CN103457586A - 一种电子设备关机零功耗实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种电子设备关机零功耗实现方法，所述方法通过一种开关机电路实现，所述电路的开关电路单元产生低电平触发信号，通过延时电路和反相器后，使得或门输出模拟开关的使能信号，闭合模拟开关，从而使开关机管理芯片得到供电，开关机管理芯片在低电平触发信号的驱动下，输出***开机信号；***开机信号作为或门的输入信号，保持或门输出模拟开关的使能信号，从而使得开关机电路保持正常工作；正常工作状态下，开关电路单元产生低电平触发信号，驱动开关机管理芯片输出低电平***关机信号，在延时电路确定的时延时间内，或门的两路输入都为低电平，导致模拟开关因使能信号失效而断开，进而阻断了开关机管理芯片的工作电源，实现关机零功耗。
Description
技术领域
本发明属于电子技术领域，具体指的是一种电子设备关机零功耗实现方法。
背景技术
目前，开关机电路电源管理方法通常采用常供电方式。由于常用电子设备关机后仍然需要开关机电路正常工作，设备在关机后存在一定的关机功耗。常用台式计算机、一体机、工控机和嵌入式单板电脑等设备开关机电路电源方法如下:采用一种不带使能控制的电压转换芯片，输入电压来自于已经经过电压转换的5V-SB，输出电压3.3V-SB作为开关机电路的电源，开关机电路一直处于工作状态。
如何实现设备的关机零功耗以提升产品性能和节能减排，对于常用台式计算机、一体机、工控机和嵌入式单板电脑等设备来说显得尤为重要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，针对于关机后开关机电路仍在工作的电子设备功耗问题，给出一种电子设备关机零功耗实现方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种电子设备关机零功耗实现方法，所述方法通过一种开关机电路实现，所述开关机电路包含开关电路单元、延时电路、开关机管理芯片、模拟开关、或门和反相器；
所述开关电路单元的输出端分别与延时电路的输入端和开关机管理芯片的第一输入端连接；
所述延时电路的输出端与反相器的输入端连接；
所述或门的第一输入端与反相器输出端连接，或门的第二输入端与所述开关机管理芯片的输出端连接；
所述或门的输出端连接所述模拟开关的使能端；
所述模拟开关电源输入端与外部直流电压源连接，模拟开关第一输出端与开关机管理芯片的第二输入端连接，模拟开关第二输出端输出电子设备的***工作电压；
所述开关电路单元触发信号为低电平；
所述模拟开关的使能端输入高电平时，模拟开关的电源输入端分别与第一输出端、第二输出端导通；模拟开关的使能端输入低电平时，模拟开关的电源输入端与输出端关断；
所述开关机管理芯片，当其第二输入端输入工作电压时，其第一输入端输入触发低电平，以改变开关机管理芯片的输出电平，具体如下：
若当前开关机管理芯片输出高电平，则开关机管理芯片第一输入端接收到触发低电平后，开关机管理芯片输出端为低电平；
若当前开关机管理芯片输出低电平，则开关机管理芯片第一输入端接收到触发低电平后，开关机管理芯片输出端为高电平。
所述延时电路的时延设定为1秒。
所述模拟开关的电源输入端分别与第一输出端、第二输出端导通是指：模拟开关的电源输入端输入电压分别经过电压转换后，分别从第一输出端、第二输出端输出。
本发明的有益效果是：本发明提出了一种电子设备关机零功耗实现方法，所述方法通过一种开关机电路实现，所述电路的开关电路单元产生低电平触发信号，通过延时电路和反相器后，使得或门输出模拟开关的使能信号，闭合模拟开关，从而使开关机管理芯片得到供电，开关机管理芯片在低电平触发信号的驱动下，输出***开机信号；***开机信号作为或门的输入信号，保持或门输出模拟开关的使能信号，从而使得开关机电路保持正常工作；正常工作状态下，开关电路单元产生低电平触发信号，驱动开关机管理芯片输出低电平***关机信号，在延时电路确定的时延时间内，或门的两路输入都为低电平，导致模拟开关因使能信号失效而断开，进而阻断了开关机管理芯片的工作电源，实现关机零功耗。
