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CN103296638A - 电子设备以及应用于电子设备的掉电保护装置及方法 - Google Patents

电子设备以及应用于电子设备的掉电保护装置及方法 Download PDF

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Publication number
CN103296638A
CN103296638A CN2012100489926A CN201210048992A CN103296638A CN 103296638 A CN103296638 A CN 103296638A CN 2012100489926 A CN2012100489926 A CN 2012100489926A CN 201210048992 A CN201210048992 A CN 201210048992A CN 103296638 A CN103296638 A CN 103296638A
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
power
electronic equipment
threshold voltage
detection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2012100489926A
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English (en)
Inventor
马晓辉
李新平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Original Assignee
Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd, Hon Hai Precision Industry Co Ltd filed Critical Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
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Priority to TW101107803A priority patent/TW201336194A/zh
Priority to US13/663,631 priority patent/US20130222957A1/en
Priority to EP13156656.4A priority patent/EP2634883A2/en
Priority to JP2013035541A priority patent/JP2013183633A/ja
Publication of CN103296638A publication Critical patent/CN103296638A/zh
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/04—Arrangements for preventing response to transient abnormal conditions, e.g. to lightning or to short duration over voltage or oscillations; Damping the influence of dc component by short circuits in ac networks
    • G—PHYSICS
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    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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    • G06F1/30—Means for acting in the event of power-supply failure or interruption, e.g. power-supply fluctuations
    • G06F1/305—Means for acting in the event of power-supply failure or interruption, e.g. power-supply fluctuations in the event of power-supply fluctuations
