一种模拟控制架构及穿戴电子设备的制作方法

1.本领域涉及集成电路领域，尤其涉及一种模拟控制架构及穿戴电子设备。


背景技术：

2.目前越来越多的穿戴设备如智能手表、智能手环等在产品外壳上会安装pogo脚来做充电接口，也会使用pogo脚来做人体心电图信号测量的接触触点。由于pogo脚价格比较贵且很占空间，所以很多产品会只采用两个pogo脚来复用为电源正负极和心电图信号测量的触点。
3.请参考图1，现有技术中，当需要用pogo脚做ecg(electrocardiogram，心电图)引脚使用时，需把图1中的vbus、pgnd和pogo_p、pogo_n隔离起来(即关断sw1和sw2)，以免vbus和pgnd上的信号变化影响ecg的测量精度；当需要通过pogo脚接外部电源给穿戴设备的内部充电系统供电时，需把图1中的vbus、pgnd分别和pogo_p、pogo_n连接起来(即导通sw1和sw2)。
4.上述现有技术存在的问题在于，现有技术中模拟开关芯片电源端的工作电压是由穿戴设备的内部充电系统提供的，当内部充电系统没电时，模拟开关芯片电源端的工作电压为0，使开关sw1和sw2无法导通，导致内部充电系统没电时，穿戴设备无法充电而报废。同时，当模拟开关芯片的其他引脚的对地电压高于模拟开关芯片电源端的电压时，会发生漏电或毁坏有电的引脚。此外，现有技术没有过压保护系统。
5.因而，有必要对穿戴设备的充电系统进行改进。


技术实现要素：

6.本发明提供了一种模拟控制架构及穿戴电子设备，以确保穿戴设备内部电池没电时，模拟开关芯片仍可导通模拟开关为内部电池充电，并可避免模拟开关芯片在工作时发生漏电。
7.根据本发明的第一方面，提供了一种模拟控制架构，用于控制穿戴设备的内部充电系统和外部正负极触点之间的连接和隔离，该架构包括：
8.模拟开关模块，耦接至所述内部充电系统和所述外部正负极触点之间；所述模拟开关模块用于控制所述内部充电系统和所述外部正负极触点之间的连接和隔离；
9.主控模块，分别耦接至所述模拟开关模块、外部正极触点、外部负极触点；其中，所述主控模块用于：
10.将自身电源端的第一工作电压与一第一阈值电压进行比较，以控制所述模拟开关模块的导通和关断；其中，若所述第一工作电压低于所述第一阈值电压，则所述主控模块发送一关断信号至所述模拟开关模块，以控制所述模拟开关模块关断；若所述第一工作电压高于第一阈值电压，则所述主控模块发送一导通信号至所述模拟开关模块，以控制所述模拟开关模块导通；
11.对所述外部正极触点的第一电压和所述外部负极触点的第二电压进行采集和比
较，选取所述第一电压与所述第二电压中的较大者作为第二工作电压；并将所述第二工作电压和所述第一工作电压进行比较，选取所述第二工作电压和所述第一工作电压中的较大者作为所述主控模块的工作电压；其中，所述第一工作电压至所述第二电压均以所述主控模块的第一地端作为参考点；以及
12.将所述第一电压或所述第二电压与一第二阈值电压进行比较；若所述第一电压或所述第二电压高于所述第二阈值电压，则所述主控模块控制所述模拟开关模块断开；
13.供电回路模块，包括第一阻性单元、第一二极管单元；所述第一阻性单元耦接至所述外部正极触点和所述电源端之间；所述第一储能单元耦接至所述电源端和所述第一地端之间，所述第一二极管单元耦接至所述第一地端和所述外部负极触点之间，以在所述外部正极触点、所述第一阻性单元、所述电源端、所述第一地端、所述第一二极管单元与所述外部负极触点之间形成供电回路；所述供电回路模块用于根据所述第一电压和所述第二电压之间的压降为所述电源端提供所述第一工作电压。
14.可选的，所述模拟开关模块包括：
15.第一模拟开关单元，耦接至所述内部充电系统的输入端和所述外部正极触点之间；所述第一模拟开关单元用于在所述关断信号和所述导通信号的控制下关断和导通；
16.第二模拟开关单元，耦接至所述内部充电系统的第二地端和所述外部负极触点之间；所述第二模拟开关单元用于在所述关断信号和所述导通信号的控制下关断和导通。
17.可选的，所述第一模拟开关单元和所述第二模拟开关单元均由n个并联连接的mos管组成；其中，n为正整数，且n≥1。
