專利名稱：電源管理電路和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的說來涉及電源管理電路和方法，更具體來說，涉及一種用于管理電子設(shè)備中的工作和功耗的電路和方法。
背景技術(shù)：
由于要求電池更換或充電之間有更長的間隔，在例如手提電腦、個人數(shù)字助理(PDA)、平板電腦、手機(jī)和無線電腦外圍設(shè)備等的便攜式電子設(shè)備中的電源管理變得越來越重要。舉例來說，例如計算機(jī)鼠標(biāo)或者跟蹤球裝置的無線光標(biāo)控制(指示)設(shè)備中包括電池電源，并提供了無線數(shù)據(jù)連接，例如紅外或RF發(fā)送/接收器對。若沒有有效的電源管理，這種無線設(shè)備的持續(xù)工作將迅速耗盡設(shè)備中有限的電池電量。很多電子設(shè)備通常都處于通電狀態(tài)，以備隨時使用，但在很長的時間段內(nèi)所處的卻是空閑狀態(tài)。這提供了通過使用節(jié)電模式來降低電池電量消耗的機(jī)會。有效的電源管理能夠在電池更換或充電之間，在很大程度上增加電池電量的壽命。
運(yùn)動感測提供了一種在電源管理中對設(shè)備(例如，無線鼠標(biāo))的使用進(jìn)行檢測的方法。運(yùn)動感測可通過跟蹤球和相關(guān)聯(lián)的編碼輪或光學(xué)跟蹤來實(shí)現(xiàn)。響應(yīng)于感測到鼠標(biāo)正在移動，電源系統(tǒng)進(jìn)入數(shù)據(jù)傳送和處理的工作模式。如果鼠標(biāo)在一定時間(例如，5秒)內(nèi)沒有移動，電源管理系統(tǒng)就進(jìn)入能耗和信號處理速度降低的省電模式。在經(jīng)過較長時間間隔(例如，10秒)后，鼠標(biāo)仍然沒有移動，則電源管理可進(jìn)入更低功耗的休眠狀態(tài)。在休眠狀態(tài)中，鼠標(biāo)內(nèi)的信號處理電路處于功耗最小的睡眠狀態(tài)。當(dāng)檢測到鼠標(biāo)移動時，電源管理系統(tǒng)進(jìn)入工作狀態(tài)，并喚醒信號處理電路。如果鼠標(biāo)在很長時間內(nèi)(例如，20秒)都沒有移動，那么電源管理系統(tǒng)關(guān)閉信號處理電路，進(jìn)入關(guān)機(jī)狀態(tài)。在關(guān)機(jī)狀態(tài)中，電源管理系統(tǒng)中只有運(yùn)動感測電路有效并消耗電能。
電容感測提供了檢測鼠標(biāo)使用的另一種方法。例如，美國專利第6,661,410號披露了一種電容感測式電源管理系統(tǒng)，它包括與基準(zhǔn)電壓源相連的勺形電容器(scoop capacitor)和桶形電容器(bucketcapacitor)。當(dāng)操作者用他/她的手或其他身體部位觸碰鼠標(biāo)時，操作員將變成勺形電容器的另一極板。電源管理系統(tǒng)有選擇地對勺形電容器和桶形電容器充電。兩個電容器之間的電荷轉(zhuǎn)移在與勺形電容器的電容相關(guān)聯(lián)的情況下改變了桶形電容器上的電荷。然后將桶形電容器上的電荷與一閾值比較，以確定操作員是否正在觸碰鼠標(biāo)。像運(yùn)動感測式電源管理系統(tǒng)一樣，電容感測式電源管理系統(tǒng)通常也具有多種狀態(tài)，例如，工作狀態(tài)、省電狀態(tài)、休眠狀態(tài)、關(guān)機(jī)狀態(tài)。
在關(guān)機(jī)狀態(tài)期間，運(yùn)動感測或電容感測電路是設(shè)備中唯一工作的電路。對于在大部分時間都處于空閑狀態(tài)的設(shè)備(例如，無線鼠標(biāo))來說，感測電路的功耗對于設(shè)備的功率效率至關(guān)重要?，F(xiàn)有技術(shù)中的運(yùn)動感測和電容感測電路通常具有大約100微安的無功電流。此外，現(xiàn)有技術(shù)中的運(yùn)動感測和電容感測通常比希望的慢。對工作和關(guān)機(jī)模式之外的省電模式和休眠模式進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)了功率節(jié)省和快速響應(yīng)速度的兼容。在省電模式或休眠模式中，信號處理電路并沒有完全切斷。因此，設(shè)備在省電或休眠模式中對于人的指令的響應(yīng)速度比關(guān)機(jī)模式快。
因此，希望實(shí)現(xiàn)具有簡單可靠的電源管理電路的設(shè)備和用于有效地管理設(shè)備的功耗的方法。希望設(shè)備的無功功耗較小。還希望電源管理電路在將設(shè)備從空閑狀態(tài)變?yōu)楣ぷ鳡顟B(tài)時具有短的響應(yīng)時間。進(jìn)一步希望當(dāng)設(shè)備沒有使用時能夠立即進(jìn)入高效率的空閑狀態(tài)。


