專利名稱：一種電器設備指示燈控制電路及手機的制作方法
技術領域：
本發明涉及移動通信技術領域，特別涉及一種電器設備指示燈控制電路。本發明還涉及一種配備有該指示燈控制電路的手機。
背景技術：
在目前電子電器設計中，設計人員會根據用戶需要給產品配備上充電指示燈，用于提示用戶當下電器處于充電狀態，尤其是在手機充電中應用很普遍，當手機電池電壓很低，手機無法開機，也就是手機在預充電時，充電指示燈的設置尤為必要。目前技術中的手機電路要實現這一充電指示燈或者呼吸燈(燈光由亮到暗逐漸變化)的功能，一般要使用 IC集成模塊或者元器件數量眾多的復雜放大電路來實現，這就造成了電路結構的復雜，進而提升了產品生產成本。中國專利CN20102(^87297. 1提供了一種用場效應管金屬-氧化層-半導體-場效晶體管搭建手機指示燈控制電路方案，如圖1所示，該方案通過四個場效應管M1、M2、M3、 M4等分立元器件在同一電路實現預充電指示功能，但該方案存在兩個缺陷1、使用MOSFET (金屬-氧化層-半導體-場效晶體管)器件搭建電路，成本較高， 電路還可以進一步簡化，比如電池電壓端VBAT與充電電壓端VCHG之間的隔離需要增加一顆二極管Dl來實現。2、發光二極管D3的電流不易控制，且只能通過控制MOS管的開關時間來控制發光二極管D3的開關時間，以此達到亮度控制的目的，同時發光二極管D3導通特性不同帶來的亮度不同問題也沒有解決。

發明內容
本發明主要解決的技術問題是提供一種電器設備指示燈控制電路，旨在解決傳統MOSFET (金屬-氧化層-半導體-場效晶體管)管電路較復雜，成本較高，且發光指示元件電流不易控制的問題。為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是一種電器設備指示燈控制電路，包括發光指示元件，其特征在于，還包括第一三極管、第二三極管、第三三極管、第四三極管，發光指示元件的負極與第一三極管的集電極相連，第一三極管的基極與第二三極管的集電極相連，第四三極管的基極與第三三極管的集電極相連，其中，所述第二三極管的基極與電器設備控制器的第一輸入輸出接口連接，所述第三三極管的基極與電器設備控制器的第二輸入輸出接口連接。其中，在上述電器設備指示燈控制電路中，所述第一三極管的集電極與所述發光指示元件的負極相連；所述第一三極管的基極通過第一偏置電阻與第二三極管的集電極相連，所述第一三極管的發射極接地，所述第一三極管的基極和發射極之間連接有第一下拉電阻；可變電阻一端連接充電電壓端，另一端連接在第一偏置電阻與第二三極管集電極之間。
其中，在上述電器設備指示燈控制電路中，所述第二三極管的集電極通過第一偏置電阻與所述第一三極管的基極相連；所述第二三極管的基極通過第二偏置電阻連接到電器設備控制器的第一輸入輸出接口，所述第二三極管的發射極接地，所述第二三極管的基極和發射極之間連接有第二下拉電阻。其中，在上述電器設備指示燈控制電路中，所述第三三極管的集電極通過第二限流電阻與所述第四三極管的基極相連，所述第三三極管的基極通過第三偏置電阻連接到電器設備控制器的第二輸入輸出接口，所述第三三極管的發射極接地，第三三極管基極和發射極之間連接有第三下拉電阻。其中，在上述電器設備指示燈控制電路中，所述第四三極管的集電極與發光指示元件的負極通過第一限流電阻相連，并且與可變電阻連接充電電壓端的電路交叉；所述第四三極管的基極和發射極之間連接有上拉電阻，所述第四三極管的發射極連接電池電壓端。其中，在上述電器設備指示燈控制電路中，所述第一三極管、所述第二三極管、所述第三三極管均為電流從發射極流出型，而所述第四三極管為電流從發射極流入型。其中，在上述電器設備指示燈控制電路中，所述電器設備控制器的第一輸入輸出接口和所述電器設備控制器的第二輸入輸出接口外接電壓為1. 