一种单按键开关机电路及一种头戴显示设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种单按键开关机电路及一种头戴显示设备，所述单按键开关机电路包括电源、电源管理芯片、单按键、开机电路和关机电路；所述单按键的第一端连接电源，第二端连接开机电路和关机电路，通过单按键的按键时长控制电源产生瞬态电源信号和持续电源信号；所述开机电路，根据接收到的瞬态电源信号，启动电源管理芯片并开机；所述关机电路，包括正常关机电路和复位关机电路，其中，正常关机电路，根据接收到的持续电源信号，关闭电源管理芯片并关机，复位关机电路，在所述正常关机电路关机无效的情况下，通过触发电源管理芯片复位，重启、关闭电源管理芯片并关机。该单按键开关机电路，降低功率损耗，提升了产品性能。
【专利说明】一种单按键开关机电路及一种头戴显示设备
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及开关机电路【技术领域】，尤其涉及一种单按键开关机电路及一种头 戴显示设备。
【背景技术】
[0002] 随着穿戴类产品的普及，穿戴类产品开始朝着小型化、便携化的方向发展，其集成 度越来越高。就开关按键而言，传统的拨动开关，可以给芯片完全断电，但是占用空间较大， 且密闭性不好。采用普通按键结合芯片控制开关机，就要求开机后芯片持续工作，且一旦芯 片死机就无法正常关机；关机后，芯片也一直处于待机状态，比较耗电。
[0003] 因此，需要一种单按键开关机电路，以避免上述缺陷。 实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的在于提供一种单按键开关机电路。通过控制一个单按键的操作 实现正常开、关机以及复位关机；在关机后，芯片也处于关闭状态。
[0005] 为解决上述问题，本实用新型提供一种单按键开关机电路，包括：电源、电源管理 芯片、单按键、开机电路和关机电路；所述单按键的第一端连接电源，第二端连接开机电路 和关机电路，通过单按键的按键时长控制电源产生瞬态电源信号和持续电源信号；所述开 机电路，根据接收到来自单按键的瞬态电源信号，启动电源管理芯片并开机；所述关机电 路，包括正常关机电路和复位关机电路，其中，正常关机电路，根据接收到来自单按键的持 续的电源信号，关闭电源管理芯片并关机，复位关机电路，在所述正常关机电路关机无效的 情况下，通过触发电源管理芯片复位，重启、关闭电源管理芯片并关机。
[0006] 本方案通过单按键控制，可以减小按键所占空间，并能简单方便地控制电路进行 开关机操作。短按单按键产生瞬态电源信号，开机电路能够通过触发电源管理芯片迅速动 作，达到开机的目的。长按单按键产生持续电源信号，正常关机电路通过触发电源管理芯片 动作关闭芯片并关机；在正常关机电路无效的情况下，复位关机电路通过触发电源管理芯 片重启关闭芯片并关机。其中，正常关机电路比复位关机电路触发所需要的持续电源信号 时间短。关机电路严格按照先正常关机后复位关机的关机顺序进行。在正常关机无效的情 况下，不必通过强制断电关机，而是经复位关机电路通过触发电源管理芯片重启关闭芯片 并关机。无论是通过正常关机电路关机还是通过复位关机电路关机，最终都使电源管理芯 片本身关闭，避免了电源管理芯片待机的功耗。
[0007] 进一步的，所述开机电路，包括第一二极管和第二二极管：第一二极管的正极连 接控制电源管理芯片的MCU使能端DC-EN-MCU端，第一二极管的负极连接电源管理芯片使 能端DC-ΕΝ端；第二二极管的正极连接所述单按键，该第二二极管的负极连接电源管理芯 片使能端DC-ΕΝ端。根据二极管的特性，开机电路中，根据单按键控制电源产生瞬态信号， 经过二极管可以灵敏、稳定地控制电源管理芯片的DC-ΕΝ端；控制电源管理芯片的使能端 DC-EN-MCU端后也是经二极管连接DC-ΕΝ端，可以达到更灵敏、稳定地控制效果。
[0008] 进一步的，所述关机电路，包括第一电子开关、第二电子开关和第三电子开关，所 述电源通过所述单按键连接至控制电源管理芯片的MCU延时输入端TMR-SW端，该第一电子 开关的第一端连接单按键，第一电子开关第二端接地，第一电子开关第三端连接电源管理 芯片电源，第一电子开关第三端还连接第二电子开关第一端，第二电子开关第二端接地，第 二电子开关第三端连接电源管理芯片电源，第二电子开关第三端还连接第三电子开关第一 端，第三电子开关第二端接地，第三电子开关的第三端连接电源管理芯片电源，第三电子开 关第三端还连接至控制电源管理芯片的MCU复位端。进一步的，所述第二电子开关通过延 时电路连接所述第三电子开关。
