一种按键唤醒电路及电子设备的制作方法

【技术领域】

本实用新型实施例涉及唤醒电路领域，尤其涉及一种按键唤醒电路及电子设备。

背景技术：

在电子电路设计中，为延长待机时间，需将电源电路(以电池组件为例)切换至低功耗状态。目前，采用充电的方式，以唤醒处于低功耗状态的电池组件，但是，该方式需与充电电源配合，使得操作较为繁琐。

技术实现要素：

本实用新型实施例旨在提供一种操作简便的按键唤醒电路及电子设备。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供以下技术方案：

本实用新型实施例提供了一种按键唤醒电路，与电池组件电连接，所述按键唤醒电路包括：

按键电路，包括按键，所述按键电路用于当所述电池组件处于低功耗状态，且所述按键被按下时，输出第一电平信号；

唤醒电路，分别与所述电池组件和所述按键电路电连接，用于根据所述第一电平信号，进行唤醒，并将所述电池组件的输出电压转化为电源电压；

控制电路，分别与所述电池组件、所述按键电路以及所述唤醒电路电连接，用于根据所述电源电压，进行工作，并检测所述按键的按键动作，根据所述按键动作，执行预设操作。

在一些实施例中，所述按键电路还包括电压保持电路，所述电压保持电路分别与所述按键、所述唤醒电路以及所述控制电路电连接，用于使所述第一电平信号中的低电平分量维持预设时间。

在一些实施例中，所述唤醒电路包括：

检测电路，分别与所述电池组件、所述电压保持电路以及所述控制电路电连接，用于根据所述第一电平信号，进行唤醒，并将所述第一电平信号转换为第二电平信号；

电源管理电路，分别与所述电池组件和所述检测电路电连接，用于根据所述第二电平信号，进行唤醒，并将所述电池组件的输出电压转化为电源电压。

在一些实施例中，所述检测电路包括：

第一限流电路，分别与所述电压保持电路和所述控制电路电连接，用于对所述第一电平信号作限流处理；

电池保护电路，分别与所述电池组件、所述电源管理电路以及所述第一限流电路电连接，用于根据作限流处理后的第一电平信号，进行唤醒，并将所述第一电平信号转换为第二电平信号；

第二限流电路，电连接于所述电池组件和所述电池保护电路之间，用于对所述电池组件的输出电压作限流处理。

在一些实施例中，所述检测电路还包括隔离电路，所述隔离电路电连接于所述电压保持电路与所述第一限流电路之间。

在一些实施例中，所述唤醒电路还包括：

第一滤波电路，电连接于所述电池组件与所述电源管理电路之间，用于对所述电池组件的输出电压作滤波处理；

第二滤波电路，电连接于所述电源管理电路与所述控制电路之间，用于对所述电源电压作滤波处理。

在一些实施例中，所述控制电路包括：

开关检测电路，分别与所述电池组件、所述电压保持电路以及所述第一限流电路电连接，用于根据所述按键的按键动作，工作在导通状态或关断状态，以输出第三电平信号；

控制器，分别与所述电源管理电路和所述开关检测电路电连接，用于根据所述电源电压，进行工作，并根据所述第三电平信号，检测所述按键的按键动作，根据所述按键动作，执行预设操作。

在一些实施例中，所述开关检测电路包括：

第一开关电路，分别与所述电池组件、所述电压保持电路以及所述第一限流电路电连接，用于根据所述按键的按键动作，工作在导通状态或关断状态；

第二开关电路，分别与所述第一开关电路和所述控制器电连接，用于当所述第一开关电路工作在导通状态时，工作在导通状态，当所述第一开关电路工作在关断状态时，工作在关断状态，以输出所述第三电平信号至所述控制器。

在一些实施例中，所述控制电路还包括第三限流电路，所述第三限流电路分别与所述电源管理电路、所述第二开关电路以及所述控制器电连接，用于对流入所述控制器的检测引脚的电流作限流处理。

