CN107705390A - 一种低功耗待机休眠电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低功耗待机休眠电路，其应用于行车记录仪，所述行车记录仪包括3G/4G模块、GPS模块、12V外部设备以及5V外部设备，该低功耗待机休眠电路包括车钥匙信号接入电路、电源接入端口、MCU、Buck/Boost变换器、第一DC‑DC电源模块、第二DC‑DC电源模块、第三DC‑DC电源模块，本发明通过关闭待机模式下12V外部设备以及5V外部设备等大功耗外设电源，单独开启第一DC‑DC电源模块给3G/4G通讯模块、GPS模块等供电，优化电源路径解决行车记录仪产品休眠待机电源功耗高、时间短的问题。
Description
技术领域
本发明涉及车载行驶记录仪技术领域，尤其涉及一种低功耗待机休眠电路。
背景技术
Buck/Boost变换器：也称升降压式变换器，是一种输出电压既可低于也可高于输入电压的单管不隔离直流变换器，但其输出电压的极性与输入电压相反。Buck/Boost变换器可看做是Buck变换器和Boost变换器串联而成，合并了开关管。
部标JT/T 794-2011和国标GB/T 19056-2012相继出台，对道路的客运车、货运车、危险品运输车、出租车等安装汽车行驶记录仪的产品提出了具体、详细的要求，明确规定了汽车行驶记录仪在车钥匙关闭后必须具备休眠上报功能。必须定时上报车辆位置、车辆状态等信息，并对待机功耗作了明确的要求。
目前大部分产品由于休眠上报时功耗较大，经常导致备用电池的电量损耗较快，寿命下降，待机持续时间仅仅只有几十分钟或者数小时。严重时可能会导致车辆电平较低而无法打火，影响正常驾驶。目前很多设备厂家的解决方法是利用3G/4G通讯模块和GPS模块自身支持的休眠功能来降低功耗，这种方法是将相应的负载电路功耗降低了，对于整个记录仪系统的功耗和电源效率改善有限。还有的厂家加大备用电池容量，但是这样增加了设备的成本和体积。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种电路简单、成本低、可靠稳定的低功耗待机休眠电路。
本发明所采用的技术方案是：一种低功耗待机休眠电路，其应用于行车记录仪，所述行车记录仪包括3G/4G模块、GPS模块、12V外部设备以及5V外部设备，该低功耗待机休眠电路包括车钥匙信号接入电路、电源接入端口、MCU、Buck/Boost变换器、第一DC-DC电源模块、第二DC-DC电源模块、第三DC-DC电源模块；所述电源接入端口的输出端分别与所述Buck/Boost变换器和第一DC-DC电源模块的输入端连接，所述第一DC-DC电源模块的输出端分别与所述3G/4G模块和GPS模块的输入端连接；所述Buck/Boost变换器的输出端分别与所述12V外部设备的输入端和第二DC-DC电源模块的输入端连接，所述第二DC-DC电源模块的输出端分别与所述5V外部设备的输入端和第三DC-DC电源模块的输入端连接，所述第三DC-DC电源模块的输出端分别与所述3G/4G模块和GPS模块的输入端连接；所述车钥匙信号接入电路的输出端与所述MCU的输入端连接，所述MCU的输出端分别与所述Buck/Boost变换器和第一DC-DC电源模块输入端连接。
进一步，其还包括第一IO口电平驱动电路，所述MCU的输出端通过所述IO口电平驱动电路与所述Buck/Boost变换器的输入端连接。
进一步，所述第一IO口电平驱动电路包括第一电阻、第二电阻以及第一三极管、第三电阻、第二三极管、第三三极管、第四电阻、第五电阻以及第六电阻，所述MCU的输出端通过第二电阻与所述第一三极管的基极连接，所述第一三极管的发射极与地连接，所述第一三极管的基极依次通过第二电阻和第一电阻与地连接，所述第一三极管的集电极通过第三电阻与所述第二三极管的基极连接，所述第二三极管的发射极与地连接，所述第二三极管的集电极和基极分别通过第六电阻与电源连接，车辆的车钥匙接口通过第四电阻与所述第三三极管的基极连接，所述第三三极管的发射极与地连接，所述第三三极管的集电极通过第五电阻与所述第二三极管的基极连接。
进一步，其还包括第二IO口电平驱动电路，所述MCU的输出端通过所述第二IO口电平驱动电路与所述第一DC-DC电源模块的输入端连接。
进一步，所述第二IO口电平驱动电路包括第四三极管、第七电阻、第八电阻、第五三极管，所述MCU的输出端通过第七电阻与所述第四三极管的基极连接，所诉第四三极管的基极通过第七电阻、第八电阻与地连接，所述第四三极管的集电极与所述第五三极管的基极连接，所述第五三极管的发射极与地连接，其集电极与所述第一DC-DC电源模块的输入端连接。
