低功耗唤醒电路及电子设备的制作方法

1.本实用新型属于电子设备技术领域，尤其涉及一种低功耗唤醒电路，以及一种设置有低功耗唤醒电路的电子设备。


背景技术：

2.可穿戴设备、无线耳机充电盒等小型电子设备中通常设置有锂电池或者锂聚合物电池。与锂电池或者锂聚合物电池匹配，通常还特别设计有具有电池充电管理和系统电源路径管理功能的充电芯片实现快速充电，以提高输入电压的支持范围，优化开关模式的效率，减少充电时间，延长在放电阶段的寿命。
3.新品出厂时，为了避免运输过程中电子设备功耗过高导致电池电量耗尽，充电新品通常集成有低功耗模式，在运输过程中自动切断系统电源。用户收到产品后，自行通过具有激活功能的硬件唤醒系统电源，使得电子设备进入正常工作模式。由于小型电子设备的体积有限，如果设计一个单独的唤醒硬件，则会挤压电子设备的设计空间，如果和其它硬件集成，则可能会影响正常的侦测、复位等功能。


技术实现要素：

4.本实用新型针对小型电子设备体积有限，如果设计一个单独的唤醒硬件，则可能会挤压电子设备的设计空间，而如果和其它硬件集成，则可能会影响正常的侦测复位等功能的问题，设计并提出一种低功耗唤醒电路。
5.为实现上述实用新型目的，本实用新型采用下述技术方案予以实现：
6.一种低功耗唤醒电路，包括充电管理芯片，所述充电管理芯片具有至少一个复用引脚；还包括：唤醒模块，所述唤醒模块包括：触发元件，所述触发元件可操作地连接系统电源；第一开关元件，所述第一开关元件的控制端连接所述触发元件，所述第一开关元件的开关通路一端连接所述复用引脚，另一端接地；和第二开关元件，所述第二开关元件的控制端一路连接所述系统电源，另一路通过第一电阻接地，所述第二开关元件的开关通路一端连接所述触发元件，另一端连接所述复用引脚。
7.进一步的，所述充电管理芯片配置为在低功耗模式下使所述系统电源维持低功耗输出；所述触发元件执行唤醒动作，所述第一开关元件的控制端通过所述触发元件连接维持低功耗输出的系统电源，所述第一开关元件的开关通路关断；所述第二开关元件的控制端连接维持低功耗输出的系统电源，所述第二开关元件的开关通路导通并输出唤醒电平信号至所述复用引脚。
8.进一步的，所述充电管理芯片配置为在所述复用引脚收到唤醒电平信号后使所述系统电源维持正常工作输出，所述第一开关元件的控制端通过所述触发元件连接维持正常工作输出的系统电源，所述第一开关元件的开关通路导通；所述第二开关元件的控制端连接维持正常工作输出的系统电源，所述第二开关元件的开关通路关断。
9.为提供系统稳定的接地点，所述触发元件包括第一端和第二端，所述触发元件的
第一端连接所述第一开关元件的控制端，所述触发元件的第二端一路连接所述系统电源，另一路经由电容接地；还包括：第三开关元件，所述第三开关元件的控制端一路连接所述系统电源，另一路通过第二电阻接地，所述第三开关元件的开关通路的一端一路连接所述系统电源，另一路连接所述触发元件的第二端，所述第三元件的开关通路的另一端接地。
10.可选的，所述第一开关元件的控制端通过触发元件连接维持正常工作输出的系统电源；所述触发元件执行重置动作，所述第一开关元件的控制端接收重置驱动信号，所述第一开关元件的开关通路切换动作，生成并输出重置电平信号至所述复用引脚。
11.优选的，所述触发元件为按键。
12.优选的，所述第一开关元件为n沟道mos管，所述第二开关元件为p沟道mos管。
13.优选的，所述第三开关元件为p沟道mos管。
14.进一步的，还包括：静电保护二极管，所述静电保护二极管的一端一路连接所述触发元件的第一端，另一路连接所述第一开关元件的控制端，所述静电保护二极管的另一端接地。
15.本实用新型的另一个方面提供一种电子设备，包括低功耗唤醒电路；其中，低功耗唤醒电路包括充电管理芯片，所述充电管理芯片具有至少一个复用引脚；还包括：唤醒模块，所述唤醒模块包括：触发元件，所述触发元件可操作地连接系统电源；第一开关元件，所述第一开关元件的控制端连接所述触发元件，所述第一开关元件的开关通路一端连接所述复用引脚，另一端接地；和第二开关元件，所述第二开关元件的控制端一路连接所述系统电源，另一路通过第一电阻接地，所述第二开关元件的开关通路一端连接所述触发元件，另一端连接所述复用引脚。
16.与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：通过本实用新型所公开的电路设计，充电管理芯片的复用引脚可以通过第一开关元件的开关通路或者第二开关元件的开关通路接收到唤醒电平信号或者对应其它功能的信号，从而执行不同功能；其中第一开关元件和第二开关元件的通断动作则基于同一个触发元件的操作，无需设计多个独立的硬件，也不会影响使用其它功能，具有实用性好的优点。