18.可选的，所述模拟控制架构还包括稳压单元；
19.所述稳压单元的第一端耦接至所述电源端，其第二端耦接至所述内部充电系统的第二地端；所述稳压单元用于在所述第二模拟开关单元导通时，对所述第一工作电压进行电压钳位。
20.可选的，所述稳压单元包括一第一稳压二极管；
21.所述第一稳压二极管的阴极作为所述稳压单元的第一端，其阳极作为所述稳压单元的第二端。
22.可选的，所述第一阻性单元包括第一电阻，其耦接在所述外部正极触点和所述电源端之间。
23.可选的，所述第一二极管单元包括第一二极管，其阳极和阴极分别耦接至所述第一地端和所述外部负极触点。
24.可选的，所述供电回路模块还包括第一储能单元；所述第一储能单元耦接至所述电源端和所述第一地端之间
25.可选的，所述第一储能单元包括第一电容，其耦接在所述电源端和所述第一地端之间。
26.可选的，所述模拟控制架构还包括一第四二极管；所述第四二极管与所述第一电容并联连接，用于作为所述主控模块的esd电路。
27.可选的，所述主控模块包括：
28.通断控制单元，分别耦接至所述电源端、所述第一模拟开关单元、所述第二模拟开关单元；所述通断控制单元将所述第一工作电压与所述第一阈值电压进行比较；若所述第
一工作电压低于所述第一阈值电压，则所述通断控制单元发送所述关断信号至所述第一模拟开关单元和所述第二模拟开关单元，以控制所述第一模拟开关单元和所述第二模拟开关单元均关断；若所述第一工作电压高于第一阈值电压，则所述主控模块发送所述导通信号至所述第一模拟开关单元和所述第二模拟开关单元，以控制所述第一模拟开关单元和所述第二模拟开关单元均导通；
29.电压选择单元，分别耦接至所述电源端、所述外部正极触点、所述外部负极触点；所述电压选择单元用于对所述第一电压和所述第二电压进行采集和比较，以选择所述第一电压与所述第二电压中的较大者作为第二工作电压；其还用于将所述第二工作电压和所述第一工作电压进行比较，以选择所述第二工作电压和所述第一工作电压中的较大者作为所述主控模块的工作电压；
30.过压保护单元，分别耦接至所述外部正极触点、所述外部负极触点、所述第一模拟开关单元、所述第二模拟开关单元；所述过压保护单元用于将所述第一电压或所述第二电压与所述第二阈值电压进行比较；若所述第一电压和所述第二电压均低于所述第二阈值电压，则所述过压保护单元不采取措施；若所述第一电压或所述第二电压高于所述第二阈值电压，则所述过压保护单元发送所述关断信号至所述第一模拟开关单元和所述第二模拟开关单元，以控制所述第一模拟开关单元和所述第二模拟开关单元均关断。
31.可选的，所述模拟控制架构还包括第二二极管和第三二极管；
32.所述第二二极管耦接至所述外部接正极触点和所述电压选择单元之间；
33.所述第三二极管耦接至所述外部接负极触点和所述电压选择单元之间。
34.可选的，所述外部正负极触点具体均为pogo脚。
35.根据本发明的第二方面，提供一种穿戴电子设备，包括本发明的第一方面及可选方案所提供的模拟控制架构。
36.本发明提供的模拟控制架构将第一阻性单元耦接至外部正极触点和主控模块的电源端之间，将第一储能单元耦接至电源端和主控模块的第一地端之间，将第一二极管耦接至第一地端和外部负极触点之间，以构成从外部正极触点至第一阻性单元至电源端至第一储能单元至第一地端至第一二极管单元至外部负极触点的供电回路，通过外部正负极触点之间的压降为电源端提供第一工作电压，相较于现有技术通过内部充电系统给主控模块的电源端供电，可避免因内部充电系统没电时，无法为电源端供电而导致模拟开关无法导通，进而无法为内部充电系统充电。模拟控制架构的主控模块还能将外部负极触点处的第二电压和外部正极触点处的第一电压进行比较，选出其中较大的一方再和电源端的第一工作电压作比较，并选出其中较大的一方作为主控模块的工作电压，以避免第一电压或第二电压高于第一工作电压时，主控模块发生漏电。
附图说明
37.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
38.图1为现有技术中模拟控制架构的电路结构示意图；