圖1示出了具有根據(jù)本發(fā)明的電源管理電路的設(shè)備的框圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的電源管理電路的示意圖；以及圖3示意性示出了設(shè)備的一部分，并示出了根據(jù)本發(fā)明的電源管理電路中的感應(yīng)電容器的形成。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖描述本發(fā)明的各個實(shí)施例，在附圖中，相似結(jié)構(gòu)或功能的元件在整個附圖中用相同的附圖標(biāo)號表示。應(yīng)該注意的是，這些附圖僅僅是為了方便描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。它們不是為了窮盡地描述本發(fā)明或限定本發(fā)明的范圍。此外，附圖不一定按比例繪成。
圖1示出了具有根據(jù)本發(fā)明的電源管理電路20的設(shè)備10的框圖。設(shè)備10可以是任意種類的具有電源管理能力的電子設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明，如果設(shè)備10是依靠電池電源工作的設(shè)備，電路管理電路20尤其有用。舉例來說，設(shè)備10可以是個人數(shù)字助理(PDA)、無線遙控設(shè)備、便攜式音頻設(shè)備、無線數(shù)據(jù)傳輸處理設(shè)備等。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，設(shè)備10在下文中以用于計算機(jī)的無線鼠標(biāo)進(jìn)行描述。
無線鼠標(biāo)設(shè)備10包括電池11和數(shù)據(jù)處理元件12。數(shù)據(jù)處理元件12可包括數(shù)字信號處理器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、射頻(RF)或紅外(IF)信號發(fā)送接收器等。電池11為數(shù)據(jù)處理元件12的操作提供能量。電源管理電路20與數(shù)據(jù)處理元件12的控制端子14相連，用于向數(shù)據(jù)處理元件12傳送控制信號。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，數(shù)據(jù)處理元件12具有打開狀態(tài)和關(guān)閉狀態(tài)。從電源管理電路20傳送到控制端子14的控制信號使數(shù)據(jù)處理元件12在打開和關(guān)閉狀態(tài)之間切換。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的電源管理電路20的示意圖。電源管理電路20具有與設(shè)備10中的數(shù)據(jù)處理元件12的控制端子14(如圖1所示)相連的輸出端子245。響應(yīng)于設(shè)備10是否正在使用，電源管理電路20在輸出端子245上生成控制信號，使數(shù)據(jù)處理元件12在打開狀態(tài)和關(guān)閉狀態(tài)之間切換，從而保持設(shè)備10的效率。
電源管理電路20包括時鐘信號發(fā)生器202。根據(jù)本發(fā)明，時鐘信號發(fā)生器202可包括任意種類的振蕩信號發(fā)生器。例如，電阻-電容(RC)振蕩器、晶體振蕩器等都可用作時鐘信號發(fā)生器202。根據(jù)本發(fā)明的各個實(shí)施例，時鐘信號的頻率可處于幾千赫茲到幾百萬赫茲的范圍。然而，更高或更低的時鐘信號頻率同樣落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。時鐘信號發(fā)生器202的時鐘信號被傳送給電源管理電路20中的開關(guān)212和222的控制端。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，開關(guān)212和222為場效應(yīng)晶體管(FET)或雙極晶體管(BJT)，時鐘信號被傳送給FET的柵極或者BJT的基極。開關(guān)212和222分別與電容器213和223并聯(lián)連接。電源管理電路20還包括電流源211和221。電流源211與開關(guān)212和感應(yīng)電容器213的并聯(lián)組合串聯(lián)。與此類似，電流源221與開關(guān)222和電容器223的并聯(lián)組合串聯(lián)。在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，電流源211和221生成的電流基本上彼此相等。當(dāng)開關(guān)212和222打開時，電流源211和221分別對電容器213和223充電。當(dāng)開關(guān)212和222閉合時，來自電流源211和221的電流繞過電容器213和223流至地線205。此外，閉合的開關(guān)212和222使電容器213和223放電。