进一步，所述车钥匙信号接入电路包括滤波电路，所述滤波电路的输入端与车辆的车钥匙接口连接，其输出端与所述MCU连接。
本发明的有益效果是：本发明通过关闭待机模式下12V外部设备以及5V外部设备等大功耗外设电源，单独开启第一DC-DC电源模块给3G/4G通讯模块、GPS模块等供电，优化电源路径解决行车记录仪产品休眠待机电源功耗高、时间短的问题。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
图1是本发明的功能模块示意图；
图2是本发明一具体实施例的电路原理图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1所示，一种低功耗待机休眠电路，其应用于行车记录仪，所述行车记录仪包括3G/4G模块、GPS模块、12V外部设备以及5V外部设备，该低功耗待机休眠电路包括车钥匙信号接入电路、电源接入端口、MCU、Buck/Boost变换器、第一DC-DC电源模块、第二DC-DC电源模块、第三DC-DC电源模块；所述电源接入端口的输出端分别与所述Buck/Boost变换器和第一DC-DC电源模块的输入端连接，所述第一DC-DC电源模块的输出端分别与所述3G/4G模块和GPS模块的输入端连接；所述Buck/Boost变换器的输出端分别与所述12V外部设备的输入端和第二DC-DC电源模块的输入端连接，所述第二DC-DC电源模块的输出端分别与所述5V外部设备的输入端和第三DC-DC电源模块的输入端连接，所述第三DC-DC电源模块的输出端分别与所述3G/4G模块和GPS模块的输入端连接；所述车钥匙信号接入电路的输出端与所述MCU的输入端连接，所述MCU的输出端分别与所述Buck/Boost变换器和第一DC-DC电源模块输入端连接。
当系统触发休眠条件后，系统中只需MCU、3G/4G模块、GPS等3.3V外设工作，关闭12V外部设备以及5V外部设备等大功耗外设电源，单独开启第一DC-DC电源模块给3G/4G通讯模块、GPS模块等供电，优化电源路径解决行车记录仪产品休眠待机电源功耗高、时间短的问题。外电通过电源接入端口输入后经过Buck/Boost变换器稳压为12V、在由第二DC-DC电源模块降为5V、第三DC-DC电源模块降为3.3V，经过了3颗DC-DC，尤其是Buck/Boost变换器功耗较大；改进后的电路当系统满足修休眠条件时，直接通过第一DC-DC电源稳压3.3V，电源路径简化、损耗降低。
该低功耗待机休眠电路还包括第一IO口电平驱动电路和第二IO口电平驱动电路，所述MCU的输出端通过所述IO口电平驱动电路与所述Buck/Boost变换器的输入端连接。所述MCU的输出端通过所述第二IO口电平驱动电路与所述第一DC-DC电源模块的输入端连接。通过第一IO口电平驱动电路和第二IO口电平驱动电路向Buck/Boost变换器和第一DC-DC电源模块输入高低电平，控制其开关，实现优化电源的目的。
具体的如图2所示，其中第一IO口电平驱动电路包括第一电阻R409、第一电阻R408以及第一三极管Q42、第三电阻R415、第二三极管Q12、第三三极管Q18、第四电阻R416、第五电阻R414以及第六电阻R286组成的三极管开关电路。所述MCU的输出端通过第一电阻R408与所述第一三极管Q42的基极连接，所述第一三极管Q42的发射极与地连接，所述第一三极管Q42的基极依次通过第一电阻R408和第一电阻R409与地连接，所述第一三极管Q42的集电极通过第三电阻R415与所述第二三极管Q12的基极连接，所述第二三极管Q12的发射极与地连接，所述第二三极管Q12的集电极和基极分别通过第六电阻R286与电源连接，车辆的车钥匙接口通过第四电阻R416与所述第三三极管Q18的基极连接，所述第三三极管Q18的发射极与地连接，所述第三三极管Q18的集电极通过第五电阻R414与所述第二三极管Q12的基极连接。
其中第二IO口电平驱动电路包括第四三极管Q1、第七电阻R1、第八电阻R2、第五三极管Q2组成的三极管开关电路，所述MCU的输出端通过第七电阻R1与所述第四三极管Q1的基极连接，所诉第四三极管Q1的基极通过第七电阻R1、第八电阻R2与地连接，所述第四三极管Q1的集电极与所述第五三极管Q2的基极连接，所述第五三极管Q2的发射极与地连接，其集电极与所述第一DC-DC电源模块的输入端连接。
