一种可穿戴设备充电复位电路及控制方法

文档序号:19619 发布日期:2021-09-21 浏览:20次 >En<

阅读说明:本技术 一种可穿戴设备充电复位电路及控制方法 (Wearable device charging reset circuit and control method ) 是由 唐欣凌 于 2021-07-06 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种可穿戴设备充电复位电路,包括:微处理器,向所述可穿戴设备的至少一个工作功能提供硬件支撑;复位模块,向所述微处理器提供一电压复位信号,以使得该微处理器被复位;充电模块包括:第一直流端,向所述复位模块提供第一电压,以使得所述复位模块处于工作状态;第二直流端向一电池供电;当所述电池处于充电状态下,所述充电模块的第一直流端向所述复位模块提供第一电压,以及同时第二直流端向所述电池进行供电,当所述电池处于放电状态下,所述电池通过所述第二直流端向所述复位模块提供第一电压,所述第一电压大于所述复位模块的开启电压。通过本发明实现电池在过放时,能够对微处理器实现复位和重启功能。(The invention discloses a wearable device charging reset circuit, which comprises: a microprocessor providing hardware support for at least one operational function of the wearable device; the reset module provides a voltage reset signal to the microprocessor so that the microprocessor is reset; the charging module includes: the first direct current end is used for providing a first voltage for the reset module so as to enable the reset module to be in a working state; the second direct current end supplies power to a battery; when the battery is in a charging state, the first direct current end of the charging module provides a first voltage for the resetting module, and meanwhile, the second direct current end supplies power to the battery. The invention can realize the functions of resetting and restarting the microprocessor when the battery is over-discharged.)

一种可穿戴设备充电复位电路及控制方法

技术领域

本发明涉及复位电路

技术领域

,尤其涉及一种可穿戴设备充电复位电路及控制方法。

背景技术

随着电子技术的发展,可穿戴设备给人们的生活带来了极大的便利。设备在使用过程中经常会由于其系统软件跑飞或者操作不当等原因而导致出现死机的问题,继而造成产品无法正常工作,必须执行重启或者复位等操作。

在智能手环、智能手表等可穿戴设备中,通常使用具有复位功能的芯片对电池电压硬件重启,比如芯片GLF76121。图1和图2为现有技术中典型的充电复位电路图。在图1中的电路设计方案中,复位芯片GLF76121的电源输入端通过充电电池供电,只有当充电电池电压达到复位芯片的工作电压时,复位芯片才能正常工作,从而能够对PMIC微处理器芯片执行复位重启工作,当充电电池过放时,插入充电器后需要一定的延时之后才能够正常开机,导致用户体验感较差。在图2中的电路设计方案中,选择带Power Path(电源路径管理)的充电芯片,当充电芯片给电池充电时,电流通过复位芯片GLF76121的管脚Vout流向管脚Vbat,从而能够给电池充电,但是当芯片GLF76121的管脚Vbat的供电小于2.5V时,其内部MOS管是无法导通的,若要导通,需要满足流过该管脚的电流大于50毫安,但是智能手环的电池在过放时,其涓流充电电流都比较小,一般要小于50毫安,涓流充电电流不能使内部MOS管打开,因此电池过放时,该设计方案中内部MOS管不能打开,电源被钳制住了。该技术方案如果满足芯片内部MOS管的需求,但是会与系统的充电的设计方案相冲突(涓流充电电流较小,满足不了内部MOS管的打开),因此二者不能兼容实现。

因此,需要对现有技术中的充电复位电路进行改进,以能够同时满足系统的充电设计需求和芯片的复位需求,实现兼容设计方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可穿戴设备充电复位电路及控制方法,通过对现有技术中的充电复位电路进行改进,满足电池在过放时,能够对微处理器实现复位和重启功能,既满足了复位芯片的需求,也能够兼容系统充电的设计需求。

为实现上述目的,本发明提供了一种可穿戴设备充电复位电路,所述电路包括:

微处理器,向所述可穿戴设备的至少一个工作功能提供硬件支撑;

复位模块,向所述微处理器提供一电压复位信号,以使得该微处理器被复位;

充电模块,包括:

第一直流端,向所述复位模块提供第一电压,以使得所述复位模块处于工作状态;

第二直流端,向一电池供电;

其中,当所述电池处于充电状态下,所述充电模块的第一直流端向所述复位模块提供第一电压,以及同时第二直流端向所述电池进行供电,当所述电池处于放电状态下,所述电池通过所述第二直流端向所述复位模块提供第一电压,所述第一电压大于所述复位模块的开启电压。