39.图2为本发明实施例提供的模拟控制架构的电路结构框图；
40.图3为本发明实施例提供的模拟控制架构的电路结构示意图一；
41.图4为本发明实施例提供的模拟控制架构的电路结构示意图二。
42.附图标记：
43.10-模拟开关模块；
44.11-第一模拟开关单元；
45.12-第二模拟开关单元；
46.20-主控模块；
47.21-通断控制单元；
48.22-电压选择单元；
49.23-过压保护单元；
50.31-第一阻性单元；
51.32-第一储能单元；
52.33-第一二极管单元；
53.40-稳压单元；
54.pogp_p-外部正极触点；
55.pogp_n-外部负极触点；
56.vccen-电源端；
57.vmax-第二工作电压；
58.vbus-输入端；
59.gnd1-第一地端；
60.gnd2-第二地端；
61.d1-第一二极管；
62.d2-第二二极管；
63.d3-第三二极管；
64.d4-第四二极管；
65.c1-第一电容；
66.z1-第一稳压二极管。
具体实施方式
67.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
68.本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
69.下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施
例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
70.在对本发明实施例进行阐述之前，先对本发明的设计思路进行简要说明：
71.一般穿戴设备的外部触点是通过模拟开关的导通和关断实现与内部充电系统的连接和隔离。当模拟开关芯片电源端vccen的电压大于一阈值时，模拟开关芯片控制模拟开关导通；当模拟开关芯片电源端vccen的电压小于该阈值时，模拟开关芯片控制模拟开关断开。由于现有技术是通过穿戴设备的内部充电系统给模拟开关芯片的电源端vccen供电，当内部充电系统的电被耗尽时，便无法为芯片的电源端vccen供电，使模拟开关芯片无法控制模拟开关导通，导致外部电源无法为内部充电系统充电。为解决模拟开关芯片的供电问题，本发明构建了从外部正极触点pogp_p至电源端vccen至芯片地端至外部负极触点pogp_n的供电回路，通过外部正负极触点之间的压降为电源端vccen供电，这样可确保模拟开关芯片的正常工作。模拟开关芯片通常会选择电源端vccen电压作为芯片的工作电压，当模拟开关芯片的电源端vccen电压低于模拟开关芯片的其他引脚电压时，会导致模拟开关芯片漏电。为解决模拟开关芯片的漏电问题，本发明的模拟开关芯片还增加了电压选择单元22，将芯片的电源端vccen电压和芯片的其他引脚电压进行比较，选择其中较大的一方作为模拟开关芯片的工作电压，这样可确保模拟开关芯片不会因引脚电压大于电源端vccen电压而发生漏电。
72.请参考图2，本发明实施例提供了一种模拟控制架构，用于控制穿戴设备的内部充电系统和外部正负极触点之间的连接和隔离，该架构包括：
73.模拟开关模块10，耦接至所述内部充电系统和所述外部正负极触点之间；所述模拟开关模块10用于控制所述内部充电系统和所述外部正负极触点之间的连接和隔离；
74.主控模块20，分别耦接至所述模拟开关模块10、外部正极触点pogp_p、外部负极触点pogp_n；其中：
75.所述主控模块20用于将自身电源端vccen的第一工作电压与一第一阈值电压进行比较，以控制所述模拟开关模块10的导通和关断；其中，若所述第一工作电压低于所述第一阈值电压，则所述主控模块20发送一关断信号至所述模拟开关模块10，以控制所述模拟开关模块10关断；若所述第一工作电压高于第一阈值电压，则所述主控模块20发送一导通信号至所述模拟开关模块10，以控制所述模拟开关模块10导通；
