一种具备缓启动及充电控制功能的液晶书写板控制系统

技术领域

本发明涉及液晶书写板技术领域，特别是涉及一种具备缓启动及充电控制功能的液晶书写板控制系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

为实现液晶书写板在不同温度全使用寿命周期内的局部擦除功能，需要将擦除的驱动电压提升到50V以上，那么就需要通过外接DC12V甚至更高的输入电压，若无外接电源DC12V时仅能实现一键擦除而无法实现局部擦除功能；

另外，在需要执行擦除操作时，需要控制启动相关擦除驱动电路，而擦除驱动电路在启动的瞬间，会对电源产生冲击影响，甚至导致损坏。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种具备缓启动及充电控制功能的液晶书写板控制系统，对擦除控制模块的供电启动控制采用缓启动方式，降低了启动瞬间对电源的冲击影响，以及通过对电源的充电控制，支持在采用电池供电或USB供电时能够实现局部擦除功能。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种具备缓启动及充电控制功能的液晶书写板控制系统，包括：主控制器，以及与主控制器连接的缓启动电路和充电控制电路；

所述充电控制电路与电源连接，用于根据接入的电源类型，控制充电电流，且在执行擦除操作时，控制电源断开充电；

所述缓启动电路与擦除控制模块连接，包括供电回路和缓启动MOS管，通过对供电回路的上电控制缓启动MOS管的导通，以在执行擦除操作时，控制启动擦除控制模块；

所述主控制器接收擦除指令后，用于控制缓启动电路的上电且控制充电控制电路断开充电，直至完成擦除操作后，控制缓启动电路关闭及控制电源启动充电。

作为可选择的实施方式，所述充电控制电路包括充电管理芯片和第一充电电流控制子电路，所述第一充电电流控制子电路包括：第一MOS管、第二电阻、第三电阻和第四电阻；第四电阻的一端QCHG_Ctrl连接到主控制器，第四电阻的另一端连接第一MOS管，第一MOS管的漏级连接第二电阻的一端，第一MOS管的源极连接第三电阻的一端，第二电阻和第三电阻的另一端连接后接入充电管理芯片中。

作为可选择的实施方式，所述充电控制电路还包括第二充电电流控制子电路，所述第二充电电流控制子电路包括：第五电阻、第一三极管、第六电阻和第五电容；第五电阻的一端CHG_Ctrl连接到主控制器，第五电阻的另一端连接第一三极管的基极，第一三极管的集电级连接至第一MOS管的源极，第一三极管的发射极接地，第五电阻的另一端还分别连接第六电阻和第五电容，第六电阻和第五电容并联后接地。

作为可选择的实施方式，所述充电控制电路的CHG_Ctrl端和QCHG_Ctrl端均连接到主控制器；

当接入的电源类型为电池和USB同时接入供电，且主控制器接收擦除指令时，CHG_Ctrl端输出低电平，控制电源断开充电；

当接入的电源类型为电池和USB同时接入供电，且主控制器未接收擦除指令时，QCHG_Ctrl端输出低电平，开启慢充模式；

当接入的电源类型仅为电池时，不论是否接收到擦除指令，CHG_Ctrl端输出低电平，QCHG_Ctrl端输出低电平，控制电源断开充电；

当接入的电源类型为DC12V时，不论主控制器是否接收到擦除指令，QCHG_Ctrl端输出高电平，CHG_Ctrl端输出高电平，开启快充模式。

作为可选择的实施方式，所述缓启动电路包括供电回路和缓启动MOS管，所述供电回路包括：第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第二三极管和第六电容；第七电阻的一端Vout_EN连接主控制器，第七电阻的另一端连接第二三极管的基极；第二三极管的集电级通过第九电阻连接缓启动MOS管的栅极；第二三极管的集电级通过第九电阻连接第六电容和第十电阻，第六电容和第十电阻的另一端均连接至缓启动MOS管的源极。

作为可选择的实施方式，主控制器接收擦除指令后，对供电回路上电，Vout_EN端为高电平，缓启动电路启动，第六电容两端的电压差逐渐增大，缓启动MOS管的栅极和源级之间电压逐渐增大，缓启动MOS管开始缓慢导通，当第六电容两端的电压高于缓启动MOS管的启动电压时，缓启动MOS管完全导通，从而启动擦除控制电路。