优选的,所述充电模块还包括:外部电源输入端,接收一外部电源,向所述充电模块提供输入电源。

优选的,所述充电模块包括一充电芯片,该芯片具有电源路径管理功能,所述充电芯片的第一直流端与复位模块的电压输入端电连接,以提供第一电压。

优选的,所述复位模块包括一复位芯片,所述复位芯片包括内部MOS管和电压输入端,当所述电压输入端输入的第一电压大于所述开启电压时,内部MOS管打开。

优选的,所述复位芯片还包括电压输出端,该电压输出端电连接至所述微处理器,用以给所述微处理器提供电压信号。

优选的,所述充电芯片的第一直流端电连接至所述微处理器,用以给所述微处理器提供第一电压。

优选的,在所述充电芯片的第一直流端和复位芯片的电压输出端之间串联一预留电阻,该预留电阻可选择焊接或者不焊接;

当选择焊接时,所述充电芯片的第一直流端给所述微处理器提供第一电压,使所述微处理器不具有硬件复位功能;

当选择不焊接时,所述复位芯片的电压输出端给所述微处理器提供电压信号,使所述微处理器具有硬件复位功能。

优选的,所述复位模块包括一复位按键,当长按下该复位按键时,给所述复位模块提供一低电平复位信号。

优选的,所述复位芯片包括一复位端,

当该复位端接收到来自所述复位按键输出的低电平外部复位信号,复位芯片的电压输出端输出零电平信号至所述微处理器,以切断该微处理器的供电电压,并在一预设复位时间后输出高电平信号至所述微处理器,以给所述微处理器提供供电电压。

为实现上述目的,本发明提供了一种可穿戴设备充电复位电路的控制方法,所述方法包括:

当电池处于充电状态下,充电模块向复位模块提供第一电压,以及同时向电池进行供电,当所述电池处于放电状态下,所述电池通过所述充电模块向所述复位模块提供第一电压,所述第一电压大于所述复位模块的开启电压;

当所述电池处于充电或者放电状态下时,当所述复位模块接收到一外部复位信号时,输出一电压复位信号至微处理器,以使得该微处理器被复位。

与现有技术相比,本发明提供了一种可穿戴设备充电复位电路及控制方法,所带来的有益效果为:解决了现有技术中的问题,对现有技术中的充电复位电路进行了改进,当电池处于充电或者放电状态时,给复位芯片提供稳定的直流的电压,同时满足了电池在过放时,给复位芯片提供稳定的直流电压;当电池过放时,仍然能够充电开机,不仅满足了可穿戴设备的充电设计需求,而且能够实微处理器的复位功能,能够实现两个功能的兼容设计;通过长按外部复位按键时,通过复位模块切断微处理器的供电电压,以实施复位微处理器的过程,并通过复位芯片实现微处理器重启,从而能够对微处理器实现复位和重启功能,对微处理器实现硬件电源复位功能。

附图说明

图1是现有技术中的充电复位电路示意图。

图2是现有技术中的充电复位电路示意图

图3是根据本发明的一个实施例中可穿戴设备充电复位电路的系统示意图。

图4是根据本发明的一个具体实施例中充电模块的电路示意图。

图5是根据本发明的一个具体实施例中复位模块的电路示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述,但这些实施方式并不限制本发明,本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

如图3所示的本发明一个实施例中,本发明提供一种可穿戴设备充电复位电路,所述电路包括:

微处理器30,向所述可穿戴设备的至少一个工作功能提供硬件支撑;

复位模块31,向所述微处理器提供一电压复位信号,以使得该微处理器被复位;

充电模块32,包括:

第一直流端320,向所述复位模块提供第一电压以使得所述复位模块处于工作状态;

第二直流端321,向一电池供电;

其中,当所述电池处于充电状态下,所述充电模块的第一直流端向所述复位模块提供第一电压,以及第二直流端向所述电池进行供电,当所述电池处于放电状态下,所述电池通过所述第二直流端向所述复位模块提供第一电压,所述第一电压大于所述复位模块的开启电压。

所述充电模块具有电源路径管理功能,所述充电模块包括一外部电源输入端,用于接收一外部电源,向所述充电模块提供输入电源。当所述电池处于充电状态下,所述充电模块给电池进行充电,通过所述外部电源提供输入电源,比如将可穿戴设备插入充电器,通过充电器提供外部输入电源。所述充电模块具有电源路径管理功能,当通过外部电源供电时,所述充电模块的电流分为两路,一路给所述电池进行充电,一路给所述复位模块提供直流电压,即所述充电模块的第一直流端输出电压给所述复位模块提供第一电压,所述充电模块的第二直流端输出电压给所述电池,用以对所述电池进行充电。当所述电池处于放电状态下,所述充电模块的外部电源没有输入了,即通过电池给可穿戴设备进行供电时,所述电池通过充电模块的第二直流端向所述复位模块进行供电,第二直流端提供第一电压给所述复位模块,给所述复位模块提供输入电源,其中,第一电压大于所述复位模块的开启电压。

