一种解决关机漏电的开关电路及终端设备的制作方法

本发明涉及电子产品技术领域，特别是涉及一种解决关机漏电的开关电路及终端设备。

背景技术：

随着电子产品的日渐成熟与普及，越来越多用户选择使用智能电子产品，在电子产品的功能和性能日益完善的同时，用户开始关注电子产品的电池及安全问题。

然而，当前的电子产品基本上都是采用锂离子电池、镍氢电池等作为供电电源，由于软件设计或硬件电路的原因，即使在“关机”后，电子产品的某部分程序或电路仍然在工作，没有做到真正意义上的关机，还残留一部分的漏电流，不仅造成电池耗电量大，还会引起不可预测的安全问题。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种解决关机漏电的开关电路及终端设备，用于解决系统关机时漏电的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种解决关机漏电的开关电路，所述开关电路至少包括第一场效应管及第二场效应管；所述第一场效应管的控制端耦接来自功耗器件的控制信号及所述第二场效应管的第二连接端，所述第一场效应管的第一连接端耦接电池，所述第一场效应管的第二连接端耦接功耗器件；所述第二场效应管的控制端耦接开关和所述电池，所述第二场效应管的第一连接端耦接所述电池；系统关机时，所述第一场效应管在所述控制信号的作用下处于关闭状态，所述第二场效应管在所述电池输出电压的作用下处于关闭状态，所述电池与所述功耗器件之间不导通；其中，所述第一场效应管的所述第一连接端与所述第二连接端之间串联有至少两个二极管，所述二极管中的至少两个背靠背连接，所述二极管中的一个为所述第一场效应管的寄生体二极管；所述第二场效应管的所述第一连接端与所述第二连接端之间串联有至少两个二极管，所述二极管中的至少两个背靠背连接，所述二极管中的一个为所述第二场效应管的寄生体二极管。

其中，所述第一场效应管为N沟金属氧化物半导体场效应晶体管；所述第二场效应管为P沟金属氧化物半导体场效应晶体管。

其中，所述开关电路还包括第一电阻、第二电阻及第一二极管；所述第一电阻的一端分别与所述第二电阻、所述第一二极管及所述第一场效应管的控制端及所述第二场效应管的第二连接端耦接；所述第一电阻的另一端与系统充电电压耦接，所述第二电阻的另一端接地；所述第一二极管的另一端耦接来自功耗器件的控制信号；系统关机充电时，所述第一场效应管在所述第一电阻与所述第二电阻的作用下导通，所述系统充电电压与所述功耗器件及所述电池正常连接。

其中，所述开关电路还包括第三电阻；所述第三电阻的一端分别与所述第二场效应管的控制端及所述开关耦接；所述第三电阻的另一端分别与所述第二场效应管的第一连接端及所述电池耦接；系统开机时，所述第二场效应管在所述开关的作用下处于导通状态，所述第一场效应管在所述控制信号的作用下处于导通状态，所述电池与所述功耗器件之间导通。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种终端设备，所述终端设备包括开关电路、电池、开关及功耗器件；所述开关电路至少包括第一场效应管及第二场效应管；所述第一场效应管的控制端耦接来自功耗器件的控制信号及所述第二场效应管的第二连接端，所述第一场效应管的第一连接端耦接电池，所述第一场效应管的第二连接端耦接功耗器件；所述第二场效应管的控制端耦接开关和所述电池，所述第二场效应管的第一连接端耦接所述电池；系统关机时，所述第一场效应管在所述控制信号的作用下处于关闭状态，所述第二场效应管在所述电池输出电压的作用下处于关闭状态，所述电池与所述功耗器件之间不导通；其中，所述第一场效应管的所述第一连接端与所述第二连接端之间串联有至少两个二极管，所述二极管中的至少两个背靠背连接，所述二极管中的一个为所述第一场效应管的寄生体二极管；所述第二场效应管的所述第一连接端与所述第二连接端之间串联有至少两个二极管，所述二极管中的至少两个背靠背连接，所述二极管中的一个为所述第二场效应管的寄生体二极管。