    • G—PHYSICS
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    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
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    • G01R19/16566—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533
    • G01R19/16576—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533 comparing DC or AC voltage with one threshold

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Abstract

一种应用于电子设备的掉电保护方法，其包括如下步骤：预先存储掉电瞬变压差及对应的掉电瞬变持续时间以及关机门槛电压，该关机门槛电压为电池的过放电保护电压与掉电瞬变压差之和；通过侦测单元侦测电池的输出电压以产生侦测电压；判断侦测电压是否等于关机门槛电压，若是则发出计时信号；响应该计时信号开始计时并持续预定时间，该预定时间大于掉电瞬变持续时间；在预定时间内从侦测单元获取侦测电压，判断该预定时间内获取的侦测电压是否都小于关机门槛电压；若否，则使电子设备处于工作状态。本发明还提供一种电子设备以及应用于电子设备的掉电保护装置。本技术能解决电子设备因运行大功耗负载而导致的异常关机或瞬间断电。

Description

电子设备以及应用于电子设备的掉电保护装置及方法
技术领域
本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种电子设备以及应用于电子设备的掉电保护装置及方法。
背景技术
目前便携式电子设备的电池侦测控制基本都采用将电池的过放电保护电压设为基准点来控制关机门槛电压，这样能有效延长电子设备的待机时间。然，系统运行大功耗负载会导致电池瞬间掉电，即在掉电瞬变持续时间内，电池的输出电压瞬间下降。这样，当电池的输出电压下降至关机门槛电压时，系统会发出关机指令，从而系统根据关机指令执行关机程序以控制电子设备关机，出现电子设备在还显示1格电的时候因运行大功耗负载而异常关机的现象。另外，由于系统在发出关机指令后会因执行关机程序而延迟一段时间才完成关机，掉电瞬变持续时间通常很短且其远小于执行关机程序所需时间，因此在掉电瞬变持续时间内，若电池的输出电压继续下降至电池的过放电保护电压，则会造成整个系统的瞬间断电，使电子设备出现工作异常，甚至会损坏电子元器件。
发明内容
鉴于此，有必要提供一种能解决电子设备因运行大功耗负载而异常关机或瞬间断电的掉电保护装置。
另外，还有必要提供一种能解决因运行大功耗负载而异常关机或瞬间断电的电子设备。
另外，还有必要提供一种能解决电子设备因运行大功耗负载而异常关机或瞬间断电的掉电保护方法。
一种应用于电子设备的掉电保护装置，该电子设备包括处理单元，该掉电保护装置包括存储单元、侦测单元及比较单元。该存储单元用于预先存储掉电瞬变压差及对应的掉电瞬变持续时间以及关机门槛电压，该关机门槛电压为电池的过放电保护电压与掉电瞬变压差之和。该侦测单元用于侦测电池的输出电压以产生侦测电压。该比较单元用于判断侦测电压是否等于关机门槛电压，并在侦测电压等于关机门槛电压时产生计时信号。该处理单元响应该计时信号开始计时并持续预定时间，该预定时间大于掉电瞬变持续时间。该比较单元还用于在上述预定时间内从侦测单元获取侦测电压，并判断在该预定时间内获取的侦测电压是否都小于关机门槛电压；若在该预定时间内获取的侦测电压有一个大于或等于关机门槛电压，则处理单元控制电子设备使电子设备处于工作状态。
一种电子设备，其包括处理单元以及掉电保护装置，该掉电保护装置包括存储单元、侦测单元及比较单元。该存储单元用于预先存储掉电瞬变压差及对应的掉电瞬变持续时间以及关机门槛电压，该关机门槛电压为电池的过放电保护电压与掉电瞬变压差之和。该侦测单元用于侦测电池的输出电压以产生侦测电压。该比较单元用于判断侦测电压是否等于关机门槛电压，并在侦测电压等于关机门槛电压时产生计时信号。该处理单元响应该计时信号开始计时并持续预定时间，该预定时间大于掉电瞬变持续时间。该比较单元还用于在上述预定时间内从侦测单元获取侦测电压，并判断在该预定时间内获取的侦测电压是否都小于关机门槛电压；若在该预定时间内获取的侦测电压有一个大于或等于关机门槛电压，则处理单元控制电子设备使电子设备处于工作状态。
