一種帶電池設備的斷電啟動電路和控制方法
2023-10-06 06:04:44 1
一種帶電池設備的斷電啟動電路和控制方法
【專利摘要】本發明公開了一種帶電池設備的斷電啟動電路和控制方法，該電路包括：三極體Q2和PMOS管Q3，分壓電阻R1、R2和R3，限流電阻R4，上拉電阻R5和按鍵開關；按鍵開關的一端與電池電源、R5的一端以及Q3的源極連接；Q3柵極和R5另一端以及Q2的集電極相連。Q3漏極為系統電源輸出端；Q2的基極和R4的一端相連，Q2的發射極接地；R4的另一端和R1的一端以及按鍵開關的另一端相連；R1的另一端和I/O口相連；R3的一端和按鍵開關的另一端相連。R3的另一端以及R2的一端與設備的MCU偵測腳連接；R2另一端接地。本發明通過按鍵開關使設備在完全斷電的模式下啟動，降低帶電池設備的系統功耗，延長使用壽命。
【專利說明】—種帶電池設備的斷電啟動電路和控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及設備啟動領域，特別涉及一種帶電池設備的斷電啟動電路和控制方法。
【背景技術】
[0002]目前市場上的帶電池設備在進入低功耗模式或者在按鍵關機的情況下，通常不會完全斷電以便支持喚醒和對外界做出反應，設備系統的微處理器MCU會工作在休眠模式下，這種設備不完全斷電以及在不完全斷電情況下啟動的狀態通常會導致系統功耗增加而且會降低設備的使用壽命。
【發明內容】
[0003]本發明提供了一種帶電池設備的斷電啟動電路和控制方法，以解決設備不完全斷電及其啟動帶來的系統功耗增加以及使用壽命降低的問題。
[0004]根據本發明的一個方面，提供了一種帶電池設備的斷電啟動電路，該電路包括:三極體Q2和PMOS管Q3，分壓電阻R1、R2和R3，限流電阻R4，上拉電阻R5和按鍵開關。按鍵開關的一端與帶電電池設備的電池電源、上拉電阻R5的一端以及PMOS管Q3的源極連接在一起;
[0005]PMOS管Q3的柵極和上拉電阻R5的另一端以及三極體Q2的集電極分別相連；
[0006]PMOS管Q3的漏極作為帶電池設備的系統供電電源輸出端；
[0007]三極體Q2的基極和限流電阻R4的一端相連；
[0008]三極體Q2的發射極接地；
[0009]限流電阻R4的另一端和分壓電阻Rl的一端以及按鍵開關的另一端分別相連；
[0010]分壓電阻Rl的另一端和帶電池設備的I/O 口相連；
[0011]分壓電阻R3的一端和按鍵開關的另一端相連；
[0012]分壓電阻R3的另一端和分壓電阻R2的一端與帶電池設備的帶有ADC功能的MCU偵測引腳連接；
[0013]分壓電阻R2的另一端接地。
[0014]在本發明的一個實施例中，分壓電阻R2和R3的阻值選擇要滿足等式Vl=R2*v2/(R2+R3)，其中，Vl為微處理器MCU偵測引腳的電壓，V2為電池電源的電壓。
[0015]在本發明的一個實施例中，三極體Q2為NPN型三極體。
[0016]在本發明的一個實施例中，該電路還包括與按鍵開關並聯的第一消抖電容和/或一端連接MCU偵測引腳、另一端接地的第二消抖電容。
[0017]在本發明的一個實施例中，帶電池設備還包括操作模塊，MCU還包括偵測模塊，偵測模塊偵測操作模塊在預設時間內有無操作，並將偵測結果反饋到I/o 口。
[0018]在本發明的一個實施例中，操作模塊包括觸控螢幕和/或功能按鍵。
[0019]根據本發明的另一個方面，提供了一種基於本發明一個方面所述電路的帶電池設備的控制方法，該方法包括:
[0020]當帶電池設備只放入電池而未開機時，MCU處於無電狀態，MCU偵測引腳的電壓和MCU的電源電壓均無狀態，三極體Q2的基極通過電阻R4、R3和R2接地，三極體Q2截止，系統供電電源的輸出端無電，系統處於完全斷電狀態；
[0021]當帶電池設備需要開機時，按下按鍵開關，電池電源的輸出使得Q2的基極為高電平，Q2導通，進而導致Q3導通，系統供電電源的輸出端給系統MCU上電，進而將I/O 口的電平拉高,此時鬆開按鍵開關,系統供電電源的輸出端持續有電,系統開機；
[0022]當帶電池設備需要關機時，再次按下按鍵開關，當MCU偵測到MCU偵測引腳的電壓發生變化，將I/O 口的電平拉低；再次鬆開按鍵開關，三極體Q2的基極通過電阻R4、R3和R2接地，Q2截止，進而導致Q3的截止，系統供電電源的輸出端無電，系統關機並完全斷電。
[0023]在本發明的一個實施例中，在帶電池設備開機過程中，當MCU偵測引腳的電壓滿足V1=R2*V2/(R2+R3)時，將I/O 口的電平拉高；鬆開按鍵開關後，I/O 口為高電平，且MCU偵測引腳的電壓變為V1=R2*V3/(R2+R3+R1)；
[0024]在所述帶電池設備關機過程中，再次按下按鍵開關後，當MCU偵測引腳的電壓由V1=R2*V3/(R2+R3+R1)變為 V1=R2*V2/(R2+R3)時，將 I/O 口的電平拉低；其中，Vl 為 MCU 的偵測引腳的電壓，V2為電池電源的電壓，V3為MCU的電源電壓。
[0025]在本發明的一個實施例中，帶電池設備還包括操作模塊，MCU還包括偵測模塊，該方法還包括:
[0026]系統開機後，偵測模塊偵測帶電池設備的操作模塊在預設時間內有無操作，若有，系統供電電源的輸出端持續有電，系統處於工作狀態；若無，MCU將I/O 口的電平拉低，Q2截止，進而導致Q3的截止，使系統供電電源的輸出端無電，系統進入完全斷電狀態。
[0027]在本發明的一個實施例中，操作模塊包括觸控螢幕和/或功能按鍵。
[0028]本發明的這種帶電池設備的斷電啟動電路和控制方法，僅通過按鍵開關就能實現設備的完全斷電，並可以在設備完全斷電的情況下，通過按鍵開關控制設備啟動。而且，本發明還可以通過預先設定一段時間，在預設時間段內MCU的偵測模塊偵測設備操作模塊有無操作行為，當預設時間段內，沒有操作時，調整設備I/O的電平，使得設備進入完全斷電狀態，延長系統電池電源的續航能力。由此，本技術方案能夠降低系統功耗，保護設備並延長設備的使用壽命。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]圖1是本發明一個實施例提供的一種帶電池設備的斷電啟動電路圖；
[0030]圖2是本發明另一個實施例提供的一種帶電池設備的斷電啟動電路圖；
[0031]圖3是本發明又一個實施例提供的一種帶電池設備的斷電啟動電路圖。
【具體實施方式】
[0032]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。
[0033]本發明的核心思想是，當按鍵開關按下關機後，通過MCU控制使設備完全斷電。或者在設備完全斷電的情況下，通過按鍵開關配合MCU控制設備啟動，降低系統的功耗，延長設備的使用壽命。
[0034]具體實施例一
[0035]圖1是本發明一個實施例提供的一種帶電池設備的斷電啟動電路圖。參見圖1，該電路包括:三極體Q2和PMOS管Q3，分壓電阻Rl、R2和R3，限流電阻R4，上拉電阻R5和按鍵開關SI。按鍵開關SI的一端與帶電電池設備的電池電源、上拉電阻R5的一端以及PMOS管Q3的源極連接在一起。
