CN102082503A - 一种车载通讯设备和mcu的供电装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种车载通讯设备和MCU的供电装置，包括：通讯设备供电模块和微控制单元MCU供电模块；所述通讯设备供电模块，用于转换外部直流电源的电压，并向所述车载通讯设备和MCU供电模块供电；所述微控制单元MCU供电模块，用于转换所述通讯设备供电模块输出的直流电压，为车载MCU供电。采用本发明实施例提供的车载通讯设备和MCU的供电装置，只需要一路的DC-DC电源，将车载电源转换成供给车载通讯设备使用的直流电源。而MCU的电源则取自给车载通讯设备供电的电源，经低压差线性稳压器LDO而获得，使整个电源电路简单、可靠、低成本。

Description

一种车载通讯设备和MCU的供电装置

技术领域

本发明涉及一种电源领域，尤其涉及一种车载通讯设备和MCU的供电装置。

背景技术

在车载系统中，通讯设备和微控制单元（MCU，Micro Control Unit)是两套比较重要、采用直流电源的设备。目前车载通讯设备的供电电压通常都在+3.6V至+4.2V的范围内，而车载MCU等数字逻辑电路的额定工作电压通常都在+3.3V。因此，设计一款简单适用的直流电源为车载通讯设备和MCU供电成为车载系统电源设计的关键点。

在实际使用中，因车载通讯设备的工作电流较大，而车载MCU的电流消耗则较小些，故许多设计都是采用两路的DC-DC转换电路，将车载的直流电源分别转换成给车载通讯设备使用的+3.6V至+4.2V的一路电源，和给车载MCU使用的+3.3V的一路电源，如图1所示。

但是，发明人在实施本发明的过程中发现，现有的车载系统中电源涉及存在明显的缺陷：目前分两路电源分别为车载通讯设备和MCU的供电电源，不仅实现的成本较高，占用的印制电路板（PCB，Printed Circuit Board）面积较大，且降低了电源部份的可靠性。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种车载通讯设备和MCU的供电装置，只需要一路的DC-DC电源，将车载电源转换成供给车载通讯设备使用的直流电源。而MCU的电源则取自给车载通讯设备供电的电源，经低压差线性稳压器（LDO，low dropout regulator）而获得，使整个电源电路简单、可靠、低成本。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种车载通讯设备和MCU的供电装置，包括：通讯设备供电模块和微控制单元MCU供电模块；所述通讯设备供电模块，用于转换外部直流电源的电压，并向所述车载通讯设备和MCU供电模块供电；所述微控制单元MCU供电模块，用于转换所述通讯设备供电模块输出的直流电压，为车载MCU供电。

其中，所述通讯设备供电模块包括：第一输入端口，第一降压单元，以及第一输出端口；所述第一输入端口，与外部直流电源连接，用于供外部直流电源输入至所述第一降压单元；所述第一降压单元，用于将所述第一输入端口所输入的外部直流电源降压至所述车载通讯设备的额定工作电压；所述第一输出端口，与所述车载通讯设备和MCU供电模块相连，用于向所述车载通讯设备和MCU供电模块输出经过所述第一降压单元降压后的电源。

其中，所述MCU供电模块包括：第二输入端口，第二降压单元，以及第二输出端口；该第二输入端口，与所述通讯设备供电模块的第一输出端口连接，用于向第二降压单元输入所述通讯设备供电模块输出的电源；该第二降压单元，用于将第二输入端口所输入的电源降压至所述车载MCU的额定工作电压；该第二输出端口，与所述车载MCU相连，用于向所述车载MCU输出经过所述第二降压单元降压后的电源。

其中，所述车载通讯设备和MCU额定工作电压相差不超过1000mV。

其中，所述第二降压单元为低压差线性稳压器LDO。

其中，所述通讯设备供电模块还包括：连接在所述第一降压单元和第一输出端口之间的第一保护单元，该第一保护单元用于保证所述第一降压单元正常工作，以及所述第一输出端口所输出的电源稳定。

其中，所述MCU供电模块还包括：连接在所述第二降压单元和第二输出端口之间的第二保护单元，该第二保护单元用于保证所述第二降压单元的正常工作，以及所述第二输出端口所输出的电源稳定。

其中，所述车载通讯设备的额定工作电压为3.6V至4.2V；所述车载MCU的额定工作电压为3.3V。

其中，所述外部直流电源的电压为7V至90V。

实施本发明实施例提供的车载通讯设备和MCU的供电装置，只需要一路的DC-DC电源，该电源用于将车载电源转换成供给车载通讯设备使用的直流电源。而MCU的电源则取自给车载通讯设备供电的电源，经LDO而获得，整个电源电路简单、可靠、低成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有的车载通讯设备和MCU供电电源示意图；

图2是本发明提供的车载通讯设备和MCU的供电装置第一实施例结构示意图；

图3是本发明提供的车载通讯设备和MCU的供电装置第二实施例结构示意图；

图4是本发明提供的车载通讯设备和MCU的供电装置第三实施例结构示意图；

图5是本发明提供的车载通讯设备和MCU的供电装置的电路原理图；

图6是本发明提供的车载通讯设备和MCU的供电装置的实际电路。

具体实施方式

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作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。