8V-2. 8V。其中，在上述電器設備指示燈控制電路中，所述電池電壓端設置有第一接地電容。其中，在上述電器設備指示燈控制電路中，所述充電電壓端設置有第二接地電容。其中，在上述電器設備指示燈控制電路中，所述發光指示元件為發光二極管。此外，本發明還提供一種手機，該手機配備有上述的電器設備指示燈控制電路。區別于現有技術，本發明的電器設備指示燈電路通過利用四顆三極管搭建電路實現傳統MOSFET (金屬-氧化層-半導體-場效晶體管)電路驅動LED指示燈相同功能，簡化了電路同時也降低了生產成本，同時利用三極管電流控制特性，更方便根據需要調節LED 燈電流，實現亮度控制的目的，同時也解決了原有技術中LED由于導通特性不同需要而造成LED燈亮度不同的問題。


圖1是現有技術方案的電路圖；圖2是本發明電器設備指示燈控制電路的電路圖；圖3是本發明電器設備指示燈控制電路的器件簡化圖。
具體實施例方式圖2是本發明的一優選實施例的電路圖，以下參照附圖并舉實施例對本發明進一步詳細說明。請參閱圖2，本發明提供一種電器設備指示燈控制電路，以手機設備為實施例，包括發光指示元件，該發光指示元件為發光二極D1，該電路還包括第一三極管Q1、第二三極管Q2、第三三極管Q3、第四三極管Q4，另外還有兩個電壓輸入端電池電壓輸入端VBAT和充電電壓輸入端VCHG。所述發光二極管Dl的正極通過第一限流電阻R4連接到充電電壓端 VCHG,充電電壓端VCHG連接充電器或USB的5V輸入，所述發光二極管Dl的負極連接第一三極管Ql的集電極。所述充電電壓VCHG設置有第二接地電容C2，所述電池電壓端VBAT設置有第一接地電容Cl，起濾波作用。所述第一三極管Ql、所述第二三極管Q2、所述第三三極管 Q3均為電流從發射極流出型，而所述第四三極管Q4為電流從發射極流入型。所述第一三極管Ql的基極與所述第二三極管Q2的集電極相連，所述第四三極管Q4的基極與第三三極管 Q3的集電極相連，其中，第二三極管Q2的基極和第三三極管Q3的基極一端的兩個輸入輸出接口分別與連接到電器設備控制器(手機基帶芯片)控制的第一輸入輸出接口 GPIOl和第二輸入輸出接口 GPI02連接，用于對發光二極管Dl狀態的控制，為滿足不同手機系統的需要，所述第一輸入輸出接口 GPIOl和第二輸入輸出接口 GPI02外接電壓可兼容1. 8V-2. 8V。所述第一三極管Ql的集電極與所述發光指示元件Dl負極相連，所述第一三極管 Ql的基極通過第一偏置電阻Rl與第二三極管Q2集電極相連，所述第一三極管Ql的發射極接地，第一三極管Ql的基極和發射極之間連接有第一下拉電阻R3。可變電阻R5—端連接充電電壓端VCHG，另一端連接在第一偏置電阻Rl與第二三極管Q2的集電極之間。所述第二三極管Q2的集電極通過第一偏置電阻Rl與所述第一三極管Ql的基極相連。所述第二三極管Q2基極通過第二偏置電阻R2連接到電器設備控制器(手機基帶芯片)控制的第一輸入輸出接口 GPI01，所述第二三極管Q2的發射極接地，第二三極管Q2的基極和發射極之間還連接有第二下拉電阻R6。所述第三三極管Q3的集電極通過第二限流電阻R7與所述第四三極管Q4的基極相連，所述第三三極管Q3的基極通過第三偏置電阻R9連接到電器設備控制器(手機基帶芯片)控制的第二輸入輸出接口 GPI02，所述第三三極管Q3的發射極接地，第三三極管Q3 基極和發射極之間還連接有第三下拉電阻R10。所述第四三極管Q4的集電極與發光指示元件Dl的負極通過第一限流電阻R4相連，并且與可變電阻R5連接充電電壓端VCHG的電路在S點交叉。所述第四三極管Q4的基極和發射極之間連接有上拉電阻R8，所述第四三極管Q4的發射極連接電池電壓端。