其中，所述开关电路包括的第一场效应管为N沟金属氧化物半导体场效应晶体管；所述开关电路包括的第二场效应管为P沟金属氧化物半导体场效应晶体管。

其中，所述开关电路还包括第一电阻、第二电阻及第一二极管；所述第一电阻的一端分别与所述第二电阻、所述第一二极管及所述第一场效应管的控制端及所述第二场效应管的第二连接端耦接；所述第一电阻的另一端与系统充电电压耦接，所述第二电阻的另一端接地；所述第一二极管的另一端耦接来自功耗器件的控制信号；系统关机充电时，所述第一场效应管在所述第一电阻与所述第二电阻的作用下导通，所述系统充电电压与所述功耗器件及所述电池正常连接。

其中，所述开关电路还包括第三电阻；所述第三电阻的一端分别与所述第二场效应管的控制端及所述开关耦接；所述第三电阻的另一端分别与所述第二场效应管的第一连接端及所述电池耦接；系统开机时，所述第二场效应管在所述开关的作用下处于导通状态，所述第一场效应管在所述控制信号的作用下处于导通状态，所述电池与所述功耗器件之间导通。

本发明的有益效果是：当系统关机时，第一场效应管在控制信号的作用下处于关闭状态，第二场效应管在电池输出电压的作用下处于关闭状态，电池与所述功耗器件之间不导通，解决系统关机时漏电的问题。

附图说明

图1是本发明开关电路的第一实施例的结构示意图；

图2是本发明开关电路的第二实施例的结构示意图；

图3是本发明开关电路的第三实施例的结构示意图；

图4是本发明开关电路的一实施例的详细电路示意图；

图5是本发明的终端设备结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明进行详细说明。需要注意的是，以下描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1是本发明开关电路的第一实施例的结构示意图。本实施例提供的开关电路至少包括第一场效应管10及第二场效应管11，其中，第一场效应管10与第二场效应管11分别与控制信号12、开关13、功耗器件14及电池15耦接。

如图1所示，第一场效应管10的控制端100耦接来自功耗器件的控制信号12及第二场效应管11的第二连接端112，第一场效应管10的第一连接端101耦接电池15，第一场效应管10的第二连接端102耦接功耗器件14。第二场效应管11的控制端110耦接开关13和电池15，第二场效应管11的第一连接端111耦接电池15。

其中，第一场效应管10的第一连接端101与第二连接端102之间串联有至少两个(图中所示为两个)二极管16，二极管16中的至少两个背靠背连接。第二场效应管11的第一连接端111与第二连接端112之间串联有至少两个(图中所示为两个)二极管16，二极管16中的至少两个背靠背连接。

本实施例中，第一场效应管为N沟金属氧化物半导体场效应晶体管，以下简称为NMOS管，第二场效应管为P沟金属氧化物半导体场效应晶体管，以下简称为PMOS管，MOS(Metal-Oxide-Semiconductor)管，即集成电路中绝缘性场效应管。NMOS管和PMOS管大多包含寄生体二极管，源极(即S极)与漏极(即D极)可以通过寄生体二极管直接导通，当NMOS管和PMOS管处于关闭状态时，源极(即S极)与漏极(即D极)仍然处于连通状态，无法实现真正意义上的关闭。在NMOS管和PMOS管包含寄生二极管的情况下，本实施例在NMOS管和PMOS管的两个连接端之间分别增加了一个二极管，与原有的寄生体二极管背靠背连接，用于阻止源极(即S极)与漏极(即D极)通过寄生体二极管直接导通。当系统关机时，NMOS管在控制信号的作用下处于关闭状态，PMOS管在电池输出电压的作用下处于关闭状态，此时，电池与功耗器件之间不导通，解决了系统关机时漏电的问题。在本实施例中，背靠背连接为两个二极管的负极相连，在其它情况下，可以将两个二极管正极相连，同样也可以实现阻止源极(即S极)与漏极(即D极)通过寄生体二极管直接导通。进一步的，在其他实施例中，如果NMOS管和PMOS管的两个连接端之间串联的二极管的数量大于二，则其中背靠背连接的两个二极管可以包括寄生体二极管，也可以不包括。进一步的，在其他实施例中，第一场效应管和/或第二场效应管的沟道类型可以发生变化，例如第一场效应管为PMOS管，第二场效应管为NMOS管等。第一场效应管和/或第二场效应管的沟道类型发生变化时，需要对对应的电路连接及各器件的参数做相应的调整。

