一种可控的低功耗电源电路
技术领域
本发明涉及电源电路技术领域,具体涉及一种电池供电的具有较低功耗的电源电路。
背景技术
智能家电应用越来越广,用户可直接通过手机,来远程控制或监控家电产品。如安装于厨房灶台下的净水器,俗称“厨下机”,通过wifi模组,用户在手机上的APP,可远程查看用水记录。
但这类电器,最好满足以下条件:一、能否采用电池供电,即装即用,这样不用安装市电及其插座;二、采用电池供电,能否六个月及以上;三、单个五号电池(AA),七号电池(AAA)的电压在1.6V—1.2V之间工作,应确保wifi模组在3.3V的正常工作电压。
为延长电池的使用期限,需要:一、尽量减少待机功耗,如关掉主控芯片的电源;二、单个五号电池(AA),七号电池(AAA)的有效工作范围在1.6V—1.2V之间,在此范围内,产品能正常工作;三、在电池的有效工作范围内,电流尽可能相同,不能因电压高而电流大,造成电池能量浪费。
发明内容
本发明的目的是提供一种由电池供电时,通过外部器件来触发电源,用恒流源来保证不同电池电压下的电流,而从实现减小静态待机功耗,减小工作电流,来提高电池的使用期限的可控的低功耗电源电路。
为了解决背景技术所存在的问题,本发明是采用以下技术方案:一种可控的低功耗电源电路,它包含电池组串供电端口Vbatt、电压输出端口VCC、芯片控制电源端口3V3/ON/OFF、霍尔传感器接口H、按键K1、按键检测口Kdect、以及执行电路A,所述的电池组串供电端口Vbatt具有两个引脚,一个引脚接地,一个引脚连接电池组阳极端Battery-Input;所述的电压输出端口VCC具有两个引脚,两个引脚均连接至执行电路A;所述的芯片控制电源端口3V3/ON/OFF和执行电路A连接在一起;所述的按键K1具有两个引脚,一个引脚接地,一个引脚连接执行电路A的SW端;所述的霍尔传感器接口H具有三个引脚,一个引脚接地,一个引脚连接执行电路A,一个引脚连接电池组阳极端Battery-Input;所述的按键检测口Kdect连接执行电路A。
作为本发明的进一步改进;所述的执行电路A包含二极管一-二极管五D1-D5、稳压二极管ZD1、电阻一-电阻十R1-R10、电解电容C1、电容一-电容三C2-C4、以及三极管一-三极管三Q1-Q3,二极管二D2的阳极分别与电池组阳极端Battery-Input、电阻三R3的一端、三极管一Q1的集电极连接,二极管二D2的阴极分别与电阻四R4的一端、二极管三D3的阳极连接,电阻三R3的另一端与三极管二Q2的发射极连接,三极管二Q2的基极分别与电阻四R4的另一端、二极管三D3的阴极、电阻五R5的一端、电阻二R2的一端连接,三极管二Q2的集电极分别与三极管一Q1的基极、稳压二极管ZD1的阴极连接,三极管一Q1的发射极分别与电容一C2的一端、电解电容C1的阳极、电阻十R10的一端相连后连接至电压输出端口VCC的一端,稳压二极管ZD1的阳极、电容一C2的另一端、电解电容C1的阴极、电阻十R10的另一端以及电压输出端口VCC的另一端相连且接地;电阻五R5的另一端连接至三极管三Q3的集电极,三极管三Q3的发射极接地,三极管三Q3的基极与电阻八R8的一端连接,电阻八R8的另一端分别与电阻九R9的一端、电容三C4的一端、二极管四D4的阴极连接,电阻九R9的另一端连接至芯片控制电源端口3V3/ON/OFF,电容三C4的另一端接地,二极管四D4的阳极分别与二极管五D5的阴极、电容二C3的一端连接,二极管五D5的阳极接地,电容二C3的另一端分别与电阻六R6的一端、电阻七R7的一端连接,电阻六R6的另一端连接至芯片霍尔信号端口MCU-H,电阻七R7的另一端连接至霍尔传感器接口H的SIGN端,电阻二R2的另一端分别与按键K1的一端、二极管一D1的阴极连接,按键K1的另一端接地,二极管一D1的阳极与电阻一R1串联后连接至按键检测口Kdect。
