系統時鐘供電裝置、方法和電器與流程

本發明涉及電器供電領域，尤其涉及一種系統時鐘供電裝置、方法和電器。

背景技術：

目前，觸摸屏等顯示終端的RTC(Real-Time Clock，實時時鐘)的備用電源一般為兩種方式，一種為只有備用鈕扣電池，一種為只有備用儲能金電容。通過上述備用電源向RTC供電存在一些缺陷，例如，使用單個金電容做備用電源，單次充電其放電時間不夠長；使用鈕扣電池做備用電源，其放電周期一定，另外，在紐扣電池放電周期結束后，需進行更換電池以及重新配置時鐘等。

技術實現要素：

本發明要解決的一個技術問題是提供一種能夠延長時鐘電路的工作時間的系統時鐘供電裝置、方法和電器。

根據本發明一方面，提出一種系統時鐘供電裝置，用于為時鐘電路供電，包括第一電容器、第二電容器、第一開關、第二開關、第一二極管和第二二極管；第一電容器與第二電容器通過第一開關連接；第一電容器的第一端與系統電源的第一端連接，第一電容器的第二端與系統電源的第二端通過第一二極管連接；第二電容器的第一端與系統電源的第一端通過第二開關連接，第二電容器的第二端與系統電源的第二端通過第二二極管連接；時鐘電路的第一端與系統電源的第一端連接，時鐘電路的第二端與第二電容器的第二端連接。

進一步地，該裝置還包括電壓檢測電路和控制電路；電壓檢測電路與控制電路連接；控制電路與第一開關和第二開關連接。

進一步地，電壓檢測電路還包括穩壓電路、電阻分壓電路和電壓比較器；穩壓電路和電阻分壓電路分別與電壓比較器連接；電壓比較器與控制電路連接。

進一步地，控制電路與時鐘電路的時鐘芯片電連接。

進一步地，第一電容器與第二電容器為金電容。

進一步地，該裝置還包括第三電容器、第三開關、第四開關和第三二極管；第二電容器與第三電容器通過第三開關連接；第三電容器的第一端與系統電源的第一端通過第四開關連接，第三電容器的第二端與系統電源的第二端通過第三二極管連接；時鐘電路的第二端與第三電容器的第二端連接。

進一步地，控制電路與第一開關、第二開關、第三開關以及第四開關連接。

根據本發明的另一方面，還提出一種電器，包括時鐘電路，還包括如上述的系統時鐘供電裝置。

根據本發明的另一方面，還提出一種系統時鐘供電方法，包括：系統上電時，通過系統電源向多個并聯的電容器充電；系統掉電時，使多個電容器串聯連接，將串聯的多個電容器作為電源向時鐘電路放電。

進一步地，該方法還包括：比較穩壓電路輸出的電壓是否大于電阻分壓電路輸出的電壓；若穩壓電路輸出的電壓大于電阻分壓電路輸出的電壓，則確定系統掉電。

進一步地，通過開關控制多個電容器串聯或并聯連接。

進一步地，系統掉電時，使多個所述電容器串聯連接包括：系統掉電時，控制電路通過中斷控制開關使得多個電容器串聯連接。

進一步地，該方法還包括：系統掉電時，控制電路通過中斷控制時鐘電路的時鐘芯片進入休眠模式。

與現有技術相比，本發明在系統上電時，通過開關使得電容器并聯連接，并通過系統電源向并聯的電容器充電，當系統掉電時，通過開關使得電容器串連，并將串聯的電容器作為電源向時鐘電路供電，能夠延長時鐘電路的工作時間。

