一種可實現關機零功耗的開關機電路的制作方法
【專利摘要】一種可實現關機零功耗的開關機電路，包括開關機管理芯片、模擬開關、或門芯片和反相器，模擬開關輸出端與開關機管理芯片的供電端相連接；所述或門芯片用于控制模擬開關的通斷；所述或門芯片有兩個輸入端和一個輸出端，嵌入式電子設備開關機按鍵產生的觸發(fā)信號經過反相器后與或門芯片的一路輸入相連接，開關機管理芯片產生的系統開關機信號與或門芯片的另一路輸入端連接，或門芯片的輸出端與模擬開關的控制端相連接。通過采集或門芯片的不同輸入來實現對整個開關機電路的電源控制。本發(fā)明可在嵌入式電子設備關機后，切斷開關機電路的工作電壓，實現關機功耗為零。
【專利說明】一種可實現關機零功耗的開關機電路
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及嵌入式電子設備開關機電路領域，尤其適用于關機后只有開關機電路仍需工作的嵌入式電子設備，具體地說是一種可實現關機零功耗的開關機電路。
【背景技術】
[0002]目前，對于嵌入式電子設備，開關機電路是必不可少的一部分。開關機電路的工作原理是:在開關機管理芯片獲得工作電壓后，如果輸入端獲得有效觸發(fā)信號，那么芯片輸出端會對應輸出系統開機信號或者系統關機信號并送至嵌入式電子設備電路系統中的電源電路，設備相應地做出開機或關機動作。
[0003]開關機電路通常采用常供電方式，開關機管理芯片的工作電壓一直維持不變，所以在關機后開關機電路仍然在正常工作，設備存在一定的關機功耗。
[0004]如何實現關機零功耗以提升產品性能和節(jié)能減排，對于嵌入式電子設備來說顯得尤為重要。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對于關機后只有開關機電路仍在工作的嵌入式電子設備存在一定關機功耗的問題，提出一種可實現關機零功耗的開關機電路。
[0006]本發(fā)明的技術方案是:一種可實現關機零功耗的開關機電路，包含開關機管理芯片、模擬開關、或門芯片和反相器，模擬開關輸出端與開關機管理芯片的供電端相連接；所述或門芯片用于控制模擬開關的通斷；所述或門芯片有兩個輸入端和一個輸出端，嵌入式電子設備開關機按鍵產生的觸發(fā)信號經過反相器后與或門芯片的一路輸入相連接，開關機管理芯片產生的系統開關機信號與或門芯片的另一路輸入端連接，或門芯片的輸出端與模擬開關的控制端相連接。
[0007]當模擬開關的控制端獲得有效信號后，模擬開關處于打開狀態(tài)，開關機管理芯片將獲得工作電壓；當模擬開關的控制端處為無效信號時，模擬開關處于關閉狀態(tài)，開關機管理芯片的工作電壓為零；當或門芯片獲得至少一路的有效輸入后，輸出端將產生有效輸出，由于該輸出端與模擬開關的控制端相連接，所以模擬開關將處于打開狀態(tài)；當或門芯片的兩路輸入都為無效信號時，模擬開關處于關閉狀態(tài)。
[0008]所述反相器用于轉換開關機按鍵觸發(fā)信號的電平。反相器的輸入端與嵌入式電子設備的開關機按鍵觸發(fā)信號相連接，輸出端與或門芯片的一路輸入相連接。當按下開關機按鍵，反相器獲得一路有效輸入，相對應地會產生有效輸入送入或門芯片的輸入端；當開關機按鍵處于松開狀態(tài)，則相應產生無效輸出送入或門芯片的輸入端。
[0009]所述模擬開關輸出電壓用于連接并控制開關機管理芯片的工作電壓，此模擬開關的輸入電壓由嵌入式電子設備電路系統的電池。
[0010]通過采集嵌入式電子設備電路系統中的開關機按鍵觸發(fā)信號和開關機管理芯片產生的系統開關機信號來實現對開關機電路工作電壓的管理，實現設備的關機零功耗。[0011]本發(fā)明電路需要嵌入到嵌入式電子設備的電路系統中，與設備的電路系統協同工作。
[0012]所述開關機管理芯片用于產生系統的開關機信號。開關機管理芯片的工作原理是:在開關機管理芯片獲得工作電壓后，當輸入端獲得有效觸發(fā)信號，輸出端相應產生系統開機信號；當輸入端再次獲得有效觸發(fā)信號，輸出端則產生系統關機信號。輸入端每獲得一次有效觸發(fā)信號，輸出端會間隔地產生系統開機信號和系統關機信號。
[0013]開關機電路的供電來源于一個帶EN控制的模擬開關，開關機按鍵產生的觸發(fā)信號和開關機電路產生的系統開關機信號組成“或門”的二路，與電壓轉換芯片的EN腳相連，用于松開開機鍵后維持電壓轉換芯片的EN信號；按下開關機按鍵并保持，這段時間內按鍵產生的信號有兩個作用:一個用來作為短時間的EN信號打開模擬開關，另一個則作為開機信號送入開關機電路；通過或門芯片用于控制模擬開關的通斷，根據不同開關機電路對輸入輸出信號電平的高低定義，確定是否需要增加反相器，增加反相器的目的亦使關機后或門的輸出使電壓轉換芯片停止工作，實現關機零功耗。
