待机模式下的控制电路、电器设备和控制方法

技术领域

本发明涉及一种待机模式下的控制电路、电器设备和控制方法，属于电源控制领域。

背景技术

目前一些家用智能设备如电视机、电视盒、投影机等对待机功耗有越来越极高的要求，一般的为降低功耗的处理方案是对控制各外设的主控CPU芯片进入低功耗的休眠模式，主控CPU在休眠是虽然功耗低，但仍然存在一定的待机功耗，无法满足现在的极低待机功耗要求。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是克服现有智能设备待机时功耗不满足低功耗要求的问题。

本发明提出一种待机模式下的控制电路，其特征在于，所述待机模式下的控制电路包括信号触发设备、第一处理器、第二处理器、第三处理器、第一电子开关设备和第二电子开关设备；

其中信号触发设备的输出端同时连接第一处理器和第二处理器；

第二处理器的第一控制信号输出端连接第一处理器，第二处理器的第二控制信号输出端连接第三处理器；

第一处理器的控制信号输出端连接第一电子开关设备的控制端，第一电子开关设备的开关的输入端连接供电电源，第一电子开关设备的开关的输出端连接第三处理器的供电端；

第三处理器的第一控制信号输出端连接第二电子开关设备的控制端；

第一处理器的待机功耗低于第二处理器的待机功耗。

可选地，电子开关设备包括第二NMOS管、第一PMOS管、第五电阻、第六电阻和第七电阻；

第七电阻的一端为电子开关设备的控制端，第七电阻的另一端连接第二NMOS管的栅极，第二NMOS管的源极接地，第二NMOS管的漏极共接于第五电阻的一端和第六电阻的一端；

第五电阻的另一端和第一PMOS管的漏极共接于电子开关设备输入端，第一PMOS管的源极为电子开关设备的输出端，第一PMOS管的栅极连接第六电阻的另一端。

可选地，电子开关设备包括第二NPN三级管、第一PMOS管、第五电阻、第六电阻和第七电阻；

第七电阻的一端为电子开关设备的控制端，第七电阻的另一端连接第二NPN三级管的基极，第第二NPN三级管的发射极接地，第二NPN三级管的集电极共接于第五电阻的一端和第六电阻的一端；