[0036]PMOS管Q3的柵極和上拉電阻R5的另一端以及三極體Q2的集電極分別相連；PM0S管Q3的漏極作為帶電池設備的系統供電電源輸出端，該供電電源輸出端一般連接電源管理晶片，系統供電電源輸出端有電流輸出時，電源管理晶片可以為MCU上電。
[0037]三極體Q2的基極和限流電阻R4的一端相連；
[0038]三極體Q2的發射極接地；
[0039]限流電阻R4的另一端和分壓電阻Rl的一端以及按鍵開關的另一端分別相連；
[0040]分壓電阻Rl的另一端和帶電池設備的I/O 口相連；
[0041]分壓電阻R3的一端和按鍵開關SI的另一端相連；
[0042]分壓電阻R3的另一端和分壓電阻R2的一端與帶電池設備的帶有ADC功能的MCU偵測引腳連接；
[0043]分壓電阻R2的另一端接地。
[0044]在本發明的一個實施例中，分壓電阻R2和R3的阻值選擇要滿足等式V1=R2*V2/(R2+R3)，其中，Vl為微處理器MCU偵測引腳的電壓，V2為電池電源的電壓。
[0045]在本發明的一個實施例中，三極體Q2為NPN型三極體，且型號為2N3904G。
[0046]可以理解，在本發明的其他實施例中，應根據具體的電路選擇三極體Q2的型號，並不限於本發明一個實施例提供的2N3904G型號的三極體。
[0047]在本發明的一個實施例中，PMOS管Q3的型號為BSS84LT1G。可以理解，在本發明的其他實施例中，應根據具體的電路進行選擇PMOS管Q3的型號，並不限於本發明一個實施例提供的BSS84LT1G型號的PMOS管。
[0048]參見圖1，在本發明的一個實施例中，根據系統電源的需要經過電源轉化轉換成MCU所需的電源電壓V3，Q3為P溝道結型場效應管，即PMOS管。SI為按鍵開關。
[0049]本發明這種帶電池設備的斷電啟動電路具體的工作過程為:當設備只放入電池而未開機時，由於系統的MCU處於無電狀態，MCU偵測引腳的電壓和MCU的電源電壓均無狀態，三極體Q2的基極通過電阻R4、R3和R2接地，三極體Q2截止。三極體Q2截止導致PMOS管Q3截止，Q3截止導致系統供電電源的輸出端沒有電流，此時系統處於完全斷電狀態。
[0050]參見圖1，當需要開機時，按下按鍵開關SI，Q2的基極變為高電平，當Q2的基極電壓大於Q2的導通電壓時，Q2導通。Q2導通導致Q3導通，系統供電電源的輸出端給系統MCU上電，MCU上電工作後第一時間偵測MCU偵測引腳的電壓狀態，當MCU偵測引腳的電壓滿足V1=R2*V2/(R2+R3)時，將I/O 口的電平拉高，此時鬆開按鍵開關SI。SI斷開後，由於I/O 口為高電平，因此Q2的基極仍為高電平，Q2還是導通的，Q2導通導致Q3導通，此時系統供電電源的輸出端持續有電。MCU偵測引腳的電壓變為V1=R2*V3/(R2+R3+R1)，其中，V3為MCU的電源電壓。
[0051]參見圖1，當需要關機時，再次按下按鍵開關SI，當MCU偵測到MCU偵測引腳的電壓由V1=R2*V3/(R2+R3+R1)變為V1=R2*V2/(R2+R3)時，將I/O 口的電平拉低，變為低電平。當再次鬆開按鍵開關SI時，Q2的基極通過電阻R4，R3和R2接地，此時Q2截止。Q2截止導致Q3的截止，因此系統供電電源的輸出端無電，系統又恢復到完全斷電的狀態。
