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一种可快速切换供电的耗材芯片

阅读:185发布:2021-06-07

专利汇可以提供一种可快速切换供电的耗材芯片专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种可快速切换供电的耗材芯片,包括 基板 ,所述基板上设有 电子 模 块 以及可从外部装置获取 电能 并向所述电子模块供电的电源端口,所述电子模块包含有待机模块及芯片 内核 ,所述基板上还设有可向所述待机模块供电的蓄能 电池 ,所述电子模块还包含有对所述电源端口 电压 和所述芯片内核电压进行检测的电压检测 电路 ,以及对所述待机模块的供电进行管理的 开关 控制网络。解决了 现有技术 中的电池利用率不高的技术问题。,下面是一种可快速切换供电的耗材芯片专利的具体信息内容。

1.一种可快速切换供电的耗材芯片,包括基板,所述基板上设有电子以及可从外部装置获取电能并向所述电子模块供电的电源端口,所述电子模块包含有待机模块及芯片内核,所述基板上还设有可向所述待机模块供电的蓄能电池,其特征在于:所述电子模块还包含有对所述电源端口电压和所述芯片内核电压进行检测的电压检测电路,以及对所述待机模块的供电进行管理的开关控制网络。
2.根据权利要求1所述的可快速切换供电的耗材芯片,其特征在于,所述检测电路可检测所述电源端口及所述芯片内核的电压并产生一组精确的信号发送给所述开关控制网络。
3.根据权利要求1所述的可快速切换供电的耗材芯片,其特征在于,所述开关控制网络用于控制所述蓄能电池、所述电源端口与所述待机模块的断通,其包含第一二极管D1、第二二极管D2、第一PMOS管S1、第二PMOS管S2,所述第一二极管阳极连接所述电源端口,阴极连接所述待机模块;所述第二二极管阳极连接所述蓄能电池,阴极连接所述待机模块;所述第一PMOS管的漏极连接所述待机模块,栅极连接所述端口和内核电压检测电路,源极连接所述电源端口;所述第二PMOS管的漏极连接所述待机模块,栅极连接所述端口和内核电压检测电路,源极连接所述蓄能电池。
4.根据权利要求1所述的可快速切换供电的耗材芯片,其特征在于,所述蓄能电池为不具备充放电功能的电池。
5.根据权利要求1所述的可快速切换供电的耗材芯片,其特征在于,所述蓄能电池为纽扣电池。
6.根据权利要求3所述的可快速切换供电的耗材芯片,其特征在于,当所述芯片处于待机状态时,所述第一PMOS管S1关断,所述第二PMOS管S2导通;当所述电源端口开始上电,且所述芯片内核电压达到预设的第一值电压V1时,所述第一PMOS管S1导通,所述第二PMOS管S2关断;当所述电源端口开始掉电,且端口电压达到预设的第二阀值电压V2时,所述第一PMOS管S1关断,所述第二PMOS管S2导通。
7.根据权利要求6所述的可快速切换供电的耗材芯片,其特征在于,所述第一阀值电压V1大于或者等于所述蓄能电池电压,且小于外部装置给所述电源端口供电的电压,所述第二阀值电压V2,小于外部装置给所述电源端口供电的电压,大于所述蓄能电池电压。

说明书全文

一种可快速切换供电的耗材芯片

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种可快速切换供电的耗材芯片,具体地说,涉及一种用于为芯片提供电源的芯片供电电路

背景技术

[0002] 近年来,随着集成电路技术的高速发展,电子系统的功能和集成度越来越高,随之而来的功耗及待机问题愈发明显。数据固化存储及上电启动模处于待机状态以满足系统快速启动的应用要求在电子系统设计中的要求越来越高。在耗材芯片行业中,为了达到低功耗高速的数据固化存储要求,往往在掉电状态下用SRAM 代替FRAM来实现数据保存功能。在以上各种应用中,都需要用到电池来维持相应的待机状态及长时间的数据保存。
[0003] 在目前各类电子系统中,电池是一个薄弱环节,原因在于,电池本身会自放电,电容容量很难做到很大,在电子系统逐步微型化的过程中,电池的容量/体积比成了摆在设计者面前的难题。随着打印耗材行业的快速发展,耗材行业对电池待机时间的要求尤其突出。因此,开展低功耗设计,将有限的电池电量利用率最大化是摆在电子设计者面前迫切需要解决的问题。
实用新型内容
[0004] 本实用新型的主要目的是提供一种可快速切换供电的耗材芯片,以解决现有技术中电池电量利用率不高的技术问题。为了解决以上技术问题,本实用新型是通过以下技术方案实现的:
[0005] 一种可快速切换供电的耗材芯片,包括基板,所述基板上设有电子模块以及可从外部装置获取电能并向所述电子模块供电的电源端口,所述电子模块包含有待机模块及芯片内核,所述基板上还设有可向所述待机模块供电的蓄能电池,所述电子模块还包含有对所述电源端口电压和所述芯片内核电压进行检测的电压检测电路,以及对所述待机模块的供电进行管理的开关控制网络。
[0006] 进一步的,所述检测电路可检测所述电源端口及所述芯片内核的电压并产生一组精确的信号发送给所述开关控制网络。
[0007] 进一步的,所述开关控制网络用于控制所述蓄能电池、所述电源端口与所述待机模块的断通,其包含第一二极管D1、第二二极管D2、第一PMOS管S1、第二PMOS管S2,所述第一二极管阳极连接所述电源端口,阴极连接所述待机模块;所述第二二极管阳极连接所述蓄能电池,阴极连接所述待机模块;所述第一PMOS 管的漏极连接所述待机模块,栅极连接所述端口和内核电压检测电路,源极连接所述电源端口;所述第二PMOS管的漏极连接所述待机模块,栅极连接所述端口和内核电压检测电路,源极连接所述蓄能电池。
[0008] 进一步的,所述蓄能电池为不具备充放电功能的电池。
[0009] 进一步的,所述蓄能电池为纽扣电池。
[0010] 进一步的,当所述芯片处于待机状态时,所述第一PMOS管S1关断,所述第二PMOS管S2导通;当所述电源端口开始上电,且所述芯片内核电压达到预设的第一值电压V1时,所述第一PMOS管S1导通,所述第二PMOS管S2关断;当所述电源端口开始掉电,且端口电压达到预设的第二阀值电压V2时,所述第一 PMOS管S1关断,所述第二PMOS管S2导通。
[0011] 进一步的,所述第一阀值电压V1大于或者等于所述蓄能电池电压,且小于外部装置给所述电源端口供电的电压,所述第二阀值电压V2,小于外部装置给所述电源端口供电的电压,大于所述蓄能电池电压。
[0012] 本实用新型提供的耗材芯片在采用了以上方案后,在打印机给芯片上电时,电压检测模块检测到内核电压上升到第一阈值电压V1时输出相应的门限信号上升沿,并在打印机给芯片掉电时,电压检测模块检测到端口电压下降到第二阈值电压 V2以下时产生门限信号下降沿。通过上述精确电压检测控制,可以确保打印机供电电压始终大于蓄能电池电压,有效避免了蓄能电池对待机模块之外的相关电路产生的放电效应,从而实现电池电量利用效率的大幅度提高。附图说明
[0013] 图1为快速电源切换电路在耗材芯片中的应用示意图。
[0014] 图2为电压检测电路原理示意图。
[0015] 图3为快速电源切换电路实现示意图。

