的時刻為該產生邊沿觸發信號的時刻。顯然，在較佳實施方式中，並不需要包括該二極體D2，該產生邊沿觸發信號的時刻僅決定於第一開關機控制引腳P2輸出該第二控制信號的時刻。
如圖2所示，該開關機控制電路61還包括其他電阻、電容等元件，由於與本發明的實質無關，故未加描述。
請參閱圖3，為本發明第一實施方式中待機控制電路62的具體電路圖。如圖3所示，該待機控制電路62包括若干MOS管Q5，該功能模組50包括音頻處理晶片51、視頻處理晶片52、天線電路53等功能晶片/電路。該若干MOS管Q5的源極均與該系統電源端P-system連接，柵極均與該中央處理單元10的待機控制引腳P4連接，漏極分別與音頻處理晶片51、視頻處理晶片52、天線電路53等功能晶片一一連接。
其中，如前所述，該中央處理單元10在判斷接收的按鍵信號的持續時間小於該第一預定時長而大於第二預定時長且當前電子裝置 100處於正常工作狀態時，通過該待機控制引腳P4產生該待機控制信號至該所有MOS管Q5的柵極，而控制該所有MOS管Q5截止，從而切斷系統電源端P-system對功能模組50的供電。
在本實施方式中，該些MOS管Q5為NMOS管，該待機控制信號為低電平信號。
顯然，當該中央處理單元10在判斷接收的按鍵信號的持續時間小於第二預定時長且當前電子裝置100處於深度待機狀態或淺度待機狀態時，則產生一高電平信號至該若干MOS管Q5，控制該些MOS管Q5導通而恢復對功能模組30的供電。
該電子裝置100可為筆記本電腦、臺式電腦、平板電腦等電腦，也可為機頂盒等電子裝置。
本發明中的電源控制電路60及具有該電源控制電路60的電子裝置100，通過簡單的結構即可實現對電子裝置100關機的控制以及待機模式的切換控制。
100‧‧‧電子裝置
10‧‧‧中央處理單元
20‧‧‧電源按鈕
30‧‧‧電源模組
40‧‧‧記憶體
50‧‧‧功能模組
60‧‧‧電源控制電路
P-system‧‧‧系統電源端
P1‧‧‧按鍵信號接收引腳
P2‧‧‧第一開關機控制引腳
P3‧‧‧第二開關機控制引腳
P4‧‧‧待機控制引腳
611‧‧‧觸發信號產生子電路
612‧‧‧跟隨子電路
613‧‧‧開關控制子電路
614‧‧‧開關
61‧‧‧開關機控制電路
62‧‧‧待機控制電路

Claims (11)

  1. 一種電源控制電路，用於對電子裝置的電源進行控制，該電子裝置包括中央處理單元、電源按鈕、電源模組以及系統電源端，其改良在於，該電源控制電路包括一開關機控制電路，該開關機控制電路包括：開關，連接於電源模組以及系統電源端之間；觸發信號產生子電路，與中央處理單元的第一開關機控制引腳連接，包括第一NPN三極管、第一電阻、第二電阻以及二極體，該第一NPN三極管用於回應該第一開關控制引腳從輸出一第一控制信號到輸出一第二控制信號的變化，產生一邊沿觸發信號，該第一電阻以及第二電阻串聯於一電壓端以及地之間，該二極體正向電連接於該第一開關機控制引腳以及該第一NPN三極管的基極之間，該第一NPN三極管的發射極接地，漏極與第一電阻和第二電阻的連接節點連接；跟隨子電路，與中央處理單元的第二開關機控制引腳以及該觸發信號產生子電路連接，用於在接收該邊沿觸發信號時跟隨第二開關控制引腳輸出的第一控制信號而輸出該第一控制信號；以及開關控制子電路，連接於該跟隨子電路以及該開關之間，用於接收該跟隨子電路輸出的第一控制信號時控制該開關截止，從而切斷電源模組與系統電源端的連接。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電源控制電路，其中，該跟隨子電路包括第三電阻以及一D觸發器，該D觸發器包括輸入端、輸出端以及觸發端，該輸入端與該第二開關機控制引腳連接，觸發端與第一電阻以及第二電阻的連接節點連接，該第三電阻連接於該D觸發器的輸入端以及地之間。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之電源控制電路，其中該開關控制子電路包括 第四、第五、第六電阻、NMOS管以及第二NPN三極管，該NMOS管的柵極與該D觸發器的輸出端連接，該NMOS管的柵極同時還通過該第四電阻接地，第五電阻連接於電壓端以及該NMOS管的漏極之間，該NMOS管的源極接地，該NMOS管的源極還與該第二NPN三極管的基極電連接，該第二NPN三極管的射極接地，該第六電阻連接於電源模組以及該NPN三極管的漏極之間。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之電源控制電路，其中該開關為一PMOS管，該PMOS管的源極與柵極通過該第六電阻連接，漏極與該系統電源端連接。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之電源控制電路，其中該電源控制電路還包括待機控制電路，該待機控制電路與中央處理單元的待機控制引腳連接，並連接於系統電源端以及多個功能晶片的功能模組之間，該待機控制電路回應待機控制引腳輸出的待機控制信號而斷開系統電源端與該功能模組的連接，從而停止對功能模組供電。
