CN101605387A - 一种供电控制装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于3G无线接入终端、减少待机功耗的供电控制方法,通过一个Power按键开关和一个逻辑或门的配合,实现一键三种功能模式:当手动按下Power按键,设备二次电源模块开启,CPU上电;当3G无线接入终端处于待机模式,持续按下Power按键开关时间不足10秒时,设备二次电源模块关闭,CPU下电;当3G无线接入终端正常工作,持续按下Power按键开关大于10秒时,CPU恢复出厂设置状态。本发明还同时公开了一种用于3G无线接入终端、减少待机功耗的供电控制装置,采用本发明所述的方法及装置可使用户轻松设置CPU的三种功能模式,节省了待机功耗,满足绿色环保要求。
Description
技术领域
本发明涉及无线接入技术领域,尤其是一种应用于3G无线接入终端、减少待机功耗的供电控制装置及方法。
背景技术
随着国际上第三代移动通信技术(3G)的发展和普及,特别是宽带码分多址/高速下行分组接入(WCDMA/HSDPA,Wideband CDMA/High SpeedDownlink Packet Access)网络商用化进程的加快、3G业务的迅猛发展,运营商能提供多种类型的高质量多媒体业务,从而带来终端多样化需求,包括无线数据卡、移动终端、3G无线接入终端。
其中3G无线接入终端一般采用双嵌入式微处理器,可支持与PC机连接的10/100M以太网接口,支持无线宽带访问节点(WIFI AP,Wireless FidelityAccess Point)功能,支持RJ11电话接口基本通话功能,支持使用USB端口的3G无线数据卡。用户可以通过以太网接口或无线局域网络(WLAN,WirelessLocal Area Networks)连接实现HSDPA高速上网,或通过RJ11电话接口实现基本通话业务。3G无线接入终端与无线数据卡功能结合,能够在WLAN无线局域网络覆盖范围内实现无线3G上网。但是,在功能多样化的同时,也带来了能耗大的问题。
欧盟于2004年11月发布的“Code of Conduct on Energy Efficiency ofExternal Power Supplies”规范中明确指出在无负载情况下,使外置电源适配器功耗最小化到0.3W,并于2008年11月发布的“Code of Conduct on EnergyConsumption of Broadband Equipment”规范中明确定义宽带无线通信类设备的功耗限制。这里的宽带无线通信类设备即包含前面所说的3G无线接入终端。
但是,目前市场上很多3G无线接入终端在用户待机的情况下依然维持系统高速或全速运行,功耗很大,而且需要外置电源适配器供电,用户只能插拔电源适配器接插头来实现3G无线接入终端的启动和关断。如果想使3G无线接入终端的CPU(以下简称CPU)恢复出厂设置功能,就必须按下专为恢复出厂设置而设置的一个按钮,而增加一个按钮的同时也带来了成本的增加和CPU管脚资源的浪费,也增加了结构件的复杂度,不符合欧盟可持续、有竞争力和能源安全的欧洲战略。
发明内容
有鉴于此,本发明的主要目的在于提供一种应用于3G无线接入终端、待机状态下实现最小功耗的供电控制装置及方法,以增强绿色环保性,从而增强3G无线接入终端的市场竞争力。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
一种供电控制装置,该装置包括:
自供电电路,与设备二次电源模块保持隔离,用于为自启动和自关闭控制电路供电;
自启动和自关闭控制电路,用于根据Power按键信号、并配合CPU通用GPIO管脚,控制为CPU供电的设备二次电源模块的开启或关闭。
所述自供电电路:还用于完成外置电源适配器的一次电源大电压到二次电源小电压的转换。
所述自供电电路为低压差线性稳压器。
所述自启动和自关闭控制电路,包括:Power按键开关和逻辑或门,
所述Power按键开关分别与逻辑或门的一个输入端及CPU的通用输入GPIO8管脚相连;
所述逻辑或门的一个输入端与Power按键开关相连,用来接收Power按键信号;
所述逻辑或门的另一个输入端与CPU的通用输入GPIO1管脚相连,用来接收CPU锁电源信号;
所述逻辑或门的输出端C用来根据逻辑或门的两个输入端输出开关电源使能信号,控制为CPU供电的设备二次电源模块的开启与关闭。
所述Power按键开关的按键持续时间超过设定时间时,所述GPIO8管脚持续检测到高电平超过设定时间,CPU恢复出厂设置状态。
一种供电控制方法,该方法包括:
与设备二次电源模块保持隔离的自供电电路为自启动和自关闭控制电路供电;
自启动和自关闭控制电路根据Power按键信号、并配合CPU通用GPIO管脚,控制为CPU供电的设备二次电源模块的开启或关闭。
所述为自启动和自关闭控制电路供电,包括:完成外置电源适配器的一次电源大电压到二次电源小电压的转换,为自启动和自关闭控制电路提供所述小电压。
所述根据Power按键信号、并配合CPU通用GPIO管脚控制为CPU供电的设备二次电源模块的开启或关闭,包括:
Power按键开关按下,自启动和自关闭控制电路的逻辑或门的一个输入端收到高电平信号,则逻辑或门的输出端立即输出高电平的开关电源使能信号,开启设备二次电源模块正常工作,CPU的通用输入GPIO8管脚检测到高电平,CPU上电;
Power按键开关再次按下,逻辑或门的所述输入端由低电平信号变为高电平信号,且所述GPIO8管脚置为高电平,按键持续时间在设定时间内,Power按键开关松开后,逻辑或门的输出端立即输出低电平的开关电源使能信号,关闭设备二次电源模块正常工作,CPU掉电。
所述CPU上电之后、Power按键开关再次按下之前,还包括:
与所述逻辑或门的另一输入端相连的CPU的通用输入GPIO1管脚置为高电平,Power按键开关松开后,逻辑或门的输出端立即输出高电平的开关电源使能信号,设备二次电源模块继续为CPU供电。
所述按键持续时间超过设定时间,该方法进一步包括:所述GPIO8管脚持续检测到高电平超过设定时间,CPU恢复出厂设置状态。
本发明提供了一种应用于3G无线接入终端、用于减少待机功耗的供电控制装置及方法,其优点在于:只运用一个Power按键开关,可以使3G无线接入终端实现自启动、自关断和恢复出厂设置三种功能模式;并且供电控制装置元件少,消耗电流极小,可以保证功耗小于0.3W,增强了3G无线接入终端的绿色环保性和市场竞争力。
附图说明
图1为本发明中供电控制装置组成示意图;
图2为本发明中自供电电路组成示意图;
图3为本发明中自供电电路设计原理图;
图4为本发明中自启动和自关闭控制电路组成示意图;
图5为本发明中自启动和自关闭控制电路设计原理图。
具体实施方式
本发明提供了一种3G无线接入终端中,用以减少待机功耗的供电控制装置,该装置包括:自供电电路以及自启动和自关闭控制电路,如图1所示。该供电控制装置直接与外置电源适配器连接,在外置电源适配器接入市电后,该供电控制装置即可正常工作,其中自供电电路与设备二次电源模块保持隔离,且仅为自启动和自关闭控制电路供电。
如图1所示,供电控制装置由自供电电路、和自启动和自关闭控制电路组成,其中,自供电电路与设备二次电源模块保持隔离,用于为自启动和自关闭控制电路供电,即仅为自启动和自关闭控制电路的逻辑或门供电,所以电路消耗电流小,功耗极小,可以保证功耗小于0.3W;自启动和自关闭控制电路的输出由Power按键信号、CPU采样信号和CPU锁电源信号控制,并将该输出作为开关电源使能信号控制设备二次电源模块的开启或关闭。
如图2所示,自供电电路通过一个低压差线性稳压器(LDO,Low DropoutRegulator)来实现,LDO主要完成一次电源到二次电源的转换。其设计原理图如图3所示,低压差线性稳压器LDO由一个芯片实现,将外置电源适配器插入市电220V后输出的12V的VDD作为LDO的输入。在LDO内部,通过使晶体管工作在线性放大区来实现电压转换,将电源适配器输出的大电压12V转化为二次电源的小电压3.6V的VDD_SW,该小电压只为自启动和自关闭控制电路的逻辑或门供电。因自供电电路只有一个芯片工作,所以该电路功耗十分小,可以保证功耗小于0.3W。
如图4所示,自启动和自关闭控制电路主要由一个Power按键开关和一个逻辑或门组成,通过逻辑或门配合CPU通用GPIO管脚来控制设备二次电源模块的开启与关闭,从而控制CPU的上下电。逻辑或门由自供电电路输出端提供的VDD_SW 3.6V来供电。其电路设计原理图,如图5所示,逻辑或门的输入端A和CPU的通用输入GPIO8管脚均连接Power按键开关,用来接收和Power按键信号,且逻辑或门的输入端A与地相连,默认置低电平;逻辑或门的输入端B连接CPU的通用输出GPIO1管脚,用来接收CPU锁电源信号;逻辑或门的输出端C用来根据逻辑或门的两个输入端输出开关电源使能信号,其高低电平可控制设备二次电源模块的开启与关闭,从而控制CPU的上下电。