本实用新型实施例还提供了一种电子设备，包括如上任一项所述的按键唤醒电路。

本实用新型的有益效果是：与现有技术相比较，本实用新型实施例提供了一种按键唤醒电路及电子设备，通过按键电路包括按键，用于当电池组件处于低功耗状态，且按键被按下时，输出第一电平信号，唤醒电路分别与电池组件和按键电路电连接，用于根据第一电平信号，进行唤醒，因此，本实用新型实施例通过按键操作，即可唤醒处于低功耗状态的电池组件，从而降低了电路唤醒的操作难度。另外，唤醒电路进行唤醒后，用于将电池组件的输出电压转化为电源电压，然后，通过控制电路分别与电池组件、按键电路以及唤醒电路电连接，用于根据电源电压，进行工作，并检测按键的按键动作，根据按键动作，执行预设操作，因此，本实用新型实施例在处于低功耗状态的电池组件被唤醒后，可实现按键检测。

【附图说明】

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本实用新型实施例提供的一种按键唤醒电路的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种唤醒电路和控制电路的结构示意图；

图3为本实用新型另一实施例提供的一种唤醒电路和控制电路的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种按键唤醒电路的电路连接示意图。

【具体实施方式】

为了便于理解本申请，下面结合附图和具体实施方式，对本申请进行更详细的说明。需要说明的是，当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本申请不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实用新型实施例提供了一种电子设备，包括下述电路实施例所述的按键唤醒电路。

其中，所述电子设备是指由集成电路、晶体管、电子管等电子元器件组成，应用电子技术(包括软件编程)发挥作用的设备，包括电子计算机以及由电子计算机控制的机器人、数控或程控系统等，例如电脑、空调、冰箱、洗衣机、微波炉、打印机，传真机、一体机、电子生产设备等。

本实用新型实施例提供的一种电子设备，通过所述按键唤醒电路，可实现基于按键操作的低功耗电路(以电池组件为例)唤醒，从而降低了低功耗电路唤醒的操作难度。另外，低功耗电路被唤醒之后，通过所述按键唤醒电路，检测按键当前的按键动作，并根据所述按键动作，执行预设操作，从而，实现了按键检测。

请参阅图1，为本实用新型实施例提供的一种按键唤醒电路的结构示意图。如图1所示，所述按键唤醒电路100与电池组件11电连接，所述按键唤醒电路100包括按键电路10、唤醒电路20以及控制电路30。

其中，所述电池组件11包括低功耗状态。所述电池组件11可以主动或被动进入低功耗状态。所述电池组件11主动进入低功耗状态的步骤包括：例如，设置预设电量阈值，当所述电池组件11的当前电量小于所述预设电量阈值时，将所述电池组件11的功耗状态切换至低功耗状态。所述电池组件11被动进入低功耗状态的步骤包括：例如，接收用户发送的待机指令或状态切换指令，将所述电池组件11的功耗状态切换至低功耗状态。

所述电池组件11内储蓄有电量，用于为所述按键唤醒电路100提供电源，其由至少一个锂电池或铅蓄电池组成。所述电池组件11包括电池组件正极和电池组件负极。如图4所示，所述电池组件正极用于提供输出电压vb，所述电池组件负极与接地端gnd连接。

在本实施例中，所述电池组件11采用多串多并结构，包括n1个并联的电池组，每一电池组包括n2个互相串联的锂电池或铅蓄电池，其中，n1≥2，n2≥2。假设每一锂电池或铅蓄电池的电压为v1，则所述电池组件11的电压为n2*v1，假设每一电池组的电池容量为c1，则所述电池组件11的电池容量为n1*c1。因此，相较于单个电池结构，所述电池组件11的电压和电池容量更大，假设放电电流恒定，所述电池组件11的放电时间更长，续航能力更为持久。在一些实施例中，所述电池组件11可采用单串单并结构。单串单并结构的所述电池组件11由n3个互相串联的锂电池或铅蓄电池构成，或者由n4个互相并联的锂电池或铅蓄电池构成，其中，n3≥1，n4≥1。

所述按键电路10包括按键101，所述按键电路10用于当所述电池组件11处于低功耗状态，且所述按键101被按下时，输出第一电平信号。

其中，所述按键101为自复位按键，有旋转、滚动、摆动、跷板、推动和棘轮等等结构。自复位按键的复位方式包括单边复位、双边复位、多边复位以及垂直复位。自复位按键与自锁开关的区别是：自复位按键被按下后松开(即压力消失)，回复初始状态，然而，自锁开关被按下后松开，状态不回复。