通過以下參照附圖對本發明的示例性實施例的詳細描述，本發明的其它特征及其優點將會變得清楚。

附圖說明

構成說明書的一部分的附圖描述了本發明的實施例，并且連同說明書一起用于解釋本發明的原理。

參照附圖，根據下面的詳細描述，可以更加清楚地理解本發明，其中：

圖1A為本發明系統時鐘供電裝置的一個實施例的結構示意圖。

圖1B為本發明系統時鐘供電裝置的另一個實施例的結構示意圖。

圖2A為本發明系統時鐘供電裝置中包含三個電容器的一個實施例的結構示意圖。

圖2B為本發明系統時鐘供電裝置中包含三個電容器的另一個實施例的結構示意圖。

圖3A為本發明系統時鐘供電裝置的電壓檢測電路和控制電路的一個實施例的結構示意圖。

圖3B為本發明系統時鐘供電裝置的電壓檢測電路和控制電路的一個實施例的結構示意圖。

圖4為本發明電器的一個實施例的結構示意圖。

圖5為本發明系統時鐘供電方法的一個實施例的流程示意圖。

圖6為本發明系統時鐘供電方法的另一個實施例的流程示意圖。

具體實施方式

現在將參照附圖來詳細描述本發明的各種示例性實施例。應注意到：除非另外具體說明，否則在這些實施例中闡述的部件和步驟的相對布置、數字表達式和數值不限制本發明的范圍。

同時，應當明白，為了便于描述，附圖中所示出的各個部分的尺寸并不是按照實際的比例關系繪制的。

以下對至少一個示例性實施例的描述實際上僅僅是說明性的，決不作為對本發明及其應用或使用的任何限制。

對于相關領域普通技術人員已知的技術、方法和設備可能不作詳細討論，但在適當情況下，所述技術、方法和設備應當被視為授權說明書的一部分。

在這里示出和討論的所有示例中，任何具體值應被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實施例的其它示例可以具有不同的值。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步討論。

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明進一步詳細說明。

圖1A為本發明系統時鐘供電裝置的一個實施例的結構示意圖。該系統時鐘供電裝置用于向時鐘電路3供電，包括第一電容器1、第二電容器2、第一開關4、第二開關5、第一二極管6和第二二極管7，其中：

第一電容器1與第二電容器2通過第一開關4連接，第一電容器1和第二電容器2可以為金電容。第一電容器1的第一端101與系統電源8的第一端801連接，第二端102與系統電源8的第二端802通過第一二極管6連接。第二電容器2的第一端201與系統電源8的第一端801通過第二開關5連接，第二端202與系統電源8的第二端802通過第二二極管7連接。時鐘電路3的第一端301與系統電源8的第一端801連接，第二端302與第二電容器2的第二端202連接。

本領域的技術人員應當理解，為了使該裝置能夠正常工作，系統電源8的第二端802應當與第一二極管6和第二二極管7的正極連接，第一二極管6和第二二極管7的負極分別與第一電容器1的第二端102、第二電容器2的第二端202連接。該裝置還可以如圖2B所示，在第二電容器2的支路上還可以設置一個二極管203，其中各二極管起到正向導通反向截止的作用。

在該實施例中，可以通過多個開關的通斷控制第一電容器1與第二電容器2串聯或并聯，例如，當系統電源有電時，使第一開關4為斷開狀態、第二開關5為閉合狀態，此時第一電容器1和第二電容器2并聯連接，可以通過系統電源8向第一電容器1、第二電容器2以及時鐘電路3供電。當外電源斷電時，使第一開關4為閉合狀態、第二開關5為斷開狀態，此時第一電容器1和第二電容器2串聯連接，可以將串聯連接的第一電容器1和第二電容器2作為電源向時鐘電路3供電，能夠延長時鐘電路的工作時間，保證時鐘電路的工作可靠性，同時還能夠避免經常更換電池。

圖2A為本發明系統時鐘供電裝置中包含三個電容器的一個實施例的結構示意圖。該系統時鐘供電裝置用于向時鐘電路3供電，包括如圖1A所示的第一電容器1、第二電容器2、第一開關4、第二開關5、第一二極管6和第二二極管7外，還包括第三電容器9、第三開關10、第四開關11和第三二極管12，其中：

第一電容器1與第二電容器2通過第一開關4連接，第二電容器2與第三電容器9通過第三開關10連接，其中，第一電容器1、第二電容器2以及第三電容器9可以為金電容。

第一電容器1的第一端101與系統電源8的第一端801連接，第二端102與系統電源8的第二端802通過第一二極管6連接。第二電容器2的第一端201與系統電源8的第一端801通過第二開關5連接，第二端202與系統電源8的第二端802通過第二二極管7連接。第三電容器9的第一端901與系統電源8的第一端801通過第四開關11連接，第二端902與系統電源8的第二端802通過第三二極管12連接。時鐘電路3的第一端301與系統電源8的第一端801連接，第二端302與第三電容器9的第二端902連接。