第五电阻的另一端和第一PMOS管的漏极共接于电子开关设备输入端，第一PMOS管的源极为电子开关设备的输出端，第一PMOS管的栅极连接第六电阻的另一端。

可选地，待机模式下的控制电路还包括第三电子开关设备，

第三处理器的第二控制信号输出端连接第三电子开关设备的控制端；

和/或还包括第四电子开关设备，

第三处理器的第三控制信号输出端连接第四电子开关设备的控制端。

可选地，信号触发设备为红外接收设备或按键设备。

可选地，红外接收设备包括红外接收头、第三二极管和第四二极管；

红外接收头的输出端共接于第三二极管的阴极和第四二极管的阴极；

第三二极管的阳极和第四二极管阳极分别为红外接收设备的两个输出端。

本发明还提出一种电器设备，电器设备的控制电路板上设置了上述的待机模式下的控制电路，电子产品为电视盒子、电视机、投影仪中的一者。

本发明还提出一种电源管理的控制方法，基于上述的待机模式下的控制电路，其特征在于，控制方法包括：

获取并识别信号触发设备输出的触发信号中的待机信号；

第二处理器根据待机信号执行关机动作，并发第一控制信号至三处理器，以使得第三处理器根据第一控制信号控制与第三处理器连接的电子开关设备断开；

第二处理器发第二控制信号到第一处理器；

第一处理器根据待机信号和第二控制信号控制第一电子开关设备关闭，以关闭对第二处理器和第三处理器的供电。

可选地，控制方法还包括：

获取并识别信号触发设备输出的触发信号中的开机信号；

第一处理器根据开机信号控制第一电子开关设备导通，以为第二处理器和第三处理器供电；

第二处理器执行上电开机动作，并发第三控制信号到第三处理器，以使得第三处理器控制与之连接的电子开关设备导通。

可选地，控制方法还包括：

第二处理器发第二控制信号到第一处理器之前，控制方法还包括：

第二处理器接收第三处理器的反馈信号，以确认与第三处理器连接的电子开关完全关闭。

采用本发明所公开的待机模式下的控制电路，其包括信号触发设备、第一处理器、第二处理器、第三处理器、第一电子开关设备和第二电子开关设备，其中第二处理器的第一控制信号输出端连接第一处理器，第二处理器的第二控制信号输出端连接第三处理器，第一处理器的控制信号输出端连接第一电子开关设备的控制端；且第一处理器的待机功耗低于第二处理器的待机功耗。以此实现在接收到待机信号时，第二处理器控制所有的外设关闭，且发控制信号到第三处理器以控制第二电子开关设备关闭，从而关闭对应的外设，之后发出另一控制信号给第一处理器，第一处理器控制电子开关设备断开，以断开对第二处理器和第三处理器的供电，从而断开所有外设的供电，只维持待机功耗极低的第一处理器供电，以此实现了整个设备的低功耗状态，满足了低功耗要求，节约了电能。

附图说明

图1为本发明实施例的待机模式下的控制电路的框图；

图2为本发明实施例的待机模式下的控制电路的电路图；

图3为本发明另一实施例的待机模式下的控制电路的电路图；

图4为本发明另一实施例的待机模式下的控制电路的电压转换设备的电路图；

图5为本发明实施例的电源管理的控制方法的流程图；

图6为本发明另一实施例的电源管理的控制方法的流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在结构或功能不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面根据实例来详细说明本发明。

本发明提出一种待机模式下的控制电路，如图1所示，待机模式下的控制电路包括信号触发设备10、第一处理器20、第二处理器30、第三处理器50、第一电子开关设备40和第二电子开关设备60；

其中信号触发设备10的输出端同时连接第一处理器20和第二处理器30；

所述第二处理器30的第一控制信号输出端连接所述第一处理器20，所述第二处理器30的第二控制信号输出端连接所述第三处理器50；

所述第一处理器20的控制信号输出端连接所述第一电子开关设备40的控制端，所述第一电子开关设备40的开关的输入端连接供电电源，所述第一电子开关设备40的开关的输出端连接所述第三处理器50的供电端；

所述第三处理器50的第一控制信号输出端连接所述第二电子开关设备60的控制端；

所述第一处理器20的待机功耗低于所述第二处理器30的待机功耗。

其中待机模式下的控制电路所在的设备在正常工作时，第一处理器20输出控制信号控制第一电子开关设备40的电子开关接通，使得第二处理器30和第三处理器50得电工作，第二处理器30控制对应的外设正常工作，而第三处理器50控制第二电子开关设备60的开关导通，以控制对应的外设正常工作。

在关机时，信号触发设备10输出待机信号同时至第一处理器20和第二处理器30，其中第一处理器20为功能较简单的低功耗处理器，而第二处理器30的功能复杂如ARM处理器，其待机功耗较大，第三处理器50的待机功耗可以与第一处理器20相同，第二处理器30收到待机信号后，执行关机动作，如关闭对应的外设负载，以待机模式下的控制电路所在的设备为投影机为例，关闭HDMI输出、AV输出，并关闭WIFI、蓝牙等外设；同时第二处理器30通过第二控制信号输出端发出第一控制信号到第三处理器50，以使得第三处理器50根据第一控制信号控制与之年交的第二电子开关设备60断开，以控制对应的外设如风扇或者对其他控制电路断开供电等；在第二处理器30确定已经控制对应外设关闭和第三处理器50也控制对应的外设关闭后，通过第一控制信号输出端发出第二控制信号到第一处理器20，以控制第一电子开关断开，从而同时断开对第二处理器30和第三处理器50的供电，也同时断开了对第二电子开关的供电，从而使得整个设备只有第一处理器20处于工作状态，在第一处理器20控制电子开关控制对第二处理器30和第三处理器50以及第二电子开关设备60断电后，可以进入休眠的低功耗模式，因第一处理器20待机功耗极低，低于第二处理器30，如工作电流在毫安级甚至微安级，以此保证了整个设备处于极低的低功耗状态如低于0.1W，从而满足低功耗的待机功率要求，以此节省能源，满足相关的低功耗能源标准。