外置电源适配器通入市电后,自供电电路即正常工作。用户手动按下Power按键开关,在短暂的几十毫秒时间内,逻辑或门的输入端A收到一个高电平信号VDD_SW,则逻辑或门的输出端C立即输出一个高电平信号SWITCH_OUT,从而逻辑或门的输出端C输出的开关电源使能信号置高电平,开启设备二次电源模块,CPU的通用输入GPIO8管脚检测到高电平,从而CPU采样信号为高电平状态,促使CPU上电。CPU上电后,在初始化配置的短时间内即将通用输出GPIO1管脚置默认高电平状态,将高电平信号传递给直连的逻辑或门的输入端B,使输入逻辑或门的输入端B的CPU锁电源信号为高电平,从而锁住逻辑或门的输出端C,使其保持高电平。短暂的几十毫秒时间后,手动松开Power按键开关,即使逻辑或门的输入端A恢复为默认的低电平状态也不会影响逻辑或门的输出端C的高电平状态,进而锁住开关电源使能信号为高电平,保证了设备二次电源模块的持续正常工作,CPU得以持续正常上电,3G无线接入终端完成“自启动”过程。
CPU正常上电后,3G无线接入终端工作于待机Standby state模式时,当用户再次手动按下Power按键开关,逻辑或门的输入端A将再次由低电平信号变为高电平信号VDD_SW,因逻辑或门的输入端A与CPU的通用输入管脚GPIO8相连,则GPIO8也置为高电平VDD_SW,CPU通过GPIO8管脚采集到该信号的状态变化后,由中断程序启动一个计数器,计数时间可以10秒为分界值,当按键持续时间不足10秒时,CPU进行系统注销动作后,置CPU通用输出GPIO1管脚为低电平,并将该低电平信号传递给直连的逻辑或门的输入端B;手动松开Power按键开关后,逻辑或门的输入端A重新恢复为默认的低电平状态,此时逻辑或门的两个输入端A和B都为低电平,则逻辑或门的输出端C输出低电平,从而开关电源使能信号为低电平,关闭设备二次电源模块,CPU下电,3G无线接入终端完成“自关断”过程。此时仅有自供电电路在工作,消耗电流极小,功耗极小,可以保证功耗小于0.3W。
在3G无线接入终端正常工作情况下,如果系统设置有误,需要CPU恢复出厂设置状态,因此用户可通过长时间地手动按下Power按键开关来实现。按键持续时间超过10秒时,即逻辑或门的输入端A的高电平持续时间超过10秒,计数器计数10秒以后,CPU的通用输入GPIO8管脚持续检测到高电平超过10秒,CPU恢复出厂设置状态,实现“一键三用”功能。
本发明还提供了一种用以减少待机功耗的供电控制方法,该方法的基本思想是:外置电源适配器通入市电后,供电控制装置即可工作,手动按下Power按键,开启设备二次电源模块,CPU上电,3G无线接入终端自启动;3G无线接入终端工作于待机Standby state模式时,再次手动按下Power按键,关闭设备二次电源模块,CPU下电,3G无线接入终端自关断,此时仅有自供电电路在工作,可以保证功耗小于0.3W;在3G无线接入终端正常工作情况下,如果系统设置有误,用户还可以通过长按同一Power按键达10秒以上,使CPU恢复出厂设置状态,完成“一键三用”功能。
基于上述装置,本发明所述的方法其具体实现步骤如下:
(一)“自启动”功能的实现:
步骤1:手动按下Power按键开关,逻辑或门的输入端A收到一个高电平信号VDD_SW,则逻辑或门的输出端C立即输出一个高电平信号SWITCH_OUT,从而开关电源使能信号置高电平,促使设备二次电源模块正常工作,CPU的通用输入GPIO8管脚检测到高电平,从而CPU采样信号为高电平状态,促使CPU上电;
步骤2:CPU上电后,在初始化配置的短时间内即将通用输出GPIO1管脚置默认高电平状态,并将该高电平信号传递给直连的逻辑或门的输入端B,从而锁住逻辑或门的输出端C为高电平;
步骤3:手动松开Power按键开关,逻辑或门的输入端A恢复为默认的低电平状态,因逻辑或门的输入端B置高电平,所以锁住逻辑或门的输出端C仍为高电平状态,进而锁住开关电源使能信号为高电平,保证了设备二次电源模块的持续正常工作,CPU得以持续正常上电,3G无线接入终端完成“自启动”过程。
(二)“自关断”功能的实现:
步骤4:CPU正常工作后,3G无线接入终端工作于待机Standby state模式时,用户再次手动按下Power按键开关,逻辑或门的输入端A将再次由低电平信号变为高电平信号VDD_SW,与A端直连的GPIO8管脚也置为高电平VDD_SW;
步骤5:CPU通过GPIO8管脚采集到该信号的状态变化后,确定当前Power按键按下,由中断程序启动一个计数器,并判断按键持续时间是否大于10秒,按键持续时间不足10秒钟时,CPU进行系统注销动作后,置CPU通用输出GPIO1管脚为低电平,则与GPIO1直连的逻辑或门的输入端B也置为低电平;