附图说明
图1 是本发明的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明提出的一种电子设备关机零功耗实现方法进行详细说明：
通常嵌入式电路设备会有单独的开关机电路，该电路根据用户对于设备开关机按键的操作，相应地产生***开关机信号送入嵌入式电子设备的电路***，以实现设备开机和关机。常见嵌入式电子设备的开关机电路采用常供电方式，并且在关机后整个电路***只有开关机电路仍在正常工作，所以存在一定的关机功耗。
本发明在进行关机操作后，切断开关机管理芯片的工作电压，使开关机电路和电子设备的电路***处于停止工作状态，实现关机零功耗。
硬件实现过程：
本发明电路包含开关电路单元、延时电路、开关机管理芯片、模拟开关、或门和反相器。
开关机管理芯片用于产生***开关机信号，当芯片获得工作电压后，会根据输入端的触发信号，相应地产生产生***开机信号和***关机信号，可采用常见的I/O芯片NCT6106D。开关机管理芯片的输入端与嵌入式电子设备电路***中的开关机按键触发信号相连接，输出端与或门芯片的一路输入相连接并同时送往嵌入式电子设备电路***中的电源电路。
模拟开关用于控制开关机管理芯片的工作电压通断，它包含一路输入、多路输出和使能控制端。模拟开关的输入端来源于嵌入式电子设备电路***中的电源电路，第一输出端与开关机管理芯片的供电端相连接，第二输出端与电子设备***连接，第二输出端提供电子设备***的工作电压，使能控制端与或门芯片的输出端相连接。当或门芯片产生有效输出后，模拟开关将处于打开状态，开关机管理芯片获得工作电压，开关机电路开始工作。
或门芯片用于控制模拟开关的通断，该芯片有两路输入和一路输出，如常用的74LS32。嵌入式电子设备电路***中的开关电路单元产生的触发信号经过延时、反相后送入或门芯片的一路输入端，开关机管理芯片产生的***开关机信号送入或门芯片的另一路输入端，或门芯片的输出端与模拟开关的控制端相连接。当或门芯片获得一路或两路有效输入后，将产生有效输出送至模拟开关的控制端，从而打开模拟开关。
反相器用于转换触发信号的电平，可采用常用NPN三极管MMBT9014进行反相。反相器的输入端来源于嵌入式电子设备电路***中的开关机按键触发信号，输出端与或门芯片的一路输入相连接。
延时电路用于对开关电路单元的触发信号进行延时，开机时，开关电路单元产生比延时电路设定的时延时间更长的低电平触发信号；关机时，开关电路单元产生比延时电路设定的时延时间更短的低电平触发信号。
本发明具体实现如图1所示，本发明一种电子设备关机零功耗实现方法的开关机电路，所述电路包含开关电路单元、延时电路、开关机管理芯片、模拟开关、或门和反相器；
所述开关电路单元的输出端分别与延时电路的输入端和开关机管理芯片的第一输入端连接；
所述延时电路的输出端与反相器的输入端连接；
所述或门的第一输入端与反相器输出端连接，或门的第二输入端与所述开关机管理芯片的输出端连接；
所述或门的输出端连接所述模拟开关的使能端；
所述模拟开关电源输入端与外部直流电压源连接，模拟开关第一输出端与开关机管理芯片的第二输入端连接，模拟开关第二输出端输出***工作电压；
所述开关电路单元触发信号为低电平；
所述模拟开关的使能端输入高电平时，模拟开关的电源输入端分别与第一输出端、第二输出端导通；模拟开关的使能端输入低电平时，模拟开关的电源输入端与输出端关断；
所述开关机管理芯片，当其第二输入端输入工作电压时，其第一输入端输入触发低电平，以改变开关机管理芯片的输出电平，具体如下：
若当前开关机管理芯片输出高电平，则开关机管理芯片第一输入端接收到触发低电平后，开关机管理芯片输出端为低电平；
若当前开关机管理芯片输出低电平，则开关机管理芯片第一输入端接收到触发低电平后，开关机管理芯片输出端为高电平。
所述延时电路的时延预先指定。
所述模拟开关的电源输入端分别与第一输出端、第二输出端导通是指：模拟开关的电源输入端输入电压分别经过电压转换后，分别从第一输出端、第二输出端输出。
如图1所示是本发明的开关机电路，该电路的工作原理具体描述如下：
