控制电路及电子设备

技术领域

本发明实施例涉及电路技术领域，特别涉及控制电路及电子设备。

背景技术

随着5G网络的快速发展，各大运营商陆续推出了支持5G网络的各种终端设备，其中包括手持式5G智能设备，例如POS机和执法仪等，智能设备主要包括应用模组和通信模组两部分，应用模组主要用于实现显示、拨打电话、录音和录像等多媒体功能，通信模组中包含5G网络的调制解调器，主要用于与其他设备进行通信。通常以应用模组作为主控端，用户可以通过按压应用模组的开关机键来控制应用模组开机或关机，应用模块在开机过程中，会控制通信模组处于与之前不同的状态，即控制通信模组开机；应用模块在关机过程中，会控制通信模组处于与之前不同的状态，即控制通信模组关机。

而在实际使用过程中，应用模组可能会出现死机、程序跑飞等状况，此时应用模组无法继续使用，需要通过长按应用模组的开关机键来使应用模块强制关机，这种强制关机属于纯硬件关机，不会走正常的关机流程，因此应用模组在关机过程中，并不能控制通信模组关机，这就会出现智能设备的应用模组处于关机状态，而通信模组处于开机状态的情况。此时，若用户再通过按压应用模组的开关机键来控制应用模组开机，应用模块在开机过程中，会控制通信模组处于与之前不同的状态，由于之前通信模组处于开机状态，故会控制通信模组关机，则智能设备的应用模组处于开机状态时，通信模组会处于关机状态。可以看出，在这种逻辑控制下，用户之后每次按压应用模组的开关机键，应用模组与通信模组都会处于一开一关的状态，无法使应用模组与通信模组处于同一状态，只能等到智能设备的电池电量被全部消耗掉后，才能使应用模组与通信模组均处于同一状态(关机状态)，影响用户体验。并且，若用户在通过长按应用模组的开关机键使应用模块强制关机后，不再使用该智能设备，由于此时通信模组还处于开机状态，故通信模组会持续消耗电池中的电能，从而导致电力资源浪费。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种控制电路及电子设备，以解决应用模组处于关机状态时，无法控制处于开机状态的通信模组关机的问题。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种控制电路，电连接于应用模组和通信模组之间，所述控制电路包括：第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、调节电阻和调节电容；所述第一开关的第一端与所述应用模组的第一输出端相连，所述第一开关的第二端与所述通信模组的电压输出端相连，所述第一开关的第三端接地；所述第二开关的第一端与所述第一开关的第二端相连，所述第二开关的第二端与所述通信模组的开关控制端相连，所述第二开关的第三端接地；所述第三开关的第一端与所述应用模组的第一输出端相连，所述第三开关的第二端通过所述调节电阻与所述通信模组的电压输出端相连且通过所述调节电容接地，所述第三开关的第三端接地；所述第四开关的第一端与所述第三开关的第二端相连、所述第四开关的第二端与所述第一开关的第二端相连，所述第四开关的第三端接地；所述第一开关的第一端接收到所述应用模组的第一输出端输出的低电平后，所述第一开关的第二端向所述第二开关的第一端输出高电平；所述第二开关的第一端接收到高电平后，所述第二开关的第二端向所述通信模组的开关控制端输出低电平；所述第三开关的第一端接收到所述应用模组的第一输出端输出的低电平时，所述调节电容在开始被充电，在所述调节电容充电结束后，所述第三开关的第二端向所述第四开关的第一端输出高电平；所述第四开关的第一端接收到高电平后，所述第四开关的第二端向所述第二开关的第一端输出低电平；所述第二开关的第一端接收到低电平后，所述第二开关的第二端向所述通信模组的开关控制端输出高电平；其中，所述通信模组在开机情况下，所述通信模组的电压输出端用于向所述第一开关、所述第三开关输出供电电压；所述通信模组的开关控制端在先接收低电平、再接收高电平后，由开机状态切换至关机状态。

