一种智能电源开关芯片、电源管理系统及电子设备

技术领域

本发明涉及电源领域，尤其涉及一种智能电源开关芯片、电源管理系统及电子设备

背景技术

在各种成本控制比较严格的电池供电系统产品中，其充电芯片往往会采用较为便宜的不带电源路径管理功能的芯片；其中，不带电源路径管理功能指的是充电芯片的输出脚既会接到待充电电池的正极，又会接到内部系统的电源输入脚。当有外置电源输入电源电压时，充电芯片的输出电压既可以为电池充电，也可以为内部系统供电。当无外置电源时，电池直接为内部系统供电。但这样的问题在于，难以通过长按外置按键以实现电池和内部系统之间完全切断和完全导通的切换，即难以通过长按外置按键来开机和对后端系统完全断电关机。

请参考图1(a)和图1(b)，为解决上述问题，现有技术额外设置了微控制单元(MCU)以对外置按键的按压时间进行监控；若电源开关内部的MOS管处于导通状态，且外置按键的按压时间超过设定时间，则微控制单元会通过IO口发送控制信号至电源开关内部的逻辑控制模块，以使逻辑控制模块关断MOS管，即关机；若电源开关内部的MOS管处于关断状态，且外置按键的按压时间超过设定时间，则微控制单元会通过IO口发送控制信号至电源开关内部的逻辑控制模块，以使逻辑控制模块导通MOS管，即开机。而电源开关内部的比较器也会对电池是否足以维持电源开关正常工作进行监测；其中，若电池不足以维持电源开关正常工作，则逻辑控制模块会自动关断MOS管，以停止工作。但现有技术存在的问题在于：(1)额外设置的微控制单元会增加电路成本，以及电路系统的整体功耗。(2)当有外置电源输入电源电压时，无法主动导通MOS管，只能通过导通体二极管来对电池进行充电，影响充电效率。(3)无法对电池的电量进行监测；在超长关机定期唤醒的应用中，可能在唤醒前的超长关机过程中电池就没电了，但上位系统却不知晓，以至于无法唤醒设备。

发明内容

为解决现有技术的上述问题，本发明提供了一种智能电源开关芯片、电源管理系统及电子设备。

根据本发明的第一方面，提供了智能电源开关芯片，用于对充电管理芯片和电池进行智能隔离或智能连接；其中，所述智能电源开关芯片的第一电压端耦接至所述充电管理芯片的输出端，所述智能电源开关芯片的第二电压端耦接至所述电池的正极，该芯片包括：

第一开关单元，所述第一开关单元的第一端耦接至所述第二电压端；所述第一开关单元的第二端耦接至所述第一电压端；所述第一开关单元用于对充电管理芯片和电池进行隔离或连接；

第一比较单元，所述第一比较单元的第一输入端通过第一分压单元耦接至所述第二电压端，所述第一比较单元的第二输入端通过第二分压单元耦接至所述第一电压端；所述第一比较单元用于对输入所述第二电压端的第一电池电压的分压和输入所述第一电压端的第一电源电压的分压进行比较，并根据比较结果输出第一控制信号；其中，所述第一控制信号用于表征所述电池是否需要充电；

第二比较单元，所述第二比较单元的第一输入端通过所述第一分压单元耦接至所述第二电压端，所述第二比较单元的第二输入端输入第一参考电压；所述第二比较单元用于对所述第一电池电压的分压和所述第一参考电压进行比较，并根据比较结果输出第二控制信号；所述第二控制信号用于表征所述电池的剩余电量是否低于第一阈值；

第三比较单元，所述第三比较单元的第一输入端通过所述第一分压单元耦接至所述第二电压端，所述第三比较单元的第二输入端输入第二参考电压；所述第三比较单元用于对所述第一电池电压的分压和所述第二参考电压进行比较，并根据比较结果输出第三控制信号；所述第三控制信号用于表征所述智能电源开关芯片能否正常工作；

按键控制单元和单线通信单元，所述按键控制单元的第一端和所述单线通信单元的第一端均耦接至所述智能电源开关芯片的复用通信端；所述按键控制单元用于根据所述复用通信端监测外部按键的按压时间，并根据该按压时间输出第四控制信号；所述单线通信单元用于根据所述复用通信端输入的通信信号，检测所述电池的剩余电量；