76.所述主控模块20还用于对所述外部正极触点pogp_p的第一电压和所述外部负极触点pogp_n的第二电压进行采集和比较，选取所述第一电压与所述第二电压中的较大者作为第二工作电压vmax；并将所述第二工作电压vmax和所述第一工作电压进行比较，选取所述第二工作电压vmax和所述第一工作电压中的较大者作为所述主控模块20的工作电压；其中，所述第一工作电压至所述第二电压均以所述主控模块20的第一地端gnd1作为参考点；
77.所述主控模块20还用于将所述第一电压或所述第二电压与一第二阈值电压进行比较；若所述第一电压或所述第二电压高于所述第二阈值电压，则所述主控模块20控制所述模拟开关模块10断开；
78.供电回路模块，包括第一阻性单元31、第一二极管d1单元33；所述第一阻性单元31耦接至所述外部正极触点pogp_p和所述电源端vccen之间；所述第一储能单元32耦接至所述电源端vccen和所述第一地端gnd1之间，所述第一二极管d1单元33耦接至所述第一地端gnd1和所述外部负极触点pogp_n之间，以构成从所述外部正极触点pogp_p至所述第一阻性
单元31至所述电源端vccen至所述第一地端gnd1至所述第一二极管d1单元33至所述外部负极触点pogp_n的供电回路；所述供电回路用于根据所述第一电压和所述第二电压之间的压降为所述电源端vccen提供所述第一工作电压。其具有的有益效果为：主控模块20的电源端vccen不再通过内部的内部充电系统供电，以保证主控模块20不会因为内部充电系统没电，而失去对所述模拟开关模块10的控制。同时，通过所述第一电压和所述第二电压之间的压降为所述电源端vccen供电不仅是可以在需要对所述内部充电系统充电时，确保所述电源端vccen的所述第一工作电压高于所述第一阈值电压，以导通所述模拟开关模块10；还可以在不需要对所述内部充电系统充电时，确保所述电源端vccen的所述第一工作电压低于所述第一阈值电压，以关断所述模拟开关模块10；具体的：所述第一工作电压只要大于1.2v，则所述主控模块20控制所述模拟开关模块10导通；反之，则所述主控模块20控制所述模拟开关模块10关断。当需要对所述内部充电系统充电时，所述外部正极触点pogp_p和所述外部负极触点pogp_n会与外部充电电源电性连接。这时，所述第一电压和所述第二电压之间的压降一般大于1.2v，则所述第一工作电压也大于1.2v，所述主控模块20控制所述模拟开关模块10导通，将所述外部正负极触点与所述内部充电系统进行连接。当不需要对所述内部充电系统充电时，所述外部正极触点pogp_p和所述外部负极触点pogp_n什么也不接，或是接触人体的皮肤，用于接收心电图信号测量的生物电流。这时，所述第一电压和所述第二电压之间的压降一般小于1.2v，则所述第一工作电压也低于1.2v，所述主控模块20控制所述模拟开关模块10关断，将所述外部正负极触点与所述内部充电系统进行隔离。当然，所述第一阈值电压即这里的1.2v会因为不同类型的所述模拟开关模块产生变化，例如有些所述模拟开关模块的导通电压只有1.0v，在此不做限定。
79.请参考图3，作为一种具体实施方式，所述模拟开关模块10包括：
80.第一模拟开关单元11，耦接至所述内部充电系统的输入端vbus和所述外部正极触点pogp_p之间；所述第一模拟开关单元11用于根据所述关断信号和所述导通信号，分别控制其内部模拟开关的关断和导通；
81.第二模拟开关单元12，耦接至所述内部充电系统的第二地端gnd2和所述外部负极触点pogp_n之间；所述第二模拟开关单元12用于根据所述关断信号和所述导通信号，控制其内部模拟开关的关断和导通。
82.作为一种优选实施方式，所述第一模拟开关单元11和所述第二模拟开关单元12均由n个并联连接的mos管组成；其中，n为正整数，且n≥1。其具有的有益效果为：现有技术的模拟开关在导通时，其导通电阻较大，会使穿戴设备在充电时功率损耗增加。本发明实施例通过将多个mos管并联，降低导通电阻以降低充电时的功率损耗。当然，mos管的并联数量可以根据实际需求进行调整，在此不做限定。这里的需求可以包括mos管的尺寸、芯片的版图布局等
83.请参考图3，作为一种具体实施方式，所述第一阻性单元31包括第一电阻，其耦接在所述外部正极触点pogp_p和所述电源端vccen之间。其中，所述第一阻性单元31除了可以是单一电阻外，还可以是由多个电阻串并联组成的电阻网络，具体结构可以根据需求进行调整，在此不做限定。