如图4所示，所述按键电路10包括按键s1，当所述按键s1未被按下时，所述按键s1输出高电平信号，a点电压为高电平。通过按压所述按键s1，可唤醒处于低功耗状态的所述电池组件11，所述按键唤醒电路100正常工作。之后，按压所述按键s1不对所述电池组件11的状态产生影响，通过所述控制电路30，检测所述按键s1的按键动作，并根据所述按键动作，执行预设操作。

例如，所述电池组件11处于低功耗状态，按压所述按键s1，唤醒所述电池组件11，所述控制电路30上电工作。之后，当所述控制电路30第一次检测到所述按键s1被按下时，控制打开led灯；当所述控制电路30第二次检测到所述按键s1被按下时，控制关闭led灯。还例如，所述电池组件11处于低功耗状态，按压所述按键s1，唤醒所述电池组件11，所述控制电路30上电工作。若在预设检测时间内按压第一次数的所述按键s1，所述控制电路30控制显示所述电子设备的当前电量；若在预设检测时间内按压第二次数的所述按键s1，所述控制电路30控制播放音乐。

请参阅图2或图3，所述按键电路10还包括电压保持电路102，所述电压保持电路102分别与所述按键101、所述唤醒电路20以及所述控制电路30电连接，用于使所述第一电平信号中的低电平分量维持预设时间。

如图4所示，所述电压保持电路102包括电容c1。所述电容c1的一端与所述按键s1的一端、所述唤醒电路20以及所述控制电路30连接，所述电容c1的另一端接地，所述按键s1的另一端接地。其中，当所述按键s1被按下时，a点的电压被拉低，所述电容c1为延时电容，用于使a点的低电平电压维持预设时间，以使低电平电压持续作用于所述第一开关电路301，从而使所述第一开关电路301工作在导通状态。

所述唤醒电路20分别与所述电池组件11和所述按键电路10电连接，用于根据所述第一电平信号，进行唤醒，并将所述电池组件11的输出电压转化为电源电压。

在本实施例中，如图2所示，所述唤醒电路20包括检测电路201和电源管理电路202。

所述检测电路201分别与所述电池组件11、所述电压保持电路102以及所述控制电路30电连接，用于根据所述第一电平信号，进行唤醒，并将所述第一电平信号转换为第二电平信号。

其中，所述检测电路201包括第一限流电路2011、电池保护电路2012以及第二限流电路2013。

所述第一限流电路2011分别与所述电压保持电路102和所述控制电路30电连接，用于对所述第一电平信号作限流处理。

如图4所示，第一限流电路2011包括电阻r1。所述电阻r1的一端与所述电容c1的一端连接，所述电阻r1的另一端与所述电池保护电路2012连接。

所述电池保护电路2012分别与所述电池组件11、所述电源管理电路202以及所述第一限流电路2011电连接，用于根据作限流处理后的第一电平信号，进行唤醒，并将所述第一电平信号转换为第二电平信号。

如图4所示，所述电池保护电路2012包括afe(analogfrontend，模拟前端)芯片u1。所述afe芯片u1可选用ml5236型号，其内置了短路保护和过充检测功能，可单独实现所述电池组件11的过充，过放，过流和过温保护。

其中，所述afe芯片u1包括电源引脚vdd、接地引脚gnd、检测引脚pupin以及输出引脚vref。所述电源引脚vdd通过所述第二限流电路2013与所述电池组件11连接。所述接地引脚gnd与所述电池组件负极连接。所述检测引脚pupin与所述第一限流电路2011连接，用于接收作限流处理后的第一电平信号，所述afe芯片u1内置上拉电阻，当作限流处理后的第一电平信号为由高到低变化的电平信号时，则唤醒所述afe芯片u1。所述输出引脚vref与所述电源管理电路202连接，用于当所述afe芯片u1未被唤醒时，输出低电平信号，当所述afe芯片u1唤醒后，输出所述第二电平信号至所述电源管理电路202。

在本实施例中，所述第一电平信号为由高至低变化的电平信号，所述第二电平信号为由低至高变化的电平信号。可以理解，所述afe芯片u1不限于本实施例所公开的具体型号，其可根据所述电池组件11的电池数量和实际电路设计需求等进行选择。