17.结合附图阅读本实用新型的具体实施方式后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1 为本实用新型所提供的低功耗唤醒电路的一种具体实施例中充电管理芯片的电路图；
20.图2为本实用新型所提供的低功耗唤醒电路的一种具体实施例中唤醒模块的电路图。
具体实施方式
21.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本实用新型作进一步详细说明。
22.下面详细描述本实用新型的实施例，具体实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
23.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖”、“横”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
24.针对小型电子设备体积有限，如果设计一个单独的唤醒硬件，则可能会挤压电子设备的设计空间，而如果和其它硬件集成，则可能会影响正常的侦测、复位等功能的问题，一种新设计的低功耗唤醒电路如图1和图2所示。低功耗唤醒电路包括充电管理芯片u1。充电管理芯片u1与锂电池或者锂聚合物电池匹配，内置有低功耗模式。在运输过程中，充电管理芯片u1进入低功耗模式，自动切断系统电源vsys。充电管理芯片u1可选的具有电池充电管理和系统电源vsys路径管理功能。充电管理芯片u1具有至少一个复用引脚qon，通过复用引脚qon输入信号的格式执行不同功能。作为示例，充电管理芯片u1可以选用texas instruments公司的充电管理芯片u1bq25619/618。为了实现唤醒功能和其它功能的分时复用，在低功耗唤醒电路中还特别设计有唤醒模块。如图2所示，唤醒模块主要包括触发元件sw1、第一开关元件q1和第二开关元件q2。其中触发元件sw1可操作地连接系统电源vsys，第一开关元件q1的控制端连接触发元件sw1，第一开关元件q1的开关通路一端连接复用引脚qon，另一端接地。第二开关元件q2的控制端一路连接系统电源vsys，另一路通过第一电阻r27接地，第二开关元件q2的开关通路一端连接触发元件sw1，另一端连接复用引脚qon。通过这种电路设计，充电管理芯片u1的复用引脚qon可以通过第一开关元件q1的开关通路或者第二开关元件q2的开关通路接收到唤醒电平信号或者对应其它功能的信号，从而执行不同功能；其中第一开关元件q1和第二开关元件q2的通断动作则基于同一个触发元件sw1的操作，无需设计多个独立的硬件，也不会影响使用其它功能，具有实用性好的优点。
25.参见图1和图2所示，具体来说，充电管理芯片u1配置为在低功耗模式下使系统电源vsys维持低功耗输出。如果触发元件sw1执行唤醒动作，由于第一开关元件q1的控制端通过触发元件sw1连接维持低功耗输出的系统电源vsys，第一开关元件q1不满足导通条件，第一开关元件q1的开关通路关断。第二开关元件q2的控制端连接维持低功耗输出的系统电源vsys，由于第一电阻r27的作用，第二开关元件q2满足导通条件，第二开关元件q2的开关通路导通并输出唤醒电平信号至复用引脚qon。以texas instruments公司的充电管理芯片u1bq25619/618为例，唤醒电平信号为低电平信号。在复用引脚qon接收到唤醒电平信号后，充电管理芯片u1即自动退出低功耗模式。
26.基于充电管理芯片u1的内置功能，充电管理芯片u1进一步配置为在复用引脚qon收到唤醒电平信号后使系统电源vsys维持正常工作输出。此时触发元件sw1已执行唤醒动
作，第一开关元件q1的控制端通过触发元件sw1连接维持正常工作输出的系统电源vsys，第一开关元件q1满足导通条件，第一开关元件q1的开关通路导通。同时，第二开关元件q2的控制端连接维持正常工作输出的系统电源vsys，不再满足导通条件，第二开关元件q2的开关通路关断。充电管理芯片u1的复用引脚qon即可以通过第一开关元件q1的开关通路接收到对应其它功能的信号，从而实现其它功能。举例来说，第一开关元件q1的控制端通过触发元件sw1连接维持正常工作输出的系统电源vsys，充电管理芯片u1退出低功耗模式。此种状态下，触发元件sw1执行重置动作，第一开关元件q1的控制端接收重置驱动信号，第一开关元件q1的开关通路切换动作，生成并输出重置电平信号至复用引脚qon。以texas instruments公司的充电管理芯片u1bq25619/618为例，重置电平信号可以是最低时长为8s的低电平信号，在接收到重置电平信号后，充电管理芯片u1即会自动关闭250mm并再次维持正常工作输出的系统电源vsys。重置功能是充电管理芯片u1内置电路实现的，如果采用其它型号的充电管理芯片u1，重置电平信号即设计为与其它型号的充电管理芯片u1匹配的制式，在此不再一一介绍。