参见图2，为本发明提供的车载通讯设备和MCU的供电装置第一实施例结构示意图，该供电装置如图2所示，包括：通讯设备供电模块1和MCU供电模块2。；所述通讯设备供电模块，用于转换外部直流电源的电压，并向所述车载通讯设备和MCU供电模块供电；所述微控制单元MCU供电模块，用于转换所述通讯设备供电模块输出的直流电压，为车载MCU供电。

实施本发明实施例提供的车载通讯设备和MCU的供电装置，通讯设备供电模块对外部电源进行DC-DC转换，转换后的电源不仅用于供给车载通讯设备使用，还作为MCU供电模块2的输入电源，MCU供电模块2调整电压后可直接向车载MCU供电，整个电源电路简单可靠，占用PCB板的面积小、且实现成本低。

参见图3，为本发明提供的车载通讯设备和MCU的供电装置第二实施例结构示意图，在本实施例中，将更为详细的描述该供电装置的结构和个部件的功能，该供电装置如图3所示，包括：通讯设备供电模块1和MCU供电模块2。

通讯设备供电模块1，用于转换外部直流电源5的电压，并向所述车载通讯设备3和MCU供电模块2供电。MCU供电模块2，用于转换所述通讯设备供电模块1输出的直流电压，为车载MCU 4供电。

进一步的，所述通讯设备供电模块1包括：第一输入端口，第一降压单元，以及第一输出端口。

第一输入端口11，与外部直流电源5连接，用于供外部直流电源输入第一降压单元12。更为具体的，车载系统中，外部直流电源有多种，直流电源电压的范围一般在+7.0V至+90V的范围内，例如普通汽车为：+12V或+24V，新能源汽车为＋48V等。

第一降压单元12，用于将第一输入端口11所输入的外部直流电源降压至所述车载通讯设备3的额定工作电压。更为具体的，第一降压单元12可以是DC-DC电压转换器，其规格根据外部直流电源实际的电压以及车载通讯设备3的额定工作电压设定。

第一输出端口13，与所述车载通讯设备3和MCU供电模块2相连，用于向所述车载通讯设备3和MCU供电模块2输出经过所述第一降压单元12降压后的电源。在本实施例中，所述车载通讯设备3是指车载的无线通讯模块，包括：GSM、GPRS、3G等模块。

所述MCU供电模块2包括：第二输入端口，第二降压单元，以及第二输出端口。

第二输入端口21，与所述通讯设备供电模块的第一输出端口11连接，用于向第二降压单元22输入所述通讯设备供电模块1输出的电源。在现有技术中，通讯设备供电模块1和MCU供电模块2是两个独立与外部电源5连接的电路，故现有技术中通讯设备供电模块1的输出端口只向对应的车载通讯设备3供电，而不会向MCU供电模块2供电。

第二降压单元22，用于将第二输入端口所输入的电源降压至所述车载MCU的额定工作电压。更为具体的，所述第二降压单元22为LDO。

传统的线性稳压器，如78xx系列的芯片都要求输入电压要比输出电压高出2V~3V以上，否则就不能正常工作。但是在一般情况下，车载通讯设备的额定工作电压为3.6V至4.2V；车载MCU的额定工作电压为3.3V，两者的电压差其实很小，这样的条件对传统的线性稳压器显然是太苛刻了，如3.8V转3.3V，输入与输出的压差只有0.5V，显然是不满足条件的。针对这种情况，才有了LDO类的电源转换芯片。

LDO 是一种线性稳压器。线性稳压器使用在其线性区域内运行的晶体管或场效应晶体管（FET，Field Effect Transistor）从应用的输入电压中减去超额的电压，产生经过调节的输出电压。这里所谓压降电压，是指稳压器将输出电压维持在其额定值上下 100mV 之内所需的输入电压与输出电压差额的最小值。正输出电压的LDO（低压降）稳压器通常使用功率晶体管（也称为传递设备）作为 PNP。这种晶体管允许饱和，所以稳压器可以有一个非常低的压降电压，通常为 200mV 左右；与之相比，使用 NPN 复合电源晶体管的传统线性稳压器的压降为 2V 左右。

故在本发明中，若车载通讯设备3和MCU 4的额定工作电压相差不超过2V，则第二降压单元22采用LDO；若车载通讯设备3和MCU 4的额定工作电压相差超过2V，则第二降压单元22采用传统的线性稳压器。

第二输出端口23，与所述车载MCU相连，用于向所述车载MCU输出经过所述第二降压单元降压后的电源。

实施本发明实施例提供的车载通讯设备和MCU的供电装置，通讯设备供电模块对外部电源进行DC-DC转换，转换后的电源不仅用于供给车载通讯设备使用，还作为MCU供电模块2的输入电源，MCU供电模块2可以采用LDO将电压调整到车载MCU的额定工作电压后，向车载MCU供电。本发明提供的供电装置电路简单可靠，占用PCB板的面积小、且实现成本低。