本发明的实施方式还提供了一种电路板组件，包括上述控制电路。

本发明的实施方式还提供了一种电子设备，包括上述电路板组件。

本发明实施方式相对于相关技术而言，在应用模组处于关机状态，且通信模组处于开机状态时，应用模组的第一输出端输出低电平，通信模组的电压输出端输出高电平，这时第一开关、第三开关和第四开关关断，而第二开关的第一端接收高电平，故第二开关导通，通信模组的开关控制端开始接收低电平，调节电容开始被充电，在调节电容被充电的过程中，通信模组的开关控制端持续接收低电平，经过预设时间后，第四开关导通，这时第二开关的第一端接收低电平，故第二开关关断，通信模组的开关控制端开始接收高电平。利用第二开关的第二端间隔预设时间先后输出低电平和高电平，来模拟按下和释放通信模组开关键的动作，从而控制通信模组关机，不再需要等到智能设备将电池电量被全部消耗掉后，使应用模组与通信模组均处于关机状态，才能使应用模组与通信模组的状态统一，提升了用户体验，并节省了电力资源。

另外，第一开关、第二开关、第三开关、第四开关均为三极管，第一端为三极管的基极，第二端为三极管的集电极，第三端为三极管的发射极。

另外，第一开关、第二开关、第三开关、第四开关中至少一个开关的第一端通过下拉电阻接地。

另外，第一开关到第四开关均为MOS管，第一开关到第四开关的第一端为MOS管的栅极，第一开关到第四开关的第二端为MOS管的漏极，第一开关到第四开关的第三端为MOS管的源极。

另外，第一开关、第二开关和第三开关均为三极管，第四开关为MOS管；第一开关、第二开关和第三开关的第一端均为三极管的基极，第一开关、第二开关和第三开关的第二端均为三极管的集电极，第一开关、第二开关和第三开关的第三端均为三极管的发射极；第四开关的第一端为MOS管的栅极，第四开关的第二端为MOS管的漏极，第四开关的第三端为MOS管的源极。

另外，控制电路还包括第一二极管；第一开关的第二端通过第一二极管与第二开关的第一端相连，第一二极管的正极与第一开关的第二端相连，第一二极管的负极与第二开关的第一端相连。

另外，应用模组的第二输出端与第二开关的第一端相连；应用模组的第二输出端通过向第二开关的第一端输出持续预设时间的高电平后，再输出低电平，来控制通信模组由开机状态切换至关机状态，或者由关机状态切换至开机状态。

另外，控制电路还包括第二二极管，应用模组的第二输出端通过第二二极管与第二开关的第一端相连，第二二极管的正极与应用模组的第二输出端相连，第二二极管的负极与第二开关的第一端相连。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是根据本发明第一实施方式的控制电路的示意图；

图2是根据本发明第二实施方式的控制电路的示意图；

图3是根据本发明第三实施方式的控制电路的示意图。

具体实施方式

为使本发明的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本发明的具体实现方式构成任何限定，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。

本发明的第一实施方式涉及一种控制电路。本实施例中的控制电路电连接在应用模组和通信模组之间，用于在应用模组意外关机或被强制关机后，控制通信模组关机。

先说明控制电路包含的器件：请参考图1，四个开关器件、调节电阻R3和调节电容C1，四个开关器件分别为第一开关Q1、第二开关Q2、第三开关Q3和第四开关Q4，本实施例中以第一开关Q1、第二开关Q2、第三开关Q3和第四开关Q4均为三极管为例进行具体说明，此时，四个开关器件的第一端均为三极管的基极，第二端均为三极管的集电极，第三端均为三极管的发射极，Q1的基极与应用模组1的第一输出端LDO5相连，Q1的集电极、Q2的基极和通信模组2的电压输出端VDD_EXT连接于一点，为了防止在Q1导通时，通信模组2的电压输出端VDD_EXT直接接地导致短路，可以在Q1的集电极和通信模组2的电压输出端VDD_EXT之间设置一上拉电阻R1，Q1的发射极接地；Q2的集电极与通信模组2的开关控制端PWRKEY相连，Q2的发射极接地；Q3的基极与应用模组1的第一输出端LDO5相连，Q3的发射极接地，Q3的集电极、Q4的基极、调节电阻R3的一端和调节电容C1的一端连接于一点，调节电阻R3的另一端与通信模组2的电压输出端VDD_EXT相连，调节电容C1的另一端接地；Q4的集电极与Q2的基极相连，Q4的发射极接地。