作为本发明的进一步改进;所述的二极管二D2、二极管三D3、电阻三R3和三极管二Q2组成恒流源。
采用上述技术方案后,本发明具有以下有益效果:
由电池供电时,通过外部器件来触发电源,用恒流源来保证不同电池电压下的电流,从而实现减小静态待机功耗,减小工作电流,来提高电池的使用期限。
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的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的电路原理图;
附图标记:
Vbatt—电池组串供电端口;Vcc—电压输出端口;3V3/ON/OFF—芯片控制电源端口;K1—按键;Kdect—按键检测口;H—霍尔传感器接口;MCU-H—芯片霍尔信号端口;A—执行电路;
R1—电阻一;R2—电阻二;R3—电阻三;R4—电阻四;R5—电阻五;R6—电阻六;R7—电阻七;R8—电阻八;R9—电阻九;R10—电阻十;C1—电解电容;C2—电容一;C3—电容二;C4—电容三;Q1—三极管一;Q2—三极管二;Q3—三极管三;D1—二极管一;D2—二极管二;D3—二极管三;D4—二极管四;D5—二极管五;ZD1—稳压二极管。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及具体实施方式,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
请参阅图1,本具体实施方式采用以下技术方案:一种可控的低功耗电源电路,它包含电池组串供电端口Vbatt、电压输出端口VCC、芯片控制电源端口3V3/ON/OFF、霍尔传感器接口H、按键K1、按键检测口Kdect、以及执行电路A,所述的电池组串供电端口Vbatt具有两个引脚,一个引脚接地,一个引脚连接电池组阳极端Battery-Input;所述的电压输出端口VCC具有两个引脚,两个引脚均连接至执行电路A;所述的芯片控制电源端口3V3/ON/OFF和执行电路A连接在一起;所述的按键K1具有两个引脚,一个引脚接地,一个引脚连接执行电路A的SW端;所述的霍尔传感器接口H具有三个引脚,一个引脚接地,一个引脚连接执行电路A,一个引脚连接电池组阳极端Battery-Input;所述的按键检测口Kdect连接执行电路A;所述的执行电路A包含二极管一-二极管五D1-D5、稳压二极管ZD1、电阻一-电阻十R1-R10、电解电容C1、电容一-电容三C2-C4、以及三极管一-三极管三Q1-Q3,二极管二D2的阳极分别与电池组阳极端Battery-Input、电阻三R3的一端、三极管一Q1的集电极连接,二极管二D2的阴极分别与电阻四R4的一端、二极管三D3的阳极连接,电阻三R3的另一端与三极管二Q2的发射极连接,三极管二Q2的基极分别与电阻四R4的另一端、二极管三D3的阴极、电阻五R5的一端、电阻二R2的一端连接,三极管二Q2的集电极分别与三极管一Q1的基极、稳压二极管ZD1的阴极连接,三极管一Q1的发射极分别与电容一C2的一端、电解电容C1的阳极、电阻十R10的一端相连后连接至电压输出端口VCC的一端,稳压二极管ZD1的阳极、电容一C2的另一端、电解电容C1的阴极、电阻十R10的另一端以及电压输出端口VCC的另一端相连且接地;电阻五R5的另一端连接至三极管三Q3的集电极,三极管三Q3的发射极接地,三极管三Q3的基极与电阻八R8的一端连接,电阻八R8的另一