专利名称：一种便携式产品中的电源电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电源电路，尤其涉及一种便携式产品中的的电源电路。
背景技术：
随着无线通信和便携式电子产品的迅速兴起和广泛应用，产品中的电源电路设计日益引起人们的关注和重视，特别是低功耗应用产品的设计。对于不同的应用产品来说，系统设计要求不同，其电源电路设计方案也会存在较大的差异。对市场前景广阔，新产品上市时间短的低功耗应用产品来说，在其电源电路方案尚未采用专用集成方案设计的情况下，需要选择稳定可靠、实现简单的电源电路设计方案。
目前在各类便携式产品(如PDA、Cellphone)广泛采用两种电源电路设计方案。
第一种方案，如图1所示，该电源电路包括电源控制芯片11、按键12、DC/DC转换电路13和系统中央处理器14。电源控制芯片11实现对整个系统的电源管理和控制，保证电路实现整个系统所需要的工作电源电压，系统中央微控制器14不直接对DC/DC转换电路13实现控制，而是与电源控制芯片11进行信息的交换，协助完成系统功能的实现并为系统功能电路15供电。此电源控制方案存在的以下问题第一，在便携式产品设计中，往往使用电池供电，电源控制芯片对电源输入端来说，它往往必须有足够低的工作电压，以便自身能正常启动并工作，对电源控制芯片的输出端来说，它往往又必须有足够高的输出电压以实现对电源电路的控制，这两者之间存在明显的差异，因此，对电源控制芯片和系统中其它电路单元提出很高的要求；第二，在便携式产品设计中，功耗是必须考虑的重要因素，电源控制芯片为有效地管理和控制系统中的电源电路，自身必须连续工作，并持续消耗电源能量，自身很难实现低功耗工作方式，这直接影响产品使用性能；第三，电源控制芯片的使用，直接会造成系统产品成本的提高，其功能越强越好，成本增加也会越高。
第二种方案，如图2所示，电源电路进包括集成在一起的电源控制芯片与系统中央微处理器21、按键22、DC/DC转换电路23。DC/DC转换电路23向系统功能电路24供电。第二种方案与第一种方案的主要差别在于把电源控制芯片与系统中央微控制器芯片集成在一起；从电源控制的角度看，能解决上述第一种方案中存在的第一个问题，但所带来的中央微控制器芯片中的电源控制电路所消耗的能量、中央微控制器芯片成本增加等问题仍然难以很好解决。此外，把电源控制芯片的功能集成到系统中央微控制器芯片中的方案，极大地限制了电源控制功能的在各类便携式产品的广泛使用。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种便携式产品中的电源电路，侧重考虑电路的低功耗、低成本。
为了达到以上目的，本实用新型的电源电路采用了以下技术方案，所述电源电路包括电源控制电路，按键，DC/DC转换电路；所述DC/DC转换电路包括一块具有关闭引脚的DC/DC芯片；所述电源控制电路与直流电源输入、所述按键以及所述DC/DC转换电路相连，所述电源控制电路连接所述DC/DC转换电路中的DC/DC芯片的关闭引脚以控制所述DC/DC转换电路的工作状态；所述按键是单触点式按键；所述DC/DC转换电路与直流电源输入相连；所述DC/DC转换电路通过一个场效应管与所述直流电源输入相连，所述场效应管的栅极与所述电源控制电路相连；所述按键与所述DC/DC转换电路相连；所述电源控制电路由微处理器或硬件逻辑电路控制。
本实用新型采用单触点式按键，每按一次按键，DC/DC转换电路开启或关闭，使用微控制器或硬件逻辑电路可以通过控制DC/DC转换电路的shutdown引脚更方便实现对DC/DC转换电路的开启或关闭工作状态的控制，增加对系统电路或电路单元工作电源的控制灵活性。
图1是现有技术的一种便携式产品中的电源电路的框图；图2是现有技术的另一种便携式产品中的电源电路的框图；图3是本实用新型的便携式产品中的电源电路的框图；图4是本实用新型的一个实施例，使用微控制器控制电源控制电路的电路图；图5是本实用新型的一个实施例，使用硬件逻辑电路控制电源控制电路的电路的电路图。
具体实施方式
以下结合附图进一步详细说明本实用新型的技术方案及实施方式。