在圖1中，發光指示元件為發光二極管D1，用于指示手機充電狀態，第一限流電阻 R4是發光二極管Dl的限流電阻，VBAT是電池電壓端，VCHG為充電電壓端，第一三極管Ql是用來控制發光二極管Dl的開啟和關閉，第二三極管Q2用于控制第一三極管Dl的通斷，而第四三極管Q4是用于電池電壓端VBAT和充電電壓端VCHG之間的隔離，因為如果電池電壓端VBAT直接連接到充電電壓端VCHG會引起充電的誤判斷。第三三極管Q3用于對第四三極管Q4通斷的控制。第一輸入輸出接口 GPIOl和第二輸入輸出接口 GPI02為手機基帶芯片控制的輸入輸出接口，默認輸出為低電平。可變電阻R5可以用來控制發光二極管Dl的亮度，調節可變電阻R5的阻值可以獲得發光二極管Dl燈不同的亮度，由于手機指示燈的亮度不需要實時調節，因此可預先根據需要來預設好可變電阻R5的值。第二下拉電阻R6和第二下拉電阻RlO是用來防止第二三極管Q2和第三三極管Q3的基極出現懸空，當第一輸入輸出接口 GPIOl和第二輸入輸出接口 GPI02輸入信號不確定(如呈高阻態時)三極管的穿透電流影響正常工作，使三極管可靠截止，同時防止有噪聲存在時對電路有失真干擾。上拉電阻R8用于保證輸入信號不確定時使第四三極管Q4處于截止狀態。第二偏置電阻R2 和第三偏置電阻R9的設置在于獲得一個偏置電壓，防止信號失真和輸入電流過大。本發明實施例具體工作流程如下a、預充電階段
當電池深度放電時，手機不能正常開機，此時手機處于預充電狀態，由于手機系統未啟動不能對第一輸入輸出接口 GPIOl和第二輸入輸出接口 GPI02端口進行控制，此時第二三極管Q2和第三三極管Q3基極處于開路狀態，此時第二三極管Q2、第三三極管Q3均處于截止狀態，相當于斷開。第四三極管Q4基極無電流，第四三極管Q4也處于不導通的關閉狀態，此時電池電壓端VBAT與充電電壓端VCHG就被第四三極管隔離，不會產生干擾。充電電壓端VCHG依次連接有可變電阻R5、第一偏置電阻Rl和第一下拉電阻R3，第一三極管Ql 的發射結正偏，又由于第一限流電阻R4和發光二極管Dl阻值之和小于可變電阻R5和第一偏置電阻Rl之和，第一三極管Ql的集電結反偏，所以第一三極管Ql此時處于共射極放大電路的放大狀態，第一三極管Ql導通，電流從充電電壓端VCHG流經限流電阻R4、發光二極管D1、第一三極管Ql到地，即發光二極管Dl被點亮，實現充電指示功能。根據戴維寧等
效電路以及三極管直流靜態電路分析可知，第一三極管Ql的基極電流|B= UBBRbUBE ,其中，
Ubb= HHG Ube為第一三極管Ql的基極與發射極之間的電壓，等效電阻Rb===)其
中，以上各電阻阻值并不固定，可根據發光二極管Dl所需電流大小調整。特別的，作為本發明一優選實施例，可變電阻R5選取56K Ω，第一偏置電阻Rl選取IOK Ω，第一下拉電阻R3選取47ΚΩ，第一三極管Ql的放大特性系數選取hfe= 100，充電電壓端VCHG選取為5V，三極管為硅管時的Ube—般選取為0. 7V，根據上述公式計算得出第一三極管Ql的基極電流L = 0. 05mA，根據三極管放大系數公式Ic = IB*hfe，計算出第一三極管的集電極電流Ic = 5mA。 由于三極管處于放大工作區時，當L 一定時，Ic的大小與Uce基本無關，且Uce的大小則隨Ic 的大小而變化，具有恒流作用，所以在Ie將不隨發光二極管Dl導通特性不同而改變，因而可以避免因二極管特性不一致而造成發光二極管發光亮度不同的問題，同時可以利用三極管電流控制特性，調整可變電阻R5的阻值可得到第一三極管Ql上不同的基極電流Ib，兩者成反比例關系，又由于集電極電流Ic與基極電流Ib成正比，所以調整可變電阻R5的阻值控制第一三極管的集電極電流Ie，即是流過發光二極管Dl的電流，實現亮度控制的目的。