逻辑控制单元，所述逻辑控制单元的输入端分别耦接到所述第一比较单元的输出端至所述第三比较单元的输出端、所述按键控制单元的输出端、所述单线通信单元的输出端，所述逻辑控制单元的输出端耦接至所述第一开关单元的控制端；所述逻辑控制单元用于根据所述第一控制信号至所述第四控制信号，控制所述第一开关单元的导通或关断。

可选的，所述第一开关单元包括第一MOS管、第一开关、第二开关；所述第一MOS管的第一端作为所述第一开关单元的第一端，所述第一MOS管的第二端作为所述第一开关单元的第二端，所述第一MOS管的栅极作为所述第一开关单元的控制端，所述第一MOS管用于对充电管理芯片和电池进行隔离或连接；所述第一开关耦接至所述第一MOS管的源极和衬底之间，所述第二开关耦接至所述第一MOS管的漏极和衬底之间；

其中，若所述第一电池电压大于所述第一电源电压，则所述第一开关被导通，所述第二开关被关断，以使所述第一MOS管的体二极管的正极耦接至所述第一电压端，所述第一MOS管的体二极管的负极耦接至所述第二电压端；若所述第一电池电压小于所述第一电源电压，则所述第一开关被关断，所述第二开关被导通，以使所述第一MOS管的体二极管的正极耦接至所述第二电压端，所述第一MOS管的体二极管的负极耦接至所述第一电压端。

可选的，所述第一MOS管包括PMOS管。

可选的，所述第一MOS管包括NMOS管。

可选的，还包括供电单元；所述供电单元包括第一二极管子单元、第二二极管子单元、内部电源；

所述第一二极管子单元耦接至所述第二电压端和所述内部电源之间，所述第二二极管子单元耦接至所述第一电压端和所述内部电源之间；所述内部电源用于为所述智能电源开关芯片内的各个单元供电；所述第一二极管子单元用于防止所述内部电源的电压倒灌至所述第二电压端，所述第二二极管子单元用于防止所述内部电源的电压倒灌至所述第一电压端；

其中，若所述第一电池电压大于所述第一电源电压，则通过所述第一电池电压为所述内部电源充电；若所述第一电池电压小于所述第一电源电压，则通过所述第一电源电压为所述内部电源充电。

可选的，所述第一二极管子单元和所述第二二极管子单元分别包括第一二极管和第二二极管；所述第一二极管的正极耦接至所述第二电压端，所述第一二极管的负极耦接至所述内部电源；所述第二二极管的正极耦接至所述第一电压端，所述第二二极管的负极耦接至所述内部电源。

可选的，所述第一二极管子单元和所述第二二极管子单元分别包括用作等效二极管的第一MOS管和第二MOS管。

可选的，所述第一分压单元用于对所述第一电池电压进行分压，以得到第二电池电压并分别输出到所述第一比较单元的第一输入端至所述第三比较单元的同相输入端；所述第二分压单元用于对所述第一电源电压进行分压，以得到第二电源电压并输出至所述第一比较单元的第二输入端。

可选的，所述第一比较单元至所述第三比较单元均包括比较器。

根据本发明的第二方面，提供了一种电源管理系统，包括充电管理芯片、电源管理芯片、外置按键、电池、本发明第一方面及可选方案所提供的智能电源开关芯片；

所述充电管理芯片的输入端作为所述电源系统的输入端，所述充电管理芯片的输出端分别耦接至所述电源管理芯片的供电端和所述智能电源开关芯片的第一电压端；所述充电管理芯片用于对外置电源输入的第二电源电压进行监控与管理，并输出第一电源电压，以对所述电源管理芯片进行供电和对所述电池进行充电；所述电源管理芯片的第一通信端和所述外置按键均耦接至所述智能电源开关芯片的复用通信端；所述智能电源开关芯片的第二电压端耦接至所述电池的正极；

