CN109765817A - 单片机电源控制电路、单片机电路及电器设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单片机电源控制电路、单片机电路及电器设备，该控制电路包括：第一开关，第一端与外接电源连接，第一端和控制端之间连接第一电阻；第二开关，第一端与第一开关的控制端之间连接第二电阻，第二端与地线连接；第三电阻，第一端与第二开关的控制端连接，第二端与控制信号连接；稳压模块，输入端与第一开关的第二端连接，输出端与待控制单片机的电源输入端连接。在电路处于待机状态时，控制信号输出高电平，第一、二开关导通，稳压模块导通，待控制单片机得电；待控制单片机需要进入待机状态，控制信号输出低电平，第一、二开关关断，稳压模块断电，单片机断电，电路所有元器件均处于断电状态，输出功耗为零功耗，降低了功耗。

Description

单片机电源控制电路、单片机电路及电器设备

技术领域

本发明涉及电器技术领域，具体涉及一种单片机电源控制电路、单片机电路及电器设备。

背景技术

为了实现低功耗，很多家用电器在正常使用模式结束后会进入待机状态，多通过单片机实现上述控制。现有的单片机的电源控制系统如图1所示，该电源控制系统200包括：内部稳压源模块203，与单片机内核201相连接(单片机内核201与内部稳压源模块203一起构成单片机207)，用于当单片机207在正常模式时向单片机内核201供应正常电流，在进入省电模式时根据单片机内核201的指令进入低功耗状态或者关闭状态；外部稳压源模块209，分别与外部电源和内部稳压源模块203相连接，用于将外部电源的电压升高后提供给内部稳压源模块203；唤醒按键213，用于在单片机207需要从省电模式中唤醒进入正常模式时被按下，产生唤醒指令；电源控制模块205，分别与单片机内核201、外部稳压源模块209、内部稳压源模块203和唤醒按键213相连接，用于在进入省电模式时根据单片机内核201的指令关闭外部稳压源模块209，在进入正常模式时根据唤醒按键213的唤醒指令开启内部稳压源模块203和外部稳压源模块209，并通知单片机内核201准备进入正常模式；以及单向导通模块211，分别与单片机内核201和外部电源相连接，用于向单片机内核201供应低压电源，在单片机207进入省电模式后维持单片机内核201中的部分电路工作，以等待单片机207被唤醒进入正常模式。

上述电源控制系统200由于电源控制模块205和单向导通模块211在整个过程中均处于带电状态，本身都会消耗一定的电能，并且单片机207在进入省电模式后单片机内核201中的部分电路仍有处于工作状态以等待被唤醒，即便是在低功耗模式下，仍需要消耗电能，无法进一步地降低单片机以及整个单片机电路系统的待机功耗。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种单片机电源控制电路、单片机电路及电器设备，以解决现有技术中电器设备功耗高的问题。

根据第一方面，本发明实施例提供了一种单片机电源控制电路，包括：第一电阻；第一开关，第一开关的第一端与外接电源连接，所述第一开关的第一端和第一开关的控制端之间连接有所述第一电阻；第二电阻；第二开关，第二开关的第一端与所述第一开关的控制端之间连接有所述第二电阻，第二开关的第二端与地线连接；第三电阻，第三电阻的第一端与第二开关的控制端连接，第二端与控制信号连接；稳压模块，输入端与第一开关的第二端连接，输出端与待控制单片机的电源输入端连接。

可选地，还包括：第一滤波模块，并联连接于所述稳压模块的输入端与地线之间；和/或，第二滤波模块，并联连接于所述稳压模块的输出端与地线之间。

可选地，还包括：降压模块，一端与所述第一开关的第二端连接，另一端与所述稳压模块的输入端连接。

可选地，还包括：下拉电阻，并连接连接于所述第二开关的控制端与地线之间。

可选地，还包括：过流保护模块，串联连接于所述外接电源与所述第一开关的第一端之间。

可选地，还包括：二极管，阴极与外接按键信号端连接；阳极与所述待控制单片机的计数信号检测端连接。

可选地，还包括：电压采集模块，输入端与PWM信号连接，输出端与待控制单片机的电压检测端连接。

可选地，所述电压采集模块包括：第七电阻，第七电阻的第一端与PWM信号连接，第七电阻第二端与待控制单片机的电压检测端连接；第八电阻，第八电阻的第一端与第七电阻的第二端连接，第八电阻的第二端与地线连接。

可选地，所述电压采集模块还包括：第三滤波模块，并联连接于第七电阻的第二端与地线之间。

根据第二方面，本发明实施例提供了一种单片机电路，包括：单片机；电源控制电路，与所述单片机的电源输入端口连接，所述单片机电源控制电路采用如本发明第一方面中任一所述的单片机电源控制电路。