一种应用于电子设备的掉电保护方法，该方法包括以下步骤：
预先存储掉电瞬变压差及对应的掉电瞬变持续时间以及关机门槛电压，所述关机门槛电压为电池的过放电保护电压与掉电瞬变压差之和；
通过侦测单元侦测电池的输出电压以产生侦测电压；
判断侦测电压是否等于关机门槛电压，并在侦测电压等于该关机门槛电压时产生计时信号；
响应该计时信号开始计时并持续预定时间，该预定时间大于掉电瞬变持续时间；
在上述预定时间内从侦测单元获取侦测电压；
判断该预定时间内获取的侦测电压是否都小于关机门槛电压；
若在该预定时间内获取的侦测电压有一个大于或等于关机门槛电压，则控制电子设备使电子设备处于工作状态。
上述应用于电子设备的掉电保护装置及方法，当电池瞬间掉电时的输出电压下降至关机门槛电压时，使系统由发出关机指令改变为发出计时信号开始计时并持续预定时间，并在预定时间内获取侦测电压与关机门槛电压进行比较，判断获取的侦测电压是否都小于关机门槛电压，若获取的侦测电压有一个大于或等于关机门槛电压，则控制电子设备使电子设备处于工作状态。通过这种改变关机侦测的方式能解决电子设备在显示1格电的时候因运行大功耗负载而异常关机的现象。另外，在改变关机侦测方式的同时提高关机门槛电压，使其等于电池的过放电保护电压与掉电瞬变压差之和。即便系统掉电，侦测电压也不会小于电池的过放电保护电压，从而避免了系统的瞬间断电，使电子设备的稳定性更好。
附图说明
图1为一较佳实施方式的电子设备的功能模块图。
图2为一较佳实施方式的掉电保护方法的流程图。
图3为电子设备掉电时的波形示意图。
主要元件符号说明
电子设备 900
电池 100
掉电保护装置 200
存储单元 22
侦测单元 24
比较单元 26
处理单元 300
掉电保护方法 500
掉电保护方法步骤 S502-S514
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1，其为一较佳实施方式的电子设备900的功能模块图。该电子设备900包括电池100、掉电保护装置200及处理单元300。在本实施方式中，电池100为可充电电池。
掉电保护装置200包括存储单元22、侦测单元24及比较单元26。
存储单元22用于预先存储掉电瞬变压差                                               
Figure 2012100489926100002DEST_PATH_IMAGE001
及对应的掉电瞬变持续时间
Figure 2012100489926100002DEST_PATH_IMAGE002
以及关机门槛电压。在本实施方式中，掉电瞬变压差为运行电子设备900中多个不同的大功耗负载（图未示）时分别统计得出的多个掉电瞬变压差
Figure 513897DEST_PATH_IMAGE001
中的最大值；掉电瞬变持续时间
Figure 413720DEST_PATH_IMAGE002
为统计得出的分别与上述多个掉电瞬变压差
Figure 979830DEST_PATH_IMAGE001
对应的多个掉电瞬变持续时间
Figure 547078DEST_PATH_IMAGE002
中的最大值；关机门槛电压
Figure 173231DEST_PATH_IMAGE003
为电池100的过放电保护电压
Figure DEST_PATH_IMAGE004
与掉电瞬变压差
Figure 216142DEST_PATH_IMAGE001
之和，即
Figure DEST_PATH_IMAGE005
。
侦测单元24用于侦测电池100的输出电压以产生侦测电压
Figure DEST_PATH_IMAGE006
。在本实施方式中，侦测单元24实时侦测电池100的输出电压以产生侦测电压
Figure 851523DEST_PATH_IMAGE006
。
比较单元26用于判断侦测电压
Figure 7698DEST_PATH_IMAGE006
是否等于关机门槛电压
Figure 804753DEST_PATH_IMAGE003
，并在时产生计时信号。
处理单元300响应该计时信号开始计时并持续预定时间
Figure DEST_PATH_IMAGE008
，并控制比较单元26在预定时间
Figure 820113DEST_PATH_IMAGE008
内从侦测单元24获取侦测电压
Figure 993606DEST_PATH_IMAGE006
，该预定时间大于掉电瞬变持续时间
Figure 503401DEST_PATH_IMAGE002
，具体地，s，当然该1s时间也可以为其它时间常数，例如2s、3s等。在本实施方式中，处理单元300控制比较单元26在预定时间
Figure 255326DEST_PATH_IMAGE008