应用模组1的第一输出端LDO5在应用模组1处于开机状态时输出高电平，在应用模组1处于关机状态时输出低电平；通信模组2的电压输出端VDD_EXT在通信模组2处于开机状态时输出高电平，在通信模组2处于关机状态时输出低电平。

另外，应用模组1和通信模组2之间还单独设置有控制通信模组2开关机的正常开关机路径(图中未示出)，比如直接连接应用模组1的第二输出端GPIO25与通信模组2的开关控制端PWRKEY形成的正常开关机路径，由智能设备的锂电池向应用模组1和通信模组2各自的VBAT_BB端口和VBAT_RF端口输出3.8V，为应用模组1和通信模组2供电，使应用模组1的开关控制端PWRKEY和通信模组2的开关控制端PWRKEY在未被按下时处于高电平，应用模组1的开关控制端PWRKEY和通信模组2的开关控制端PWRKEY均是在间隔预设时间先后接收到不同的电平信号后会由开机状态切换至关机状态，或者由关机状态切换至开机状态。比如，通信模组2的开关控制端PWRKEY先接收到低电平信号，且在预设时间内再接收到高电平信号，表示开关控制端PWRKEY接收到一次触发信号，此时，如果通信模组2在接收到触发信号前是开机状态，则在接收到触发信号后切换至关机状态，如果通信模组2在接收到触发信号前是关机状态，则在接收到触发信号后切换至开机状态。应用模组1的开机状态和关机状态的切换方式也是如此。

在应用模组1与通信模组2均处于关机的状态时，应用模组1的第一输出端LDO5处于低电平；由智能设备的锂电池向应用模组1的VBAT_BB端口和VBAT_RF端口输出3.8V，为应用模组1供电，使应用模组1的开关控制端PWRKEY处于高电平，等待外部通过整机开关机按键K1使应用模组1的开关控制端PWRKEY处于一段时间的低电平状态，使应用模组1被触发开机，即，K1在被按下时，开始控制应用模组1的开关控制端PWRKEY处于低电平状态，K1在被释放时，控制应用模组1的开关控制端PWRKEY恢复高电平状态，K1从被按下到被释放，是有一段时间的，即在这段时间里，K1持续控制应用模组1的开关控制端PWRKEY处于低电平状态，就可以使应用模组1被触发开机。

当应用模组1正常开机时，会由应用模组1的第二输出端GPIO25通过独立存在的正常开关机路径，向通信模组2的开关控制端PWRKEY输出预设时间的低电平信号后，再输出高电平信号，以触发通信模组2的开关控制端PWRKEY，使通信模组2开机；当应用模组1正常关机时，也会由应用模组1的第二输出端GPIO25通过独立存在的正常开关机路径，向通信模组2的开关控制端PWRKEY输出预设时间的低电平，以触发通信模组2的开关控制端PWRKEY，使通信模组2关机。

而当应用模组1意外关机或被强制关机时，应用模组1不再能够控制应用模组1的第二输出端GPIO25输出预设时间的低电平，以通过正常开关机路径触发通信模组2进行关机，此时，本实施例中的控制电路可以触发通信模组2进行关机。具体的，应用模组1在意外关机或被强制关机后，应用模组1处于关机状态，应用模块1的第一输入端LDO5开始输出低电平，使得Q1、Q3处于关断状态，当Q3处于关断状态时，Q3的集电极处于高电平，开始为调节电容C1充电，此时Q4的基极仍处于低电平，Q4处于关断状态；而通信模组2仍处于开机状态，通信模组2的电压输出端VDD_EXT仍输出高电平，由于Q1处于关断状态，使得Q1的集电极处于高电平，进而使Q2的基极处于高电平，Q2处于导通状态，这时Q2的集电极处于低电平，使得通信模组2的开关控制端PWRKEY的电平由高电平被拉至低电平，模拟通信模组2的开关键开始被按下。