[0052]本發明提供的這種帶電池設備的斷電啟動電路只通過按鍵開關就能實現設備的完全斷電，並能在設備完全斷電的情況下，通過按鍵開關使設備啟動。降低系統功耗，延長設備使用壽命。
[0053]具體實施例二
[0054]圖2是本發明又一個實施例提供的一種帶電池設備的斷電啟動電路圖，參見圖2，該電路包括:三極體Q2和PMOS管Q3，分壓電阻Rl、R2和R3，限流電阻R4，上拉電阻R5和按鍵開關。按鍵開關SI的一端與帶電電池設備的電池電源、上拉電阻R5的一端以及PMOS管Q3的源極連接在一起；
[0055]PMOS管Q3的柵極和上拉電阻R5的另一端以及三極體Q2的集電極分別相連；
[0056]PMOS管Q3的漏極作為帶電池設備的系統供電電源輸出端；該供電電源輸出端連接電源管理晶片，系統供電電源輸出端有電流輸出時，電源管理晶片可以為MCU上電；
[0057]三極體Q2的基極和限流電阻R4的一端相連；
[0058]三極體Q2的發射極接地；
[0059]限流電阻R4的另一端和分壓電阻Rl的一端以及按鍵開關SI的另一端分別相連；
[0060]分壓電阻Rl的另一端和帶電池設備的I/O 口相連；
[0061]分壓電阻R3的一端和按鍵開關SI的另一端相連。
[0062]分壓電阻R3的另一端和分壓電阻R2的一端與帶電池設備的帶有ADC功能的MCU偵測引腳連接；
[0063]分壓電阻R2的另一端接地。
[0064]在本發明的一個實施例中，分壓電阻R2和R3的阻值選擇要滿足等式V1=R2*V2/(R2+R3)，其中，Vl為微處理器MCU偵測引腳的電壓，V2為電池電源的電壓。
[0065]由於機械開關斷開和閉合時，可能會有瞬間的抖動。在本實施例中，利用電容的放電延時以及濾波作用實現硬體消抖，克服按鍵開關機械抖動帶來的不利影響。即該電路還包括與按鍵開關SI並聯的第一消抖電容Cl和一端連接MCU偵測引腳、另一端接地的第二消抖電容C2。第一消抖電容Cl可以使開關兩端的電壓變化更平滑；同時由於MCU偵測引腳用於檢測電壓變化，第二消抖電容C2可以消除偵測線路上的幹擾，提高偵測準確性。在本發明的其他實施例中，也可以單設與按鍵開關SI並聯的第一消抖電容Cl，也可以單設一端連接MCU偵測引腳、另一端接地的第二消抖電容C2。
[0066]在本實施例中，這種帶電池設備的斷電啟動電路具體的工作過程為:當設備只放入電池而未開機時，由於系統的MCU處於無電狀態，MCU偵測引腳的電壓和MCU的電源電壓均無狀態，三極體Q2的基極通過電阻R4、R3和R2接地，三極體Q2截止。三極體Q2截止導致PMOS管Q3截止，Q3截止導致系統供電電源的輸出端沒有電流，此時系統處於完全斷電狀態。
[0067]參見圖2，當需要開機時，按下按鍵開關SI，Q2的基極變為高電平，當Q2基極電壓大於Q2的導通電壓時，Q2導通。Q2導通導致Q3導通，系統供電電源的輸出端給系統MCU上電，MCU上電工作後第一時間偵測MCU偵測引腳的電壓狀態，當MCU偵測引腳的電壓滿足V1=R2*V2/(R2+R3)時，將I/O 口的電平拉高，此時鬆開按鍵開關SI。SI斷開後，由於I/O 口為高電平，因此Q2的基極仍為高電平，Q2還是導通的，Q2導通導致Q3導通，此時系統供電電源的輸出端持續有電，MCU偵測引腳的電壓變為V1=R2*V3/(R2+R3+R1)。其中，V3為MCU的電源電壓。