  6. 一種電子裝置，包括中央處理單元、電源按鈕、電源模組、功能模組以及系統電源端，電源按鈕用於回應用戶的按壓產生按鍵信號，電源模組用於通過系統電源端為電子裝置供電，該中央處理單元包括一用於接收電源按鈕產生的按鍵信號的按鍵信號接收引腳，其改良在於：該中央處理單元還包括第一開關機控制引腳以及第二開關機控制引腳，其中，該中央處理單元在判斷按鍵信號接收引腳接收的按鍵信號的持續時間超過一第一預定時長且當前電子裝置處於正常工作狀態時，控制該第一開關機控制引腳以及該第二開關控制引腳產生第一控制信號，同時，該中央處理單元同時進行軟關機控制，該中央處理單元還在軟關機完成後，控制該第一開關控制引腳產生第二控制信號；該電子裝置還包括一開關機控制電路，該開關機控制電路包括：開關，連接於電源模組以及系統電源端之間； 觸發信號產生子電路，與中央處理單元的第一開關機控制引腳連接，包括第一NPN三極管、第一電阻、第二電阻以及二極體，該第一NPN三極管用於回應該第一開關控制引腳從輸出一第一控制信號到輸出一第二控制信號的變化，產生一邊沿觸發信號，該第一電阻以及第二電阻串聯於一電壓端以及地之間，該二極體正向電連接於該第一開關機控制引腳以及該第一NPN三極管的基極之間，該第一NPN三極管的發射極接地，漏極與第一電阻和第二電阻的連接節點連接；跟隨子電路，與中央處理單元的該第二開關機控制引腳以及該觸發信號產生子電路連接，用於在接收該邊沿觸發信號時跟隨第二開關控制引腳輸出的第一控制信號而輸出該第一控制信號；以及開關控制子電路，連接於該跟隨子電路以及該開關之間，用於接收該跟隨子電路輸出的第一控制信號時控制該開關截止，從而切斷電源模組與系統電源端的連接。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之電子裝置，其中該跟隨子電路包括第三電阻以及一D觸發器，該D觸發器包括輸入端、輸出端以及觸發端，該輸入端與該第二開關機控制引腳連接，觸發端與第一電阻以及第二電阻的連接節點連接，該第三電阻連接於該D觸發器的輸入端以及地之間。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之電子裝置，其中該開關控制子電路包括第四、第五、第六電阻、NMOS管以及第二NPN三極管，該NMOS管的柵極與該D觸發器的輸出端連接，該NMOS管的柵極同時還通過該第四電阻接地，第五電阻連接於電壓端以及該NMOS管的漏極之間，該NMOS管的源極接地，該NMOS管的源極還與該第二NPN三極管的基極電連接，該第二NPN三極管的射極接地，該第六電阻連接於電源模組以及該NPN三極管的漏極之間。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之電子裝置，其中該開關為一PMOS管，該PMOS管的源極與柵極通過該第六電阻連接，漏極與該系統電源端連接。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之電子裝置，其中該電源控制電路還包括待機控制電路，該中央處理單元還包括一待機控制引腳，該中央處理單元在判斷按鍵信號接收引腳接收的按鍵信號的持續時間超過一第二預定時長且小於該第一預定時長且當前電子裝置處於正常工作狀態時，控制該待機控制引腳輸出一待機控制信號；該待機控制電路與中央處理單元的待機控制引腳連接，並連接於系統電源端以及多個功能晶片的功能模組之間，該待機控制電路回應待機控制引腳輸出的待機控制信號而斷開系統電源端與該功能模組的連接，從而停止對功能模組供電。
  11. 如申請專利範圍第6項所述之電子裝置，其中該電子裝置為筆記本電腦、臺式電腦、平板電腦以及機頂盒中的一種。
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