在預充狀態下，該控制電路不需要手機系統干預，自行控制發光二極管Dl的開啟，指示充電狀態。b、手機系統啟動后階段當手機預充電到可以開機電壓時，手機系統啟動，獲得手機基帶芯片第一輸入輸出接口 GPIOl和第二輸入輸出接口 GPI02的控制權，第二三極管Q2和第三三極管Q3的基極分別與第一輸入輸出接口 GPI01、第二輸入輸出接口 GPI02相連，控制第二三極管Q2端第一輸入輸出接口 GPIOl和第三三極管Q3端第二輸入輸出接口 GPI02輸出為低電平，即第二三極管Q2和第三三極管Q3的基極為低電平，一般默認為0，此時第二三極管Q2和第三三極管Q3狀態未變，均為截止狀態，第一三極管Ql導通，發光二極管Dl有電流流過，處于點亮狀態。當手機電池充電結束需要關閉充電指示燈時，手機基帶芯片檢測到電池充電完成后控制第一輸入輸出接口 GPIOl輸出高電平，一般默認為5V，此時第二三極管Q2的基極電壓大于發射極電壓(發射極接地)，發射結正偏，第二三極管Q2導通，充電電壓端VCHG、 可變電阻R5、第二三極管Q2形成通路，此時流經第一三極管Ql的基極電流為0，第一三極管Ql將截止，所以發光二極管Dl此時關閉，指示此時手機已經充電完畢。如果此時有未讀短信或者未接來電需要重新開啟發光二極管D1，只要控制第一輸入輸出接口 GPIOl輸出低電平即可，第一三極管Ql隨即被導通，如需閃爍，可控制第一輸入輸出接口 GPIOl發出 PWM(脈沖寬度調制信號)信號按一定頻率輸出，控制第二三極管Q2的開關時間，使第一三極管Ql的導通時間由長變短，逐步關斷，發光二極管Dl的導通時間也由長變短，由于人眼的視覺效果，人們所看到的發光二極管Dl由亮逐步變暗，達到閃爍的效果。C、充電器拔出后階段充電器拔出后電路當充電器未拔出時，發光二極管Dl由充電器提供的充電電壓端VCHG驅動，當充電器拔出后，系統內沒有充電電壓，此時發光二極管Dl需由電池電壓驅動，控制第二輸入輸出接口 GPI02輸出為高電平，此時第三三極管Q3的基極電壓大于發射極電壓(發射極接地)，發射結正偏，第三三極管Q3導通，電池電壓端VBAT、第二限流電阻 R7、第三三極管Q3形成通路，由于上拉電阻R8的分壓，第四三極管Q4的發射極電壓大于基極電壓，發射結正偏，第四三極管Q4隨即也被導通，電池電壓端VBAT就施加到發光二極管 Dl兩端作驅動電源，此時只需通過控制第一輸入輸出接口 GPIOl如前所述即可實現對發光二極管Dl的通斷控制。值得一提的是，圖2虛框內的電路可以進一步簡化，如圖3所示，目前市場上有一種RET器件(Resisitor Equipped ^Transistors)，將電阻集成在三極管中，圖3中左邊虛框內的電阻三極管可以用右邊框圖內的一個RET器件替代，進一步減少了控制電路外圍元器
件數量。此外，本發明還提供一種手機，該手機配備有上述的指示燈控制電路，用于指示所屬手機的充電狀態。綜上所述，手機通過指示燈控制電路可以實現在不同系統狀態下有序的控制發光二極管的開關，本發明的電器設備指示燈電路通過利用四顆三極管搭建電路實現傳統 MOSFET (金屬-氧化層-半導體-場效晶體管)電路驅動LED指示燈相同功能，簡化了電路同時也降低了生產成本，同時利用三極管電流控制特性，更方便根據需要調節LED燈電流， 實現亮度控制的目的，同時也解決了原有技術中LED由于導通特性不同需要而造成LED燈亮度不同的問題。需要指出的是，在本發明一實施例中提到的“第一”、“第二”等用語僅是根據需要采用的文字符號，在實務中并不限于此，并且該文字符號可以互換使用。以上所述僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。
