專利名稱：開關(guān)電源電路及電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種開關(guān)電源領(lǐng)域，尤其涉及一種節(jié)省電能的開關(guān)電源電路及應(yīng)用該 開關(guān)電源電路的電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
由電子墨水(如E-ink)材料制成電子書閱讀器或其他電子設(shè)備的顯示器已經(jīng)很 快融入市場。人們使用其在閱讀文字或瀏覽其他文件的過程中，為了降低整個電子設(shè)備的 功耗一般會選擇按壓閱讀器上提供的睡眠按鈕暫時關(guān)閉中央處理器。然而，為了實現(xiàn)快速 重啟中央處理器而需要保留電子閱讀器中緩存單元的電源。因此需要提供一種改進的開關(guān)電源電路以滿足上述要求。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種操作方便且節(jié)省電能的開關(guān)電源電路，以解決省電中 的電子設(shè)備不能快速喚醒的問題。本發(fā)明還提供一種應(yīng)用該開關(guān)電源電路的電子設(shè)備。一種開關(guān)電源電路包括電源輸入端、第一開關(guān)電路及第一輸出端。開關(guān)電源電路 還包括機械開關(guān)電路、與第一輸出端相連的第二開關(guān)電路及第二輸出端。機械開關(guān)電路響 應(yīng)按壓操作以同時導(dǎo)通第一開關(guān)電路及第二開關(guān)電路。使電源電壓通過電源輸入端輸入至 第一開關(guān)電路和第二開關(guān)電路而分別向第一輸出端和第二輸出端提供電壓。第二開關(guān)電路 還響應(yīng)一控制信號而截止以斷開電源與第二輸出端之間的通路?！N電子設(shè)備包括緩存單元、中央處理器及開關(guān)電源電路。開關(guān)電源電路包括電 源輸入端、第一開關(guān)電路及第一輸出端。開關(guān)電源電路還包括機械開關(guān)、與第一輸出端相連 的第二開關(guān)電路及第二輸出端。機械開關(guān)響應(yīng)按壓操作以同時導(dǎo)通第一開關(guān)電路及第二開 關(guān)電路。使電源電壓通過電源輸入端輸入至第一開關(guān)電路和第二開關(guān)電路而分別向第一輸 出端和第二輸出端提供電壓。緩存單元和中央處理器分別響應(yīng)第一輸出端和第二輸出端輸 出的電壓而開啟。中央處理器還用于產(chǎn)生一控制信號，第二開關(guān)電路還響應(yīng)一控制信號而 截止以斷開對第二輸出端的電源供應(yīng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，開關(guān)電源電路中增加第二開關(guān)電路，當(dāng)電子設(shè)備進入睡眠模式 時，電源通過第一開關(guān)電路繼續(xù)向電子設(shè)備的緩存單元提供電壓。而關(guān)閉連接于第二輸出 端電子設(shè)備的中央處理器，而以達到省電的目的并利于電子設(shè)備的快速喚醒。


圖1為本發(fā)明一實施方式中開關(guān)電源系統(tǒng)的框圖。圖2為圖1所示的開關(guān)電源系統(tǒng)具體應(yīng)用的電子設(shè)備電路圖。主要元件符號說明開關(guān)電源系統(tǒng)100
電源輸入端6
機械開關(guān)電路5
第一開關(guān)電路3
第二開關(guān)電路9
開關(guān)電源電路20
控制信號輸入端39
第一輸出端40
第二輸出端50
緩存單元41
中央處理器51
控制信號輸入端52
控制單元501
第一二極管Dl
第二二極管D2
第三二極管D3
第四二極管D4
第一濾波分壓單元RCl
第二濾波分壓單元RC2
第三濾波分壓單元RC3
第四濾波分壓單元RC4
第一開關(guān)管Ql
第二開關(guān)管Q2
第三開關(guān)管Q3
第四開關(guān)管Q4
第一電阻Rl