作为可选择的实施方式，所述擦除控制模块采用电驱动的擦除模式或红外触控的擦除模式。

作为可选择的实施方式，所述液晶书写板控制系统采用自动休眠/自动关机的控制方法，该控制方法包括：

获取自动关机设置值和休眠时间设置值；

定时读取无按键操作且无红外触控数据的时间，当无操作时间超过自动关机设置值或休眠时间设置值后，执行休眠或关机操作；

当出现按键操作或红外触控数据时，关闭电源充电，执行擦除操作，并清零无操作时间计数器。

第二方面，本发明提供一种具备缓启动及充电控制功能的液晶书写板控制方法，包括：

接收擦除指令后，控制缓启动电路的上电且控制充电控制电路断开充电；

控制充电控制电路断开充电的过程包括，充电控制电路根据接入的电源类型控制充电电流，且在执行擦除操作时，控制电源断开充电；

控制缓启动电路的上电后，通过供电回路控制缓启动MOS管的导通，以在执行擦除操作时，控制启动擦除控制模块；

直至完成擦除操作后，控制缓启动电路关闭及控制电源启动充电。

第三方面，本发明提供一种液晶书写装置，包括：第一方面所述的具备缓启动及充电控制功能的液晶书写板控制系统。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提出了一种具备缓启动及充电控制功能的液晶书写板控制系统，对擦除控制模块的供电启动控制采用缓启动方式，降低了在执行擦除操作时，擦除驱动电压或红外触控模组启动瞬间对电源的冲击影响。

本发明提出了一种具备缓启动及充电控制功能的液晶书写板控制系统，根据接入电源不同，通过控制充电管理芯片的充电电流编程电阻实现充电电流的控制，减小系统整体的电流需求，同时支持在采用电池供电或USB供电时能够实现局部擦除功能。

本发明针对液晶书写板控制系统设计一种自动休眠/自动关机控制方法，通过定时读取无按键操作且无红外触控数据的时间，当无操作时间超过所设置的自动关机设置值或休眠时间设置值后，执行休眠或关机操作；当出现按键操作或红外触控数据时，关闭电源充电，执行擦除操作，并清零无操作时间计数器。有效降低了系统功耗，提高使用时间。

本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施例1提供的具备缓启动及充电控制功能的液晶书写板控制系统结构示意图；

图2为本发明实施例1提供的充电控制电路原理图；

图3为本发明实施例1提供的缓启动电路原理图；

图4为本发明实施例1提供的自动休眠/自动关机的控制方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

本实施例提供一种具备缓启动及充电控制功能的液晶书写板控制系统，降低了在执行擦除操作时，擦除驱动电压或红外触控模组启动瞬间对电源的冲击影响，以及通过对电源的充电控制，支持在采用电池供电或USB供电时，也可实现局部擦除功能。

如图1所示，具体包括：主控制器，以及与主控制器连接的缓启动电路和充电控制电路；

所述充电控制电路与电源连接，用于根据接入的电源类型，控制充电电流，且在执行擦除操作时，控制电源断开充电；

所述缓启动电路与擦除控制模块连接，包括供电回路和缓启动MOS管，通过对供电回路的上电控制缓启动MOS管的导通，以在执行擦除操作时，控制启动擦除控制模块；

所述主控制器接收擦除指令后，用于控制缓启动电路的上电且控制充电控制电路断开充电，直至完成擦除操作后，控制缓启动电路关闭及控制电源启动充电。

在本实施例中，所述擦除控制模块可采用电驱动的擦除模式或红外触控的擦除模式；均采用现有技术的方案，只要能够实现局部擦除即可，这里不再赘述。

在本实施例中，所述充电控制电路与电源连接，根据接入电源的不同，实现充电电流的控制，减小系统整体的电流需求。如图2所示，所述充电控制电路包括：充电管理芯片U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第一MOS管Q1，第一三极管Q2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第五电容C5和二极管D1；

其中，R2和R3为充电电流编程电阻，由R4、Q1、R5、R6、C5、Q2进行充电电流控制，R1、D1为充电状态指示电路，C1、C2、C3是滤波电容。

具体地，第四电阻R4的一端QCHG_Ctrl连接到主控制器的IO端，第四电阻R4的另一端连接第一MOS管Q1，第一MOS管Q1的漏级连接第二电阻R2的一端，第一MOS管Q1的源极连接第三电阻R3的一端，第二电阻R2和第三电阻R3的另一端连接后接入充电管理芯片U1的PROG引脚；

第五电阻R5的一端CHG_Ctrl连接到主控制器的IO端，第五电阻R5的另一端连接第一三极管Q2的基极，第一三极管Q2的集电级连接至第一MOS管Q1的源极，第一三极管Q2的发射极接地；第五电阻R5的另一端还分别连接第六电阻R6和第五电容C5，第六电阻R6和第五电容C5并联后接地；

充电管理芯片U1的VCC引脚连接两个并联的第一电容C1和第二电容C2，第一电容C1和第二电容C2并联后接地；

充电管理芯片U1的CHRG引脚依次连接二极管D1和第一电阻R1；

充电管理芯片U1的BAT引脚连接并联的第三电容C3和电池。

在本实施例中，充电电流由充电管理芯片U1与连接在PROG引脚与地之间的电阻R2和R3来设定的，电阻与充电电流之间的关系：当I≤0.3A时，I＝1000/Rprog；当I>0.3A时，Rprog＝1000/I*(1.3-I)；