根據(jù)本發(fā)明，電源管理電路20中的電容器213感測設(shè)備10是否正在使用。電路示意2示出了電容器213包括兩個極板214和215。一個導(dǎo)體用作電容器213的一個極板214，它也被稱作感測板。電源管理電路20的物理結(jié)構(gòu)只包括電容器213的一個極板214。當(dāng)設(shè)備10正在使用時，用戶的身體用作電容器213的另一極板215。圖3示意性示出了設(shè)備10的一部分，并示出了電容器213的形成。設(shè)備10包括覆蓋電容器213的極板214并與其接觸的介質(zhì)層216。舉例來說，介質(zhì)層216是設(shè)備10的外殼、殼體、或外罩的一部分。雖然設(shè)備的外殼可以包括各種類型的材料，例如，塑料、金屬等，但覆蓋感應(yīng)電容器極板214的外殼部分，即圖3所示的介質(zhì)層216，優(yōu)選由絕緣介質(zhì)材料制成。由于其絕緣性、價格便宜、以及很容易制成各種形狀和顏色，塑料是用于包裝設(shè)備10的常用材料。圖3示出了作為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、平極板形式的感應(yīng)電容器極板214。這并不是為了限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。根據(jù)本發(fā)明，電容器213的感應(yīng)電容器極板214可具有不同的形狀和大小。此外，極板214可包括彼此電連接的一個以上的導(dǎo)體。例如，極板214可包括與設(shè)備10的外罩的形狀共形的一個或多個導(dǎo)體。當(dāng)用戶觸摸設(shè)備10的外罩時，用戶身體的一部分，例如圖3中所示的手指，與覆蓋感應(yīng)電容器極板214的設(shè)備10的外殼相接觸。如果接觸區(qū)域與覆蓋極板214的介質(zhì)層216有重疊，則用戶身體的這部分就將用作電容器213的另一極板215。用戶身體的其他部分用作地線205(見圖2所示)。
應(yīng)該指出，當(dāng)用戶觸摸設(shè)備10時，用戶的身體起導(dǎo)體的作用。根據(jù)本發(fā)明，用戶觸摸設(shè)備10的范圍并不限于用戶身體與設(shè)備10直接接觸。它覆蓋了與介質(zhì)層216接觸的任意導(dǎo)電物體，起到感應(yīng)電容器213中極板215的作用。
回到圖2，電源管理電路20還包括比較模塊230，用于比較電容器213和223之間的電壓差。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，比較模塊230包括差分放大器234。電容器213和223分別與差分放大器234的第一輸入端231和第二輸入端232相連。差分放大器234的輸出端235與電容器238(也稱作積分電容器)的第一極板連接。電容器238的第二極板連至地線205。電容器238的第一極板還與比較模塊230中的比較器244的第一輸入端相連。比較器244的第二輸入端連接基準(zhǔn)電壓243。比較器244的輸出端用作比較模塊230的輸出端，并與電源管理電路20的輸出端子245相連。
應(yīng)注意，比較模塊230的結(jié)構(gòu)不限于上文所述以及圖2中所示的情況。根據(jù)本發(fā)明，比較模塊230可以是能夠比較輸入端231和232上的電壓脈沖信號并生成表示電壓脈沖信號較高的輸出信號的任意電路元件。
操作時，時鐘信號發(fā)生器202以時鐘信號頻率的速度，周期性地打開和閉合開關(guān)212和222。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，開關(guān)212和222的開合狀態(tài)基本上是彼此同步的。因此，電容器213和223周期性并基本同時地充電和放電。電容器213(也稱作感應(yīng)電容器)的電容根據(jù)設(shè)備10是否與用戶接觸而改變。另一方面，電容器223(也稱為基準(zhǔn)電容器)的電容基本恒定。比較模塊230比較感應(yīng)電容器213和基準(zhǔn)電容器223的電容，以確定設(shè)備10是否正在使用，然后生成控制信號，從而相應(yīng)地將數(shù)據(jù)處理元件12在開關(guān)狀態(tài)之間切換。