图2是本发明开关电路的第二实施例的结构示意图，在图1的基础上，开关电路进一步包括第一电阻20、第二电阻21及第一二极管22。如图所示，第一电阻20的一端分别与第二电阻21、第一二极管22及第一场效应管23的控制端及第二场效应管24的第二连接端耦接；第一电阻20的另一端与系统充电电压25耦接，第二电阻21的另一端接地；第一二极管22的另一端耦接来自功耗器件的控制信号26。

本实施例中，系统关机充电时，NMOS管在第一电阻与第二电阻的作用下导通，系统充电电压与电池连通，为电池提供充电电压。同时，系统充电电压与功耗器件连通，在充电的同时为功耗器件提供正常工作的电压。

图3是本发明开关电路的第三实施例的结构示意图，在图1、图2的基础上，开关电路进一步包括第三电阻31。如图所示，第三电阻31的一端分别与第二场效应管32的控制端及开关34耦接；第三电阻31的另一端分别与第二场效应管32的第一连接端及电池35耦接。

本实施例中，当系统开机时，第二场效应管在开关的作用下处于导通状态，第一场效应管在控制信号的作用下处于导通状态，电池与功耗器件之间导通，功耗器件正常工作。

图4是本发明开关电路的详细电路示意图，如图所示，开关电路包括：N沟金属氧化物半导体场效应晶体管(以下简称为NMOS管)Q1、P沟金属氧化物半导体场效应晶体管(以下简称为PMOS管)Q2、电阻R1～R3、第一二极管D1以及NMOS管Q1两个连接端之间串联的两个背靠背二极管D2-D3、PMOS管Q2两个连接端之间串联的两个背靠背二极管D4-D5。

其中，Vsys为电池给系统供电输出电压，VBUS为系统充电电压，GPIO为系统控制接口用于输出功耗器件的控制信号，K为开关键，PWRKEY为开机PIN脚，BAT为电池电压。

其中，R1-R3为百K级别的大阻值电阻。系统充电电压VBUS耦接与电阻R1及电阻R2，且阻R2的另一端接地，通过电阻R1与电阻R2分压，系统充电电压VBUS与NMOS管Q1的栅极(G极)耦接。系统控制接口GPIO通过第一二极管D1与NMOS管Q1的栅极(G极)耦接，第一二极管D1可防止系统GPIO接口被充电电压损坏。开关键K与开机PIN脚PWRKEY及PMOS管Q2的栅极(G极)耦接，并通过电阻R3与电池电压BAT耦接，开关键K的另一端接地。电池电压BAT的一端同时与NMOS管Q1及PMOS管Q2耦接，电池BAT经过NMOS管Q1给外部功耗器件供电，Q1的内阻应尽可能的小，同时通过电流的能力应该满足系统最大功耗，避免电流过大烧坏功耗器件。系统充电电压VBUS与系统GPIO接口直接控制主路径开关NMOS管及PMOS管的工作状态，且电池电压BAT也作为控制端直接参与NMOS管及PMOS管的工作状态。

当系统关机时，系统GPIO接口关闭无输出，电池电压BAT将PMOS管Q2栅极(G极)拉高，PMOS管Q2关闭，NMOS管Q1栅极(G极)电位为低，NMOS管Q1关闭，电池与外部功耗器件完全断开，从而降低关机漏电的问题。

当系统关机需要给电池充电，系统充电电压VBUS接通，NMOS管Q1栅极(G极)电位被拉高，进而NMOS管Q1导通，电池及功耗器件与系统充电电压VBUS连通，在充电的同时为功耗器件提供正常工作的电压。

当系统开机时，按下开关键K，PMOS管Q2栅极(G极)接地，PMOS管Q2导通，同时，系统检测到开机PIN脚PWRKEY被拉低，系统开机，系统GPIO接口输出高电平电压，NMOS管Q1栅极(G极)电位被拉高，NMOS管Q1导通，电池可以给功耗器件提供电压，系统正常工作。

图5是本发明的终端设备结构示意图，如图所示，终端设备包括：开关电路51、电池、开关52及功耗器件53，其中，功耗器件53进一步包括：射频单元531、电源管理单元532及背光单元533等。电池52与开关电路51耦接，开关电路51的另一端与功耗器件53耦接，使得电池经过开关电路再给功耗器件供电，解决系统关机时漏电的问题。具体的实施方式请参考上述实施例中的详细说明，在此不再赘叙。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。