84.请参考图3，作为一种优选实施方式，所述第一二极管d1单元33包括第一二极管d1，其阳极和阴极分别耦接至所述第一地端gnd1和所述外部负极触点pogp_n。其具有的有
益效果为：当所述外部正负极触点用于接收心电图信号测量的生物电流时，若所述外部负极触点pogp_n的第二电压大于所述外部正极触点pogp_p的第一电压，可防止电流从所述外部负极触点pogp_n通过所述供电回路流向所述外部正极触点pogp_p，以避免对心电图信号测量的精度产生影响。
85.请参考图4，作为一种优选实施方式，所述供电回路模块还包括第一储能单元32；所述第一储能单元32耦接至所述电源端vccen和所述第一地端gnd1之间。具体的：所述第一储能单元32包括第一电容c1，其耦接在所述电源端vccen和所述第一地端gnd1之间。所述第一电容c1具有的有益效果为：可以防止所述外部正极触点pogp_p和所述外部负极触点pogp_n之间的压降超过所述主控模块20的工作电压上限时；例如6v以上；所述主控模块20在所述第一模拟开关单元11和所述第二模拟开关单元12导通之前就被直接损坏。其原理为：利用电容两端的电压不能突变，只能逐步上升。当有大压降给所述电源端vccen供电时，电容两端的电压即所述第一工作电压从0开始逐步上升；当电容两端的电压上升至所述第一阈值电压时，所述第一模拟开关单元11和所述第二模拟开关单元12均导通，使所述外部正负极触点与所述内部充电系统相连接。当所述第一工作电压上升至超过所述主控模块20的工作电压上限时，会通过一稳压单元40对所述第一工作电压进行钳位，使其被钳制在所述主控模块20的正常工作电压范围内。其中，所述稳压单元40的具体内容会在后续描述。
86.请参考图4，作为一种优选实施方式，所述模拟控制架构还包括稳压单元40；所述稳压单元40的第一端耦接至所述电源端vccen，其第二端耦接至所述内部充电系统的第二地端gnd2；所述稳压单元40用于在所述第二模拟开关单元12导通时，对所述第一工作电压进行电压钳位。其具有的有益效果为：对所述第一工作电压进行电压钳制，使其被钳制在所述主控模块20的正常工作电压范围内，可以防止所述第一工作电压过大而损坏所述主控模块20。具体的：所述稳压单元40包括第一稳压二极管z1，当然也可以是由多个第一稳压二极管z1串并联构成的稳压二极管网络，具体结构可根据实际需求进行调整，在此不做限定。
87.请参考图3或图4，作为一种具体实施方式，所述主控模块20包括：
88.通断控制单元21，分别耦接至所述电源端vccen、所述第一模拟开关单元11、所述第二模拟开关单元12；所述通断控制单元21将所述第一工作电压与所述第一阈值电压进行比较；若所述第一工作电压低于所述第一阈值电压，则所述通断控制单元21发送所述关断信号至所述第一模拟开关单元11和所述第二模拟开关单元12，以控制所述第一模拟开关单元11和所述第二模拟开关单元12均关断；若所述第一工作电压高于第一阈值电压，则所述主控模块20发送所述导通信号至所述第一模拟开关单元11和所述第二模拟开关单元12，以控制所述第一模拟开关单元11和所述第二模拟开关单元12均导通；
89.电压选择单元22，分别耦接至所述电源端vccen、所述外部正极触点pogp_p、所述外部负极触点pogp_n；所述电压选择单元22用于对所述第一电压和所述第二电压进行采集和比较；若所述第一电压大于所述第二电压，则选择所述第一电压为所述第二工作电压vmax；若所述第一电压小于所述第二电压，则选择所述第二电压为第二工作电压vmax；其还用于将所述第二工作电压vmax和所述第一工作电压进行比较；若所述第二工作电压vmax高于所述第一工作电压，则选择所述第二工作电压vmax作为所述主控模块20的工作电压；若所述第二工作电压vmax低于所述第一工作电压，则选择所述第一工作电压作为所述主控模块20的工作电压。其具有的有益效果为：可确保所述通断控制单元21不会因所述外部正负