电池充电方式一般采取线性充电方式,一般采用三阶段充电方法,三阶段充电方法将锂电池充电过程分为三个阶段,在充电初期通过检测电池电压来判断电池是否过放电,如果电池过放电,则采用一恒定的小电流对电池进行充电,来激活电池内部的单元,这一阶段就是电池三阶段充电法的第一阶段,称为小电流充电(也称为涓流充电或者预充电)阶段。第二阶段为恒流充电阶段,采用恒定电流对电池进行充电。在此过程中,需要不断地检测电池的电源,当检测到的电池电压达到充电限制电压时,切换到第三阶段恒压充电。第三阶段为恒压充电阶段,在此过程中,自动的减少充电电流,同时通过检测充电电流的大小来确定电池是否充满,该阶段主要是保证电池充满以及防止过充电。像可穿戴设备的涓流充电电流比较小,比如智能手环的涓流充电电流仅为20毫安,如在背景技术中所描述的,其小于复位芯片的MOS管打开所需要的电流,导致MOS管不能打开,因此需要通过本发明中的设计方案来规避这一点。

根据本发明的一个具体实施例,如图4所示的充电模块的电路示意图。所述充电模块包括一充电芯片,该实施例中的充电芯片为CPC4050,该充电芯片具有电源路径管理功能,充电芯片的管脚BUS接外部电源输入端VBUS_IN,该实施例中的外部输入电源为5V,充电芯片的第一直流端LDO_LP与复位模块的输入电源端进行电连接,第二直流端BAT与电池进行电连接。当有外部输入电源5V输入时,充电芯片CPC4050内部输出两路电流,一路电流通过第一直流端LDO_LP给复位模块提供3.3V直流电压,其输出电流可达250毫安,一路电流通过第二直流端BAT给电池充电,实现电池的充电过程。当没有外部输入电源5V时,通过电池对可穿戴设备进行供电,电池通过第二直流端BAT向第一直流端LDO_LP提供电流,以给复位模块提供稳定的第一直流电压。

根据本发明的一具体实施例,如图5所示的复位模块的电路示意图。所述复位模块包括一复位芯片,该实施例中复位芯片为GLF76121,该复位芯可以实现电池电压硬件重启功能。所述复位芯片包括内部MOS管、电压输入端VBAT以及电压输出端VOUT,当所述电压输入端大于所述开启电压时,所述内部MOS管才能打开。在该实施例中,GLF76121芯片的开启电压为2.5V,即当电压输入端VBAT的输入电压大于2.5V时,内部MOS管才能打开。当电压输入端VBAT的输入电压小于2.5V时,电压输出端VOUT到电压输入端VBAT的充电电流必须大于50毫安,才能由内部二极管给电压输入端VBAT充电到大于2.5V,以使内部MOS管打开。但是当电池过放时,涓流充电电流仅为20毫安,不能满足50毫安充电电流的需求,因此当电池过放时,MOS管不能够被打开,从而电源被钳制住了。因此本发明通过给复位芯片的电压输入端提供大于开启电压的电压,通过上述实施例中可知,充电芯片的第一直流端LDO_LP给复位芯片的电压输入端VBAT一直提供3.3V的电压,无论电池是否在充电,即使电池处于过放的时候,通过充电芯片的第一直流端提供3.3V的电压给复位芯片,因而能提供大于复位芯片的开启电压2.5V的直流电压,从而能够保证复位芯片正常工作。所述复位芯片的电压输出端VOUT电连接至所述微处理器,用以给所述微处理器提供电压信号,如图5中所示的信号VDD_NRF_3V3,该信号线被电连接至所述微处理器。本发明的再一个具体实施例,所述充电芯片的第一直流端LDO_LP电连接至所述微处理器,用以给所述微处理器提供电压信号。如图4和图5所示,通过信号线VDD_NRF_3V3_F电连接至微处理器,信号线VDD_NRF_3V3_F也连接充电芯片的第一直流端LDO_LP以及复位芯片的输入端管脚VBAT,通过充电芯片的第一直流端LDO_LP给微处理器提供第一电压。该第一电压没有经过复位芯片,由充电芯片的第一直流端直接输出第一电压至微处理器,用以给微处理器提供工作电压,此时由于第一电压是稳定的直流电压,因此微处理不具有复位功能。为保证系统设计兼容性和可测试性,在所述充电芯片的第一直流端和复位芯片的电压输出端VOUT输出端之间串联一预留电阻R0631,在图中所示的是复位芯片的电压输入端VBAT与电压输出端VOUT输出端之间串联电阻R0631,实际上是一样的,由上述以及附图4和5可知,信号线VDD_NRF_3V3_F也连接充电芯片的第一直流端LDO_LP以及复位芯片的输入端管脚VBAT,虽然图5中画得连接的是复位芯片的电压输入端VBA,其实也就是连接充电芯片的第一直流端。该预留电阻可在生产加工时选择焊接或者不焊接,当选择焊接该预留电阻时,由充电芯片的第一直流端提供第一电压给微处理器,微处理器一直具有稳定的工作电压,因此所述微处理器不具有复位功能;当选择不焊接该预留电阻时,由复位芯片的电压输出端提供电压信号给微处理器,使所述微处理器具有复位功能。通过预留串联电阻的技术方案,可选择通过充电芯片的管脚LDO_LP或者通过复位芯片的管脚VBAT来给微处理器提供电压。