图3是本实用新型的电源电路的框图，本实用新型电源电路包括电源控制电路31、按键32和DC/DC转换电路33；DC/DC转换电路33包括一块具有关闭引脚的DC/DC芯片；电源控制电路31与直流电源输入、按键32以及DC/DC转换电路33相连，电源控制电路31连接DC/DC转换电路33中的DC/DC芯片的关闭引脚以控制DC/DC转换电路33的工作状态；按键32是单触点式按键；DC/DC转换电路33与直流电源输入相连；DC/DC转换电路33通过一个场效应管与直流电源输入相连，该场效应管的栅极与电源控制电路31相连；按键32与DC/DC转换电路33相连；电源控制电路31由微处理器或硬件逻辑电路控制；电源控制电路31通过控制DC/DC转换电路33中的DC/DC芯片的shutdown引脚来控制DC/DC转换电路33工作与否，DC/DC转换电路33由直流电源输入供电并输出工作电压到系统功能电路34，每按一次按键，DC/DC转换电路依次开启或关闭。
图4是本实用新型的一个实施例。
该实施例中，电源控制电路为电阻R41、R42、R43、电容C41、C42，二极管D41、D42以及三极管Q41；按键为单触点式按键S41；DC/DC转换电路为电阻R44、R45、R46，电容C43、C44，电感L41以及Linear公司的DC/DC芯片LTC3400。
该实施例中，电源控制电路与直流电源输入、按键以及场效应管Q42相连；DC/DC转换电路通过场效应管Q42与直流电源输入相连，场效应管Q42的栅极与电源控制电路相连。
该实施例的电源控制电路由微处理器控制。
该实施例的工作原理如下如图4所示，在场效应管Q42不导通的情况下，DC/DC转换电路电源输入端与外接的电源断开，其输出端无工作电压Vout输出，系统其他功能单元无工作电压，停止工作。
DC/DC转换电路的shutdown引脚功能是LTC3400芯片的功能引脚4，该实施例中，shutdown引脚经电阻R44与DC/DC转换电路电源输入端相连接，当输入端电压在DC/DC转换电路正常的工作输入电压范围时，保证该电路处于开启状态。
当按下开关S41后，场效应管Q42引脚2和1之间形成电压，促使场效应管Q42导通，场效应管Q42导通后，DC/DC转换电路立即工作，在其输出端输出其它功能单元需要的工作电压值，由于系统存在微控制器MCU，所以MCU上电复位后，可以由其程序控制将引脚MCU_PIN2置成低电平，MCU_PIN2引脚置低直接导致三极管Q41饱和导通，锁定场效应管Q42引脚1为某低电平值，维持场效应管Q42导通，从而实现按动按键即可连接输入电源的功能。按键在按动后，即可释放，按键实际接触的时间一般足可以达到电源开启的要求。
在系统功能单元中的MCU工作后，除将MCU_PIN2引脚置成低电平外，还需要将MCU_PIN1引脚置成高电平，MCU程序在运行过程中，监视引脚MCU_PIN1引脚电平的变化情况；当按键按下时，MCU_PIN1引脚电平立即变低，微控制器MCU监视此变化，并等待按键释放，当按键释放后，将MCU_PIN2引脚电平置高，此引脚电平置高，导致三极管Q41，场效应管Q42都截止，从而实现按动按键即可断开输入电源的功能。按键在按动之后，即可释放，按键实际接触的时间一般足可以关闭电源。
该实施例实现单触点按键按动，完成DC/DC转换电路与输入电源的连接和断开，电路增加的元器件仅仅是常见的低价格三极管、场效应管、二极管、电阻、电容等，而且数量较少，实现所需功能的成本非常低廉。
场效应管Q42在其导通时，导通电阻很低，远小于1欧姆，使其实际工作时的功耗很小。由于场效应管是电压控制型器件，如图2中所示的电路，可以使得三极管Q41的实际饱和导通电流值选择的较小，从而大大减小三极管Q41实际工作时的功耗。
图5是本实用新型的另一个实施例。
该实施例中，电源控制电路为电阻R51、R52、R53、R54、R57，电容C52、C54，二极管D51，三极管Q51以及施密特触发器U52A、U52B；按键为单触点式按键S51；DC/DC转换电路为电阻R55、R56，电容C51、C53，电感L51以及Linear公司的DC/DC芯片LTC3400。