主控制器通过IO控制CHG_Ctrl和QCHG_Ctrl的导通截至，以改变充电管理芯片U1的PROG的对地电阻，进而改变充电电流。

在本实施例中，充电控制电路的CHG_Ctrl和QCHG_Ctrl均连接到主控制器的IO；

当接入的电源类型为电池和USB同时接入供电，且主控制器接收擦除指令时，CHG_Ctrl端输出低电平，控制电源断开充电；

当接入的电源类型为电池和USB同时接入供电，且主控制器未接收擦除指令时，QCHG_Ctrl端输出低电平，开启慢充模式；

当接入的电源类型仅为电池时，不论是否接收到擦除指令，CHG_Ctrl端输出低电平，QCHG_Ctrl端输出低电平，控制电源断开充电；

当接入的电源类型为DC12V时，不论主控制器是否接收到擦除指令，QCHG_Ctrl端输出高电平，CHG_Ctrl端输出高电平，开启快充模式。

控制充电管理芯片的工作状态如表1所示，根据不同的电源接入状态，选择不同的充电电流，液晶书写板擦除操作时关闭充电，减小系统的电流需求，优先保证擦除功能。

表1充电管理芯片工作状态

作为可选择的一种实施方式，所述充电管理芯片的型号可选择为TP4055。

在本实施例中，对擦除控制模块的供电启动控制采用缓启动方式，以减小对系统电源的冲击影响。如图3所示，所述缓启动电路包括供电回路和缓启动MOS管Q3；

所述供电回路包括：第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第二三极管Q4和第六电容C6；

其中，第七电阻R7的一端Vout_EN连接主控制器的IO端，第七电阻R7的另一端连接第二三极管Q4的基极，由第二三极管Q4的基极控制充放电过程；

第七电阻R7的另一端还通过连接第八电阻R8接地，第二三极管Q4的发射极接地；

第二三极管Q4的集电级通过第九电阻R9连接缓启动MOS管Q3的栅极；

第二三极管Q4的集电级还通过第九电阻R9连接第六电容C6和第十电阻R10，第六电容C6和第十电阻R10的另一端均连接至缓启动MOS管Q3的源极；

缓启动MOS管Q3的栅极和源级之间电压大于MOS管导通阀值电压后，缓启动MOS管Q3的源极和漏级导通，擦除控制模块启动。

在本实施例中，主控制器接收擦除指令后，比如检测到红外触控的板擦数据，则对供电回路上电，Vout_EN为高电平，缓启动电路启动，C6两端的电压差逐渐增大，缓启动MOS管Q3的栅极和源级之间电压逐渐增大，缓启动MOS管Q3开始缓慢导通，当C6两端的电压高于缓启动MOS管Q3的启动电压时，Q3完全导通，从而启动擦除控制电路，起到延时缓启动、减小上电冲击的作用。

当擦除完毕后，控制缓启动电路关闭，Vout_EN输出高低电平，关闭电压输出。

在本实施例中，当擦除控制模块采用电驱动的擦除模式时，主控制器通过IO端连接擦除驱动电路，控制驱动电压的输出，以实现擦除操作；

当擦除控制模块采用红外触控的擦除模式时，主控制器与红外触控模组通过UART通讯，红外触控模组检测触控数据，通过UART接口发送至主控制器；

主控制器接收擦除指令后，确定擦除位置坐标和擦除面积，控制擦除控制模块完成擦除操作，完成擦除操作后，缓启动电路关闭、电源启动充电。

作为可选择的一种实施方式，该系统还包括按键及人机交互电路，主要为红绿双色指示灯及相关操作按键等。

作为可选择的一种实施方式，所述电源包括USB电源、DC12V及锂电池；该系统还包括电源管理电路，用于对USB电源、DC12V及锂电池的供电切换。

在本实施例中，对具备缓启动及充电控制功能的液晶书写板控制系统设计了自动休眠/自动关机的控制方法，有效的降低了系统功耗，提高使用时间；如图4所示，包括：

获取自动关机设置值和休眠时间设置值；

定时读取无按键操作且无红外触控数据的时间，当无操作时间超过所设置的自动关机设置值或休眠时间设置值后，执行休眠或关机操作；

当出现按键操作或红外触控数据时，关闭电源充电，执行擦除操作，并清零无操作时间计数器。

实施例2

本实施例提供一种具备缓启动及充电控制功能的液晶书写板控制方法，包括：

接收擦除指令后，控制缓启动电路的上电且控制充电控制电路断开充电；

控制充电控制电路断开充电的过程包括，充电控制电路根据接入的电源类型控制充电电流，且在执行擦除操作时，控制电源断开充电；

控制缓启动电路的上电后，通过供电回路控制缓启动MOS管的导通，以在执行擦除操作时，控制启动擦除控制模块；

直至完成擦除操作后，控制缓启动电路关闭及控制电源启动充电。

实施例3

本实施例提供一种液晶书写装置，包括：实施例1所述的具备缓启动及充电控制功能的液晶书写板控制系统。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。