[0009] 其中，关机电路包括正常关机电路和复位关机电路。正常关机电路，王电路为：电 源管理芯片电源经第一电阻至控制电源管理芯片的MCU延时输入端TMR-SW端。MCU延时 输入端TMR-SW端的延时时间小于第二电子开关连接的延时电路的延时时间，这样在正常 情况下，仅靠正常关机电路就能关闭电源管理芯片并关机。复位关机电路，是以第一电子开 关、第二电子开关和第三电子开关为主体构建的电路，在正常关机电路关机无效的情况下， 即单按键产生持续电源的时间超过MCU延时输入端TMR-SW端的延时时间，复位关机电路启 动。
[0010] 进一步的，所述单按键第二端通过第一电阻和第二电阻接地，第一电阻第二端还 经第三电阻连接第一电子开关的第一端，第一电子开关第三端与电源管理芯片电源之间接 有第四电阻，第一电子开关第三端与第二电子开关第一端之间还接有第五电阻，第二电子 开关第三端与电源管理芯片电源之间连接有第六电阻，第二电子开关第三端与第三电子开 关第一端之间连接有第七电阻，第七电阻的第二端和接地之间连接有第一电容，第三电子 开关的第三端和电源管理芯片电源之间连接有第八电阻。
[0011] 关机电路中，第一电阻和第二电阻主要起到下拉和分压的作用，由第一电阻第二 端输出给TMR-SW端以合适的电压信号；第三电阻为限流电阻，通过改变阻值可以控制第一 电子开关进入放大或开关状态，另外通过限流电阻可以将电流转为电压控制第一电子开关 避免烧毁第一电子开关，并且在第一电子开关导通后，能够防止TMR-SW端电压拉低；第四 电阻为上拉电阻，用于上拉第一电子开关的第三端电平，并可以在第一电子开关处于截止 状态时，使第二电子开关第一端处于高电平将第二电子开关导通；第五电阻为限流电阻，通 过改变阻值可以控制第二电子开关进入放大或开关状态，另外通过限流电阻可以将电流转 为电压控制第二电子开关避免烧毁第二电子开关，并且在第二电子开关导通后，能够防止 第一电子开关第三端拉低；第六电阻为上拉电阻，用于在第二电子开关截止时上拉第一电 容一端的电平；第七电阻与第一电容构成了 RC延时电路，并且该延时电路的延时长于电源 管理芯片TMR-SW端的延时，这也就能够保证了关机的顺序：首先是启动正常关机电路关 机，若正常关机无效，再启动复位关机电路；第八电阻为上拉电阻，用于上拉第三电子开关 与控制电源管理芯片的MCU复位端相连接的第三端电平，确保在第三电子开关导通前控制 电源管理芯片的MCU复位端一直处于高电平。
[0012] 进一步的，第一电子开关和/或第二电子开关为NPN三极管，其基极、发射极及集 电极分别对应第一电子开关的第一端、第二端及第三端；
[0013] 或者第一电子开关和/或第二电子开关为N沟道场效应管，其栅极、源极及漏极分 别对应第一电子开关的第一端、第二端及第三端。NPN三极管及N沟道场效应管作为第一或 第二电子开关，主要起到开关的作用，能够快速地控制关机电路的状态，提高RC延时电路 的充放电响应速度。
[0014] 进一步的，第三电子开关为N沟道场效应管，其栅极、源极及漏极分别对应第三电 子开关的第一端、第二端及第三端。N沟道场效应管作为第三电子开关，其输出电流决定于 输入电压的大小，基本上不需要信号源提供电流，其输入电阻大，对前级电路的影响小，导 通电阻小、损耗小。
[0015] 优选的，所述第一、第二二极管为肖特基二极管。在此处采用肖特基二极管，正是 由于肖特基二极管具有开关频率高、正向压降低、响应速度快的优点，可以迅速的响应瞬态 电源信号，以快速的启动开机电路并开机。
[0016] 优选的，所述电源信号为电池或适配器提供。
[0017] 一种头戴显示设备，包括上述单按键开关机电路。该头戴显示设备可以通过短按 单按键启动开机，通过长按单按键关闭芯片并关机。在头戴显示设备内的电源管理芯片死 机无法正常关机的情况下，通过复位关机电路重启、关闭芯片并关机。在该头戴显示设备仅 仅安设单按键，其所占空间很少，并且仅通过一个按键就能简单方便地控制电路进行开关 机操作。短按单按键产生瞬态电源信号，开机电路10能够通过触发电源管理芯片迅速动 作，达到开机的目的。长按单按键产生持续电源信号，正常关机电路201通过触发电源管理 芯片动作关闭芯片并关机；在正常关机电路201关机无效的情况下，复位关机电路202通过 触发电源管理芯片重启、关闭芯片并关机。