第二電阻R具體實施例方式下面結(jié)合實施例和附圖，對本發(fā)明進行詳細說明。請參閱圖1，開關(guān)電源系統(tǒng)100包括開關(guān)電源電路20、和分別從開關(guān)電源電路20 上引出的第一輸出端40、第二輸出端50及控制信號輸入端52。所述開關(guān)電源電路20可應(yīng) 用于各種電子裝置中，如計算機、移動電話和電子閱讀器等。開關(guān)電源電路20包括機械開關(guān)電路5、電源輸入端6、與電源輸入端6相連的第一 開關(guān)電路3及第二開關(guān)電路9。機械開關(guān)電路5響應(yīng)用戶按壓或滑動等操作以同時導(dǎo)通第 一開關(guān)電路3和第二開關(guān)電路9。此時電源電壓從電源輸入端6輸入并通過第一開關(guān)電路 3向第一輸出端40提供電壓；第二開關(guān)電路9接收第一開關(guān)電路3輸出的電壓并向第二輸 出端提供電壓50。第二開關(guān)電路9還通過一控制信號輸入端52接收控制信號而被截止以斷開對第 二輸出端50的電源供應(yīng)。
請參閱圖2，該開關(guān)電源系統(tǒng)100通過第一輸出端40和第二輸出端50分別與一電 子設(shè)備(圖中未示)的緩存單元41和中央處理器51連接并為其供電；其中該中央處理器 51包括控制單元501，該控制單元501用于產(chǎn)生控制電子設(shè)備進入睡眠模式的控制信號并 輸出至控制信號輸入端52?？刂茊卧?01可響應(yīng)用戶對電子設(shè)備上配置的睡眠按鍵(圖中 未示)的操作產(chǎn)生控制信號，或在電子設(shè)備未接收到任何操作超過一預(yù)定時間后產(chǎn)生該控 制信號。機械開關(guān)電路5包括機械開關(guān)SW(圖中所示為按壓型開關(guān)，然其他形式的開關(guān)、例 如滑動型開關(guān)均可用于此處)、第一二極管Dl及第二二極管D2。二極管D1、D2的陰極均通 過機械開關(guān)SW接地；二極管D1、D2的陽極分別與第一開關(guān)電路3和第二開關(guān)電路9相連。第一開關(guān)電路3包括第一開關(guān)管Q1、第一濾波分壓單元RC1、第二開關(guān)管Q2、第二 濾波分壓單元RC2、第一電阻Rl及第三二極管D3。所述第一輸出端40輸出的電源電壓依 次通過第三二極管D3和第一電阻Rl并向第二開關(guān)管Q2提供電壓以導(dǎo)通第二開關(guān)管Q2，進 而使第一開關(guān)管Ql導(dǎo)通或維持導(dǎo)通狀態(tài)。在本實施方式中，第一開關(guān)管Ql采用PMO S管(以下稱為PM0S管Ql)，第二開關(guān) 管Q2采用NPN型晶體三極管(以下稱為NPN三極管Q2)。其中，第三二極管D3的陰極與 第一電阻Rl —端相連，陽極與第一輸出端40相連。第一電阻Rl未與第三二極管D3的陰 極連接的一端與NPN三極管Q2的基極相連。PMOS管Ql的源極與電源輸入端6相連，柵極與第一二極管Dl的陽極相連；漏極 與所述第一輸出端40連接。所述第一濾波分壓單元RCl由電容和電阻并聯(lián)組成且電連接 于PMOS管Ql的柵極和源極之間。NPN三極管Q2的集電極與PMOS管Ql的柵極相連，發(fā)射極接地，基極與第一電阻 Rl相連。第二濾波分壓單元RC2連接于NPN三極管Q2的基極和發(fā)射極之間。第二開關(guān)電路9串聯(lián)于第一開關(guān)電路3與第二輸出端50之間。第二開關(guān)電路9 包含第三開關(guān)管Q3、第三濾波分壓單元RC3、第四開關(guān)管Q4、第四濾波分壓單元RC4、第二電 阻R2及第四二極管D4。在本實施方式中，第三開關(guān)管Q3采用PMOS管(以下稱為PM0S管Q3)。第四開關(guān) 管Q4采用NPN型晶體三極管(以下稱為NPN三極管Q4)。其中，第四二極管D4的陰極與 第二電阻R2 —端相連；第四二極管D4的陽極與控制單元501相連。第二電阻R2未與第 四二極管D4陰極連接的一端與NPN三極管Q4的基極相連。PMOS管Q3的源極與PMOS管Ql的漏極相連；PMOS管Q3的柵極與第二二極管D2 的陽極相連；PMOS管Q3的漏極通過第二輸出端50與中央處理器51電連接。所述第三濾 波分壓單元RC3由電容和電阻并聯(lián)組成且電連接于PMOS管Q3的柵極和源極之間。NPN三極管Q4的集電極與PMOS管Q3的柵極相連，發(fā)射極接地，基極通過第二電阻 R2及第四二極管D4與控制單元501電連接。第四濾波分壓單元RC4電連接于NPN三極管 Q4的基極和發(fā)射極之間。開啟電子設(shè)備過程當(dāng)機械開關(guān)SW被按或滑動時，PMO S管Ql、Q3柵極分別通過 第一二極管Dl及第二二極管D2接地而獲得一零電勢電位，使得PMOS管Ql、Q3同時導(dǎo)通， 電源電壓從電源輸入端6輸入并通過PMOS管Q1、Q3分別向第一輸出端40和第二輸出端50 提供電壓；緩存單元41和中央處理器51分別接收電源電壓并開啟。