步骤A，用户按下开关机按键后，开关电路单元产生触发信号低电平送入开关机电路，此有效触发信号经过延时、反相后送入或门芯片的第一输入端，或门芯片获得有效输入，产生高电平有效输出。
步骤B，由于模拟开关的控制端与或门芯片的输出端相连接，模拟开关的控制端在获得高电平使能信号后，处于闭合状态，开关机管理芯片获得工作电压，开关机电路开始工作；同时，嵌入式电子设备的电路***也获得***工作电压。
步骤C，因为用户按下开关机按键时长超过延时电路的时延，开关电路单元输出的触发信号低电平继续有效，使得开关机管理芯片的第一输入端获得有效触发信号，进而开关机管理芯片的输出端产生高电平***开机信号，送入或门芯片的第二输入端以及嵌入式电子设备的电路***，设备开机。
步骤D，松开开关机按键后，开关电路单元输出为高阻态，经过时延后，或门芯片第一输入端为无效状态；但此时，由于***开机信号为高电平有效信号送入或门芯片的第二输入端，所以或门芯片的输出端仍为高电平有效信号，模拟开关处于闭合状态，开关机管理芯片的工作电压维持不变，开关机电路正常工作。
步骤E，开关机电路正常工作状态下，开关机按键按下，开关电路单元产生低电平触发信号，开关机管理芯片改变其输出信号为低电平***关机信号，该信号为无效信号送入或门芯片的第二输入端；由于延时电路的作用，在延时电路确定的时延时间内，延时电路输出信号处于低电平，或门芯片第一输入端变为无效状态，进而或门芯片的输出端产生低电平无效信号，导致模拟开关断开，使得开关机管理芯片失去工作电压，开关机电路停止工作，设备关机功耗为零。
关机时，上述步骤E中，开关电路单元低电平触发信号时长小于时延电路确定的时延时间。在开关电路单元低电平触发信号变为高电平无效信号前，经过延时电路和反相器，或门第一输入端获得有效信号，进而使模拟开关导通，但由于此时，开关机管理芯片的第一输入端输入信号无效，***开机信号保持无效；开关电路单元输出无效信号后，经过延时电路和反相器，或门输出无效信号，进而使得模拟开关关断，实现关机零功耗。
该技术领域的普通技术人员来说，根据以上实施类型可以联想到其他的优点和变形。所以本发明不局限于上述具体的实例，其仅仅是对本发明的一种具体的实施实例。在不背离本发明宗旨的范围内，该技术领域的普通技术人员可以根据上述实例进行等同替换所得到的技术方案应该包含在本发明的权利要求范围及其等同范围之内。
Claims (3)
1.一种电子设备关机零功耗实现方法，其特征在于，所述方法通过一种开关机电路实现，所述开关机电路包含开关电路单元、延时电路、开关机管理芯片、模拟开关、或门和反相器；
所述开关电路单元的输出端分别与延时电路的输入端和开关机管理芯片的第一输入端连接；
所述延时电路的输出端与反相器的输入端连接；
所述或门的第一输入端与反相器输出端连接，或门的第二输入端与所述开关机管理芯片的输出端连接；
所述或门的输出端连接所述模拟开关的使能端；
所述模拟开关电源输入端与外部直流电压源连接，模拟开关第一输出端与开关机管理芯片的第二输入端连接；
所述开关电路单元输出触发信号为低电平；
所述模拟开关的使能端输入高电平时，模拟开关的电源输入端分别与第一输出端、第二输出端导通；模拟开关的使能端输入低电平时，模拟开关的电源输入端与输出端关断；
所述开关机管理芯片，当其第二输入端输入工作电压时，其第一输入端输入触发低电平，以改变开关机管理芯片的输出电平，具体如下：
若当前开关机管理芯片输出高电平，则开关机管理芯片第一输入端接收到触发低电平后，开关机管理芯片输出端为低电平；
若当前开关机管理芯片输出低电平，则开关机管理芯片第一输入端接收到触发低电平后，开关机管理芯片输出端为高电平。
2.根据权利要求1所述的一种电子设备关机零功耗实现方法，其特征在于，所述延时电路的时延设定为1秒。
3.根据权利要求1所述的一种电子设备关机零功耗实现方法，其特征在于，所述模拟开关的电源输入端分别与第一输出端、第二输出端导通是指：模拟开关的电源输入端输入电压分别经过电压转换后，分别从第一输出端、第二输出端输出。
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