所述第二限流电路2013电连接于所述电池组件11和所述电池保护电路2012之间，用于对所述电池组件11的输出电压作限流处理。

如图4所示，所述第二限流电路2013包括电阻r2。所述电阻r2的一端与所述afe芯片u1的电源引脚vdd连接，所述电阻r2的另一端与所述电池组件正极连接，用于接收所述电池组件11的输出电压vb。

在一些实施例中，如图3所示，所述检测电路201还包括隔离电路2014，所述隔离电路2014电连接于所述电压保持电路102与所述第一限流电路2011之间。

其中，所述隔离电路2014包括隔离二极管d1。所述隔离二极管d1的阴极与所述电容c1的一端连接，所述隔离二极管d1的阳极与所述电阻r1的一端连接。

可以理解，所述隔离电路2014可电连接于所述按键电路10和所述afe芯片u1之间，不限于本实施例所公开的具体连接关系和连接位置。当所述afe芯片u1内置上拉电阻的电源不是所述电池组件11的输出电压vb时，则需增加所述隔离电路2014，以避免外部电源对所述afe芯片u1的检测引脚pupin的检测结果的影响。

所述电源管理电路202分别与所述电池组件11和所述检测电路201电连接，用于根据所述第二电平信号，进行唤醒，并将所述电池组件11的输出电压转化为电源电压。

其中，所述电源管理电路202包括低压差线性稳压器u2，所述低压差线性稳压器u2的型号不限。所述电源电压为所述控制器302的工作电压和所述第二开关电路3012的电源电压，其可根据所述控制器302的型号和所述第二开关电路3012的元件参数进行变更。

如图4所示，所述低压差线性稳压器u2包括使能引脚en、输入引脚input、输出引脚output以及接地引脚gnd。所述使能引脚en与所述afe芯片u1的输出引脚vref连接，当接收到所述第二电平信号时，唤醒所述低压差线性稳压器u2。所述输入引脚input与所述电池组件11连接，当所述低压差线性稳压器u2唤醒后，将所述电池组件11的输出电压vb转化为电源电压vs，即所述电池组件11被唤醒。所述输出引脚output与所述控制器302和所述第二开关电路3012连接，用于输出所述电源电压vs，以为所述控制器302和所述第二开关电路3012提供电源。

在一些实施例中，如图3所示，所述唤醒电路20还包括第一滤波电路203和第二滤波电路204。

所述第一滤波电路203电连接于所述电池组件11与所述电源管理电路202之间，用于对所述电池组件11的输出电压作滤波处理。

其中，所述第一滤波电路203包括电容c2。所述电容c2的一端与所述电池组件正极和所述低压差线性稳压器u2的输入引脚input连接，所述电容c2的另一端接地。

所述第二滤波电路204电连接于所述电源管理电路202与所述控制电路30之间，用于对所述电源电压作滤波处理。

其中，所述第二滤波电路204包括电容c3。所述电容c3的一端与所述低压差线性稳压器u2的输出引脚output和所述控制器302连接，所述电容c3的另一端接地。

所述控制电路30分别与所述电池组件11、所述按键电路10以及所述唤醒电路20电连接，用于根据所述电源电压，进行工作，并检测所述按键101的按键动作，根据所述按键动作，执行预设操作。

如图2所示，所述控制电路30包括开关检测电路301和控制器302。

所述开关检测电路301分别与所述电池组件11、所述电压保持电路102以及所述第一限流电路2011电连接，用于根据所述按键101的按键动作，工作在导通状态或关断状态，以输出第三电平信号。

其中，所述开关检测电路301包括第一开关电路3011和第二开关电路3012。

所述第一开关电路3011分别与所述电池组件11、所述电压保持电路102以及所述第一限流电路2011电连接，用于根据所述按键11的按键动作，工作在导通状态或关断状态。

如图4所示，所述第一开关电路3011包括电阻r3、电阻r4、稳压二极管zd1以及pmos管q1。

其中，所述电阻r3的一端连接至点a，所述电阻r3的另一端与所述电阻r4的一端、所述稳压二极管zd1的阳极以及所述pmos管q1的栅极连接；所述电阻r4的另一端与所述稳压二极管zd1的阴极、所述电池组件正极以及所述pmos管q1的源极连接；所述pmos管q1的漏极与所述第二开关电路3012连接。