當(dāng)機械開關(guān)SW自動復(fù)位后，由于第一輸出端40處于高電平，通過第二濾波分壓單元RC2的分壓作用，NPN三極管 Q2的基極處于高電平，使得NPN三極管Q2相應(yīng)導(dǎo)通，PMOS管Ql的柵極通過該導(dǎo)通的NPN 三極管Q2接地而處于低電平，從而PMOS管Ql維持導(dǎo)通狀態(tài)。同理，控制單元50輸出高電 平并通過第四濾波分壓單元RC4的分壓作用，NPN三極管Q4的基極處于高電平，使得NPN 三極管Q4相應(yīng)導(dǎo)通，PMOS管Q3的柵極通過已導(dǎo)通的NPN三極管Q4接地而處于低電平，從 而維持PMOS管Q3導(dǎo)通狀態(tài)。從而使電子設(shè)備的緩存單元41和中央處理器51處于工作狀 態(tài)。電子設(shè)備進入睡眠狀態(tài)的過程當(dāng)需要關(guān)閉中央處理器51使電子設(shè)備處于待機 狀態(tài)以降低其功耗?？刂茊卧?01響應(yīng)待機信號產(chǎn)生低電平控制信號并通過第四二極管D4 輸出該低電平控制信號以截止NPN管Q4 ；從而截止PMOS管Q3以切斷電源輸入端6通過第 二輸出端50向中央處理器51提供電壓。而如前所述，第一輸出端40 —直輸出高電平并通 過第二濾波分壓單元RC2的分壓作用，NPN三極管Q2的基極處于高電平，使得NPN三極管 Q2相應(yīng)導(dǎo)通，PMOS管Ql的柵極通過該導(dǎo)通的三極管Q2接地而處于低電平，從而維持PMOS 管Ql導(dǎo)通狀態(tài)；使電源電壓通過電源輸入端6和PMOS管Ql漏極向緩存單元41持續(xù)供電。電子設(shè)備從睡眠狀態(tài)被喚醒的過程按壓機械開關(guān)SW使PMOS管Ql、Q3柵極分別 通過第一二極管D 1及第二二極管D2接地而獲得一零電勢電位；使得PMOS管Ql導(dǎo)通狀態(tài) 繼續(xù)維持，同時PMOS管Q3導(dǎo)通；電電壓源輸入至電源輸入端6并通過PMOS管Q3向第二輸 出端50提供電壓以開啟中央處理器51。對于實施例中所闡述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普 通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干的變形和改進，這些也應(yīng) 該視為屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種開關(guān)電源電路，包括電源輸入端、第一開關(guān)電路及第一輸出端，其特征在于，開關(guān)電源電路還包括機械開關(guān)電路、與第一輸出端相連的第二開關(guān)電路及第二輸出端；機械開關(guān)電路響應(yīng)按壓操作以同時導(dǎo)通第一開關(guān)電路及第二開關(guān)電路；使電源電壓通過電源輸入端輸入至第一開關(guān)電路和第二開關(guān)電路而分別向第一輸出端和第二輸出端提供電壓；第二開關(guān)電路還響應(yīng)一控制信號而截止以斷開對第二輸出端的電源供應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源電路，其特征在于所述第一開關(guān)電路包括第一開關(guān) 管、第二開關(guān)管、第一電阻及一二極管；所述第一輸出端輸出的電源電壓依次通過所述二極 管和第一電阻并向第二開關(guān)管提供電壓以導(dǎo)通第二開關(guān)管，進而使第一開關(guān)管導(dǎo)通或維持 導(dǎo)通狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求2所述的開關(guān)電源電路，其特征在于所述第一開關(guān)管為PMOS管；第二 開關(guān)管為NPN型晶體三極管；所述PMOS管的源極與電源輸入端相連，柵極與所述二極管的 陽極相連，所述第一輸出端從PMOS管的漏極引出；所述第一開關(guān)電路還包括第一濾波分壓 單元且連接于PMOS管的柵極和漏極之間；NPN三極管集電極與PMOS管柵極相連；發(fā)射極接 地；基極與第一電阻的另一端相連。