内等间隔地从侦测单元24获取侦测电压，其时间间隔为固定值/20，如此可以降低数据处理量。可以理解地，在其他实施方式中，处理单元300也可控制比较单元26在预定时间内非等间隔地从侦测单元24获取侦测电压
Figure 85561DEST_PATH_IMAGE006
。
比较单元26还用于判断在该预定时间内获取的侦测电压
Figure 320551DEST_PATH_IMAGE006
是否都小于关机门槛电压。若在该预定时间
Figure 107558DEST_PATH_IMAGE008
内获取的侦测电压有一个大于或等于关机门槛电压
Figure 531903DEST_PATH_IMAGE003
，则处理单元300控制电子设备900使电子设备900处于工作状态。若在该预定时间
Figure 12563DEST_PATH_IMAGE008
内获取的侦测电压
Figure 305004DEST_PATH_IMAGE006
都小于关机门槛电压
Figure 817894DEST_PATH_IMAGE003
，则处理单元300控制电子设备900使电子设备900关机。
请一并参阅图2，其为一较佳实施方式的掉电保护方法500，该掉电保护方法500应用于电子设备900中，其能有效防止电子设备900因运行大功耗负载而异常关机或瞬间断电的情况发生，该掉电保护方法500包括以下步骤。
步骤S502，存储单元22预先存储掉电瞬变压差及对应的掉电瞬变持续时间
Figure 163742DEST_PATH_IMAGE002
以及关机门槛电压
Figure 209058DEST_PATH_IMAGE003
。在本实施方式中，掉电瞬变压差
Figure 135426DEST_PATH_IMAGE001
为运行电子设备900中多个不同的大功耗负载（图未示）时分别统计得出的多个掉电瞬变压差
Figure 684219DEST_PATH_IMAGE001
中的最大值；掉电瞬变持续时间
Figure 772261DEST_PATH_IMAGE002
为统计得出的分别与上述多个掉电瞬变压差
Figure 445818DEST_PATH_IMAGE001
对应的多个掉电瞬变持续时间
Figure 379139DEST_PATH_IMAGE002
中的最大值；关机门槛电压
Figure 48018DEST_PATH_IMAGE003
为电池100的过放电保护电压
Figure 838120DEST_PATH_IMAGE004
与掉电瞬变压差
Figure 326870DEST_PATH_IMAGE001
之和，即
Figure 329461DEST_PATH_IMAGE005
。
步骤S504，侦测单元24侦测电池100的输出电压以产生侦测电压
Figure 508638DEST_PATH_IMAGE006
。在本实施方式中，侦测单元24实时侦测电池100的输出电压以产生侦测电压
Figure 672903DEST_PATH_IMAGE006
。
步骤S506，比较单元26判断侦测电压
Figure 914529DEST_PATH_IMAGE006
是否等于关机门槛电压
Figure 455232DEST_PATH_IMAGE003
，并在侦测电压
Figure 833123DEST_PATH_IMAGE006
等于关机门槛电压
Figure 965027DEST_PATH_IMAGE003
时产生计时信号。若侦测电压
Figure 428370DEST_PATH_IMAGE006
等于关机门槛电压
Figure 772763DEST_PATH_IMAGE003
，则执行步骤S508；若侦测电压
Figure 270741DEST_PATH_IMAGE006
不等于关机门槛电压
Figure 776809DEST_PATH_IMAGE003
，则执行步骤S504。
步骤S508，处理单元300响应计时信号开始计时并持续预定时间
Figure 399551DEST_PATH_IMAGE008
，该预定时间
Figure 282056DEST_PATH_IMAGE008
大于掉电瞬变持续时间
Figure 634540DEST_PATH_IMAGE002
。具体地，
Figure 311509DEST_PATH_IMAGE009
s，当然该1s时间也可以为其它时间常数，例如2s、3s等。
步骤S510，处理单元300控制比较单元26在预定时间
Figure 749444DEST_PATH_IMAGE008
内从侦测单元24获取侦测电压
Figure 966799DEST_PATH_IMAGE006
。在本实施方式中，处理单元300控制比较单元26在预定时间
Figure 173789DEST_PATH_IMAGE008
内等间隔地从侦测单元24获取侦测电压，该时间间隔为固定值