其中，若所述第一电源电压大于所述第一电池电压，则表示需要对所述电池进行充电；所述逻辑控制单元根据所述第一控制信号，控制所述第一开关单元导通；

若所述第一电池电压小于所述第一参考电压，且无所述第二电源电压输入，则表示所述电池的剩余电量低于第一阈值；所述逻辑控制单元根据所述第二控制信号，控制所述第一开关单元导通；所述电源管理芯片用于被输入的所述第一电池电压激活，并通过所述第一通信端输出第一通信信号至所述复用通信端，所述单线通信单元用于根据所述复用通信端输入的所述第一通信信号，检测所述电池的剩余电量并传输回所述电源管理芯片；

若所述第一电池电压小于所述第二参考电压，且无所述第二电源电压输入，则表示所述智能电源开关芯片无法正常工作；所述逻辑控制单元根据所述第三控制信号，控制所述第一开关单元关断；

若外置按键的按压时间超过第一设定时间，则所述按压控制单元根据所述第一设定时间，输出所述第四控制信号；其中，若所述第一开关单元处于导通状态，则所述逻辑控制单元根据所述第四控制信号，控制所述第一开关单元关断；若所述第一开关单元处于关断状态，则所述逻辑控制单元根据所述第四控制信号，控制所述第一开关单元导通。

可选的，所述逻辑控制单元根据所述第一控制信号，控制所述第一开关单元导通，具体包括：

所述逻辑控制单元还用于根据所述第一控制信号，进入防抖动模式；若第二设定时间后，所述第一电源电压仍大于所述第一电池电压，则所述逻辑控制单元控制所述第一开关单元导通。

可选的，还包括第一隔断MOS管，所述第一隔断MOS管的第一端耦接至所述第一通信端，所述第一隔断MOS管的第二端耦接至所述复用通信端，所述第一隔断MOS管的控制端耦接至所述电源管理芯片的第二端；所述第一隔断MOS管用于所述电源管理芯片的供电端处于无供电状态，自动关断，以断开所述第一通信端和所述复用通信端的连接。

可选的，所述第一隔断MOS管包括NMOS管。

根据本发明的第三方面，提供了一种电子设备，包括本发明第二方面及可选方案所提供的电源管理系统。

本发明提供的智能电源开关芯片及电源管理系统，通过第一比较单元对输入所述第二电压端的第一电池电压的分压和输入所述第一电压端的第一电源电压的分压进行比较，以判断是否需要对电池进行充电；若需要，则导通第一开关单元。相较于现有技术通过体二极管的路径对电池充电，本发明可以在外置电源输入电源电压时，自动打开第一开关单元对电池进行充电。还通过第二比较单元对第一电池电压的分压和第一参考电压进行比较，以判断电池的剩余电量是否过低；若是，则导通第一开关单元，以提醒内部的电源管理芯片对电池的剩余电量进行检测并上传，以确保设备处于超长关机定时唤醒应用中能及时发现电池的电量不足，以做充电处理。还通过将按键控制单元和单线通信单元集成在智能电源开关芯片内，并公用复用通信端，以节省智能电源开关芯片的引脚资源，并降低电源管理系统的电路成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1(a)为现有技术的电源开关芯片的电路结构图；

图1(b)为现有技术的电源管理系统的模块结构图；

图2为本发明第一实施例提供的智能电源开关芯片的电路结构图一；

图3为本发明第一实施例提供的智能电源开关芯片的电路结构图二；

图4为本发明第一实施例提供的智能电源开关芯片的电路结构图三；

图5为本发明第一实施例提供的智能电源开关芯片的电路结构图四；

图6为本发明第二实施例提供的电源管理系统的模块结构图一；

图7为本发明第二实施例提供的电源管理系统的模块结构图二。

附图标记：

10-第一开关单元；20-第一比较单元；30-第二比较单元；40-第三比较单元；50-第一分压单元；60-第二分压单元；70-按键控制单元；80-单线通信单元；90-逻辑控制单元；100-供电单元；101-一二极管子单元；102-第二二极管子单元；103-内部电源；1000-充电管理芯片；2000-电源管理芯片；3000-智能电源开关芯片；A1-第一电压端；A2-第二电压端；S1-第一开关；S2-第二开关；M1-第一MOS管；M2-第一隔断MOS管；Button-外置按键；Vref1-第一参考电压；Vref2-第二参考电压；CMDEN-复用通信端。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，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。