本領域的技術人員應當理解，為了使該裝置能夠正常工作，系統電源8的第二端802應當與第一二極管6、第二二極管7以及第三二極管12的正極連接，第一二極管6、第二二極管7以及第三二極管12的負極分別與第一電容器1的第二端102、第二電容器2的第二端202、第三電容器9的第二端902連接。該裝置還可以如圖2B所示，在第二電容器2、第三電容器9的支路上還可以分別設置二極管203、903，其中各二極管起到正向導通反向截止的作用。

在該實施例中，可以通過多個開關的通斷控制第一電容器1、第二電容器2以及第三電容器9串聯或并聯，例如，當系統電源有電時，使第一開關4、第三開關10為斷開狀態，第二開關5、第四開關11為閉合狀態，此時第一電容器1、第二電容器2和第三電容器9并聯連接，可以通過系統電源8向第一電容器1、第二電容器2、第三電容器9以及時鐘電路3供電。當外電源斷電時，使第一開關4、第三開關10為閉合狀態，第二開關5、第四開關11為斷開狀態，此時第一電容器1、第二電容器2、第三電容器9串聯連接，可以將串聯連接的第一電容器1、第二電容器2、第三電容器9作為電源向時鐘電路3供電，能夠延長時鐘電路的工作時間，保證時鐘電路的工作可靠性，同時還能夠避免經常更換電池。

本領域的技術人員應當理解，根據上述實施例，還可以擴展出更多個金電容，構成多金電容并聯充電，串聯放電的方式，當然，串聯的金電容的數量也是有限制的，即串聯起來的金電容的電壓需要保證在時鐘電路可承受的電壓范圍內。

在本發明的一個實施例中，可以通過電壓檢測電路來檢測系統電源在上電還是掉電狀態，如圖3A所示，該系統時鐘供電裝置還可以包括電壓檢測電路310和控制電路320，其中，電壓檢測電路310與控制電路320連接，控制電路320與系統時鐘供電裝置中的開關連接；若該裝置中包含兩個電容器，則控制電路320與第一開關4和第二開關4連接；若該裝置中包含三個電容器，則控制電路320與第一、第二、第三和第四開關連接；控制電路320還可以與時鐘電路3的時鐘芯片電連接。

其中，電壓檢測電路310包括穩壓電路311、電阻分壓電路312和電壓比較器313。電壓檢測電路310與外部電源連接時，其中外部電源未示出，外部電源可以向穩壓電路311和電阻分壓電路312供電，穩壓電路311和電阻分壓電路312將輸出的電壓輸入到電壓比較器313。如圖3B所示，穩壓電路311可以為LM2576-12穩壓芯片、電阻分壓電路312可以包括電阻R1和電阻R2，穩壓比較器313可以為LM339穩壓比較器，控制電路320可以為主芯片。

例如，當外部電源為24V電壓源時，一路輸入到LM2576-12穩壓芯片311，通過穩壓芯片311輸出穩定的12V電壓；24V外部電源另外一路輸入到電阻分壓電路312，設置電阻R1和R2的值(例如R1＝10K，R2＝12K)，外部電源輸入24V的時候分壓輸出大于12V，外部電源輸入等于22V的時候，分壓輸出剛好是12V電壓。將上面兩路電壓輸入到LM339電壓比較器313，電壓比較器313的輸出端直接連接到主芯片320，即將信號輸出到主芯片320的I/O管腳。

以系統時鐘供電裝置中包含兩個金電容為例，當24V外部電源供電正常時，電阻分壓電路312的輸出電壓大于12V，而LM2576-12穩壓芯片311的輸出電壓穩定為12V，此時輸入到LM339電壓比較器313的兩路信號為正向輸入電壓小于反向輸入電壓，LM339電壓比較器313的輸出為低電平，主芯片320不會進入中斷，不會對第一開關4和第二開關5做任何動作，默認第一開關4為斷開狀態、第二開關5為閉合狀態。