由于Q3处于关断状态，故Q3的集电极持续对调节电容C1输出高电平进行充电，调节电容C1两端的电压逐渐升高，经过预设时间后，Q4的基极电压/电流达到Q4的电压/电流导通阈值，此时Q4导通，进而拉低了Q4的集电极的电平，使其处于低电平，故Q2的基极也处于低电平，此时Q2关断，使得通信模组2的开关控制端PWRKEY不再接地，恢复至高电平，模拟通信模组2的开关键被释放。

该控制电路通过模拟按下通信模组2的开关键的动作，并在持续预设时间后，模拟释放通信模组2的开关键的动作，来控制通信模组2关机，其中，预设时间即为模拟通信模组2的开关键从被按下到被释放的时间。由于不同智能设备的通信模组2所需的预设时间不同，有些通信模组2可能仅需要100ms的预设时间即可被触发切换开关机状态(由开机切换为关机，或者由关机切换为开机)，有些通信模组2可能需要150ms的预设时间才能被触发切换开关机状态，故可以通过调节调节电阻R3的阻值大小和调节电容C1的容值大小来改变预设时间，调节电阻R3的阻值越大或调节电容C1的容值越大，预设时间越长。

在一个例子中，控制电路还包括下拉电阻R2，下拉电阻R2设置在三极管的基极和地之间，用于稳定三极管基极的电平，避免由于电压或者电流自身的脉动，而无法确定三极管基极的电平，提高了控制电路的稳定性。

在一个例子中，开关器件可以均为MOS管，开关器件的第一端为MOS管的栅极，开关器件的第二端为MOS管的漏极，开关器件的第三端为MOS管的源极。MOS管与三极管的差别在于，三极管属于电流控制型器件，当三极管的基极电流大于电流导通阈值时，三极管导通；MOS管属于电压控制型器件，当MOS管栅极和源极之间的电压差高于MOS管的导通电压时，MOS管导通。

在一个例子中，请参考图1，控制电路还包括第一二极管D1；Q1的集电极通过第一二极管D1与Q2的基极相连，第一二极管D1的正极与Q1的集电极相连，第一二极管D1的负极与Q2的基极相连，使得电流仅能从Q1的集电极向Q2的基极单向流通，避免出现电流(高电平)在流向Q2的基极后，再由Q2的基极流回Q1的集电极，从而导致Q2的基极不能稳定接收到高电平的情况，提高了电路的稳定性。

在一个例子中，请参考图1，应用模块1还包括通信端PCIe/USB和检测端GPIO26，通信模块2还包括通信端PCIe/USB和状态端Status，应用模块1的通信端PCIe/USB与通信模块2的通信端PCIe/USB相连，使得应用模块1与通信模块2之间得以通信，应用模块1的检测端GPIO26与通信模块2的状态端Status相连，应用模块1可以通过检测端GPIO26检测通信模块2的状态端Status，当状态端Status处于高电平时，说明通信模块2处于开机状态，当状态端Status处于低电平时，说明通信模块2处于关机状态，以此来判断通信模块2的当前状态。

在本实施例中，在应用模组处于关机状态，且通信模组处于开机状态时，利用第二开关的第二端间隔预设时间先后输出低电平和高电平，来模拟按下和释放通信模组开关键的动作，从而控制通信模组关机，不再需要等到智能设备将电池电量被全部消耗掉后，使应用模组与通信模组均处于关机状态，才能使应用模组与通信模组的状态统一，提升了用户体验，并节省了电力资源。

本发明的第二实施方式涉及一种控制电路。第二实施方式与第一实施方式大致相同，主要区别之处在于：请参考图2，第一开关Q1、第二开关Q2和第三开关Q3均为三极管，第四开关Q4为MOS管。