复位模块向所述微处理器提供一复位信号,以使得该微处理器被复位。所述复位模块包括一复位按键,当长按下该复位按键时,给所述复位模块提供一低电平外部复位信号。如图5所示的复位模块的电路示意图,复位模块包括复位芯片GLF76121,复位芯片的复位端SRO,接收来自所述复位按键输出的低电平复位信号。当长按复位按键时,输入一低电平外部复位信号至复位模块的复位端SRO。当复位端SRO接收到该低电平外部复位信号后,复位芯片的电压输出端VOUT输出零电平至所述微处理器以切断该微处理器的供电电压,并在一预设复位时间后输出高电平至所述微处理器,以给所述微处理器提供电压,完成切断微处理器电源的复位和重启过程。复位时间可具体根据实际需要情况进行设置,或者基于复位芯片的自身设定。根据上述两个实施例,复位芯片处于一直供电状态,当复位按键长按之后,通过复位芯片切断微处理器的供电电压实施复位微处理器的过程,并通过复位芯片实现微处理器重启。

本发明提供了一种可穿戴设备充电复位电路的控制方法,所述方法包括:

当电池处于充电状态下,充电模块向复位模块提供第一电压,以及同时向电池进行供电,当所述电池处于放电状态下,所述电池通过所述充电模块向所述复位模块提供第一电压,所述第一电压大于所述复位模块的开启电压;

当所述电池处于充电或者放电状态下时,当所述复位模块接收到一外部复位信号时,输出一电压复位信号至微处理器,以使得该微处理器被复位.

所述充电模块具有电源路径管理功能,当通过外部电源供电时,所述充电模块的电流分为两路,一路给所述电池进行充电,一路给所述复位模块提供直流电压,以使所述复位模块具有稳定的输入直流电压。当所述电池处于放电状态下,所述充电模块的外部电源没有输入时,所述电池通过充电模块的第二直流端向所述复位模块进行供电,提供第一电压给所述复位模块,第一电压大于所述复位模块的开启电压,同样使所述复位模块具有稳定的直流输入电压。所述复位模块可以实现电池电压硬件重启功能。复位模块包括内部MOS管、电压输入端以及电压输出端,当所述电压输入端输入的第一电压大于所述开启电压时,内部MOS管打开。因此本发明通过给复位芯片的电压输入端提供大于开启电压的电压,无论电池是否在充电,即使电池处于过放的时候,通过充电模块给复位模提供大于复位模块的开启电压的直流电压,从而能够保证复位模块正常工作,即使电池处于过放时,能提供大于复位模块开启电压,从而保证复位模块能够正常工作。

所述复位模块向所述微处理器提供一复位信号,以使得该微处理器被复位。所述复位模块包括一复位按键,当长按下该复位按键时,给所述复位模块提供一低电平外部复位信号。当长按复位按键时,输入一低电平外部复位信号至复位模块的复位端。当复位端接收到该低电平外部复位信号后,复位芯片的电压输出端输出零电平至所述微处理器以切断该微处理器的供电电压,并在一预设复位时间后输出高电平至所述微处理器,以给所述微处理器提供电压,完成切断微处理器电源的复位和重启过程。复位时间可具体根据实际需要情况进行设置,或者基于复位芯片的自身设定。根据上述两个实施例,复位模块处于一直供电状态,当复位按键长按之后,通过复位模块切断微处理器的供电电压实施复位微处理器的过程,并通过复位模块实现微处理器重启。

尽管为示例目的,已经公开了本发明的优选实施方式,但是本领域的普通技术人员将意识到,在不脱离由所附的权利要求书公开的本发明的范围和精神的情况下,各种改进、增加以及取代是可能的。

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