當(dāng)用戶沒有觸摸設(shè)備10時，用戶的身體(起到圖3中電容器213的極板215的作用)遠(yuǎn)離極板214。此外，極板215不僅通過介質(zhì)層216，還通過空氣間隙與極板214分離。由于空氣的低介電常數(shù)，因而感應(yīng)電容器213的電容遠(yuǎn)小于基準(zhǔn)電容器223的電容。在開關(guān)212和222打開的時鐘信號相位期間，差分放大器234的輸入端231上的電壓上升比輸入端232快。響應(yīng)于輸入端231上的較高電壓(例如是非反相輸入)，差分放大器234在輸出端235上產(chǎn)生一個高電壓。在開關(guān)212和222關(guān)閉的時鐘信號相位期間，輸入端231和232上的電壓都返回至接地電壓電平。因此，差分放大器234在輸出端235上產(chǎn)生高電壓脈沖信號。這些脈沖的頻率等于電容器213和223充電放電的頻率。電容器238對來自差分放大器234的高電壓脈沖信號積分。具體來說，差分放大器234的輸出端235上的高電壓脈沖不斷對電容器238充電，從而在比較器244的第一輸入端產(chǎn)生高電壓。比較器234將其第一輸入端上的電壓與其第二輸入端上的基準(zhǔn)電壓243相比較。響應(yīng)于第一輸入端上的輸入(例如是反相輸入)高于第二輸入端上的輸入(例如是非反相輸入)，比較器244在電源管理電路20的輸出端子245上產(chǎn)生低電壓信號。該低電壓信號(例如為0的二進(jìn)制值)傳送給數(shù)據(jù)處理元件12的控制端子14。響應(yīng)于控制端子14上的二進(jìn)制零，數(shù)據(jù)處理元件12進(jìn)入功耗基本為0的關(guān)閉狀態(tài)。
當(dāng)用戶觸碰設(shè)備10時，如圖3所示，用戶的身體(起到電容器213中極板215的作用)與設(shè)備10的外殼(用作電容器213中的介質(zhì)層216)接觸。因?yàn)闃O板215靠近極板214以及介質(zhì)層216所具有的介電常數(shù)，所以感應(yīng)電容器213的電容遠(yuǎn)大于當(dāng)用戶沒有觸摸設(shè)備10時感應(yīng)電容器213的電容。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，當(dāng)用戶觸碰設(shè)備10時，感應(yīng)電容器213的電容大于基準(zhǔn)電容器223的電容。在開關(guān)212和222打開的時鐘信號相位期間，差分放大器234的輸入端231上的電壓上升比輸入端232慢。響應(yīng)于輸入端231上的較低電壓(例如是非反相輸入)，差分放大器234在輸出端235上產(chǎn)生低電壓。在開關(guān)212和222閉合的時鐘信號相位期間，輸入端231和232上的電壓都返回至接地電壓電平。因此，差分放大器234在輸出端235上產(chǎn)生低電壓脈沖信號。該脈沖的頻率等于電容器213和223充電放電的頻率。電容器238對來自差分放大器234的低電壓脈沖信號進(jìn)行積分。具體來說，差分放大器234的輸出端235上的低電壓脈沖不斷對電容器238放電，并在比較器244的第一輸入端上產(chǎn)生低電壓。比較器244將其第一輸入端上的電壓與其第二輸入端上的基準(zhǔn)電壓243進(jìn)行比較。響應(yīng)第一輸入端上的電壓(例如是反相輸入)低于第二輸入端上的基準(zhǔn)電壓243(例如是非反相輸入)，比較器244在電源管理電路20的輸出端子245上產(chǎn)生高電壓信號。該高電壓信號(例如為1的二進(jìn)制值)被傳送給數(shù)據(jù)處理元件12(示于圖1)的控制端子14，并將數(shù)據(jù)處理電路12切換至打開和工作狀態(tài)。
因此，設(shè)備10在不與用戶接觸時處于關(guān)閉狀態(tài)。在關(guān)閉狀態(tài)期間，電源管理電路20是設(shè)備10中唯一消耗能量的部件。電源管理電路20的性能和功耗取決于控制開關(guān)212和222分別對感應(yīng)電容器213和基準(zhǔn)電容器223充電放電的時鐘信號的頻率。高的頻率通常得到高的性能和高的功耗。根據(jù)本發(fā)明的各個實(shí)施例，時鐘信號的頻率的范圍為從幾百赫茲到幾百萬赫茲。在優(yōu)選實(shí)施例中，時鐘信號的頻率為幾千赫茲。時鐘信號發(fā)生器202通常包括振蕩器，它可以是簡單的電阻電容(RC)振蕩器、電壓控制振蕩器、電流控制振蕩器、晶體振蕩器等。在優(yōu)選實(shí)施例中，由于芯片(on-chip)RC振蕩器的簡單和功率效率，時鐘信號發(fā)生器202包括這樣的芯片RC振蕩器。