在对本发明实施例进行阐述之前，相对本发明的设计思路进行简要说明：

现有的电子设备由于生产组装、运输、存储、销售等原因，当达到消费者手中时，可能需要长达几个月之久，在这个过程中，如果电池和后端系统没有完全断开则可能早就没电了。所以往往会增加关断电池通道的开关。消费者现场直接开机会激活电池或对电池进行充电，但现有的电子设备在接入电源时，位于外置电源和电池之间的电源开关芯片会出现无法导通的问题；原因为：该电源开关芯片被控制断开，系统进入运输模式后，再通过外接电源给电源开关芯片的输出脚供电也无法导通该开关。为解决该问题，本发明在电源开关芯片内部设置了一比较器，以将电源开关芯片对应外接电源端口处的电压和电源开关芯片对应电池端口处的电压进行比较；若外接电源端口处的电压大于电池端口处的电压，则比较器输出低电平或高电平的第一控制信号至电源开关芯片内部的逻辑控制单元。逻辑控制单元根据第一控制信号进行防抖动状态，以防止因意外导致外接电源端口处的电压大于电池端口处的电压，经过设定时间后，若外接电源端口处的电压仍大于电池端口处的电压，则逻辑控制单元自动导通电源开关芯片内的开关单元；其中，逻辑控制单元根据低电平导通开关单元，还是根据高电平导通开关单元是根据电压输入比较器的端口不同决定的；若外接电源端口处的电压输入比较器的同相输入端，电池端口处的电压输入比较器的反相输入端，则第一控制信号为高电平；反之，为低电平，具体的电压接入方式不做限定。通过上述技术方案，以实现电子设备接入外置电源时直接导通电源开关芯片而不是通过体二极管来激活电池或对电池充电。

同时，现有许多电子设备的开关键都做成了触摸式或按扭式的，这就存在触碰敏感或与短时间按一下或与通信时逻辑拉低的区分的问题，容易导致意外开机或关机，十分影响用户的使用体验；就算有做长按开关功能，也需要额外设置MCU对开关键的按压时间进行检测，提高了电子设备的功耗。为解决该问题，本发明在电源开关芯片内部集成了按键控制单元，以通过按键控制单元对电子设备的开关键的按压时间进行检测，若按键时间超过设定时间，则按键控制单元输出第四控制号至逻辑控制单元。逻辑控制单元根据当前开关单元的通断状态，控制开关单元的断通；若当前开关单元处于导通状态，则逻辑控制单元控制开关单元关断，即实现长按关机；若当前开关单元处于关断状态，则逻辑控制单元控制开关单元导通，即实现长按开机。通过上述技术方案，以低成本实现电子设备的长按开关机功能。

以下对本发明的第一实施例进行说明：

请参考图2，本发明的第一实施例提供了一种智能电源开关芯片，用于对充电管理芯片1000和电池进行智能隔离或智能连接；其中，所述智能电源开关芯片的第一电压端A1耦接至所述充电管理芯片1000的输出端，所述智能电源开关芯片的第二电压端A2耦接至所述电池的正极，该芯片包括：

第一开关S1单元10，所述第一开关S1单元10的第一端耦接至所述第二电压端A2；所述第一开关S1单元10的第二端耦接至所述第一电压端A1；所述第一开关S1单元10用于对充电管理芯片1000和电池进行隔离或连接；

第一比较单元20，所述第一比较单元20的第一输入端通过第一分压单元50耦接至所述第二电压端A2，所述第一比较单元20的第二输入端通过第二分压单元60耦接至所述第一电压端A1；所述第一比较单元20用于对输入所述第二电压端A2的第一电池电压的分压和输入所述第一电压端A1的第一电源电压的分压进行比较，并根据比较结果输出第一控制信号；其中，所述第一控制信号用于表征所述电池是否需要充电；