外部電源掉電瞬間，會有一個短暫的降壓過程，當電壓值小于22V時電阻分壓電路312輸出電壓會降到小于12V，而LM2576-12穩壓芯片311輸出電壓穩定為12V，此時輸入到LM339電壓比較器313的兩路信號為正向輸入電壓大于反向輸入電壓，LM339電壓比較器313的輸出為高電平，主芯片320會進入中斷，中斷中主芯320做的動作，一是通過I/O口對開關進行控制，使第一開關4閉合、第二開關5斷開，從而使得兩個金電容串聯給時鐘電路放電；二是主芯片320控制時鐘芯片進入休眠模式，從而使得時鐘芯片耗電量達到最低的省電狀態。

本領域的技術人員應當理解，該實施例中外部電源為24V，電阻R1為10K，電阻R2為12K，以及穩壓芯片輸出的電壓為12V僅是為了舉例說明，本領域的技術人員可以根據實際應用設置不同的外部電源電壓以及電阻分壓電路中電阻的阻值。

在該實施例中，通過電壓檢測電路能夠檢測系統是上電狀態還是掉電狀態，并在系統掉電時，通過控制電路控制開關來實現電容器從并聯狀態切換到串聯狀態，從而使得時鐘電路的運行時間更長，另外，在系統掉電時，還可以通過控制電路控制時鐘電路的時鐘芯片進入休眠狀態，從而使得時鐘芯片耗電量達到最低的省電狀態，實現對時鐘電路工作可靠性的提升。

在本發明的另一個實施例中，可以將電壓檢測電路輸入的外部電源的電壓經過電壓轉換芯片轉換后出各種電壓給電路板的各個單元電路供電，其中電壓轉換芯片轉換出的某一個電壓值(比如是5V)可以作為給金電容和時鐘電路供電的電源。

在本發明的另一個實施例中，如圖4所示，一種電器，包括時鐘電路410和上述的系統時鐘供電裝置420，其中，系統時鐘供電裝置420已在上述實施例中進行了詳細介紹，此處不再進一步闡釋。該電器可以為工業觸摸屏、顯示板等可移動顯示設備，即本發明可以延長工業觸摸屏、顯示板等可移動顯示設備的系統時鐘的工作時間，例如，可以延長空調觸摸屏的系統時鐘的工作時間，提高時鐘電路的工作可靠性。

圖5為本發明系統時鐘供電方法的一個實施例的流程示意圖。該系統時鐘供電方法包括以下步驟：

在步驟510，系統上電時，通過系統電源向多個并聯的電容器充電。其中，電容器可以為金電容。例如，如圖1A或1B所示，若系統時鐘供電裝置中包括兩個金電容，則在系統上電時，使兩個金電容并聯，比通過系統電源分別向兩個金電容和時鐘電路供電。當然，如果有三個或更多個金電容，則在系統上電時，使三個或更多個金電容并聯連接。若系統電源的電壓為5V，則各電容器和時鐘電路的電壓都為5V。

在步驟520，系統掉電時，使多個電容器串聯連接，將串聯的多個電容器作為電源向時鐘電路放電。如圖1A或1B所示，當系統掉電時，可以通過開關控制多個電容器串聯連接，并將串聯的金電容作為電源向時鐘電路放電。若系統電源的電壓為5V，則兩個金電容串聯后電壓為10V，可以延長時鐘電路的工作時間。

本領域的技術人員應當理解，為了使時鐘電路正常工作，金電容不會是無限多個，多個金電容串聯起來的電壓應該在時鐘電路可承受的電壓范圍內。

在該實施例中，在系統上電時，通過系統電源向多個并聯的電容器充電；在系統掉電時，使多個電容器串聯連接，將串聯的多個電容器作為電源向時鐘電路放電，能夠延長時鐘電路的工作時間。