步骤6:手动松开Power按键开关后,逻辑或门的输入端A重新恢复为默认的低电平状态,此时逻辑或门的两个输入端A和B都为低电平,则逻辑或门的输出端C输出低电平,从而开关电源使能信号为低电平,设备二次电源模块关闭,CPU下电,3G无线接入终端完成“自关断”过程。
3G无线接入终端自关断以后,仅有自供电电路在工作,消耗电流极小,功耗极小,可以保证功耗小于0.3W。
(三)“恢复出厂设置”功能的实现:
步骤7:在3G无线接入终端正常工作情况下,如果系统设置有误,需要CPU恢复出厂设置状态,用户可持续手动按下Power按键开关超过10秒,即持续输入逻辑或门的输入端A的高电平超过10秒,计数器计数10秒以后,CPU的通用输入GPIO8管脚持续检测到高电平超过10秒,CPU恢复出厂设置状态,实现“一键三用”功能。
以上所述3G无线接入终端可以是3G路由器。以上仅是以3G无线接入终端为例,描述本发明的具体实现。实际应用中,本发明方案适用于任何具有CPU的宽带无线通信类设备。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1、一种供电控制装置,其特征在于,该装置包括:
自供电电路,与设备二次电源模块保持隔离,用于为自启动和自关闭控制电路供电;
自启动和自关闭控制电路,用于根据Power按键信号、并配合CPU通用GPIO管脚,控制为CPU供电的设备二次电源模块的开启或关闭。
2、根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述自供电电路:还用于完成外置电源适配器的一次电源大电压到二次电源小电压的转换。
3、根据权利要求1或2所述的装置,其特征在于,所述自供电电路为低压差线性稳压器。
4、根据权利要求1或2所述的装置,其特征在于,所述自启动和自关闭控制电路,包括:Power按键开关和逻辑或门,
所述Power按键开关分别与逻辑或门的一个输入端及CPU的通用输入GPIO8管脚相连;
所述逻辑或门的一个输入端与Power按键开关相连,用来接收Power按键信号;
所述逻辑或门的另一个输入端与CPU的通用输入GPIO1管脚相连,用来接收CPU锁电源信号;
所述逻辑或门的输出端C用来根据逻辑或门的两个输入端输出开关电源使能信号,控制为CPU供电的设备二次电源模块的开启与关闭。
5、根据权利要求4所述的装置,其特征在于,所述Power按键开关的按键持续时间超过设定时间时,所述GPIO8管脚持续检测到高电平超过设定时间,CPU恢复出厂设置状态。
6、一种供电控制方法,其特征在于,该方法包括:
与设备二次电源模块保持隔离的自供电电路为自启动和自关闭控制电路供电;
自启动和自关闭控制电路根据Power按键信号、并配合CPU通用GPIO管脚,控制为CPU供电的设备二次电源模块的开启或关闭。
7、根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述为自启动和自关闭控制电路供电,包括:完成外置电源适配器的一次电源大电压到二次电源小电压的转换,为自启动和自关闭控制电路提供所述小电压。
8、根据权利要求6或7所述的方法,其特征在于,所述根据Power按键信号、并配合CPU通用GPIO管脚控制为CPU供电的设备二次电源模块的开启或关闭,包括:
Power按键开关按下,自启动和自关闭控制电路的逻辑或门的一个输入端收到高电平信号,则逻辑或门的输出端立即输出高电平的开关电源使能信号,开启设备二次电源模块正常工作,CPU的通用输入GPIO8管脚检测到高电平,CPU上电;
Power按键开关再次按下,逻辑或门的所述输入端由低电平信号变为高电平信号,且所述GPIO8管脚置为高电平,按键持续时间在设定时间内,Power按键开关松开后,逻辑或门的输出端立即输出低电平的开关电源使能信号,关闭设备二次电源模块正常工作,CPU掉电。
9、根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述CPU上电之后、Power按键开关再次按下之前,还包括:
与所述逻辑或门的另一输入端相连的CPU的通用输入GPIO1管脚置为高电平,Power按键开关松开后,逻辑或门的输出端立即输出高电平的开关电源使能信号,设备二次电源模块继续为CPU供电。
10、根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述按键持续时间超过设定时间,该方法进一步包括:所述GPIO8管脚持续检测到高电平超过设定时间,CPU恢复出厂设置状态。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20091216 |