第二比较单元30，所述第二比较单元30的第一输入端通过所述第一分压单元50耦接至所述第二电压端A2，所述第二比较单元30的第二输入端输入第一参考电压Vref1；所述第二比较单元30用于对所述第一电池电压的分压和所述第一参考电压Vref1进行比较，并根据比较结果输出第二控制信号；所述第二控制信号用于表征所述电池的剩余电量是否低于第一阈值；

第三比较单元40，所述第三比较单元40的第一输入端通过所述第一分压单元50耦接至所述第二电压端A2，所述第三比较单元40的第二输入端输入第二参考电压Vref2；所述第三比较单元40用于对所述第一电池电压的分压和所述第二参考电压Vref2进行比较，并根据比较结果输出第三控制信号；所述第三控制信号用于表征所述智能电源开关芯片能否正常工作；

按键控制单元70和单线通信单元80，所述按键控制单元70的第一端和所述单线通信单元80的第一端均耦接至所述智能电源开关芯片的复用通信端CMDEN；所述按键控制单元70用于根据所述复用通信端CMDEN监测外部按键的按压时间，并根据该按压时间输出第四控制信号；所述单线通信单元80用于根据所述复用通信端CMDEN输入的通信信号，检测所述电池的剩余电量；

逻辑控制单元90，所述逻辑控制单元90的输入端分别耦接到所述第一比较单元20的输出端至所述第三比较单元40的输出端、所述按键控制单元70的输出端、所述单线通信单元80的输出端，所述逻辑控制单元90的输出端耦接至所述第一开关S1单元10的控制端；所述逻辑控制单元90用于根据所述第一控制信号至所述第四控制信号，控制所述第一开关S1单元10的导通或关断。

请参考图2，本发明第一实施例通过上述技术方案，以实现接入外置电源时的自动充电；实现电池剩余电量的检测。其原理为：

对于实现接入外置电源时的自动充电，其原理为：智能电源开关芯片第一电压端A1处的第一电源电压接入第一比较器的第二输入端，智能电源开关芯片第二电压端A2处的第一电池电压接入第一比较器的第一输入端；当接入外置电源时，智能电源开关芯片第一电压端A1处的第一电源电压会大于智能电源开关芯片第二电压端A2处的第一电池电压，则第一比较器输出第一控制电压。所述逻辑控制单元90根据低电平的所述第一控制电压，导通所述第一开关S1单元10，以通过第一电源电压对电池进行充电。当然，第一电源电压也可以接入第一比较器的第一输入端，第一电池也可以接入第一比较器的第二输入端，并通过高电平的第一控制信号使逻辑控制单元90导通第一开关S1单元10，具体控制方式可以根据需求进行设定，在此不做限定。

对于实现电池剩余电量的检测，其原理为：第一电池电压接入第二比较器的第一输入端，第一参考电压Vref1接入第二比较器的第二输入端；若所述第二比较器输出的第二控制信号为低电平，即第一电池电压低于第一参考电压Vref1，则表示电池的剩余电量低于第一阈值；其中，第一阈值用于表征电池的剩余电量是否健康；若电池的剩余电量低于第一阈值，则表示电池的剩余电量不健康，需要提示外部的系统。因此逻辑控制单元90会根据低电平的第二控制信号导通第一开关S1单元10，以使电池的第一电池电压对外输出至外部系统，以使外部系统发送通信信号至智能电源开关芯片内部的单线通信单元80，并通过单线通信单元80对寄存器内部存储的电池剩余电量进行检测并返回。当然，也可以接入第二比较器的第二输入端，第一参考电压Vref1接入第二比较器的第一输入端，在此不做限定。当然，所述第一阈值可以根据实际需求进行设置，在此不做限定。

同时，所述按键控制单元70和单线通信单元80共用一个复用通信端CMDEN，以节省引脚资源，降低芯片成本。

以下对本发明第一实施例提供的智能电源开关芯片的其他结构进行说明：

请参考图3，作为一种具体实施方式，所述第一开关S1单元10包括第一MOS管M1、第一开关S1、第二开关S2；所述第一MOS管M1的第一端作为所述第一开关S1单元10的第一端，所述第一MOS管M1的第二端作为所述第一开关S1单元10的第二端，所述第一MOS管M1的栅极作为所述第一开关S1单元10的控制端，所述第一MOS管M1用于对充电管理芯片1000和电池进行隔离或连接；所述第一开关S1耦接至所述第一MOS管M1的源极和衬底之间，所述第二开关S2耦接至所述第一MOS管M1的漏极和衬底之间；