极触点处的电压大于所述电源端vccen电压而引发漏电。
90.过压保护单元23，分别耦接至所述外部正极触点pogp_p、所述外部负极触点pogp_n、所述第一模拟开关单元11、所述第二模拟开关单元12；所述过压保护单元23用于将所述第一电压或所述第二电压与所述第二阈值电压进行比较；所述第一电压和所述第二电压均低于所述第二阈值电压，则所述过压保护单元23不采取措施；若所述第一电压或所述第二电压高于所述第二阈值电压，则所述过压保护单元23发送所述关断信号至所述第一模拟开关单元11和所述第二模拟开关单元12，以控制所述第一模拟开关单元11和所述第二模拟开关单元12均关断。其具有的有益效果为：在所述第一模拟开关单元11和所述第二模拟开关单元12均闭合时，若所述第一电压或所述第二电压超过所述第二阈值电压；例如6v，则所述过压保护单元23断开所述第一模拟开关单元11和所述第二模拟开关单元12，以防止所述内部充电系统因所述外部正负极触点上的电压过大而被损坏。当然，所述第二阈值电压的大小可以根据实际需求进行调整，在此不做限定。
91.请参考图4，作为一种具体实施方式，所述模拟控制架构还包括第二二极管d2和第三二极管d3；
92.所述第二二极管d2耦接至所述外部接正极触点和所述电压选择单元22之间；
93.所述第三二极管d3耦接至所述外部接负极触点和所述电压选择单元22之间。
94.请参考图4，作为一种具体实施方式，所述模拟控制架构还包括一第四二极管d4；所述第四二极管d4与所述第一电容c1并联连接，用于作为所述主控模块20的esd电路。
95.作为一种优选实施方式，所述外部正负极触点具体均为pogo脚。具体的：pogo脚是一种由针轴、弹簧、针管三个基本部件通过精密仪器铆压之后形成的弹簧式探针，其内部有一个精密的弹簧结构。pogo脚表面镀层一般都镀金，可以更好的提高它的防腐蚀功能、机械性能、电气性能等。pogo脚一般应用于手机、携带式电子设备、通讯、汽车、医疗、航空航天等电子产品中的精密连接，可以提高这些连接器的防腐蚀性、稳定性、耐久性。
96.下面对本发明实施例提供的所述模拟控制架构的工作流程进行详细说明：
97.当所述第一电压和所述第二电压之间的压降大于所述第一阈值电压时，所述通断控制单元21会因所述第一储能单元32两端的电压即所述第一工作电压逐渐上升至超过所述第一阈值电压后，输出所述导通信号至所述第一模拟开关单元11和所述第二模拟开关单元12，以控制所述第一模拟开关单元11和所述第二模拟开关单元12均导通。当所述第一工作电压超过工作电压上限时，所述稳压单元40内的第一稳压二极管z1正向导通，通过所述外部正极触点pogp_p至所述第一阻性单元31至所述电源端vccen至所述稳压单元40至所述第二地端gnd2至所述外部负极触点pogp_n的钳制回路，将所述第一工作电压钳制在正常工作电压范围之内。当所述第一电压或所述第二电压大于所述第二阈值电压时，所述过压保护单元23会输出所述关断信号至所述第一模拟开关单元11和所述第二模拟开关单元12，以控制所述第一模拟开关单元11和所述第二模拟开关单元12均关断。之后，当所述第一电压和所述第二电压之间的压降小于所述第一阈值电压时，所述通断控制单元21会因所述第一储能单元32两端的电压即所述第一工作电压逐渐下降至低于所述第一阈值电压后，输出所述关断信号至所述第一模拟开关单元11和所述第二模拟开关单元12，以控制所述第一模拟开关单元11和所述第二模拟开关单元12均关断。无论所述第一模拟开关单元11和所述第二模拟开关单元12导通或是关断，所述电压选择单元22都会选取所述第一电压和所述第二电
压中的较大者作为所述第二工作电压vmax，与所述第一工作电压进行比较，并选取所述第一工作电压和所述第二工作电压vmax中的较大者作为所述主控模块20的工作电压
98.本发明实施例提供的所述模拟控制架构具有以下有益效果：
99.(1)所述第一电压和所述第二电压之间的压降通过所述供电回路为所述电源端vccen提供所述第一工作电压，以保证主控模块20不会因为内部充电系统没电，而失去对所述模拟开关模块10的控制。