其中，正常关机电路201比复位关机电路202触 发所需要的持续电源信号时间短。关机电路20严格按照先正常关机后复位关机的关机顺 序进行。在正常关机无效的情况下，不必通过强制断电关机，而是经复位关机电路202通过 触发电源管理芯片重启、关闭芯片并关机。无论是通过正常关机电路关机还是通过复位关 机电路关机，最终都使芯片本身关闭，避免了芯片待机广生功耗。由此看见，该头戴显不设 备用户体验良好，并且降低了产品功耗，提升了产品性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1为本实用新型单按键开关机电路的较佳实施方式的结构图。
[0019] 图2为本实用新型单按键开关机电路的较佳实施方式的电路图。
[0020] 主要元件符号说明：
[0021]
【权利要求】
1. 一种单按键开关机电路，其特征在于，包括： 电源、电源管理芯片、单按键、开机电路和关机电路； 所述单按键的第一端连接电源，第二端连接开机电路和关机电路，通过单按键的按键 时长控制电源产生瞬态电源信号和持续电源信号； 所述开机电路，根据接收到来自单按键的瞬态电源信号，启动电源管理芯片并开机； 所述关机电路，包括正常关机电路和复位关机电路，其中，正常关机电路，根据接收到 来自单按键的持续电源信号，关闭电源管理芯片并关机，复位关机电路，在所述正常关机电 路关机无效的情况下，通过触发电源管理芯片复位，重启、关闭电源管理芯片并关机。
2. 如权利要求1所述的单按键开关机电路，其特征在于：所述开机电路，包括第一二极 管和第二二极管：第一二极管的正极连接控制电源管理芯片的MCU使能端DC-EN-MCU端，第 一二极管的负极连接电源管理芯片使能端DC-ΕΝ端；第二二极管的正极连接所述单按键， 该第二二极管的负极连接电源管理芯片使能端DC-ΕΝ端。
3. 如权利要求1所述的单按键开关机电路，其特征在于：所述关机电路，包括第一电子 开关、第二电子开关和第三电子开关，所述电源通过所述单按键连接至控制电源管理芯片 的MCU延时输入端TMR-SW端，该第一电子开关的第一端连接单按键，第一电子开关第二端 接地，第一电子开关第三端连接电源管理芯片电源，第一电子开关第三端还连接第二电子 开关第一端，第二电子开关第二端接地，第二电子开关第三端连接电源管理芯片电源，第二 电子开关第三端还连接第三电子开关第一端，第三电子开关第二端接地，第三电子开关的 第三端连接电源管理芯片电源，第三电子开关第三端还连接至控制电源管理芯片的MCU复 位端。
4. 根据权利要求3所述的单按键开关机电路，其特征在于：所述第二电子开关通过延 时电路连接所述第三电子开关。
5. 如权利要求3所述的单按键开关机电路，其特征在于：所述单按键第二端通过第一 电阻和第二电阻接地，第一电阻第二端还经第三电阻连接第一电子开关的第一端，第一电 子开关第三端与电源管理芯片电源之间接有第四电阻，第一电子开关第三端与第二电子开 关第一端之间还接有第五电阻，第二电子开关第三端与电源管理芯片电源之间连接有第六 电阻，第二电子开关第三端与第三电子开关第一端之间连接有第七电阻，第七电阻的第二 端和接地之间连接有第一电容，第三电子开关的第三端和电源管理芯片电源之间连接有第 八电阻。
6. 如权利要求3所述的单按键开关机电路，其特征在于： 第一电子开关和/或第二电子开关为NPN三极管，其基极、发射极及集电极分别对应第 一电子开关的第一端、第二端及第三端； 或者第一电子开关和/或第二电子开关为N沟道场效应管，其栅极、源极及漏极分别对 应第一电子开关的第一端、第二端及第三端。
7. 如权利要求3所述的单按键开关机电路，其特征在于：第三电子开关为N沟道场效 应管，其栅极、源极及漏极分别对应第三电子开关的第一端、第二端及第三端。
8. 如权利要求2所述的单按键开关机电路，其特征在于：所述第一二极管、第二二极管 为肖特基二极管。
9. 如权利要求1至7中任一项所述的单按键开关机电路，其特征在于：所述电源信号 为电池或适配器提供。
10. -种头戴显示设备，包括如权利要求1-9中任一项所述的单按键开关机电路。
【文档编号】H03K17/96GK204119198SQ201420497135
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年8月29日 优先权日:2014年8月29日
【发明者】邓雪冰 申请人:青岛歌尔声学科技有限公司