其中，若所述第一电池电压大于所述第一电源电压，则所述第一开关S1被导通，所述第二开关S2被关断，使第一MOS管M1的源极和衬底的短接，以实现所述第一MOS管M1的体二极管的正极耦接至所述第一电压端A1，所述第一MOS管M1的体二极管的负极耦接至所述第二电压端A2；若所述第一电池电压小于所述第一电源电压，则所述第一开关S1被关断，所述第二开关S2被导通，使第一MOS管M1的漏极和衬底的短接，以实现所述第一MOS管M1的体二极管的正极耦接至所述第二电压端A2，所述第一MOS管M1的体二极管的负极耦接至所述第一电压端A1。上述技术手段具有的有益效果为：确保第一MOS管M1的体二极管电路始终不会有正向电流，以便第一MOS管M1在关断状态下也不会通过体二极管漏电。当然，所述第一MOS管M1可以包括PMOS管，也可以包括NMOS管，具体可以根据实际需求进行选择，在此不做限定。

请参考图4，作为一种具体实施方式，本发明第一实施例提供的智能电源开关芯片包括供电单元100；所述供电单元100包括第一二极管子单元101、第二二极管子单元102、内部电源103；

所述第一二极管子单元101耦接至所述第二电压端A2和所述内部电源103之间，所述第二二极管子单元102耦接至所述第一电压端A1和所述内部电源103之间；所述内部电源103用于为所述智能电源开关芯片内的各个单元供电；所述第一二极管子单元101用于防止所述内部电源103的电压倒灌至所述第二电压端A2，所述第二二极管子单元102用于防止所述内部电源103的电压倒灌至所述第一电压端A1；

其中，若所述第一电池电压大于所述第一电源电压，则通过所述第一电池电压为所述内部电源103充电；若所述第一电池电压小于所述第一电源电压，则通过所述第一电源电压为所述内部电源103充电。需要说明的是，当所述第一电池电压大于所述第一电源电压时，则通过所述第一电池电压对所述内部电源103进行充电。此时，内部电源103处的电位会高于所述第一电压端A1，而发生电流倒灌至所述第一电压端A1，因此所述第二二极管子单元102用于反向阻隔倒灌至第一电压端A1的电流。同样，若所述第一电源电压大于所述第一电池电压，所述第一二极管子单元101所起的作用与所述第二二极管子单元102相同，在此不再赘述。

作为一种具体实施方式，所述第一二极管子单元101和所述第二二极管子单元102分别包括第一二极管和第二二极管；所述第一二极管的正极耦接至所述第二电压端A2，所述第一二极管的负极耦接至所述内部电源103；所述第二二极管的正极耦接至所述第一电压端A1，所述第二二极管的负极耦接至所述内部电源103。当然，所述第一二极管子单元101和所述第二二极管子单元102也可以分别包括用作等效二极管的第一MOS管M1和第二MOS管。具体实施方式可以根据实际需求进行选择，在此不做限定。

作为一种具体实施方式，所述第一分压单元50用于对所述第一电池电压进行分压，以得到第二电池电压并分别输出到所述第一比较单元20的第一输入端至所述第三比较单元40的同相输入端；所述第二分压单元60用于对所述第一电源电压进行分压，以得到第二电源电压并输出至所述第一比较单元20的第二输入端。需要说明的是，所述第一参考电压Vref1和所述第二参考电压Vref2分别由不同的带隙基准源产生；其中，带隙基准源的输出电压是依据所述智能电源开关芯片的最低工作电压。而所述第一电池电压和所述第一电源电压均属于功率电压，因此需要通过所述第一分压单元50和所述第二分压单元60分别将所述第一电池电压和所述第一电源电压缩小至与所述第一参考电压Vref1和所述第二参考电压Vref2同等级的大小。当然，所述第一分压单元50和所述第二分压单元60对所述第一电池电压和所述第一电源电压的缩小比例可以根据实际需求进行选择，在此不做限制。需要说明的是，所述第一分压单元50和所述第二分压单元60均可采用电阻分压电路，也可以采用其他具有分压功能的电路，在此不做限制。