[0068]參見圖2，當需要關機時，再次按下按鍵開關SI，當MCU偵測到MCU偵測引腳的電壓由V1=R2*V3/(R2+R3+R1)變為V1=R2*V2/(R2+R3)時，將I/O 口的電平拉低，變為低電平。當再次鬆開按鍵開關SI時，Q2的基極通過電阻R4，R3和R2接地，此時Q2截止。Q2截止導致Q3的截止，因此系統供電電源的輸出端無電，系統又恢復到完全斷電的狀態。
[0069]具體實施例三
[0070]圖3是本發明又一個實施例提供的一種帶電池設備的斷電啟動電路圖。
[0071]參見圖3，在本實施例中，所述帶電池設備還包括操作模塊，例如觸控螢幕、功能按鍵等，MCU還包括偵測模塊，偵測模塊用於偵測操作模塊在預設時間段內有無操作，並將偵測結果反饋到I/O 口。圖3中未畫出帶電池設備的操作模塊，但畫出了 MCU的偵測模塊。參見圖3，本發明的這種用於帶電池設備的斷電啟動電路包括:三極體Q2和PMOS管Q3，分壓電阻Rl、R2和R3，限流電阻R4，上拉電阻R5和按鍵開關。
[0072]按鍵開關SI的一端與帶電電池設備的電池電源、上拉電阻R5的一端以及PMOS管Q3的源極連接在一起；
[0073]PMOS管Q3的柵極和上拉電阻R5的另一端以及三極體Q2的集電極分別相連；
[0074]PMOS管Q3的漏極作為帶電池設備的系統供電電源輸出端；該供電電源輸出端連接電源管理晶片，系統供電電源輸出端有電流輸出時，電源管理晶片為MCU上電。
[0075]三極體Q2的基極和限流電阻R4的一端相連；
[0076]三極體Q2的發射極接地；
[0077]限流電阻R4的另一端和分壓電阻Rl的一端以及按鍵開關SI的另一端分別相連；
[0078]分壓電阻Rl的另一端和帶電池設備的I/O 口相連；
[0079]分壓電阻R3的一端和按鍵開關SI的另一端相連。
[0080]分壓電阻R3的另一端和分壓電阻R2的一端與帶電池設備的帶有ADC功能的MCU偵測引腳連接；
[0081]分壓電阻R2的另一端接地。
[0082]在本發明的一個實施例中，分壓電阻R2和R3的阻值選擇要滿足等式V1=R2*V2/(R2+R3)，其中，Vl為微處理器MCU偵測引腳的電壓，V2為電池電源的電壓。
[0083]由於機械開關斷開和閉合時，可能會有瞬間的抖動。在本實施例中，利用電容的放電延時以及濾波作用實現硬體消抖，克服按鍵開關機械抖動帶來的不利影響。即該電路還包括與按鍵開關SI並聯的第一消抖電容Cl和一端連接MCU偵測引腳、另一端接地的第二消抖電容C2。第一消抖電容Cl可以使開關兩端的電壓變化更平滑；同時由於MCU偵測引腳用於檢測電壓變化，第二消抖電容C2可以消除偵測線路上的幹擾，提高偵測準確性。在本發明的其他實施例中，也可以單設與按鍵開關SI並聯的第一消抖電容Cl，也可以單設一端連接MCU偵測引腳、另一端接地的第二消抖電容C2。
[0084]參見圖3，在本實施例中，該帶電池設備還包括操作模塊，設備的MCU還包括偵測模塊，偵測模塊用於偵測操作模塊在預設時間段內有無操作，並將偵測結果反饋到設備的I/O 口。
[0085]該電路的具體工作過程為:當需要開機時，按下按鍵開關SI，三極體Q2的基極變為高電平，當Q2的基極電壓大於Q2的導通電壓時，三極體Q2導通。Q2導通導致Q3導通，使得系統供電電源的輸出端給系統MCU上電，MCU上電工作後第一時間偵測MCU偵測引腳的電壓狀態，當MCU偵測引腳的電壓滿足V1=R2*V2/(R2+R3)時，將I/O 口的電平拉高，此時鬆開按鍵開關SI。SI斷開後，由於I/O 口為高電平，因此三極體Q2的基極仍為高電平，Q2還是導通的，Q2導通導致Q3導通，此時系統供電電源的輸出端持續有電，MCU偵測引腳的電壓變為V1=R2*V3/(R2+R3+R1)。其中，V3為MCU的電源電壓。