電源管理電路20的性能和功耗還取決于電流源211和221、感應(yīng)電容器213和基準(zhǔn)電容器223、差分放大器234、積分電容器238、基準(zhǔn)電壓243和比較器244的特性。例如，小電容的積分電容器238具有短的充放電時間，使電源管理電路20具有快速響應(yīng)時間。小電容的積分電容器238還可使電源管理電路20的功耗較小。此外，大電流電源211和221將加快感應(yīng)電容器213和基準(zhǔn)電容器223的充電速度。根據(jù)本發(fā)明，電路設(shè)計者可調(diào)整電源管理電路20中各個設(shè)備的參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)期望的響應(yīng)時間和性能。
當(dāng)用戶不與設(shè)備10接觸時，感應(yīng)電容器213的電容基本為零，起到如圖3所示的與介質(zhì)層216接觸的極板215的作用。當(dāng)用戶觸碰設(shè)備10時，感應(yīng)電容器213的電容由介質(zhì)層216的厚度和介電常數(shù)以及極板214的面積決定。介質(zhì)層216通常用塑料材料制成。為了使用戶的身體構(gòu)成感應(yīng)電容器213的極板215，用戶必須觸摸設(shè)備10上位于極板214正上方的區(qū)域。為了通過觸碰設(shè)備10的外殼上的各個點(diǎn)都能開啟信號處理元件12，感應(yīng)電容器213可在設(shè)備10的外殼下的不同位置具有多個導(dǎo)電板。在該實(shí)施例中，觸碰設(shè)備10的用戶身體和位于接觸點(diǎn)正下方的導(dǎo)電板構(gòu)成了感應(yīng)電容器213。在可選實(shí)施例中，與設(shè)備10的外殼共形并接觸的一片導(dǎo)電材料構(gòu)成感應(yīng)電容器213的極板214。
到此為止，應(yīng)意識到已提供了一種用于有效管理電子設(shè)備的電路和方法。根據(jù)本發(fā)明，設(shè)備中的電源管理模塊響應(yīng)于用戶觸碰設(shè)備而打開設(shè)備中的功能電路，并且，當(dāng)用戶不觸碰設(shè)備時關(guān)閉功能電路。因此，設(shè)備在不使用時處于關(guān)閉狀態(tài)。與現(xiàn)有的電源管理電路相比，該電源管理電路結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)快速、并且能耗效率高。由于其快速的響應(yīng)時間，通常不需要功能電路具有多種省電狀態(tài)，例如待機(jī)狀態(tài)、休眠狀態(tài)、睡眠狀態(tài)等。開和關(guān)這兩種狀態(tài)就足以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的高效操作。當(dāng)設(shè)備不工作時，電源管理電路是設(shè)備中唯一消耗能量的部分。根據(jù)本發(fā)明的電源管理電路具有處于例如幾微安到幾十微安范圍的小電流。在關(guān)閉狀態(tài)時，設(shè)備中的功能電路能夠被完全斷電，因此基本上不消耗能量。
雖然上文描述了本發(fā)明的多個具體實(shí)施例，但它們并不是為了限定本發(fā)明的范圍。本發(fā)明涵蓋了那些對本領(lǐng)于技術(shù)人員來說顯而易見的、已描述的實(shí)施例的各種修改和變化。例如，雖然說明書中結(jié)合無線鼠標(biāo)描述了電源管理電路和方法，但本發(fā)明涵蓋了各種電子設(shè)備中的電源管理和控制。同樣，設(shè)備中的功能電路具有開和關(guān)兩種狀態(tài)。這并沒有限定本發(fā)明的范圍。根據(jù)本發(fā)明，能夠具有多種狀態(tài)。此外，上文描述的電源管理電路和方法不限于電源管理方面的應(yīng)用。根據(jù)本發(fā)明，它們能夠很容易地進(jìn)行改裝，在其他應(yīng)用中用作控制電路，例如生成用于控制電路元件的功能的控制信號。
權(quán)利要求