请参考图5，作为一种具体实施方式，所述第一比较器单元至所述第三比较器单元均包括比较器。

作为一种具体实施方式，所述逻辑控制单元90包括状态机控制电路；通过提前设定的程序对输入的所述第一控制信号至所述第四控制信号进行判断，并根据判断结果控制所述第一开关S1单元10的导通或关断。

请参考图6，本发明的第二实施例提供了一种电源管理系统，包括充电管理芯片1000、电源管理芯片2000、外置按键Button、电池及本发明第一实施例提供的智能电源开关芯片3000；所述充电管理芯片1000的输入端作为所述电源系统的输入端，所述充电管理芯片1000的输出端分别耦接至所述电源管理芯片2000的供电端和所述智能电源开关芯片3000的第一电压端A1；所述充电管理芯片1000用于对外置电源输入的第二电源电压进行监控与管理，并输出第一电源电压，以对所述电源管理芯片2000进行供电和对所述电池进行充电；所述电源管理芯片2000的第一通信端和所述外置按键Button均耦接至所述智能电源开关芯片3000的复用通信端CMDEN；所述智能电源开关芯片3000的第二电压端A2耦接至所述电池的正极；

其中，若所述第一电源电压大于所述第一电池电压，则表示需要对所述电池进行充电；所述逻辑控制单元90根据所述第一控制信号，控制所述第一开关S1单元10导通；

若所述第一电池电压小于所述第一参考电压Vref1，且无所述第二电源电压输入，则表示所述电池的剩余电量低于第一阈值；所述逻辑控制单元90根据所述第二控制信号，控制所述第一开关S1单元10导通；所述电源管理芯片2000用于被输入的所述第一电池电压激活，并通过所述第一通信端输出第一通信信号至所述复用通信端CMDEN，所述单线通信单元80用于根据所述复用通信端CMDEN输入的所述第一通信信号，检测所述电池的剩余电量并传输回所述电源管理芯片2000；

若所述第一电池电压小于所述第二参考电压Vref2，且无所述第二电源电压输入，则表示所述智能电源开关芯片3000无法正常工作；所述逻辑控制单元90根据所述第三控制信号，控制所述第一开关S1单元10关断；

若外置按键Button的按压时间超过第一设定时间，则所述按压控制单元根据所述第一设定时间，输出所述第四控制信号；其中，若所述第一开关S1单元10处于导通状态，则所述逻辑控制单元90根据所述第四控制信号，控制所述第一开关S1单元10关断；若所述第一开关S1单元10处于关断状态，则所述逻辑控制单元90根据所述第四控制信号，控制所述第一开关S1单元10导通。

请参考图6，本发明第二实施例通过上述技术方案，以实现第一开关S1单元10低成本的长按通断；实现长期关机定期唤醒的应用，并实现在该应用中对电池剩余电量是否健康的检测；

对于实现智能电源芯片低成本的长按通断，其原理为：将按键控制单元70集成至智能电源开关芯片3000内部，通过按键控制单元70对外部按键的按压时间进行监测；若外部按键的按压时间超过第一设定时间，则按键控制单元70输出第四控制信号。所述逻辑控制单元90根据所述第四控制信号，控制第一开关S1单元10的导通或关断；其中，若第一开关S1单元10处于导通状态，则逻辑控制单元90根据所述第四控制信号，控制第一开关S1单元10关断；若第一开关S1单元10处于关断状态，则逻辑控制单元90根据所述第四控制信号，控制第一开关S1单元10导通；即实现了对第一开关S1单元10的长按通断功能。由于将按键控制单元70集成在了智能电源开关芯片3000内部，无需额外设置MCU对外置按键Button的按压时间进行监测，进而降低了电路成本。