由于第四开关Q4为MOS管，故Q4第一端为MOS管的栅极，第二端为MOS管的漏极，第三端为MOS管的源极。

在本实施例中，第一开关、第二开关和第三开关均为三极管，第四开关为MOS管，由于三极管相较于MOS管的成本较低，故在控制电路中尽量使用三极管，可以最大程度地降低控制电路的成本；但考虑到在实际电路中，作为第四开关的三极管可能会因为调节电阻R3的阻值过大，导致其基极电流无法达到三极管的电流导通阈值，使得该三极管无法导通，进而影响控制电路的正常工作，故仅将第四开关替换为压控的MOS管，其他开关仍使用三极管，这样就可以在提高电路稳定性的同时，尽可能地降低控制电路的成本。

本发明的第三实施方式涉及一种控制电路。第三实施方式是在第一实施方式或第二实施例的基础上做了改进，主要改进之处在于：在控制电路中加入了应用模组可以在正常开关机时，控制通信模组开关机的电路部分。

请参考图3，图3中以Q1、Q2和Q3为三极管，Q4为MOS管为例示出，应用模组1还包括第二输出端GPIO25，应用模组1的第二输出端GPIO25与第二开关Q2的基极相连；应用模组1的第二输出端GPIO25通过向Q2的基极输出持续预设时间的高电平，来控制通信模组2由开机状态切换至关机状态，或者由关机状态切换至开机状态。

下面以第一开关Q1、第二开关Q2和第三开关Q3为三极管，第四开关Q4为MOS管为例进行举例说明。

用户通过整机开关机按键K1向应用模组1的开关控制端PWRKEY输出一段时间的低电平后，应用模组1被触发开机，应用模组1的第一输出端LDO5开始输出高电平，当应用模组1被触发开机后，会先进入LK(Little kernel)阶段，LK阶段是一个嵌入式设备开发的微内核，在进入了LK阶段后，应用模组1控制应用模组1的第二输出端GPIO25向Q2的基极输出一段时间的高电平，比如输出150ms的高电平，在这150ms中，Q2始终处于导通状态，会拉低通信模组2的开关控制端PWRKEY的电平，使通信模组2的开关控制端PWRKEY处于低电平，模拟通信模组2的开关键被按下，在150ms结束后，应用模组1的第二输出端GPIO25开始向Q2的基极输出低电平，Q2关断，会使通信模组2的开关控制端PWRKEY由处于低电平状态恢复至处于高电平状态，模拟通信模组2的开关键被释放，这时通信模组2被触发开机，在通信模组2完成开机进程后，通信模组2的电压输出端VDD_EXT开始持续输出高电平。

在应用模组1与通信模组2均处于开机状态后，若用户通过整机开关机按键K1向应用模组1的开关控制端PWRKEY输出一段时间的低电平后，应用模组1被触发关机，在应用模组1完成关机过程之前，会控制应用模组1的第二输出端GPIO25向Q2的基极输出一段时间的高电平信号后，再输出低电平信号以触发通信模组2关机。

若应用模组1由于某些原因意外关机，或由用户长按整机开关机按键K1被强制关机后，应用模组1无法控制应用模组1的第二输出端GPIO25输出一段时间的高电平，即，应用模组1无法控制通信模组2关机，此时，应用模组1可以通过控制电路控制通信模组2关机，该控制方式与第一实施例大致相同，在此不再赘述。

在一个例子中，请参考图3，控制电路还包括第二二极管D2，应用模组1的第二输出端GPIO25通过第二二极管D2与Q2的基极相连，第二二极管D2的正极与应用模组1的第二输出端GPIO25相连，第二二极管D2的负极与Q2的基极相连，使得电流仅能从应用模组1的第二输出端GPIO25向Q2的基极单向流通，一定程度上稳定了Q2的基极的电平，进而提高了电路的稳定性。

在本实施例中，相比于应用模组在正常开关机时，需要通过单独的电路控制通信模组开关机，使应用模组和通信模组间至少连接两个电路来说，本申请直接在控制电路中加入了应用模组可以在正常开关机时，控制通信模组开关机的电路部分，减少了电路走线，并节约了电路成本。

本发明的第四实施方式涉及一种电子设备，包括上述实施例中的控制电路。