在本发明的一些实施例中，如图2所示，第一电子开关设备40包括第二NMOS管Q2、第一PMOS管Q1、第五电阻R5、第六电阻R6和第七电阻R7；

第七电阻R7的一端为第一电子开关设备40的控制端，第七电阻R7的另一端连接第二NMOS管Q2的栅极，第二NMOS管Q2的源极接地，第二NMOS管Q2的漏极共接于第五电阻R5的一端和第六电阻R6的一端；

第五电阻R5的另一端和第一PMOS管Q1的漏极共接于第一电子开关设备40输入端，第一PMOS管Q1的源极为第一电子开关设备40的输出端，第一PMOS管Q1的栅极连接第六电阻R6的另一端。

这里的第一PMOS管Q1和第二NMOS管Q2组成第一电子开关设备40的基本开关电路，在第二NMOS管Q2导通时，第一PMOS管Q1的漏极和栅极之间加载电压从而导通，以此实现电子开关设备40的导通。

进一步地，第一电子开关设备40还包括第六电容C6，第六电容C6并联于第一PMOS管Q1的栅极和漏极。如图2所示，第六电容C6起到过滤杂波干扰信号作用，防止干扰信号加载在第一PMOS管Q1的栅极和漏极之间造成第一PMOS管Q1的误导通，从而提升其工作的稳定性。

在本发明的一些实施例中，信号触发设备10为红外接收设备或按键设备。即第一处理器20和第二处理器30可以接收的触发信号是红外信号或者按键信号。

以触发信号设备为红外接收设备为例，如图2所示，红外接收设备包括红外接收头IR、第一静电二极管D1、第二静电二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4；

红外接收头IR的输出端共接于第三二极管D3的阴极和第四二极管D4的阴极，红外接收头IR的电源正极端和红外接收头IR的输出端对地分别并联第一静电二极管D1和第二静电二极管D2；

第三二极管D3的阳极和第四二极管D4阳极分别为红外接收设备的两个输出端。

第二电子开关设备的电路图与第一电子开关设备的相同，在此不再赘述。

以下结合图2说明待机模式下的控制电路的工作原理。

在遥控器发出待机信号时，遥控接收头接收到，并经第三二极管D3和第四二极管D4同时发生给第一处理器20和第二处理器30，这里的第三二极管D3和第四二极管D4起到隔离作用，避免第一处理器20和第二处理器30的接收端口之间由于高低电平引起短路而损坏其端口；第一静电二极管D1和第二静电二极管D2分别起到对红外接收头IR的输出端和电源正极端的干扰信号的滤波作用。第一处理器20和第二处理器30同时解析该遥控信号并识别为待机指令，第二处理器30发出关机的指令控制设备所在的相关外设关闭，如以设备为投影机为例，关闭HDMI输出、AV输出，并关闭WIFI、蓝牙和显示灯外设；而且第二处理器30还同时发第一控制信号到第三处理器50，第三处理器50根据第一控制信号输出低电平，以控制第四NMOS管Q4关闭，第四NMOS管Q4时，第三PMOS管Q3的栅极和漏极之间加载的电压消失，以此随着关闭，则第三PMOS管Q3的源极输出的电压控制的对应外设如风扇或者其他控制电路等断电；在第二处理器30确认将这些外设关闭后，发出第二控制信号至第一处理器20，这里第一处理器20和第二处理器30可以基于通讯的方式进行传输控制信号，如果控制信号简单也可以基于电平的方式传输。第一处理器20在确认收到待机指令，并在接收到第二控制信号后，输出低电平至第二NMOS管Q2的栅极，以此关闭第二NMOS管Q2，第二NMOS管Q2关闭时，第一PMOS管Q1的栅极和漏极之间加载的电压消失，以此随着关闭，从而断开对第二处理器30和第三处理器50的供电，并同时断开对第四NMOS管Q4和第三PMOS管Q3的供电，从而使得整个设备只有第一处理器20维持供电，其他处理器和外设的供电均断开，因为由第三PMOS管Q3和第四NMOS管Q4组成的第二电子开关设备60也存在一定的功耗，以此来断开对其供电能进一步降低设备的待机功耗。且第一处理器20进入休眠的低功耗状态，从而保证了整个设备处于极低功耗状态。