对于实现长期关机定期唤醒的应用，并实现在该应用中对电池剩余电量是否健康的检测，其原理为：第一电池电压接入第二比较器的第一输入端，第一参考电压Vref1接入第二比较器的第二输入端；若所述第二比较器输出的第二控制信号为低电平，即第一电池电压低于第一参考电压Vref1，则表示电池的剩余电量低于第一阈值；其中，第一阈值用于表征电池的剩余电量是否健康；若电池的剩余电量低于第一阈值，则表示电池的剩余电量不健康，需要提示电源管理芯片2000。因此逻辑控制单元90会根据低电平的第二控制信号导通第一开关S1单元10，以使电池的第一电池电压对外输出至电源管理芯片2000，以使电源管理芯片2000发送通信信号至智能电源开关芯片3000内部的单线通信单元80，并通过单线通信单元80对寄存器内部存储的电池剩余电量进行检测并返回；电源管理芯片2000检测到电池的剩余电量低于第一阈值，则会将该信息上传至中央控制系统，以便对智能电源开关芯片3000所处的电子设备进行对应处理。例如，燃气表内部的电源管理芯片2000检测到电池的剩余电量低于第一阈值时，便会通过NB-IOT告诉燃气公司该户表即将没电，燃气公司可以派人上门换电池或换表或充电。

以下对本发明第二实施例提供的电源管理系统的其他功能和结构进行说明：

作为一种具体实施方式，所述逻辑控制单元90根据所述第一控制信号，控制所述第一开关S1单元10导通，具体包括：

所述逻辑控制单元90还用于根据所述第一控制信号，进入防抖动模式；若第二设定时间后，所述第一电源电压仍大于所述第一电池电压，则所述逻辑控制单元90控制所述第一开关S1单元10导通。其具有的有益效果为：以防止因意外而导致所述第一电源电压短暂大于所述第一电池电压。其中，所述第二设定时间可以根据实际需求进行设置，在此不做限定。

请参考图7，作为一种优选实施方式，所述电源管理系统还包括第一隔断MOS管M2，所述第一隔断MOS管M2的第一端耦接至所述第一通信端，所述第一隔断MOS管M2的第二端耦接至所述复用通信端CMDEN，所述第一隔断MOS管M2的控制端耦接至所述电源管理芯片2000的第二端；所述第一隔断MOS管M2用于所述电源管理芯片2000的供电端处于无供电状态，自动关断，以断开所述第一通信端和所述复用通信端CMDEN的连接。其具有的有益效果为：当所述第一开关S1单元10关断时，就会完全切断电池供给所述电池管理芯片的电压，此时电池管理芯片的第一通信端会表现为低电平，如果此时所述第一通信端和所述复用通信端CMDEN直接连在一起的话，就会和长按外置按键Button将复用通信端CMDEN拉低到地相冲突，这会使所述智能电源开关芯片3000认为外置按键Button一直被按着。因此，当电池管理芯片的第一通信端表现为低电平时，通过所述第一隔断MOS管M2断开所述第一通信端和所述复用通信端CMDEN的连接；其原理为：当电池管理芯片的第一通信端表现为低电平时，接至第一隔断MOS管M2栅极的第二端也会表现为低电平，此时所述第一隔断MOS管M2会自动被关断。其中，所述第一隔断MOS管M2为高导通电阻的NMOS管，以降低电路成本。

综上，本发明第一实施例提供的智能电源开关芯片及本发明第二实施例提供的电源管理系统，通过第一比较单元对输入所述第二电压端的第一电池电压的分压和输入所述第一电压端的第一电源电压的分压进行比较，以判断是否需要对电池进行充电；若需要，则导通第一开关单元。相较于现有技术通过体二极管的路径对电池充电，本发明可以在外置电源输入电源电压时，自动打开第一开关单元对电池进行充电。还通过第二比较单元对第一电池电压的分压和第一参考电压进行比较，以判断电池的剩余电量是否过低；若是，则导通第一开关单元，以提醒内部的电源管理芯片对电池的剩余电量进行检测并上传，以确保设备处于超长关机定时唤醒应用中能及时发现电池的电量不足，以做充电处理。还通过将按键控制单元和单线通信单元集成在智能电源开关芯片内，并公用复用通信端，以节省智能电源开关芯片的引脚资源，并降低电源管理系统的电路成本。

本发明第三实施例还提供了一种电子设备，包括本发明第二实施例提供的电源管理系统。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。