[0086]當需要關機時，再次按下按鍵開關SI，當MCU偵測到MCU偵測引腳的電壓由V1=R2*V3/(R2+R3+R1)變為V1=R2*V2/(R2+R3)時，將I/O 口的電平拉低，變為低電平。當再次鬆開按鍵開關SI時，三極體Q2的基極通過電阻R4，R3和R2接地，此時Q2截止。Q2截止導致Q3的截止，因此系統供電電源的輸出端無電，系統又恢復到完全斷電的狀態。
[0087]本實施例的電路由於設置了偵測模塊，因此可以實現帶電池設備在預設時間段內無操作的自動斷電關機功能。參見圖3，設備的I/O 口和MCU的偵測模塊相連，MCU和設備的電源管理晶片相連。通過帶電池設備MCU的偵測模塊，去偵測帶電池設備的操作模塊在預設時間段內有無操作，並將偵測結果反饋到設備的I/O 口。MCU根據偵測結果調整設備的I/0口的電平從而實現帶電池設備在預設時間段內無操作的自動斷電關機功能。例如該帶電池設備可以是帶有觸控螢幕的電子設備，例如手機、平板電腦等，偵測模塊可以偵測觸控螢幕上一定時間段內(可以理解成屏保啟動的預設時間，例如5s, 10s, 15s, 30s, lmin, 2min, 5min)有無觸摸操作(可以通過偵測觸控螢幕的電容變化來確定觸控螢幕上有無操作)，如果偵測到觸控螢幕在一段時間內都沒有操作，則可以判定用戶未使用該設備，此時MCU根據該結果將該設備的I/O 口的電平拉低(相當於偵測模塊反饋偵測結果至I/O 口)，變為低電平，三極體Q2的基極通過電阻R4，R3和R2接地，此時Q2截止。Q2截止導致Q3的截止，進而使得系統供電電源的輸出端無電，系統進入完全斷電的狀態，即帶電池設備自動進入了「低功耗待機模式」；當然，如果偵測到觸控螢幕在一定時間段內有操作，則I/O 口的電平維持為高電平，系統供電電源的輸出端持續有電，系統處於工作狀態。其中，該「低功耗待機模式」是一種零功耗關機模式，當用戶需要帶電池設備重新工作時，需要將其從「低功耗待機模式」喚醒至工作模式，這種喚醒操作實際上是一種重新開機的過程，該重新開機的過程耗時非常短，對用戶來說，該過程與傳統的待機喚醒差別不大，因此不會帶來不便的體驗。再例如該帶電池設備為帶有功能按鍵的設備，例如藍牙耳機等，偵測模塊可以偵測該設備的功能按鍵處在一定時間段內有無按鍵操作(可以通過偵測按鍵電路的電流或電壓變化來確定有無按鍵操作)，如果偵測到該設備的功能按鍵處在一段時間內都沒有按鍵操作，則可以判定用戶未使用該設備，此時MCU根據該結果將該設備的I/O 口的電平拉低，變為低電平，三極體Q2的基極通過電阻R4，R3和R2接地，此時Q2截止。Q2截止導致Q3的截止，進而使得系統供電電源的輸出端無電，系統進入完全斷電的狀態，即帶電池設備自動進入了「低功耗待機模式」，即零功耗關機模式。
[0088]根據本發明的另一個方面，提供了一種基於本發明一個方面所述電路的帶電池設備的控制方法，該方法包括:當帶電池設備只放入電池而未開機時，MCU處於無電狀態，MCU偵測引腳的電壓和MCU的電源電壓均無狀態，三極體Q2的基極通過電阻R4、R3和R2接地，三極體Q2截止，系統供電電源的輸出端無電，系統處於完全斷電狀態；
[0089]當帶電池設備需要開機時，按下按鍵開關，電池電源的輸出使得Q2的基極為高電平，Q2導通，進而導致Q3導通，系統供電電源的輸出端給系統MCU上電，進而將I/O 口的電平拉高,此時鬆開按鍵開關,系統供電電源的輸出端持續有電,系統開機；