圖6為本發明系統時鐘供電方法的另一個實施例的流程示意圖。該系統時鐘供電方法包括以下步驟：

在步驟610，外部電源分別通過穩壓電路和電阻分壓電路輸出電壓。

在步驟620，通過電壓比較器比較穩壓電路輸出的電壓是否大于電阻分壓電路輸出的電壓，若大于則執行步驟630，否則執行步驟640。

在步驟630，控制電路進入中斷，此時系統處于掉電狀態。例如，外部電源掉電瞬間，會有一個短暫的降壓過程，當電壓值小于22V時電阻分壓電路輸出電壓會降到小于12V，而穩壓電路輸出電壓穩定為12V，此時輸入到電壓比較器的兩路信號為正向輸入電壓大于反向輸入電壓，電壓比較器的輸出為高電平，控制電路會進入中斷。

在步驟640，控制電路不會進入中斷，多個金電容并聯連接。例如，當24V外部電源供電正常時，電阻分壓電路輸出大于12V，而2穩壓電路輸出電壓穩定為12V，此時輸入到電壓比較器的兩路信號為正向輸入電壓小于反向輸入電壓，電壓比較器的輸出為低電平，控制電路不會進入中斷。

在步驟650，控制電路通過中斷控制開關使得多個金電容切換到串聯狀態。

在步驟660，串聯的多個金電容作為電源向時鐘電路放電。

如圖1A所示，當系統電源有電時，使第一開關為斷開狀態、第二開關為閉合狀態，此時第一電容器和第二電容器并聯連接，可以通過系統電源向第一電容器、第二電容器以及時鐘電路供電。當系統電源斷電時，使第一開關為閉合狀態、第二開關為斷開狀態，此時第一電容器和第二電容器串聯連接，可以將串聯連接的第一電容器和第二電容器作為電源向時鐘電路供電。

在該實施例中，還可以包括步驟670，控制電路通過中斷控制時鐘電路的時鐘芯片進入休眠模式，從而使得時鐘芯片耗電量達到最低的省電狀態。

在該實施例中，通過電壓比較器比較穩壓電路輸出的電壓是否大于電阻分壓電路輸出的電壓，若穩壓電路輸出的電壓大于電阻分壓電路輸出的電壓，則確認系統掉電，控制電路通過中斷控制開關的通斷實現多個金電容從并聯狀態切換到串聯狀態，并且控制電路通過中斷控制時鐘電路的時鐘芯片進入休眠模式，從而使得時鐘芯片耗電量達到最低的省電狀態。該實施例既能保證有足夠的電量給時鐘電路供電，又能夠保證時鐘電路的工作可靠性。

發明人經過試驗證明，假設系統電源為5V，當系統掉電時，時鐘電路的電壓小于3V的時候就不能保證時鐘芯片的工作了。若僅包含一個金電容，從5V降到3V所降的這2V才是金電容真正提供給時鐘電路的電量。應用本發明的實現方式，系統上電時，金電容和時鐘電路的電壓都為5V的，系統掉電時，串聯的金電容電壓為10V，給時鐘電路提供的電量就是10V降到3V的這7V了，7V是2V的3.5倍，因此，本發明能夠大大延長時鐘電路的工作時間。

至此，已經詳細描述了本發明。為了避免遮蔽本發明的構思，沒有描述本領域所公知的一些細節。本領域技術人員根據上面的描述，完全可以明白如何實施這里公開的技術方案。

可能以許多方式來實現本發明的方法以及裝置。例如，可通過軟件、硬件、固件或者軟件、硬件、固件的任何組合來實現本發明的方法以及裝置。用于所述方法的步驟的上述順序僅是為了進行說明，本發明的方法的步驟不限于以上具體描述的順序，除非以其它方式特別說明。此外，在一些實施例中，還可將本發明實施為記錄在記錄介質中的程序，這些程序包括用于實現根據本發明的方法的機器可讀指令。因而，本發明還覆蓋存儲用于執行根據本發明的方法的程序的記錄介質。

雖然已經通過示例對本發明的一些特定實施例進行了詳細說明，但是本領域的技術人員應該理解，以上示例僅是為了進行說明，而不是為了限制本發明的范圍。本領域的技術人員應該理解，可在不脫離本發明的范圍和精神的情況下，對以上實施例進行修改。本發明的范圍由所附權利要求來限定。