[0014]對于常用臺式計算機、一體機、工控機和嵌入式單板電腦等設備，本發(fā)明需要替換其開關機電路供電芯片，并加入一個或門芯片0R。觸發(fā)信號trigger經過反相后作為或門芯片OR的一路輸入，開關機信號Power 0N/0FF作為或門芯片OR的另一路輸入，或門芯片OR的輸出端與供電芯片的使能控制端EN相連接。Power ON信號或/與按下開關機按鍵(觸點或彈性開關亦可)是或門芯片OR的有效輸入，Power OFF信號或/與松開開關機按鍵(觸點或彈性開關亦可)屬于或門芯片OR的無效輸入?；蜷T芯片OR獲得至少一路的有效輸入時，產生有效的輸出；獲得兩路的無效輸入時，產生無效輸出。由于關機后，Power OFF和開關機按鍵處于無效狀態(tài)，供電芯片停止電壓輸出，設備可實現關機零功耗。
[0015]本發(fā)明工作過程包括以下步驟:
[0016](a)用戶按嵌入式電子設備的開關機按鍵后，會產生觸發(fā)信號送入開關機電路，此有效觸發(fā)信號經過反相器后送入或門芯片的輸入端，或門芯片獲得有效輸入，產生有效輸出；
[0017](b)由于模擬開關的控制端與或門芯片的輸出端相連接，模擬開關的控制端在獲得有效信號后，將處于打開狀態(tài)，開關機管理芯片獲得工作電壓，開關機電路開始工作；
[0018](c)由于開關機按鍵處于按下狀態(tài)，開關機管理芯片的輸入端獲得有效觸發(fā)信號后，產生系統開機信號送入或門芯片的另一路輸入端以及嵌入式電子設備的電路系統，設備開機；
[0019](d)用戶松開開關機按鍵后，觸發(fā)信號為無效狀態(tài)，于此對應的或門芯片輸入端為無效狀態(tài)；同時，由于系統開機信號作為有效信號送入或門芯片的另一路輸入端，所以或門芯片的輸出端仍為有效信號，模擬開關處于打開狀態(tài)，開關機管理芯片的工作電壓維持不變，開關機電路正常工作；
[0020](e)用戶輕觸開關機按鍵進行關機后，開關機電路將產生系統關機信號作為無效信號送入或門芯片的輸入端；同時，開關機按鍵處于松開狀態(tài)，相對于的或門芯片輸入端也為無效狀態(tài)，所以或門芯片的輸出端產生無效輸出送入模擬開關，開關機管理芯片的工作電壓為零，開關機電路停止工作，設備關機功耗為零。
[0021]本發(fā)明的有益效果:常用臺式計算機、一體機、工控機和嵌入式單板電腦等設備處于關機狀態(tài)時仍需要開關機電路正常工作，所以關機后仍然存在功耗。但這些電子設備處于關機狀態(tài)時仍需要開關機電路正常工作，所以關機后仍然存在功耗。針對此類設備，本發(fā)明可通過加入開關機管理芯片、模擬開關、或門芯片和反相器形成開關機電路。該電路在設備關機后可切斷開關機電路的工作電壓，實現開關機電路處于停止工作狀態(tài)，設備在關機后功耗為零。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明的原理框圖。
[0023]圖2是本發(fā)明的實現流程圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。圖1中可實現關機零功耗的開關機電路電源管理方法。核心在于淡線標注的“或門”電路，通過按鍵觸發(fā)信號和開關機信號來對電壓轉換芯片實現聯控。圖2中本發(fā)明的實現流程圖，應用于嵌入式終端時的具體管理方法。嵌入式終端一般為外部DC適配器供電，有時也加入電池續(xù)航，且主板的電源供給一般來源于DC-DC組。
[0025]通常嵌入式電路設備會有單獨的開關機電路，該電路根據用戶對于設備開關機按鍵的操作，相應地產生系統開關機信號送入嵌入式電子設備的電路系統，以實現設備開機和關機。常見嵌入式電子設備的開關機電路采用常供電方式，并且在關機后整個電路系統只有開關機電路仍在正常工作，所以存在一定的關機功耗。
[0026]本發(fā)明實現關機零功耗的思路，主要是在進行關機操作后，切斷開關機管理芯片的工作電壓，使開關機電路處于停止工作狀態(tài)，實現關機零功耗。圖中VIN是電子設備內部設有的電池或電源適配器的電壓。
[0027]硬件實現過程:本發(fā)明電路包含開關機管理芯片、模擬開關、或門芯片和反相器。