Figure 212469DEST_PATH_IMAGE002
/20。可以理解地，在其他实施方式中，处理单元300也可控制比较单元26在预定时间
Figure 436777DEST_PATH_IMAGE008
内非等间隔地从侦测单元24获取侦测电压。
步骤S512，比较单元26判断在预定时间
Figure 703996DEST_PATH_IMAGE008
内获取的侦测电压
Figure 850944DEST_PATH_IMAGE006
是否都小于关机门槛电压
Figure 878943DEST_PATH_IMAGE003
。若在该预定时间
Figure 60525DEST_PATH_IMAGE008
内获取的侦测电压
Figure 515777DEST_PATH_IMAGE006
有一个大于或等于关机门槛电压，则处理单元300控制电子设备900使电子设备900处于工作状态，执行步骤S504；若在该预定时间
Figure 512869DEST_PATH_IMAGE008
内获取的侦测电压都小于关机门槛电压
Figure 175112DEST_PATH_IMAGE003
，则执行步骤S514。
步骤S514，处理单元300控制电子设备900使电子设备900关机。
以下是关于技术效果部分的描述：
请一并参阅图3，其为电子设备900掉电时的波形示意图。假设掉电之前的侦测电压为
Figure DEST_PATH_IMAGE010
，掉电结束后的侦测电压为，通常情况下，
Figure 703176DEST_PATH_IMAGE010
>
Figure 72978DEST_PATH_IMAGE011
。掉电瞬变压差为，与掉电瞬变压差
Figure 229153DEST_PATH_IMAGE012
对应的掉电瞬变持续时间为
Figure 557366DEST_PATH_IMAGE002
，现有技术中关机门槛电压为
Figure DEST_PATH_IMAGE013
，本发明改进后的关机门槛电压为，电池过放电保护电压为。其中，
Figure 84796DEST_PATH_IMAGE010
>>
Figure 804676DEST_PATH_IMAGE003
>
Figure 516280DEST_PATH_IMAGE013
。现有技术中，系统运行大功耗负载会导致电池瞬间掉电，即在掉电瞬变持续时间
Figure 647047DEST_PATH_IMAGE002
内，电池的输出电压瞬间下降。当电池的输出电压下降至关机门槛电压
Figure 785905DEST_PATH_IMAGE013
时，系统会发出关机指令，从而系统根据关机指令控制电子设备关机，出现电子设备在还显示1格电的时候因运行大功耗负载而异常关机的现象。在本发明中，当电池瞬间掉电时的输出电压下降至关机门槛电压
Figure 103754DEST_PATH_IMAGE003
时，使系统由发出关机指令改变为发出计时信号开始计时并持续预定时间
Figure 150207DEST_PATH_IMAGE008
，并在预定时间
Figure 135481DEST_PATH_IMAGE009
s内每隔
Figure 445239DEST_PATH_IMAGE002
/20的时间间隔获取侦测电压
Figure 250384DEST_PATH_IMAGE006
与关机门槛电压
Figure 303791DEST_PATH_IMAGE003
进行比较，判断获取的侦测电压
Figure 550095DEST_PATH_IMAGE006
是否都小于关机门槛电压
Figure 30755DEST_PATH_IMAGE003
，若获取的侦测电压
Figure 588776DEST_PATH_IMAGE006
有一个大于或等于关机门槛电压
Figure 180294DEST_PATH_IMAGE003
，则控制电子设备使电子设备处于工作状态。通过这种改变关机侦测的方式能解决电子设备900在显示1格电的时候因运行大功耗负载而异常关机的现象。
另外，在现有技术中，由于系统在发出关机指令后会因执行关机程序而延迟一段时间才完成关机，掉电瞬变持续时间通常很短且其远小于执行关机程序所需时间，而且
Figure DEST_PATH_IMAGE014
，因此在掉电瞬变持续时间内，若电池的输出电压继续下降至电池的过放电保护电压，则会造成整个系统的瞬间断电，使电子设备出现工作异常，甚至会损坏电子元器件。本发明在改变关机侦测方式的同时，通过将现有技术中关机门槛电压
Figure 671318DEST_PATH_IMAGE013
提高至
Figure 322879DEST_PATH_IMAGE005
的方式，即便系统掉电时导致侦测电压
Figure 102617DEST_PATH_IMAGE006