100.(2)通过n个并联连接的mos管构成所述第一模拟开关单元11和所述第二模拟开关单元12，使所述第一模拟开关单元11和所述第二模拟开关单元12的导通电阻减小以降低穿戴设备充电时的功率损耗。
101.(3)通过所述第一储能单元32保护所述主控模块20在所述外部正极触点pogp_p和所述外部负极触点pogp_n之间的压降超过所述主控模块20的工作电压上限时，不被直接损坏。
102.(4)通过所述稳压单元40对所述第一工作电压进行钳位，防止所述第一工作电压过大而损坏所述主控模块20。
103.(5)当所述外部正负极触点用于接收心电图信号测量的生物电流时，通过所述第一二极管d1单元33防止电流从所述外部负极触点pogp_n通过所述供电回路流向所述外部正极触点pogp_p，以避免对心电图信号测量的精度产生影响。
104.(6)通过所述电压选择单元22确保所述通断控制单元21不会因所述外部正负极触点处的电压大于所述电源端vccen电压而引发漏电。
105.(7)通过所述过压保护单元23防止所述内部充电系统因所述外部正负极触点上的电压过大而被损坏。
106.本发明实施例还提供了一种穿戴电子设备，包括所述模拟控制架构。
107.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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发明各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种模拟控制架构，用于控制穿戴设备的内部充电系统和外部正负极触点之间的连接和隔离，其特征在于，该架构包括：模拟开关模块，耦接至所述内部充电系统和所述外部正负极触点之间；所述模拟开关模块用于控制所述内部充电系统和所述外部正负极触点之间的连接和隔离；主控模块，分别耦接至所述模拟开关模块、外部正极触点、外部负极触点；其中，所述主控模块用于：将自身电源端的第一工作电压与一第一阈值电压进行比较，以控制所述模拟开关模块的导通和关断；其中，若所述第一工作电压低于所述第一阈值电压，则所述主控模块发送一关断信号至所述模拟开关模块，以控制所述模拟开关模块关断；若所述第一工作电压高于第一阈值电压，则所述主控模块发送一导通信号至所述模拟开关模块，以控制所述模拟开关模块导通；对所述外部正极触点的第一电压和所述外部负极触点的第二电压进行采集和比较，选取所述第一电压与所述第二电压中的较大者作为第二工作电压；并将所述第二工作电压和所述第一工作电压进行比较，选取所述第二工作电压和所述第一工作电压中的较大者作为所述主控模块的工作电压；其中，所述第一工作电压至所述第二电压均以所述主控模块的第一地端作为参考点；以及；将所述第一电压或所述第二电压与一第二阈值电压进行比较；若所述第一电压或所述第二电压高于所述第二阈值电压，则所述主控模块控制所述模拟开关模块断开；供电回路模块，包括第一阻性单元、第一二极管单元；所述第一阻性单元耦接至所述外部正极触点和所述电源端之间；所述第一二极管单元耦接至所述第一地端和所述外部负极触点之间，以在所述外部正极触点、所述第一阻性单元、所述电源端、所述第一地端、所述第一二极管单元与所述外部负极触点之间形成供电回路；所述供电回路模块用于根据所述第一电压和所述第二电压之间的压降为所述电源端提供所述第一工作电压。2.根据权利要求1所述的模拟控制架构，其特征在于，所述模拟开关模块包括：第一模拟开关单元，耦接至所述内部充电系统的输入端和所述外部正极触点之间；所述第一模拟开关单元用于在所述关断信号和所述导通信号的控制下关断和导通；第二模拟开关单元，耦接至所述内部充电系统的第二地端和所述外部负极触点之间；所述第二模拟开关单元用于在所述关断信号和所述导通信号的控制下关断和导通。3.根据权利要求2所述的模拟控制架构，其特征在于，所述第一模拟开关单元和所述第二模拟开关单元均由n个并联连接的mos管组成；其中，n为正整数，且n≥1。4.根据权利要求2所述的模拟控制架构，其特征在于，所述模拟控制架构还包括稳压单元；所述稳压单元的第一端耦接至所述电源端，其第二端耦接至所述内部充电系统的第二地端；所述稳压单元用于在所述第二模拟开关单元导通时，对所述第一工作电压进行电压钳位。5.根据权利要求3所述的模拟控制架构，其特征在于，所述稳压单元包括一第一稳压二极管；所述第一稳压二极管的阴极作为所述稳压单元的第一端，其阳极作为所述稳压单元的第二端。