在遥控器发出开机信号时，第一处理器20接收并被从低功耗的休眠模式唤醒，并解析为开机指令，以此输出高电平信号至第二NMOS管Q2的栅极，使其导通，进而第一PMOS管Q1的栅极和漏极之间加载电压以使其导通，从而第二处理器30供电，第二处理器30得电后工作，执行开机的相关动作，并发第三控制信号到第三处理器50，使得第三处理器输出高电平使得第四NMOS管Q4导通，进而使得第三PMOS管Q3导通，从而使得对应的外设如风扇和其他控制电路得电工作，以此完成设备的开机过程。

在本发明的一些实施例中，如图3所示，第一电子开关设备40包括第二NPN三级管Q2、第一PMOS管Q1、第五电阻R5、第六电阻R6和第七电阻R7；

第七电阻R7的一端为第一电子开关设备40的控制端，第七电阻R7的另一端连接第二NPN三级管Q2的基极，第第二NPN三级管Q2的发射极接地，第二NPN三级管Q2的集电极共接于第五电阻R5的一端和第六电阻R6的一端；

第五电阻R5的另一端和第一PMOS管Q1的漏极为第一电子开关设备40输入端，第一PMOS管Q1的源极为第一电子开关设备40的输出端，第一PMOS管Q1的栅极连接第六电阻R6的另一端。

与上一实施例不同之处在于，这里采用第二NPN三级管Q2替代第二NMOS管Q2，在第二NPN三级管Q2的基极输入高电平时导通，进而使得第一PMOS管Q1的栅极和漏极加载电压，同样使得其导通。以此与第二NMOS管Q2起到了相同的驱动第一PMOS管Q1工作的作用。

其他的电子开关设备如第二电子开关设备60中的第四NMOS管也可以采用第四NPN三极管Q4实现同样功能的替换。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，待机模式下的控制电路还包括第三电子开关设备70，

所述第三处理器50的第二控制信号输出端连接所述第三电子开关设备70的控制端；

和/或还包括第四电子开关设备80，

所述第三处理器50的第三控制信号输出端连接所述第四电子开关设备80的控制端。

这里为适应设备有更多其他的控制负载或者外设的需求，在第二电子开关60的基础上，再增加一个或者多个电子开关设备如上升的第三电子开关设备70和第四电子开关设备80，都受控于第三处理器50，以使得第三处理器50通过控制这些电子开关设备的通断，以控制设备中的更多外设或者控制电路的工作。

其中第三电子开关设备70和第四电子开关设备80对应的具体电路如图2和图3所示，其电路可以与第一电子开关设备40相同。

在本发明的一些实施例中，待机模式下的控制电路还包括电压转换设备，电压转换设备对输入点电压进行降压后为第一处理器20进行供电。如图4所示，因为第一处理器20的供电电压和电源供电电压不同，如第一处理器20的供电电压为3.3V，而电源供电电压为5V，因此，需要增加一个电压转换电路，主要由电源管理芯片IC2组成，对第一处理器20进行供电。因为第一处理器20是在任何时刻均处于供电状态，因此需要单独设置该电压转换电路。

本发明还提出一种智能设备，该智能设备的控制电路板上设置了根据上述实施例提到的待机模式下的控制电路。这些智能设备可以是电视盒子、电视机、投影仪中的一者。通过设置上述的待机模式下的控制电路，使得这些智能设备在待机时实现极低功耗如低于0.1W，从而满足了低功耗要求，节约能源。