下降
Figure 497826DEST_PATH_IMAGE012
，掉电后的侦测电压(
Figure DEST_PATH_IMAGE015
)也不会小于
Figure DEST_PATH_IMAGE016
，避免了掉电时侦测电压
Figure 967990DEST_PATH_IMAGE006
下降到
Figure 790453DEST_PATH_IMAGE016
情况的发生，从而避免了电子设备900的瞬间断电。
本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种应用于电子设备的掉电保护装置，该电子设备包括处理单元，该掉电保护装置包括侦测单元，该侦测单元用于侦测电池的输出电压以产生侦测电压，其特征在于：该掉电保护装置还包括存储单元及比较单元，该存储单元用于预先存储掉电瞬变压差及对应的掉电瞬变持续时间                                               
Figure 2012100489926100001DEST_PATH_IMAGE001
以及关机门槛电压；该关机门槛电压为电池的过放电保护电压与掉电瞬变压差之和；该比较单元用于判断侦测电压是否等于关机门槛电压，并在侦测电压等于关机门槛电压时产生计时信号；该处理单元响应该计时信号开始计时并持续预定时间，该预定时间大于掉电瞬变持续时间；该比较单元还用于在上述预定时间内从侦测单元获取侦测电压，并判断在该预定时间内获取的侦测电压是否都小于关机门槛电压；若在该预定时间内获取的侦测电压有一个大于或等于关机门槛电压，则处理单元控制电子设备使电子设备处于工作状态。
2.如权利要求1所述的掉电保护装置，其特征在于：若在该预定时间内获取的侦测电压都小于关机门槛电压，则处理单元控制电子设备使电子设备关机。
3.如权利要求1所述的掉电保护装置，其特征在于：该处理单元控制比较单元在预定时间内从侦测单元获取侦测电压的时间间隔为掉电瞬变持续时间
Figure 622332DEST_PATH_IMAGE001
/20。
4.如权利要求1所述的掉电保护装置，其特征在于：该掉电瞬变压差为统计得出的多个掉电瞬变压差中的最大值，该掉电瞬变持续时间为统计得出的分别与上述多个掉电瞬变压差对应的多个掉电瞬变持续时间中的最大值。
5.如权利要求1所述的掉电保护装置，其特征在于：该预定时间为掉电瞬变持续时间与1秒之和。
6.一种电子设备，其包括处理单元，其特征在于：该电子设备还包括掉电保护装置，该掉电保护装置包括存储单元、侦测单元及比较单元；该存储单元用于预先存储掉电瞬变压差及对应的掉电瞬变持续时间以及关机门槛电压；该关机门槛电压为电池的过放电保护电压与掉电瞬变压差之和；该侦测单元用于侦测电池的输出电压以产生侦测电压；该比较单元用于判断侦测电压是否等于关机门槛电压，并在侦测电压等于关机门槛电压时产生计时信号；该处理单元响应该计时信号开始计时并持续预定时间，该预定时间大于掉电瞬变持续时间；该比较单元还用于在上述预定时间内从侦测单元获取侦测电压，并判断在该预定时间内获取的侦测电压是否都小于关机门槛电压；若在该预定时间内获取的侦测电压有一个大于或等于关机门槛电压，则处理单元控制电子设备使电子设备处于工作状态。
7.如权利要求6所述的电子设备，其特征在于：若在该预定时间内获取的侦测电压都小于关机门槛电压，则处理单元控制电子设备使电子设备关机。
8.如权利要求6所述的电子设备，其特征在于：该预定时间为掉电瞬变持续时间与1秒之和。
9.一种应用于电子设备的掉电保护方法，该方法包括以下步骤：
预先存储掉电瞬变压差及对应的掉电瞬变持续时间以及关机门槛电压，所述关机门槛电压为电池的过放电保护电压与掉电瞬变压差之和；
通过侦测单元侦测电池的输出电压以产生侦测电压；
判断侦测电压是否等于关机门槛电压，并在侦测电压等于该关机门槛电压时产生计时信号；
响应该计时信号开始计时并持续预定时间，该预定时间大于掉电瞬变持续时间；
在上述预定时间内从侦测单元获取侦测电压；
判断该预定时间内获取的侦测电压是否都小于关机门槛电压；
若在该预定时间内获取的侦测电压有一个大于或等于关机门槛电压，则控制电子设备使电子设备处于工作状态。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：若在该预定时间内获取的侦测电压都小于关机门槛电压，则控制电子设备使电子设备关机。
CN2012100489926A 2012-02-29 2012-02-29 电子设备以及应用于电子设备的掉电保护装置及方法 Pending CN103296638A (zh)

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