根据第三方面，本发明实施例提供了一种电器设备，包括如本发明第二方面中所述的单片机电路。

本发明技术方案，具有如下优点：

本发明提供的单片机电源控制电路，包括：第一电阻；第一开关，第一开关的第一端与外接电源连接，所述第一开关的第一端和第一开关的控制端之间连接有所述第一电阻；第二电阻；第二开关，第二开关的第一端与所述第一开关的控制端之间连接有所述第二电阻，第二开关的第二端与地线连接；第三电阻，第三电阻的第一端与第二开关的控制端连接，第二端与控制信号连接；稳压模块，输入端与第一开关的第二端连接，输出端与待控制单片机的电源输入端连接。上述单片机电源控制电路，电路处于待机状态时，控制信号输出高电平将整个电路唤醒，控制第一开关和第二开关导通，进而控制稳压模块的导通，稳压模块导通后输出的电压供给单片机使单片机的电源得电，实现单片机相应的逻辑控制，待单片机完成控制操作后需要进入待机状态，控制信号输出低电平，控制第一开关和第二开关关断，稳压模块断电，单片机也断电，整个电路进入待机状态，此时，整个电路中的所有元器件均处于断电状态，整个电路在待机状态时的输出功耗为零功耗，降低了功耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中单片机的电源控制系统的一个具体示例的示意图；

图2为本发明实施例的单片机电源控制电路的一个具体示例的示意图；

图3为本发明实施例的单片机电源控制电路的另一个具体示例的示意图；

图4为本发明实施例的单片机电源控制电路的另一个具体示例的示意图；

图5为本发明实施例的单片机电源控制电路的另一个具体示例的示意图。

附图标记：

Q7、第一开关；Q9、第二开关；U、稳压模块；C、单片机；R33、第一电阻；R36、第二电阻；R42、第三电阻；R7、第四电阻；R8、第五电阻；R26、第七电阻；R30、第八电阻；R28、保护电阻；C10、第一滤波电容；C13、第二滤波电容；C14、第三滤波电容；C29、第四滤波电容；R47、下拉电阻；D5、二极管。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本发明实施例提供了一种单片机电源控制电路，可应用于吸尘器、扫地机器人等电器设备中，实现电器设备的零功耗待机，降低了电器设备的功耗，如图2所示，包括：第一电阻R33、第一开关Q7、第二电阻R36、第二开关Q9、稳压模块U以及第三电阻R42。

其中，第一开关Q7的第一端与外接电源P连接，第一开关Q7的第一端和第一开关Q7的控制端之间连接有第一电阻R33；第二开关Q9的第一端与第一开关Q7的控制端之间连接有第二电阻R36，第二开关Q9的第二端与地线GND连接；第三电阻R42的第一端与第二开关Q9的控制端连接，第三电阻R42的第二端与控制信号PWM/VSP连接；稳压模块U的输入端与第一开关Q7的第二端连接，稳压模块U的输出端与待控制单片机的电源输入端连接。

在一实施例中，第一开关Q7和第二开关Q9均为三极管，具体地，第一开关Q7为PNP型的三极管，第二开关Q9为NPN型的三极管。当然，在其它实施例中，上述开关还可以是MOS管、IGBT等开关器件，根据需要合理设置即可，本实施例对此不作任何限制。

在一实施例中，稳压模块U可以是稳压芯片，例如78M05芯片；当然，在其它实施例中，还可采用现有技术中的其它稳压电路实现，本实施例对此不作任何限制，根据需要合理设置即可。

该单片机电源控制电路的具体工作过程如下：控制信号PWM/VSP输出高电平，第二开关Q9导通，将第一开关Q7的控制端电压下拉至低电平，第一开关Q7导通，稳压模块U上电，其输出VD端的输出电压为高电平，高电平控制待控制单片机上电；控制信号PWM/VSP输出低电平，第二开关Q9关断，第一开关Q7关断，稳压模块U关断，其输出VD端的输出电压为低电平，低电平控制待控制单片机关断，整个电路中的所有元器件均处于断电状态，整个电路在待机状态时的输出功耗为零功耗，降低了功耗。

上述单片机电源控制电路，电路处于待机状态时，控制信号输出高电平将整个电路唤醒，控制第一开关和第二开关导通，进而控制稳压模块的导通，稳压模块导通后输出的电压供给单片机使单片机的电源得电，实现单片机相应的逻辑控制，待单片机完成控制操作后需要进入待机状态，控制信号输出低电平，控制第一开关和第二开关关断，稳压模块断电，单片机也断电，整个电路进入待机状态，此时，整个电路中的所有元器件均处于断电状态，整个电路在待机状态时的输出功耗为零功耗，降低了功耗。