本发明还提出一种电源管理的控制方法，该控制方法基于上述实施例提到的待机模式下的控制电路。如图5所示，控制方法包括：

步骤S100，获取并识别信号触发设备输出的触发信号中的待机信号；

步骤S200，第二处理器根据待机信号执行关机动作，并发第一控制信号至第三处理器，以使得第三处理器根据第一控制信号控制与第三处理器连接的电子开关设备断开；

步骤S300，第二处理器发第二控制信号到第一处理器

步骤S400，第一处理器根据待机信号和第二控制信号控制第一电子开关设备关闭，以关闭对第二处理器和第三处理器的供电。

其中在步骤S100中，以触发信号为红外遥控信号为例，通过接收红外信号并进行解码，识别为待机指令。

在步骤S200中，第二处理器30根据待机信号执行关机动作，以待机模式下的控制电路所在的设备为投影机为例，此时控制投影机关闭HDMI输出、AV输出，并关闭WIFI、蓝牙和显示灯外设，其中有一些外设如WIFI、蓝牙需要第二处理器30跟这些相关控制芯片进行通讯，以确认其关闭，因此有一个短时间如1-5秒时间，还有投影机的用于显示的灯泡，受其工作发热量大的影响，不能马上关闭，需要对应的散热设备如风扇工作一个段时间如15秒-1分钟的时间才能关闭，否则容易引起灯泡温度过高影响其寿命以带来其高温影响其他电子部件寿命问题。而且第二处理器30还发第一控制信号到第三处理器50，使得第三处理器50控制对应连接的电子开关设备如第二电子开关设备60，和/或者同时控制第三电子开关设备70、第四电子开关设备80关闭，以断开其他外设如风扇和其他控制电路的供电。

在步骤S300中，在第二处理器30确认所有的外设全部关闭后，发第二控制信号到第一处理器20，以告知第一处理器20该设备的外设都关闭了。

在步骤S400中，第一处理器20在解码为待机指令，并在收到控制信号后，确认可以自行关机操作了，此时输出控制信号控制电子开关设备40关闭，从而关闭对第二处理器30和第三处理器50以及第二电子开关设备60和/或第三电子开关设备70、第四电子开关设备80的供电，从而关闭了除了第一处理器20之前的所有用电设备的供电。并且第一处理器20再进入低功耗的休眠模式，由于第一处理器20的待机功耗极低，且低于第二处理器30，因此保证了整个投影机处于待机时的极低功耗状态，如低于0.1W。以此满足了低功耗需求，并节约了电能。

在本发明的一些实施例中，所述第二处理器发第二控制信号到第一处理器之前，所述控制方法还包括：

所述第二处理器接收所述第三处理器的反馈信号，以确认与所述第三处理器连接的电子开关设备完全关闭。

由于第三处理器50控制的一些外设也存在不能立即关闭的情况，如投影机中的风扇需要延时关闭，因此需要第三处理器在接收到第一控制信号后，控制相关的外设延时断电以关闭，此时，第二处理器30和第三处理器50之间可以基于通讯方式连接，第三处理器50在控制相关外设延时关闭后，再反馈第二处理器30一个确认信号，以使得第二处理器30确认第三处理器50已经通过电子开关设备将对应连接的外设全部关闭。此后第二处理器才发第二控制信号到第一处理器20，执行最后的断电动作。

在本发明的一些实施例中，如图6所示，上述的控制方法还包括：

步骤S400，获取并识别信号触发设备输出的触发信号中的开机信号；

步骤S500，第一处理器根据开机信号控制第一电子开关设备导通，以为第二处理器和第三处理器供电；

步骤S600，第二处理器执行上电开机动作，并发第三控制信号到第三处理器，以使得第三处理器控制与之连接的电子开关设备导通。

在步骤S400中，仍然以投影机为例，在收到遥控器发出的开机信号时，只有第一处理器20处于供电的低功耗状态，被红外遥控信号唤醒以此退出休眠模式的低功耗状态，并解码识别为开机指令。

在步骤S500中，第一处理器20根据开机指令控制第一电子开关设备40导通，从而为第二处理器30和第三处理器50以及其他的电子开关设备如第二电子开关设备60供电。

在步骤S600中，第二处理器30在得到后，执行相关的开机动作，如开启显示的灯泡、开启输出端口如HDMI端口等。同时第二处理器30发第三控制信号到第三处理器50，以使得第三处理器50控制对应的电子开关设备如第二电子开关设备60导通，或者进一步控制其他电子开关设备如第三电子开关设备70和第四电子开关设备80导通，以为其他外设如风扇或者其他控制电路供电，以控制其工作，从而完成开机动作。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的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发明的限制。

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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。