27.进一步具体介绍触发元件sw1的电路连接。触发元件sw1包括第一端和第二端，触发元件sw1的第一端连接第一开关元件q1的控制端，触发元件sw1的第二端一路连接系统电源vsys，另一路经由电容c9接地。为确保电路中有稳定的接地点，尤其是在不同的连接状态下均有稳定的接地点，在电路中还特别设计有第三开关元件q3，第三开关元件q3的控制端一路连接系统电源vsys，另一路通过第二电阻接地。第三开关元件q3的开关通路一端一路连接系统电源vsys，另一路连接触发元件sw1的第二端，第三开关元件q3的开关通路的另一端接地。通过设计第三开关元件q3，系统电源vsys维持低功耗输出时，第三开关元件q3满足导通条件，第三开关元件q3的开关通路导通，形成稳定的接地点，确保电路工作稳定，系统电源vsys维持正常工作输出时，第三开关元件q3的开关通路关断，不影响电路的正常功能。
28.在本实施例中，触发元件sw1优选为按键，按键可以为触摸按键、薄膜按键或者其它类型的物理按键。触发元件sw1的触点设计在触发元件sw1的第一端和第二端之间。唤醒动作即为按下按键动作。
29.优选的，第一开关元件q1优选由n沟道mos管实现，第二开关元件q2优选由p沟道mos管实现。第一开关元件q1的栅极g连接触发元件sw1,即按键，第一开关元件q1的漏极d连接复用引脚qon，第一开关元件q1的源极s接地。第二开关元件q2的栅极g一路连接系统电源vsys，另一路通过第一电阻r27接地，第二开关元件q2的源极s连接触发元件sw1，漏极d连接复用引脚qon。在低功耗模式下，充电管理芯片u1使系统电源vsys维持低功耗输出，按键按下，第一开关元件q1的栅极g通过按键连接维持低功耗输出的系统电源vsys，由于不满足n沟道mos管的导通状态，第一开关元件q1保持关断状态。第二开关元件q2的栅极g则连接维持低功耗输出的系统电源vsys，由于p沟道mos管栅极g极低有效导通特性，第二开关元件q2对地短路，第二开关元件q2的开关通路导通，复用引脚qon接收唤醒电平信号自动退出低功耗模式。之后系统电源vsys维持正常工作输出，第一开关元件q1的栅极g通过按键连接维持正常工作输出的系统电源vsys，n沟道mos管满足导通条件，第一开关元件q1的开关通路导通。第二开关元件q2的栅极g则连接维持正常工作输出的系统电源vsys，不再满足导通条件，第二开关元件q2的开关通路关断，维持正常工作状态。
30.第三开关元件q3的通断状态与第一开关元件q1类似。第三开关元件q3的栅极g一
路连接系统电源vsys，另一路通过第二电阻r28接地，第三开关元件q3的源极s一路连接系统电源vsys，另一路连接触发元件sw1的第二端，漏极d接地。在低功耗模式下，充电管理芯片u1使系统电源vsys维持低功耗输出，由于p沟道mos管栅极g极低有效导通特性，第三开关元件q3对地短路，第三开关元件q3的开关通路导通，提供系统稳定的接地点。退出低功耗模式后系统电源vsys维持正常工作输出，第三开关元件q3的栅极g则连接维持正常工作输出的系统电源vsys，不再满足导通条件，第三开关元件q3的开关通路关断，不影响电路正常工作。
31.本领域技术人员可以毫无疑义地理解，第一开关元件q1、第二开关元件q2和第三开关元件q3还可以用其它的电子元件实现，例如三极管等。
32.参见图2所示，低功耗唤醒电路中还设计有静电保护二极管d1。静电保护二极管d1的一端一路连接触发元件sw1的第一端，另一路连接第一开关元件q1的控制端，静电保护二极管d1的另一端接地。
33.本实用新型的另一个方面提供一种电子设备，电子设备中设置有低功耗唤醒电路。低功耗唤醒电路的具体电路连接参见上述实施例和说明书附图的详细记载，在此不再赘述。设置有低功耗唤醒电路的电子设备可以实现同样的技术效果。电子设备包括但不限于可穿戴设备以及无线耳机充电盒，可穿戴设备可以是智能手表、智能手环、智能戒指、智能脚环等。
34.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述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；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所要求保护的技术方案的精神和范围。