[0090]當帶電池設備需要關機時，再次按下按鍵開關，當MCU偵測到MCU偵測引腳的電壓發生變化，將I/o 口的電平拉低；再次鬆開按鍵開關，三極體Q2的基極通過電阻R4、R3和R2接地，Q2截止，進而導致Q3的截止，系統供電電源的輸出端無電，系統關機並完全斷電。
[0091]在本發明的一個實施例中，在帶電池設備開機過程中，當MCU偵測引腳的電壓滿足V1=R2*V2/(R2+R3)時，將I/O 口的電平拉高；鬆開按鍵開關後，I/O 口為高電平，且MCU偵測引腳的電壓變為V1=R2*V3/(R2+R3+R1)；
[0092]在所述帶電池設備關機過程中，再次按下按鍵開關後，當MCU偵測引腳的電壓由V1=R2*V3/(R2+R3+R1)變為 V1=R2*V2/(R2+R3)時，將 I/O 口的電平拉低；其中，Vl 為 MCU 的偵測引腳的電壓，V2為電池電源的電壓，V3為MCU的電源電壓。
[0093]在本發明的一個實施例中，帶電池設備還包括操作模塊，MCU還包括偵測模塊，該方法還包括:
[0094]系統開機後，偵測模塊偵測帶電池設備的操作模塊在預設時間內有無操作，若有，系統供電電源的輸出端持續有電，系統處於工作狀態；若無，MCU將I/O 口的電平拉低，Q2截止，進而導致Q3的截止，使系統供電電源的輸出端無電，系統進入完全斷電狀態，帶電池設備相當於自動進入零功耗待機模式。其中MCU可以選用帶有偵測判斷功能的晶片，例如Nuvoton公司的NUC123SD4AN0或者CSR公司的藍牙晶片CSR8670。電源管理晶片可以是常用的晶片，例如美信的MAX77686PWM電源管理晶片或者飛利浦的PCF50626PMU。。
[0095]在本發明的一個實施例中，操作模塊包括觸控螢幕和/或功能按鍵。
[0096]綜上所述，本發明的這種帶電池設備的斷電啟動電路和控制方法，通過按鍵開關實現設備的完全斷電，並能在設備完全斷電的情況下通過按鍵開關使設備啟動。而且，本發明還可以通過預先設定一段時間，在預設時間段內偵測設備的操作模塊有無操作行為，當預設時間段內沒有操作時調整設備I/O的電平，使設備進入完全斷電狀態，延長系統電池電源的續航能力。由此降低系統功耗，保護設備並延長設備的使用壽命。
[0097]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並非用於限定本發明的保護範圍。凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本發明的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種帶電池設備的斷電啟動電路，其特徵在於，所述電路包括:三極體Q2和PMOS管Q3，分壓電阻R1、R2和R3，限流電阻R4，上拉電阻R5和按鍵開關； 所述按鍵開關的一端與所述帶電電池設備的電池電源、所述上拉電阻R5的一端以及所述PMOS管Q3的源極連接在一起； 所述PMOS管Q3的柵極和所述上拉電阻R5的另一端以及所述三極體Q2的集電極分別相連； 所述PMOS管Q3的漏極作為所述帶電池設備的系統供電電源輸出端； 所述三極體Q2的基極和所述限流電阻R4的一端相連； 所述三極體Q2的發射極接地； 所述限流電阻R4的另一端和所述分壓電阻Rl的一端以及所述按鍵開關的另一端分別相連； 所述分壓電阻Rl的另一端和所述帶電電池設備的I/O 口相連； 所述分壓電阻R3的一端和所述按鍵開關的另一端相連； 所述分壓電阻R3的另一端和所述分壓電阻R2的一端與所述帶電池設備的帶有ADC功能的MCU偵測引腳連接； 所述分壓電阻R2的另一端接地。