该实施例中，电源控制电路与直流电源输入、按键以及DC/DC转换电路相连；按键与DC/DC转换电路相连；DC/DC转换电路与直流电源输入相连。
该实施例的电源控制电路由硬件逻辑电路控制。
该实施例的工作原理如下如图5所示，在一般情况下，DC/DC转换电路的shutdown引脚被拉至低电平，DC/DC转换电路不工作，输出端无工作电压Vout输出，当按下开关S51，输入端外接电源通过电阻R51、二极管D51与LTC3400芯片的引脚shutdown相连，该引脚电平变高，DC/DC转换电路立即工作，在其输出端输出系统中其它功能单元需要的工作电压值。从图中可以看出，输出的工作电压同样使得施密特触发器U2A与U2B工作，并在施密特触发器U2B的引脚4输出工作电压电平值，经电阻R52、R53分压后，在shutdown引脚产生LTC3400芯片正常开启工作所必须的电平值，此电平值如果选择的比外接输入电源电压高时，也可迫使二极管D51截止，完全隔断对输入端影响；按键松开，电路可完成自锁功能。
在DC/DC转换电路工作后，对电阻R57、电容C54回路来说，充电时间常数较大，在DC/DC转换电路完成自锁之前，三极管Q51始终处于截止状态，对DC/DC转换电路的开启不会产生任何影响。
一旦DC/DC转换电路已开启工作，且电路已进入正常工作状态后，施密特触发器U2A引脚2输入高电平值，三极管Q51处于导通状态，如果按动按键，在合理选择电路中电阻R51、R52、R53的阻值后，可以保证DC/DC转换电路shutdown引脚电平置低，DC/DC转换电路停止工作，LTC3400芯片shutdown引脚电平解锁，输出电压值变低，电路停止工作。
该实施例实现单触点按键按动，完成DC/DC转换电路与输入电源的连接和断开的功能，但电路增加的元器件是价格低廉的施密特触发器芯片、三极管、二极管、电阻、电容等，且数量较少，同时省略了微处理器，进一步降低了实现所需功能的成本。
该实施例在DC/DC转换电路正常工作时，通过选择电路中元器件的参数值，使得三极管Q51的实际饱和导通电流值较小，从而减小了三极管Q51实际工作时的功耗。电路中选择低功耗的施密特触发器元件，可从电路设计上保证低功耗的特性。
由于使用了上述技术方案，本实用新型实现了每按一次按键，DC/DC转换电路依次与外接直流电源连接或断开，应用在便携式产品中，达到了低成本和低功耗的要求。
权利要求1.一种便携式产品中的电源电路，包括电源控制电路、按键、DC/DC转换电路，其特征在于，所述DC/DC转换电路包括一块具有关闭引脚的DC/DC芯片；所述电源控制电路与直流电源输入、所述按键以及所述DC/DC转换电路相连，所述电源控制电路连接所述DC/DC转换电路中的DC/DC芯片的关闭引脚以控制所述DC/DC转换电路的工作状态；所述按键是单触点式按键；所述DC/DC转换电路与直流电源输入相连。
2.如权利要求1所述的便携式产品中的电源电路，其特征在于，所述DC/DC转换电路通过一个场效应管与所述直流电源输入相连，所述场效应管的栅极与所述电源控制电路相连。
3.如权利要求1所述的便携式产品中的电源电路，其特征在于，所述按键与所述DC/DC转换电路相连。
4.如权利要求1所述的便携式产品中的电源电路，其特征在于，所述电源控制电路由微处理器或硬件逻辑电路控制。
专利摘要一种便携式产品中的电源电路，包括电源控制电路、按键、DC/DC转换电路；DC/DC转换电路包括一块具有关闭引脚的DC/DC芯片；电源控制电路与直流电源输入、按键以及DC/DC转换电路相连，电源控制电路连接DC/DC转换电路中的DC/DC芯片的关闭引脚以控制所述DC/DC转换电路的工作状态；按键是单触点式按键；DC/DC转换电路通过一个场效应管与直流电源输入相连，该场效应管的栅极与电源控制电路相连；电源控制电路由微处理器或硬件逻辑电路控制。本实用新型实现了每按一次按键，DC/DC转换电路依次与外接直流电源连接或断开，应用在便携式产品中，达到了低成本和低功耗的要求。
文档编号H02M3/00GK2595065SQ0229434
公开日2003年12月24日 申请日期2002年12月31日 优先权日2002年12月31日
发明者刘增水, 许国泰 申请人:上海华虹集成电路有限责任公司