具体实施方式

[0016] 为了使本实用新型实施例的目的,技术方案和技术效果更加清楚,下面将结合附图对本实用新型显影盒的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,描述的实施例仅仅是本实用新型的一个较佳实施例,而不是全部实施例,基于本实用新型的实施例,本领域技术人员在没有付出创造性劳动而获得的其它实施例,都属于本实用新型的保护范围。
[0017] 图1是本实施例在耗材行业芯片设计中的具体应用,在该设计中,片上电压检测模块通过精确检测电源端口和芯片内核电压的变化过程,产生一组精确的门限信号,该门限信号通过开关控制网络实现蓄能电池与耗材芯片中的待机模块之间的接通及关断。当电压检测模块检测到芯片处于上电状态时,将电池与耗材芯片内部的待机模块隔离开,通过打印机电源供电给芯片内部的待机模块;反之,当电压检测模块检测到芯片处于掉电状态时,将打印机电源与耗材芯片内部待机模块隔离开,通过电池供电给芯片内部的待机模块,从而达到提高电池电量利用率的目的。
[0018] 更具体的,参见图2,在上电过程中,电源端口电压首先从0伏上升到满幅电源电压,由于芯片内核电压产生电路的滞后效应,内核电压会产生一定的延迟,电压检测模块检测到芯片内核电压上升到第一阈值电压V1以上时,输出相应的门限信号上升沿。在掉电过程中,端口电压首先从满幅电源电压下降到0伏,芯片内核电压产生电路同样具有滞后效应,电压检测模块检测到端口电压下降到第二阈值电压V2以下时产生门限信号下降沿。通过上述精确电压检测控制,可以确保打印机供电电压始终大于蓄能电池电压,有效避免了蓄能电池对待机模块之外的相关电路产生的放电效应,从而实现电池电量利用效率的大幅度提高。
[0019] 开关控制网络模块参见图3,其包含第一二极管D1、第二二极管D2、第一PMOS 管S1、第二PMOS管S2,第一二极管阳极连接电源端口,阴极连接待机模块;第二二极管阳极连接蓄能电池,阴极连接待机模块;第一PMOS管的漏极连接待机模块,栅极连接端口和内核电压检测电路,源极连接电源端口;第二PMOS管的漏极连接待机模块,栅极连接端口和内核电压检测电路,源极连接蓄能电池。当门限信号上升沿产生时,打印机供电电压大于蓄能电池电压,第一PMOS管S1导通,第二 PMOS管S2关断,此时待机模块通过打印机电源供电;当门限信号下降沿产生时,打印机供电电压会小于蓄能电池电压,第一PMOS管S1关断,第二PMOS管S2导通,此时待机模块通过蓄能电池供电。图中的S1和S2开关采用了PMOS晶体管,本发明电路包含PMOS开关,但不限于PMOS开关,可以是各种导通电阻较小的电子类开关。图中D1和D2是二极管,利用二极管单向导通效应,既可以加速待机模块电源电压的上升速度又可以有效避免电池端或者打印机端电荷的反向漏电。
[0020] 其中,第一阀值电压V1大于或等于蓄能电池电压,小于打印机给芯片端口供电的电压,以避免在芯片内核电压还没达到蓄能电池电压时第一PMOS管S1导通,蓄能电池通过电压检测模块放电;第二阀值电压V2,小于打印机给所述芯片端口供电的电压,大于所述蓄能电池电压,能确保芯片端口一发生掉电,能被电压检测模块及时检测到,并立即切换蓄能电池给待机模块供电,确保待机模块能保持稳定的供应电源。
[0021] 以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,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实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
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