[0028]開關機管理芯片用于產生系統開關機信號，當芯片獲得工作電壓后，會根據輸入端的觸發(fā)信號，相應地產生系統開機信號和系統關機信號，可采用常見的I/O芯片NCT6106D。開關機管理芯片的輸入端與嵌入式電子設備電路系統中的開關機按鍵觸發(fā)信號相連接，輸出端與或門芯片的一路輸入相連接并同時送往嵌入式電子設備電路系統中的電源電路。
[0029]模擬開關用于控制開關機管理芯片的工作電壓通斷，它包含一路輸入、一路輸出和控制端，如常用模擬開關DG2018。模擬開關的輸入端來源于嵌入式電子設備電路系統中的電源電路，輸出端與開關機管理芯片的供電端相連接，控制端與或門芯片的輸出端相連接。當或門芯片產生有效輸出后，模擬開關將處于打開狀態(tài)，開關機管理芯片獲得工作電壓，開關機電路開始工作。
[0030]或門芯片用于控制模擬開關的通斷，該芯片有兩路輸入和一路輸出，如常用的74LS32。嵌入式電子設備電路系統中的開關機按鍵觸發(fā)信號經過反相后送入或門芯片的一路輸入端，開關機管理芯片產生的系統開關機信號送入或門芯片的另一路輸入端，或門芯片的輸出端與模擬開關的控制端相連接。當或門芯片獲得一路或兩路有效輸入后，將產生有效輸出送至模擬開關的控制端，從而打開模擬開關。[0031]反相器用于轉換開關機按鍵觸發(fā)信號的電平，可采用常用NPN三極管MMBT9014進行反相。反相器的輸入端來源于嵌入式電子設備電路系統中的開關機按鍵觸發(fā)信號，輸出端與或門芯片的一路輸入相連接。具體連接方式如圖1。
[0032]本發(fā)明實現過程:用戶按嵌入式電子設備的開關機按鍵后，會產生觸發(fā)信號送入開關機電路，此有效觸發(fā)信號經過反相器后送入或門芯片的輸入端，或門芯片獲得有效輸入，產生有效輸出。
[0033]由于模擬開關的控制端與或門芯片的輸出端相連接，模擬開關的控制端在獲得有效信號后，將處于打開狀態(tài)，開關機管理芯片獲得工作電壓，開關機電路開始工作。
[0034]由于開關機按鍵處于按下狀態(tài)，開關機管理芯片的輸入端獲得有效觸發(fā)信號后，產生系統開機信號送入或門芯片的另一路輸入端以及嵌入式電子設備的電路系統，設備開機。
[0035]用戶松開開關機按鍵后，觸發(fā)信號為無效狀態(tài)，于此對應的或門芯片輸入端為無效狀態(tài)；同時，由于系統開機信號作為有效信號送入或門芯片的另一路輸入端，所以或門芯片的輸出端仍為有效信號，模擬開關處于打開狀態(tài)，開關機管理芯片的工作電壓維持不變，開關機電路正常工作。
[0036]用戶輕觸開關機按鍵進行關機后，開關機電路將產生系統關機信號作為無效信號送入或門芯片的輸入端；同時，開關機按鍵處于松開狀態(tài)，相對于的或門芯片輸入端也為無效狀態(tài)，所以或門芯片的輸出端產生無效輸出送入模擬開關，開關機管理芯片的工作電壓為零，開關機電路停止工作，設備關機功耗為零。
[0037]本發(fā)明未涉及部分均與現有技術相同或可采用現有技術加以實現。雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬【技術領域】中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可作各種的更動與潤飾。因此，本發(fā)明的保護范圍當視權利要求書所界定者為準。
【權利要求】
1.一種可實現關機零功耗的開關機電路，其特征是包括開關機管理芯片、模擬開關、或門芯片和反相器，模擬開關輸出端與開關機管理芯片的供電端相連接；所述或門芯片用于控制模擬開關的通斷；所述或門芯片有兩個輸入端和一個輸出端，嵌入式電子設備開關機按鍵產生的觸發(fā)信號經過反相器后與或門芯片的一路輸入相連接，開關機管理芯片產生的系統開關機信號與或門芯片的另一路輸入端連接，或門芯片的輸出端與模擬開關的控制端相連接。
2.根據權利要求1所述的可實現關機零功耗的開關機電路，其特征是反相器的輸入端與嵌入式電子設備的開關機按鍵觸發(fā)信號相連接，輸出端與或門芯片的一路輸入相連接。
3.根據權利要求1所述的可實現關機零功耗的開關機電路，其特征是所述模擬開關輸出電壓用于連接并控制開關機管理芯片的工作電壓，此模擬開關的輸入電壓由嵌入式電子設備電路系統的電池。
【文檔編號】G05B19/042GK103529725SQ201310321214
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年7月29日 優(yōu)先權日:2013年7月29日
【發(fā)明者】李華平, 徐瑛, 劉嘯, 徐政 申請人:南京熊貓電子股份有限公司, 南京熊貓通信科技有限公司