2.如權利要求1所述的電路，其特徵在於，所述分壓電阻R2和R3的阻值選擇要滿足等式V1=R2*V2/(R2+R3)，其中， Vl為所述微處理器MCU偵測引腳的電壓，V2為電池電源的電壓。
3.如權利要求1所述的電路，其特徵在於，所述三極體Q2為NPN型三極體。
4.如權利要求1所述的電路，其特徵在於，所述電路還包括與按鍵開關並聯的第一消抖電容和/或一端連接MCU偵測引腳、另一端接地的第二消抖電容。
5.如權利要求1至4中任一項所述的電路，其特徵在於，所述帶電池設備還包括操作模塊，所述MCU還包括偵測模塊，所述偵測模塊偵測所述操作模塊在預設時間段內有無操作，並將偵測結果反饋到所述I/O 口。
6.如權利要求5所述的電路，其特徵在於，所述操作模塊包括觸控螢幕和/或功能按鍵。
7.一種基於權利要求1至6中任一項所述電路的帶電池設備的控制方法，其特徵在於，所述方法包括: 當所述帶電池設備只放入電池而未開機時，MCU處於無電狀態，MCU偵測引腳的電壓和MCU的電源電壓均無狀態，三極體Q2的基極通過電阻R4、R3和R2接地，三極體Q2截止，系統供電電源的輸出端無電，系統處於完全斷電狀態； 當所述帶電池設備需要開機時，按下按鍵開關，電池電源的輸出使得Q2的基極為高電平，Q2導通，進而導致Q3導通，系統供電電源的輸出端給系統MCU上電，進而將I/O 口的電平拉高,此時鬆開按鍵開關,系統供電電源的輸出端持續有電,系統開機； 當所述帶電池設備需要關機時，再次按下按鍵開關，當MCU偵測到MCU偵測引腳的電壓發生變化，將I/O 口的電平拉低；再次鬆開按鍵開關，三極體Q2的基極通過電阻R4、R3和R2接地，Q2截止，進而導致Q3的截止，系統供電電源的輸出端無電，系統關機並完全斷電。
8.如權利要求7所述的控制方法，其特徵在於， 在所述帶電池設備開機過程中，當MCU偵測引腳的電壓滿足V1=R2*V2/(R2+R3)時，將I/o 口的電平拉高；鬆開按鍵開關後，I/O 口為高電平，且MCU偵測引腳的電壓變為V1=R2*V3/(R2+R3+R1)； 在所述帶電池設備關機過程中，再次按下按鍵開關後，當MCU偵測引腳的電壓由V1=R2*V3/(R2+R3+R1)變為 V1=R2*V2/(R2+R3)時，將 I/O 口的電平拉低； 其中，Vl為MCU的偵測引腳的電壓，V2為電池電源的電壓，V3為MCU的電源電壓。
9.如權利要求7所述的控制方法，其特徵在於，所述帶電池設備還包括操作模塊，所述MCU還包括偵測模塊,所述方法還包括: 系統開機後，所述偵測模塊偵測所述帶電池設備的操作模塊在預設時間段內有無操作，若有，系統供電電源的輸出端持續有電，系統處於工作狀態；若無，MCU將I/O 口的電平拉低，Q2截止，進而導致Q3的截止，使系統供電電源的輸出端無電，系統進入完全斷電狀態。
10.如權利要求9所述的控制方法， 其特徵在於，所述操作模塊包括觸控螢幕和/或功能按鍵。
【文檔編號】H03K19/08GK103713724SQ201310711732
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月20日 優先權日:2013年12月20日
【發明者】鄧雪冰, 杜洋 申請人:青島歌爾聲學科技有限公司