在一些实施例中，所述电阻r3和/或所述稳压二极管zd1可省略，所述pmos管q1可采用晶体三极管等半导体器件进行替代。

所述第二开关电路3012分别与所述第一开关电路3011和所述控制器302电连接，用于当所述第一开关电路3011工作在导通状态时，工作在导通状态，当所述第一开关电路3011工作在关断状态时，工作在关断状态，以输出所述第三电平信号至所述控制器302。

如图4所示，所述第二开关电路3012包括电阻r5、稳压二极管zd2、电阻r6、nmos管q2以及电阻r7。

其中，所述电阻r5的一端与所述pmos管q1的漏极连接，所述电阻r5的另一端与所述稳压二极管zd2的阴极、所述电阻r6的一端以及所述nmos管q2的栅极连接；所述稳压二极管zd2的阳极、所述电阻r6的另一端以及所述nmos管q2的源极均接地；所述nmos管q2的漏极与所述电阻r7的一端连接；所述电阻r7的另一端与所述电阻r8的另一端和所述控制器302的检测引脚i/o连接。

在一些实施例中，所述电阻r5、所述电阻r6以及所述稳压二极管zd2中至少一个可省略，所述nmos管q2可采用晶体三极管等半导体器件进行替代。

综上，当所述按键s1被按下，在所述电容c1的作用下，a点的低电平电压维持预设时间，所述电阻r3和所述电阻r4组成一分压电路，对所述电池组件11的输出电压vb进行分压，所述pmos管q1的源极电压等于所述电池组件11的输出电压vb，所述pmos管q1的栅极电压等于所述输出电压vb的分压电压，满足所述pmos管q1的分压条件，所述pmos管q1导通。此时，所述电阻r5和所述电阻r6组成一分压电路，对所述电池组件11的输出电压vb进行分压，所述nmos管q2的栅极电压等于所述输出电压vb的分压电压，所述nmos管q2的源极接地，满足所述nmos管q2的导通条件，所述nmos管q2导通，m点电压被拉低，即所述第三电平信号为低电平信号，并发送至所述控制器302的检测引脚i/o。

所述控制器302分别与所述电源管理电路202和所述开关检测电路301电连接，用于根据所述电源电压，进行工作，并根据所述第三电平信号，检测所述按键11的按键动作，根据所述按键动作，执行预设操作。

在本实施例中，所述控制器302包括单片机u3，所述单片机u3可以采用51系列、arduino系列、stm32系列等。

在一些实施例中，所述控制器302还可以为通用处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)、arm(acornriscmachine)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合；还可以是任何传统处理器、控制器、微控制器或状态机；也可以被实现为计算设备的组合，例如，dsp和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合dsp核、或任何其它这种配置。

在一些实施例中，如图3所示，所述控制电路30还包括第三限流电路303，所述第三限流电路303分别与所述电源管理电路202、所述第二开关电路3012以及所述控制器302电连接，用于对流入所述控制器302的检测引脚的电流作限流处理。

当所述单片机u3内置上拉电阻时，所述第三限流电路303可省略。如图4所示，所述第三限流电路303包括电阻r8。所述电阻r8的一端用于接收所述电源电压vs，所述电阻r8的另一端与所述单片机u3的检测引脚i/o和所述电阻r7的另一端连接。

本实用新型实施例提供了一种按键唤醒电路，通过按键电路包括按键，用于当电池组件处于低功耗状态，且按键被按下时，输出第一电平信号，唤醒电路分别与电池组件和按键电路电连接，用于根据第一电平信号，进行唤醒，因此，本实用新型实施例通过按键操作，即可唤醒处于低功耗状态的电池组件，从而降低了电路唤醒的操作难度。另外，唤醒电路进行唤醒后，用于将电池组件的输出电压转化为电源电压，然后，通过控制电路分别与电池组件、按键电路以及唤醒电路电连接，用于根据电源电压，进行工作，并检测按键的按键动作，根据按键动作，执行预设操作，因此，本实用新型实施例在处于低功耗状态的电池组件被唤醒后，可实现按键检测。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。