1.一種用于控制電路元件的控制電路，包括第一電流源；與所述第一電流源相連的導(dǎo)電板；覆蓋所述導(dǎo)電板的介質(zhì)層；第一開關(guān)，具有與所述導(dǎo)電板相連的第一電極和接地的第二電極；第二電流源；電容器，具有與所述第二電流源相連的第一電極和接地的第二電極；第二開關(guān)，具有與所述電容器的第一電極相連的第一電極和與所述電容器的第二電極相連的第二電極；以及比較模塊，具有與所述導(dǎo)電板相連的第一輸入端、與所述電容器的第一電極相連的第二輸入端、和與所述電路元件的控制端子相連的輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制電路，所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)都具有連接用來接收時鐘信號的控制電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制電路，響應(yīng)于用戶觸摸所述介質(zhì)層，所述用戶和所述導(dǎo)電板構(gòu)成了感應(yīng)電容器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制電路，所述比較模塊包括差分放大器，所述差分放大器具有與所述導(dǎo)電板相連的第一輸入端、與所述電容器的第一電極相連的第二輸入端、和與所述比較模塊的輸出端相連的輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制電路，所述比較模塊還包括比較器，所述比較器具有與所述差分放大器的輸出端相連的第一輸入端、與基準(zhǔn)電壓相連的第二輸入端、和與所述比較模塊的輸出端相連的輸出端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制電路，所述比較模塊還包括積分電容器，所述積分電容器具有與所述差分放大器的輸出端相連的第一電極和接地的第二電極。
7.一種電子設(shè)備，包括用絕緣材料制成的外殼；功能電路，具有用于接收控制信號的控制端子，從而響應(yīng)于所述控制信號使所述功能電路在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間切換；以及電源管理電路，包括第一電流源和第二電流源；導(dǎo)電板，位于所述外殼的至少一部分下方，并與所述第一電流源相連；電容器，連接在所述第二電流源和地之間；第一開關(guān)，連接在所述導(dǎo)電板和地之間；第二開關(guān)，與所述電容器并聯(lián)；時鐘信號發(fā)生器，與所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)的控制電極相連；以及比較模塊，具有與所述導(dǎo)電板相連的第一輸入端、與所述電容器相連的第二輸入端、和與所述功能電路的所述控制端子相連的輸出端，其中，當(dāng)?shù)谝惠斎攵松系牡谝浑妷好}沖高于第二輸入端上的第二電壓脈沖時，所述比較模塊生成第一控制信號，而當(dāng)所述第一電壓脈沖低于所述第二電壓脈沖時生成第二控制信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電子設(shè)備，其中當(dāng)導(dǎo)電物體與位于所述導(dǎo)電板上方的所述外殼相接觸時，所述導(dǎo)電物體與所述導(dǎo)電板構(gòu)成電容大于所述電容器的電容的感應(yīng)電容器；以及當(dāng)沒有導(dǎo)電物體與位于所述導(dǎo)電板上方的所述外殼接觸時，所述感應(yīng)電容器的電容小于所述電容器的電容。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子設(shè)備，其中；當(dāng)所述感應(yīng)電容器的電容大于所述電容器的電容時，所述比較模塊生成將所述功能電路切換至打開狀態(tài)的第一控制信號；以及當(dāng)所述感應(yīng)電容器的電容小于所述電容器的電容時，所述比較模塊生成將所述功能電路切換至關(guān)閉狀態(tài)的第二控制信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電子設(shè)備，其中，所述比較模塊包括差分放大器，具有與所述導(dǎo)電板相連的第一輸入端、與所述電容器相連的第二輸入端、與所述比較模塊的輸出端相連的輸出端；以及積分電容器，連接在所述差分放大器的輸出端和地之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子設(shè)備，其中，所述比較模塊還包括比較器，所述比較器具有與所述差分放大器的輸出端相連的第一輸入端、與基準(zhǔn)電壓相連的第二輸入端、和與所述比較模塊的輸出端相連的輸出端。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電子設(shè)備，其中，所述導(dǎo)電板包括至少一個導(dǎo)電板，所述至少一個導(dǎo)電板位于所述外殼的至少一個位置之下，并彼此相連。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電子設(shè)備，其中，所述導(dǎo)電板包括與所述外殼共形的導(dǎo)電板。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電子設(shè)備，其中，所述時鐘信號發(fā)生器包括芯片電阻-電容振蕩器。