權利要求
1.一種電器設備指示燈控制電路，包括發光指示元件，其特征在于，還包括第一三極管、第二三極管、第三三極管、第四三極管，發光指示元件的負極與第一三極管的集電極相連，第一三極管的基極與第二三極管的集電極相連，第四三極管的基極與第三三極管的集電極相連，其中，所述第二三極管的基極與電器設備控制器的第一輸入輸出接口連接，所述第三三極管的基極與電器設備控制器的第二輸入輸出接口連接。
2.根據權利要求1所述的電器設備指示燈控制電路，其特征在于，所述第一三極管的集電極與所述發光指示元件的負極相連；所述第一三極管的基極通過第一偏置電阻與第二三極管的集電極相連，所述第一三極管的發射極接地，所述第一三極管的基極和發射極之間連接有第一下拉電阻；可變電阻一端連接充電電壓端，另一端連接在第一偏置電阻與第二三極管集電極之間。
3.根據權利要求1所述的電器設備指示燈控制電路，其特征在于，所述第二三極管的集電極通過第一偏置電阻與所述第一三極管的基極相連；所述第二三極管的基極通過第二偏置電阻與所述電器設備控制器的第一輸入輸出接口連接，所述第二三極管的發射極接地，所述第二三極管的基極和發射極之間連接有第二下拉電阻。
4.根據權利要求1所述的電器設備指示燈控制電路，其特征在于，所述第三三極管的集電極通過第二限流電阻與所述第四三極管的基極相連，所述第三三極管的基極通過第三偏置電阻連接到電器設備控制器的第二輸入輸出接口，所述第三三極管的發射極接地，第三三極管基極和發射極之間連接有第三下拉電阻。
5.根據權利要求1所述的電器設備指示燈控制電路，其特征在于，所述第四三極管的集電極與發光指示元件的負極通過第一限流電阻相連，并且與可變電阻連接充電電壓端的電路交叉；所述第四三極管的基極和發射極之間連接有上拉電阻，所述第四三極管的發射極連接電池電壓端。
6.根據權利要求1所述的電器設備指示燈控制電路，其特征在于，所述第一三極管、所述第二三極管、所述第三三極管均為電流從發射極流出型，而所述第四三極管為電流從發射極流入型。
7.根據權利要求1所述的電器設備指示燈控制電路，其特征在于，所述電器設備控制器的第一輸入輸出接口和所述電器設備控制器的第二輸入輸出接口外接電壓為 1. 8V-2. 8V。
8.根據權利要求5所述的電器設備指示燈控制電路，其特征在于，所述電池電壓端設置有第一接地電容，所述充電電壓端設置有第二接地電容。
9.根據權利要求1-8中任意一項權利要求所述的電器設備指示燈控制電路，其特征在于，所述發光指示元件為發光二極管。
10.一種手機，其特征在于，所述手機配備有根據權利要求1-9中任意一項權利要求所述的電器設備指示燈控制電路，用于指示所述手機的充電狀態。
全文摘要
本發明提供一種電器設備指示燈控制電路，包括發光指示元件、第一三極管、第二三極管、第三三極管和第四三極管及相關的限流限壓電阻和濾波電容，發光指示元件的負極與第一三極管的集電極相連，第一三極管的基極與第二三極管的集電極相連，第四三極管的基極與第三三極管的集電極相連，第二三極管的基極與電器設備控制器的第一輸入輸出接口連接，所述第三三極管的基極與電器設備控制器的第二輸入輸出接口連接。控制系統通過控制第一輸入輸出接口和第二輸入輸出接口輸出的高低電平狀態控制三極管的通斷，進而實現對發光指示元件開關和電流的有序控制。本發明還提供一種手機，該手機配備有上述的電器設備指示燈控制電路。
文檔編號H05B37/02GK102573223SQ20111043491
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月21日 優先權日2011年12月21日
發明者顧瞻 申請人:惠州Tcl移動通信有限公司