6.根据权利要求1所述的模拟控制架构，其特征在于，所述第一阻性单元包括第一电阻，其耦接在所述外部正极触点和所述电源端之间。7.根据权利要求6所述的模拟控制架构，其特征在于，所述第一二极管单元包括第一二极管，其阳极和阴极分别耦接至所述第一地端和所述外部负极触点。8.根据权利要求7所述的模拟控制架构，其特征在于，所述供电回路模块还包括第一储能单元；所述第一储能单元耦接至所述电源端和所述第一地端之间。9.根据权利要求8所述的模拟控制架构，其特征在于，所述第一储能单元包括第一电容，其耦接在所述电源端和所述第一地端之间。10.根据权利要求9所述的模拟控制架构，其特征在于，所述模拟控制架构还包括一第四二极管；所述第四二极管与所述第一电容并联连接，用于作为所述主控模块的esd电路。11.根据权利要求1所述的模拟控制架构，其特征在于，所述主控模块包括：通断控制单元，分别耦接至所述电源端、所述第一模拟开关单元、所述第二模拟开关单元；所述通断控制单元将所述第一工作电压与所述第一阈值电压进行比较；若所述第一工作电压低于所述第一阈值电压，则所述通断控制单元发送所述关断信号至所述第一模拟开关单元和所述第二模拟开关单元，以控制所述第一模拟开关单元和所述第二模拟开关单元均关断；若所述第一工作电压高于第一阈值电压，则所述主控模块发送所述导通信号至所述第一模拟开关单元和所述第二模拟开关单元，以控制所述第一模拟开关单元和所述第二模拟开关单元均导通；电压选择单元，分别耦接至所述电源端、所述外部正极触点、所述外部负极触点；所述电压选择单元用于对所述第一电压和所述第二电压进行采集和比较，以选择所述第一电压与所述第二电压中的较大者作为第二工作电压；其还用于将所述第二工作电压和所述第一工作电压进行比较，以选择所述第二工作电压和所述第一工作电压中的较大者作为所述主控模块的工作电压；过压保护单元，分别耦接至所述外部正极触点、所述外部负极触点、所述第一模拟开关单元、所述第二模拟开关单元；所述过压保护单元用于将所述第一电压或所述第二电压与所述第二阈值电压进行比较；若所述第一电压和所述第二电压均低于所述第二阈值电压，则所述过压保护单元不采取措施；若所述第一电压或所述第二电压高于所述第二阈值电压，则所述过压保护单元发送所述关断信号至所述第一模拟开关单元和所述第二模拟开关单元，以控制所述第一模拟开关单元和所述第二模拟开关单元均关断。12.根据权利要求11所述的模拟控制架构，其特征在于，所述模拟控制架构还包括第二二极管和第三二极管；所述第二二极管耦接至所述外部接正极触点和所述电压选择单元之间；所述第三二极管耦接至所述外部接负极触点和所述电压选择单元之间。13.根据权利要求1所述的模拟控制架构，其特征在于，所述外部正负极触点具体均为pogo脚。14.一种穿戴电子设备，其特征在于，包括权利要求1至13任一项所述的模拟控制架构。

技术总结
本发明提供了一种模拟控制架构及穿戴电子设备，该架构包括：模拟开关模块，用于控制内部充电系统和外部正负极触点之间的连接和隔离；主控模块，用于将自身电源端的第一工作电压与一第一阈值电压进行比较，以控制模拟开关模块的导通和关断；且还用于对外部正负极触点的电压进行比较，选出其中的较大者和第一工作电压进行比较，用其中的较大者作为主控模块的工作电压；并还用于对内部充电系统进行过压保护；供电回路，其包括第一阻性单元、第一二极管单元，以构成从外部正极触点至第一阻性单元至电源端至第一地端至第一二极管单元至外部负极触点的供电回路；供电回路用于根据外部正负极触点之间的压降为电源端供电。极触点之间的压降为电源端供电。极触点之间的压降为电源端供电。


技术研发人员：罗勇进 林智敏
受保护的技术使用者：上海爻火微电子有限公司
技术研发日：2023.04.23
技术公布日：2023/7/25