在一实施例中，单片机电源控制电路还包括：第一滤波模块，并联连接于稳压模块U的输入端与地线GND之间，用于滤除输入稳压模块的电信号干扰，稳定输入电压；第二滤波模块，并联连接于稳压模块U的输出端与地线GND之间，用于滤除稳压模块输出端的电信号干扰，稳定输出电压。

具体地，如图3所示，第一滤波模块可以是第一滤波电容C10，滤波电路简单；当然，在其它实施例中，第一滤波模块还可现有技术中其它滤波电路，如RLC滤波或者RC滤波等，根据需要合理设置即可。第二滤波模块可以是并联连接的第二滤波电容C13和第三滤波电容C14，一个滤除高频信号，另一个滤除低频信号，滤波效果较佳、滤波电路简单；当然，在其它实施例中，第二滤波模块还可现有技术中其它滤波电路，如RLC滤波或者RC滤波等，根据需要合理设置即可。

需要说明的是，在其它可替换实施例中，零功耗待机唤醒电路可仅包括第一滤波模块或者第二滤波模块，本实施例对此不作限制，根据实际情况合理设置即可。

在一实施例中，单片机电源控制电路还包括：降压模块，一端与第一开关的第二端连接，另一端与稳压模块的输入端连接。具体地，如图3所示，降压模块可以是降压电阻，降压电阻包括并联连接的第四电阻R7和第五电阻R8，并联连接后的一端与第一开关Q7的第二端连接，另一端与稳压模块U的输入端连接，用于将第一开关Q7第二端的电压降低至稳压器输入端允许的范围内。

在一实施例中，如图3所示单片机电源控制电路还包括：下拉电阻R47，并连接连接于第二开关Q9的控制端与地线GND之间；用于稳定第二开关Q9控制端的输入电压，在控制端电压处于低电位时实现有效下拉，保证第二开关不会误导通，提高了整个电路的可靠性。

在一实施例中，单片机电源控制电路还包括：过流保护模块，串联连接于外接电源P与第一开关Q7的第一端之间。具体地，如图3所示，过流保护模块可以是保护电阻R28，串联连接于外接电源P与第一开关Q7的第一端之间，保护电阻R28的作用是在后级电路发生短路时发生熔断，起到保护后级电路的作用，而且上电瞬间时限流，能抑制上电产生的大电流。当然，在其它实施例中，过流保护模块还可采用现有技术中的其它保护装置实现，例如熔断器(FUSE)等，根据需要合理设置即可。

在一实施例中，如图3所示，单片机电源控制电路还包括：二极管D5，二极管D5的阴极K与外接按键信号端连接，二极管D5的阳极A与待控制单片机MCU的计数信号检测端KEY连接，用于对计数信号检测端输入的KEY信号进行计数，单片机根据计数信号实现逻辑控制。

需要说明的是，本实施例中的二极管的阳极还连接有上拉电阻，上拉电阻可以是单片机内部的上拉电阻，在启动信号ON/OFF连接低电平时，二极管D5导通，计数信号检测端输入的KEY信号变为低电平，单片机根据低电平个数进行计数。当然，在其它实施例中，也可以是外接的上拉电阻，根据需要合理设置即可，本实施例对此不作任何限制。

在一实施例中，外接按键信号端连接轻触开关，轻触开关按下后，ON/OFF端接到GND，二极管D5导通，KEY端输出低电平，轻触开关释放后，ON/OFF端接到高电平，二极管D5不导通，KEY端输出高电平。该电路可通过检测信号KEY，对KEY信号低电平的计数可以实现不同逻辑控制，根据逻辑MCU对LOCK_power置高低平系统掉电进入零功耗。

在一实施例中，单片机电源控制电路还包括：电压采集模块，输入端与PWM信号连接，输出端与待控制单片机的电压检测端SPEED连接。具体地，如图3所示，电压采集模块包括：第七电阻R26和第八电阻R30；第七电阻R26的第一端与PWM信号连接，第七电阻R26第二端与待控制单片机的电压检测端SPEED连接；第八电阻R30的第一端与第七电阻R26的第二端连接，第八电阻R30的第二端与地线GND连接。当然，在其它实施例中，电压采集模块还可采用现有技术中的其它电压采集装置，根据需要合理设置即可，本实施例对此不作任何限制。

在一可替换实施例中，电压采集模块还包括：第三滤波模块，并联连接于第七电阻R26的第二端与地线GND之间。具体地，如图3所示，第三滤波模块可以是第四滤波电容C29，滤波电路简单；当然，在其它实施例中，第三滤波模块还可现有技术中其它滤波电路，如RLC滤波或者RC滤波等，根据需要合理设置即可。