15.一種用于設(shè)備的電源管理方法，包括提供具有基準(zhǔn)電容的基準(zhǔn)電容器；提供包括導(dǎo)電板的感應(yīng)電容器，所述導(dǎo)電板位于所述設(shè)備的介電外殼之下，當(dāng)沒有用戶與所述設(shè)備接觸時，所述感應(yīng)電容器具有小于所述基準(zhǔn)電容的第一電容，而當(dāng)用戶接觸所述設(shè)備的所述介電外殼時，所述感應(yīng)電容器具有大于所述基準(zhǔn)電容的第二電容；將所述感應(yīng)電容器的電容與所述基準(zhǔn)電容進(jìn)行比較；當(dāng)所述感應(yīng)電容器具有小于所述基準(zhǔn)電容的所述第一電容時，將所述設(shè)備的功能電路切換至關(guān)閉狀態(tài)；以及當(dāng)所述感應(yīng)電容器具有大于所述基準(zhǔn)電容的所述第二電容時，將所述功能電路切換至打開狀態(tài)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電源管理方法，將所述感應(yīng)電容器的電容與所述基準(zhǔn)電容進(jìn)行比較包括對所述感應(yīng)電容器和所述基準(zhǔn)電容器充電；以及將所述導(dǎo)電板的電壓與所述基準(zhǔn)電容器上的電壓進(jìn)行比較。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電源管理方法，將所述感應(yīng)電容器的電容與所述基準(zhǔn)電容進(jìn)行比較包括對所述感應(yīng)電容器和所述基準(zhǔn)電容器周期性充電和放電；比較所述導(dǎo)電板上的第一脈沖信號和所述基準(zhǔn)電容器上的第二脈沖信號；響應(yīng)于所述第一脈沖信號和所述第二脈沖信號之間的第一關(guān)系，對積分電容器充電；以及響應(yīng)于所述第一脈沖信號和所述第二脈沖信號之間的第二關(guān)系，對積分電容器放電。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電源管理方法，將所述感應(yīng)電容器的電容和所述基準(zhǔn)電容進(jìn)行比較還包括，將所述積分電容器上的電壓與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電源管理方法，將所述感應(yīng)電容器的電容與所述基準(zhǔn)電容進(jìn)行比較還包括當(dāng)所述積分電容器上的電壓高于所述基準(zhǔn)電壓時，生成第一控制信號；以及當(dāng)所述積分電容器上的電壓低于所述基準(zhǔn)電壓時，生成第二控制信號。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電源管理方法，將所述設(shè)備的功能電路切換至關(guān)閉狀態(tài)包括，響應(yīng)于所述第一控制信號關(guān)閉所述功能電路；以及將所述設(shè)備的功能電路切換至打開狀態(tài)包括，響應(yīng)于所述第二控制信號接通所述功能電路。
全文摘要
一種電子設(shè)備(10)，具有電源管理電路(20)，響應(yīng)于用戶是否觸摸設(shè)備(10)而將設(shè)備(10)開關(guān)。電源管理電路(20)包括覆蓋有設(shè)備(10)的絕緣外殼(216)的導(dǎo)電板(214)。當(dāng)用戶觸摸設(shè)備(10)時，用戶的身體和導(dǎo)電板(214)構(gòu)成感應(yīng)電容器(213)。感應(yīng)電容器(213)和基準(zhǔn)電容器(215)周期性地充放電。比較電路元件(230)比較兩個電容器(213，223)之間的電壓，以確定用戶是否正在觸摸設(shè)備(10)，并相應(yīng)地生成將設(shè)備(10)開關(guān)的控制信號。
文檔編號G06F1/32GK101076771SQ200580014278
公開日2007年11月21日 申請日期2005年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月30日
發(fā)明者高勇, 梁少峰 申請人:埃派克森微電子有限公司