端分别与电阻九R9的一端、电容三C4的一端、二极管四D4的阴极连接,电阻九R9的另一端连接至芯片控制电源端口3V3/ON/OFF,电容三C4的另一端接地,二极管四D4的阳极分别与二极管五D5的阴极、电容二C3的一端连接,二极管五D5的阳极接地,电容二C3的另一端分别与电阻六R6的一端、电阻七R7的一端连接,电阻六R6的另一端连接至芯片霍尔信号端口MCU-H,电阻七R7的另一端连接至霍尔传感器接口H的SIGN端,电阻二R2的另一端分别与按键K1的一端、二极管一D1的阴极连接,按键K1的另一端接地,二极管一D1的阳极与电阻一R1串联后连接至按键检测口Kdect。
本具体实施方式的电路,其原理为:
电池组串供电端口给整个电路提供电源时,此时三极管二Q2的发射极、基极都处于高电平,导致三极管二Q2不导通,从而引起三极管一Q1也不导通,此时,整个电源系统处于不通电的状态,因此主控芯片没电。
当电池组串供电端口给整个电路提供电源时,并且在霍尔传感器接口H接上霍尔传感器时,当霍尔传感器接受到外部的影响(例如:水流霍尔传感器,则受到的外部影响则是指水流)时,在接口的其中一个端口(SIGN)会产生一个方波信号如PWM信号,PWM信号经过电阻七R7。
然后,一路经过电阻六R6进入芯片进行检测,另外一路经过电容二C3耦合到二极管四D4的阳极,从而导致二极管四D4导通,流过限流电阻八R8,从而引起三极管三Q3导通。电容二C3用于隔直通交,在霍尔在固定为高电平时对电平进行隔断。
三极管三Q3导通,引起三极管二Q2,三极管一Q1也导通,从而建立起了电压(如3.3V)。当3.3V电压建立之后,芯片处于工作状态,通过芯片给芯片控制电源端口3V3/ON/OFF发一个高电平的信号,经过电阻九R9,从而导致三极管三Q3一直处于导通的状态。
即使霍尔传感器没有霍尔信号输入,电路一样可以保持正常的工作状态。如想电路系统进入节能状态,则令芯片控制电源端口3V3/ON/OFF输出一个低电平,从而引起三极管三Q3,三极管二Q2,三极管一Q1截止,芯片电压Vcc失电,电池无负载,节省了电能,延长了寿命。
在电池组串供电时,如果人为的按下按键K1触发,而不是PWM触发信号(如水流信号)触发。这时电池电压Battery-Input经二极管二D2、二极管三D3、电阻二R2、按键K1到地,三极管二Q2的基极分在压降而导通,三极管一Q1也进入导通状态,芯片电压3.3V建立。当3.3V电压建立之后,芯片处于工作状态,通过芯片给芯片控制电源端口3V3/ON/OFF发一个高电平的信号,经过电阻九R9,从而导致三极管三Q3一直处于导通的状态。即使霍尔传感器没有霍尔信号输入和按键的作用,电路一样可以保持正常的工作状态。
当系统正常工作时,芯片进行初始化处理,将按键检测口Kdect至高电平。此时可以通过按下按键令二极管一D1的阴极处于接地状态,然后通过二极管一D1,电阻一R1将按键检测口Kdect拉低,从而进行芯片的其他处理。
二极管而D2、二极管三D3、电阻三R3、三极管二Q2组成恒流源,通过电阻三R3来限定电源,使从稳压二极管ZD1上面流过的电流一样,从而确保在电池整个工作电压范围内,电流一样。不因新电池的电压高,而使稳压二极管上流过的电流更大,造成电能浪费。如选择稳压二极管ZD1的1/2W,3.9V的稳压管,电阻三R3,稳压二极管ZD1上的电流为:
I=U/R=0.7V/R3。
此稳压二极管ZD1,可选择小电流类型的,如1/4W,1/2W,电压可为3.9V,或5.6V。以便输出3.3V,或5V电压,给主控芯片供电。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。