进一步作为优选的实施方式，所述车钥匙信号接入电路包括滤波电路，所述滤波电路的输入端与车辆的车钥匙接口连接，其输出端与所述MCU连接。
车钥匙信号接入电路包括滤波电路，所述滤波电路的输入端与车辆的车钥匙接口A连接，其输出端与所述MCU连接。所述MCU的输出端通过所述IO口电平驱动电路与所述Buck/Boost变换器的输入端连接。所述第一IO口电平驱动电路包括三极管组成的电平转换电路。所述MCU的输出端通过所述IO口电平驱动电路与所述第一DC-DC电源模块的输入端连接。所述第二IO口电平驱动电路包括三极管组成的电平转换电路。
A为车辆的车钥匙接口ACC信号，用来开机和触发待机；B为MCU控制的关机信号，用来关闭3号虚线框内的电路，低关断；C、D分别为两路电源的使能信号低关断；E为GPS电源使能，同时与B一起作为关机使能，同时为低时关闭整个设备。F与D为“或”关系，D负责打开低功耗休眠电路，F负责关闭休眠电路；当B系统进入休眠状态时，MCU将拉低，E一直为高，此时C为低，关闭图一中橙色路径电路；D为高，打开图一中绿色路径部分电路，此时为休眠状态。休眠时间结束后，MCU将E拉低，整个系统关闭(关机)。
如下表所示，其示出了各个应用状态下个点的逻辑关系。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (6)
1.一种低功耗待机休眠电路，其应用于行车记录仪，所述行车记录仪包括3G/4G模块、GPS模块、12V外部设备以及5V外部设备，其特征在于：该低功耗待机休眠电路包括车钥匙信号接入电路、电源接入端口、MCU、Buck/Boost变换器、第一DC-DC电源模块、第二DC-DC电源模块、第三DC-DC电源模块；
所述电源接入端口的输出端分别与所述Buck/Boost变换器和第一DC-DC电源模块的输入端连接，所述第一DC-DC电源模块的输出端分别与所述3G/4G模块和GPS模块的输入端连接；
所述Buck/Boost变换器的输出端分别与所述12V外部设备的输入端和第二DC-DC电源模块的输入端连接，所述第二DC-DC电源模块的输出端分别与所述5V外部设备的输入端和第三DC-DC电源模块的输入端连接，所述第三DC-DC电源模块的输出端分别与所述3G/4G模块和GPS模块的输入端连接；
所述车钥匙信号接入电路的输出端与所述MCU的输入端连接，
所述MCU的输出端分别与所述Buck/Boost变换器和第一DC-DC电源模块输入端连接。
2.根据权利要求1所述的低功耗待机休眠电路，其特征在于：其还包括第一IO口电平驱动电路，所述MCU的输出端通过所述IO口电平驱动电路与所述Buck/Boost变换器的输入端连接。
3.根据权利要求2所述的低功耗待机休眠电路，其特征在于：所述第一IO口电平驱动电路包括第一电阻、第二电阻以及第一三极管、第三电阻、第二三极管、第三三极管、第四电阻、第五电阻以及第六电阻，所述MCU的输出端通过第二电阻与所述第一三极管的基极连接，所述第一三极管的发射极与地连接，所述第一三极管的基极依次通过第二电阻和第一电阻与地连接，所述第一三极管的集电极通过第三电阻与所述第二三极管的基极连接，所述第二三极管的发射极与地连接，所述第二三极管的集电极和基极分别通过第六电阻与电源连接，车辆的车钥匙接口通过第四电阻与所述第三三极管的基极连接，所述第三三极管的发射极与地连接，所述第三三极管的集电极通过第五电阻与所述第二三极管的基极连接。
4.根据权利要求1所述的低功耗待机休眠电路，其特征在于：其还包括第二IO口电平驱动电路，所述MCU的输出端通过所述第二IO口电平驱动电路与所述第一DC-DC电源模块的输入端连接。
5.根据权利要求4所述的低功耗待机休眠电路，其特征在于：所述第二IO口电平驱动电路包括第四三极管、第七电阻、第八电阻、第五三极管，所述MCU的输出端通过第七电阻与所述第四三极管的基极连接，所诉第四三极管的基极通过第七电阻、第八电阻与地连接，所述第四三极管的集电极与所述第五三极管的基极连接，所述第五三极管的发射极与地连接，其集电极与所述第一DC-DC电源模块的输入端连接。
6.根据权利要求1所述的低功耗待机休眠电路，其特征在于：所述车钥匙信号接入电路包括滤波电路，所述滤波电路的输入端与车辆的车钥匙接口连接，其输出端与所述MCU连接。
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