参见图4，为本发明提供的车载通讯设备和MCU的供电装置第三实施例结构示意图，在本实施例中，将进一步描述该供电装置的结构和个部件的功能，并给出具体的实现电路。该供电装置如图4所示，包括：通讯设备供电模块1和MCU供电模块2。

与图3所示的第二实施中的供电装置类似，本实施中的通讯设备供电模块1同样包括：第一输入端口11，第一降压单元12，第一输出端口13。MCU供电模块2同样包括：第二输入端口21，第二降压单元22，第二输出端口23。且上述通讯设备供电模块1和MCU供电模块2中各个单元的功能结构与上一实施例中的对应单元的功能和结构相似，此处不再赘述。

不同之处在于，本实施例提供的供电装置，其通讯设备供电模块1还包括：连接在所述第一降压单元12和第一输出端口13之间的第一保护单元14，该第一保护单元14用于保证所述第一降压单元12正常工作，以及所述第一输出端口13所输出的电源稳定。

相应的，MCU供电模块2还包括：连接在所述第二降压单元22和第二输出端口23之间的第二保护单元24，该第二保护单元24用于保证所述第二降压单元22的正常工作，以及所述第二输出端口23所输出的电源稳定。其具体的电路原理如图5所示。

进一步的，在本实施例中，车载通讯设备3的额定工作电压为3.6V至4.2V；所述车载MCU的额定工作电压为3.3V，所述外部直流电源的电压为7V至90V。以车载通讯设备3的额定工作电压3.8V，车载MCU的额定工作电压3.3V，外部直流电源的电压24V为例，按照图5所示的电路原理图，其实际电路如图6所示。

当然，图5和图6只是本实施例的一种具体实施方式，旨在本领域技术人员更好的理解本发明，因此，不能以此限定本发明的保护范围。

实施本发明实施例提供的车载通讯设备和MCU的供电装置，通讯设备供电模块对外部电源进行DC-DC转换，转换后的电源不仅用于供给车载通讯设备使用，还作为MCU供电模块2的输入电源，MCU供电模块2可以采用LDO将电压调整到车载MCU的额定工作电压后，向车载MCU供电。该供电装置电路简单，占用PCB板的面积小、且实现成本低。同时，本发明在该供电装置的关键部位增设了保护部件，进一步提供该供电装置的可靠性。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）或随机存储记忆体（Random Access Memory，RAM）等。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种车载通讯设备和MCU的供电装置，其特征在于，所述供电装置包括：通讯设备供电模块和微控制单元MCU供电模块；所述通讯设备供电模块，用于转换外部直流电源的电压，并向所述车载通讯设备和MCU供电模块供电；所述微控制单元MCU供电模块，用于转换所述通讯设备供电模块输出的直流电压，为车载MCU供电。

2.如权利要求1所述的车载通讯设备和微控制单元的供电装置，其特征在于，所述通讯设备供电模块包括：第一输入端口，第一降压单元，以及第一输出端口；所述第一输入端口，与外部直流电源连接，用于供外部直流电源输入至所述第一降压单元；所述第一降压单元，用于将所述第一输入端口所输入的外部直流电源降压至所述车载通讯设备的额定工作电压；所述第一输出端口，与所述车载通讯设备和MCU供电模块相连，用于向所述车载通讯设备和MCU供电模块输出经过所述第一降压单元降压后的电源。

3.如权利要求2所述的车载通讯设备和微控制单元的供电装置，其特征在于，所述MCU供电模块包括：第二输入端口，第二降压单元，以及第二输出端口；该第二输入端口，与所述通讯设备供电模块的第一输出端口连接，用于向第二降压单元输入所述通讯设备供电模块输出的电源；该第二降压单元，用于将第二输入端口所输入的电源降压至所述车载MCU的额定工作电压；该第二输出端口，与所述车载MCU相连，用于向所述车载MCU输出经过所述第二降压单元降压后的电源。

4.如权利要求3所述的车载通讯设备和微控制单元的供电装置，其特征在于，所述车载通讯设备和MCU额定工作电压相差不超过1000mV。

5.如权利要求5所述的车载通讯设备和微控制单元的供电装置，其特征在于，所述第二降压单元为低压差线性稳压器LDO。

6.如权利要求2所述的车载通讯设备和微控制单元的供电装置，其特征在于，所述通讯设备供电模块还包括：连接在所述第一降压单元和第一输出端口之间的第一保护单元，该第一保护单元用于保证所述第一降压单元正常工作，以及所述第一输出端口所输出的电源稳定。

7.如权利要求3所述的车载通讯设备和微控制单元的供电装置，其特征在于，所述MCU供电模块还包括：连接在所述第二降压单元和第二输出端口之间的第二保护单元，该第二保护单元用于保证所述第二降压单元的正常工作，以及所述第二输出端口所输出的电源稳定。

8.如权利要求1至7中任一项所述的车载通讯设备和微控制单元的供电装置，其特征在于，所述车载通讯设备的额定工作电压为3.6V至4.2V；所述车载MCU的额定工作电压为3.3V。

9.如权利要求1至7中任一项所述的车载通讯设备和微控制单元的供电装置，其特征在于，所述外部直流电源的电压为7V至90V。

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