上述单片机电源控制电路不仅能够实现待机状态时的零功耗和唤醒，还能够实现多种不同方式的控制，控制方式更加灵活和多样化，应用的场合也更加广泛。

在一实施例中，如图4所示，该单片机电源控制电路可实现外部高电平+单按键控制控制，待机状态，第一开关Q7不导通，外部高电平接入接口J3的PWM/VSP口，按键接ON/OFF口，通过待控制单片机MCU检测KEY状态实现逻辑控制。外部高电平取消，系统掉电进入待机状态。

在另一实施例中，如图5所示，该单片机电源控制电路可实现外部模拟信号控制，待机状态，第一开关Q7不导通，外部模拟接入PWM/VSP口；当电压高于一定值(例如第一开关Q7为Si三极管时，该定值可为0.7V；又例如，第一开关Q7为Ge三极管时，该定值可为0.3V)时，第二开关Q9导通，系统带电，MCU检测SPEED口电压实现逻辑控制，具体地，SPEED电压连接至MCU的AD转换器的输入端，单片机对接收到的SPEED输入电压信号进行模数转换，根据输入电压的不同转换为不同的数字信号，实现不同的逻辑控制。

本实施例中的单片机电源控制电路可实现逻辑控制，集成度提高，可靠性提高，系统成本降低。并且在待机模式下，整个电路处于零功耗。

本发明实施例还提供了一种单片机电路，包括：单片机；与单片机的电源输入端口连接的电源控制电路，单片机电源控制电路采用如上述实施例中所提及的单片机电源控制电路。该单片机电路由于采用了上述实施例中的单片机电源控制电路，单片机电源控制电路在待机状态时的功耗为零功耗，降低了单片机电路的功耗。

本发明实施例还提供了一种电器设备，包括如上述实施例中的单片机电路。该电器设备由于采用了上述实施例中的单片机电源控制电路，单片机电源控制电路在待机状态时的功耗为零功耗，降低了电器设备的功耗。

在一实施例中，上述电器设备可为电饭煲、烤箱、吸尘器、空调、电视机等电器，本实施例仅作示意性说明，并不以此为限。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (11)

1.一种单片机电源控制电路，其特征在于，包括：

第一电阻(R33)；

第一开关(Q7)，第一开关(Q7)的第一端与外接电源连接，所述第一开关(Q7)的第一端和第一开关(Q7)的控制端之间连接有所述第一电阻(R33)；

第二电阻(R36)；

第二开关(Q9)，第二开关(Q9)的第一端与所述第一开关(Q7)的控制端之间连接有所述第二电阻(R36)，第二开关(Q9)的第二端与地线连接；

第三电阻(R42)，第三电阻(R42)的第一端与第二开关(Q9)的控制端连接，第二端与控制信号连接；

稳压模块(U)，输入端与第一开关(Q7)的第二端连接，输出端与待控制单片机的电源输入端连接。

2.根据权利要求1所述的单片机电源控制电路，其特征在于，还包括：

第一滤波模块，并联连接于所述稳压模块(U)的输入端与地线之间；和/或，

第二滤波模块，并联连接于所述稳压模块(U)的输出端与地线之间。

3.根据权利要求1所述的单片机电源控制电路，其特征在于，还包括：

降压模块，一端与所述第一开关(Q7)的第二端连接，另一端与所述稳压模块(U)的输入端连接。

4.根据权利要求1所述的单片机电源控制电路，其特征在于，还包括：

下拉电阻(R47)，并连接连接于所述第二开关(Q9)的控制端与地线之间。

5.根据权利要求1所述的单片机电源控制电路，其特征在于，还包括：

过流保护模块，串联连接于所述外接电源与所述第一开关(Q7)的第一端之间。

6.根据权利要求1－5中任一所述的单片机电源控制电路，其特征在于，还包括：

二极管(D5)，阴极与外接按键信号端连接；阳极与所述待控制单片机的计数信号检测端连接。

7.根据权利要求1－5任一所述的单片机电源控制电路，其特征在于，还包括：

电压采集模块，输入端与PWM信号连接，输出端与待控制单片机的电压检测端连接。

8.根据权利要求7所述的单片机电源控制电路，其特征在于，所述电压采集模块包括：

第七电阻(R26)，第七电阻(R26)的第一端与PWM信号连接，第七电阻(R26)第二端与待控制单片机的电压检测端连接；

第八电阻(R30)，第八电阻(R30)的第一端与第七电阻(R26)的第二端连接，第八电阻(R30)的第二端与地线连接。

9.根据权利要求7所述的单片机电源控制电路，其特征在于，所述电压采集模块还包括：

第三滤波模块，并联连接于第七电阻(R26)的第二端与地线之间。

10.一种单片机电路，其特征在于，包括：

单片机；

电源控制电路，与所述单片机的电源输入端口连接，所述单片机电源控制电路采用如权利要求1－9任一所述的单片机电源控制电路。

11.一种电器设备，其特征在于，包括如权利要求10所述的单片机电路。