4.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源電路，其特征在于所述第二開關(guān)電路包括第三開關(guān) 管、第四開關(guān)管、第二電阻及一二極管；所述第二輸出端輸出的電源電壓依次通過所述二極 管和第二電阻并向第四開關(guān)管提供電壓以導(dǎo)通第四開關(guān)管，進而導(dǎo)通第三開關(guān)管。
5.如權(quán)利要求4所述的開關(guān)電源電路，其特征在于所述第三開關(guān)管為PMOS管；所述 PMOS管的源極與第一開關(guān)電路相連，柵極與機械開關(guān)相連，漏極與第二輸出端電連接。
6.如權(quán)利要求5所述的開關(guān)電源電路，其特征在于所述第三開關(guān)管為NPN三極管，所 述NPN三極管集電極與第二開關(guān)電路相連；發(fā)射極接地；基極通過所述第二電阻及所述另 一二極管與所述控制信號輸入端連接。
7.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源電路，其特征在于所述機械開關(guān)電路包括機械開關(guān)、 第一二極管及第二二極管，所述第一二極管和第二二極管的陰極均通過機械開關(guān)接地；第 一二極管和第二二極管的陽極分別與第一開關(guān)電路及第二開關(guān)電路相連。
8.一種電子設(shè)備，包括緩存單元、中央處理器及開關(guān)電源電路，開關(guān)電源電路包括依次 串聯(lián)的電源輸入端、第一開關(guān)電路、第一輸出端，其特征在于，開關(guān)電源電路還包括機械開 關(guān)、與第一輸出端依次相串聯(lián)的第二開關(guān)電路及第二輸出端；機械開關(guān)響應(yīng)按壓操作以同 時導(dǎo)通第一開關(guān)電路及第二開關(guān)電路；使電源電壓通過電源輸入端依次輸入至第一開關(guān)電 路和第二開關(guān)電路而分別向第一輸出端和第二輸出端提供電壓；緩存單元和中央處理器分 別響應(yīng)第一輸出端和第二輸出端輸出的電壓而開啟；中央處理器還用于產(chǎn)生一控制信號， 第二開關(guān)電路響應(yīng)所述控制信號而截止以斷開對第二輸出端的電源供應(yīng)。
9.如權(quán)利要求8所述的電子設(shè)備，其特征在于所述第一開關(guān)電路包括一PMOS管、一 NPN三極管及濾波分壓單元；所述PMOS管的源極與電源輸入相連，柵極與一二極管的陽極 相連；所述第一輸出端從PMOS管的漏極引出；所述濾波分壓單元連接于PMOS管的柵極和 漏極之間；NPN三極管集電極與PMOS管柵極相連，發(fā)射極接地，基極與一電阻的另一端相 連。
10.如權(quán)利要求8所述的電子設(shè)備，其特征在于所述第二開關(guān)電路包括一PMOS管、一 NPN三極管及濾波分壓單元；所述PMOS管的源極與第一開關(guān)電路相連，柵極與機械開關(guān)相連，漏極與第二輸出端電連接；所述NPN三極管集電極與PMOS管的柵極相連，發(fā)射極接地， 基極通過一電阻及一二極管與所述控制信號輸入端連接；所述濾波分壓單元連接于所述 PMOS管的柵極和漏極之間。
全文摘要
一種開關(guān)電源電路包括電源輸入端、第一開關(guān)電路及第一輸出端。開關(guān)電源電路還包括機械開關(guān)電路、第二開關(guān)電路及第二輸出端。機械開關(guān)電路響應(yīng)按壓操作以同時導(dǎo)通第一開關(guān)電路及第二開關(guān)電路。使電源電壓通過電源輸入端輸入至第一開關(guān)電路和第二開關(guān)電路而分別向第一輸出端和第二輸出端提供電壓。第二開關(guān)電路還響應(yīng)一控制信號而截止以斷開對第二輸出端的電源供應(yīng)。本發(fā)明還提供一種應(yīng)用該開關(guān)電源電路的電子設(shè)備。當(dāng)電子設(shè)備進入睡眠模式時，電源通過第一開關(guān)電路繼續(xù)向電子設(shè)備的緩存單元提供電壓。而關(guān)閉連接于第二輸出端電子設(shè)備的中央處理器，而以達到省電的目的。
文檔編號H02M3/16GK101888183SQ201010239220
公開日2010年11月17日 申請日期2010年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月28日
發(fā)明者尹輝, 林柏青, 王漢哲, 霍為 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司