CN113937856B - 防止电池供电设备中单片机因降压而复位的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防止电池供电设备中单片机因降压而复位的系统及方法，其系统包括：与单片机MCU耦接的电源切换电路，用于接收来自单片机MCU的控制信号，进而判断使用电池电压或升压电压为单片机MCU供电；与单片机MCU连接的升压电路，其工作状态受单片机MCU控制，升压电路与电源切换电路耦接，用于接收单片机MCU的控制信号并驱使升压电路正常工作或停止工作；升压电路还与负载电性连接，用于为负载直接供电。本发明具有缩小供电设备的体积、降低单片机MCU出现自动复位的风险的效果，且解决设备使用寿命缩短的问题。
Description
技术领域
本发明涉及低功耗电池供电设备的领域，尤其是涉及一种防止电池供电设备中单片机因降压而复位的系统及方法。
背景技术
电池供电的低功耗设备，如：使用3V的锂电池为负载进行供电的供电设备，当该供电设备连接有大功率器件，如WIFI通信模块，瞬间大功率工作时，容易将电池的电压拉低，由电池直接供电的单片机MCU此时易于因为电压降低而产生复位。
相关技术中，防止单片机MCU的方法通常有两种，第一种，在电路中加大电容，稳定电路中的电压，防止电压瞬间拉低；第二种，在单片机MCU前端加二极管或电阻等，作为隔离，当大功率器件工作时，因为有隔离，所以有利于降低单片机MCU的电压跌落幅度，降低单片机MCU复位风险。
针对上述相关技术，发明人认为大功率器件的功率越大，采用上述的方法就需要越大的电容，结构上需要更大的空间用于放置大电容；加隔离器件，容易出现单片机MCU电源端电压比电池电压低的情况，即使大功率器件处于非工作状态，当电池工作到低压时，由于有压降的情况或电流补充不及时情况，仍是易于造成单片机MCU自动复位，若将单片机MCU的工作低压值设置得比较高，则影响正常的使用寿命，上述相关技术造成了供电设备体积较大、单片机MCU出现自动复位的风险较高、设备使用寿命缩短的缺陷。
发明内容
为了缩小供电设备的体积、降低单片机MCU出现自动复位的风险和解决设备使用寿命缩短的问题, 本申请公开了一种防止电池供电设备中单片机因降压而复位的方法及系统。
第一方面，本申请公开一种防止电池供电设备中单片机因降压而复位的系统，采用如下的技术方案：
一种防止电池供电设备中单片机因降压而复位的系统，包括：
电源切换电路，所述电源切换电路包括电池电压控制子电路和升压电压控制子电路，所述电池电压控制子电路包括电池电压接入端、电池电压输出端和电池电压控制端，所述电池电压接入端用于与电池电性连接，所述电池电压输出端用于与单片机MCU的受电端连接，所述单片机MCU还包括用于输出控制信号的电平输出端，所述电池电压控制端与所述单片机MCU的电平输出端连接，用于接收来自单片机MCU的控制信号，驱使电池电压控制子电路使用或停止使用电池电压为受电端供电；所述升压电压控制子电路包括升压电压接入端、升压电压传输端和升压电压控制端，所述升压电压传输端用于与单片机MCU的受电端连接，所述升压电压控制端与单片机MCU的电平输出端连接，用于接收控制信号，驱使设备使用或停止使用升压电压为受电端供电；所述升压电压控制子电路使用升压电压为受电端供电时，电池电压控制子电路停止使用电池电压为受电端供电；所述电池电压控制子电路使用电池电压为受电端供电时，升压电压控制子电路停止使用升压电压为受电端供电；
升压电路，所述升压电路包括原电压输入端、升压电压输出端和使能端，所述原电压输入端用于与电池电性连接，所述使能端与单片机MCU的电平输出端连接，用于接收控制信号并驱使升压电路正常工作或停止工作；所述升压电压输出端与升压电压控制子电路的升压电压接入端连接，用于输出将电池电压升压后的升压电压；
所述升压电压输出端还与负载电性连接，用于为负载供电。
通过采用上述技术方案，单片机MCU的控制信号有利于个根据是否需要负载工作而控制电源切换电路选择供电方式，便于在需要使用大功率的负载时，将单片机MCU的供电切换成升压电压，在不需要使用大功率的负载时，将单片机MCU的供电切换成电池电压，无需采用体积较大的大电容，从而缩小供电设备的体积同时降低单片机MCU出现自动复位的风险，也解决设备使用寿命缩短的问题。
可选的，所述升压电路包括升压芯片U1和升压芯片U1的外围电路，所述升压芯片U1与升压芯片U1的外围电路耦接，所述升压电路的原电压输入端和升压电压输出端设置于升压芯片U1的外围电路，所述升压芯片U1的外围电路通过原电压输入端与电池连接，所述升压芯片U1的外围电路通过升压电压输出端与升压电压接入端、负载连接，所述升压电路的使能端设置于升压芯片U1，所述升压芯片U1通过使能端与单片机MCU的电平输出端连接。
通过采用上述技术方案，升压芯片U1的外围电路的设置有利于升压芯片U1更好地工作，升压芯片U1的设置有利于更稳定地将电池电压升压成升压电压，从而降低单片机MCU出现自动复位的风险。
可选的，所述电池电压控制子电路包括第一场效应管Q1和第一寄生二极管，所述第一场效应管Q1为P沟道增强型场效应管，所述第一场效应管Q1的漏极与电池连接，所述第一场效应管Q1的栅极与单片机MCU的电平输出端连接，所述第一场效应管Q1的源极与单片机MCU的受电端、升压电压控制子电路的升压电压传输端连接；
所述第一寄生二极管的阳极与第一场效应管Q1的漏极、电池连接，所述第一寄生二极管的阴极与第一场效应管Q1的源极、单片机MCU的受电端、升压电压控制子电路的升压电压传输端连接。
通过采用上述技术方案，第一场效应管Q1的设置有利于单片机MCU通过电平输出端的高低电平控制电池电压控制子电路，进而便于切换电源，降低单片机MCU出现自动复位的风险；由漏极输入，源极输出，正常工作时，电池的供电可以通过第一场效应管Q1的第一寄生二极管到达单片机MCU的受电端，若第一场效应管Q1导通，则电池供电通过第一场效应管Q1直接到达单片机MCU的受电端。
可选的，所述升压电压控制子电路包括第二场效应管Q2、第二寄生二极管、第四场效应管Q4、第四寄生二极管和第一电阻器R1，所述第二场效应管Q2为P沟道增强型场效应管，所述第四场效应管Q4为N沟道增强型场效应管；所述第四场效应管Q4的栅极作为升压电压控制端与单片机MCU的电平输出端连接，所述第四场效应管Q4的源极接地，所述第四场效应管Q4的漏极与第一电阻器R1的其中一端、第二场效应管Q2的栅极连接，所述第一电阻器R1的另一端与单片机MCU的受电端连接，所述第四寄生二极管的阳极与第四场效应管Q4的源极连接，所述第四寄生二极管的阴极与第四场效应管Q4的漏极连接，所述第二场效应管Q2的漏极作为升压电压接入端与升压芯片U1的外围电路上的升压电压输出端连接，所述第二场效应管Q2的源极作为升压电压传输端与第一场效应管Q1的源极、单片机MCU的受电端连接，所述第二寄生二极管的阳极与第二场效应管Q2的漏极、升压芯片U1的外围电路上的升压电压输出端连接，所述第二寄生二极管的阴极与第二场效应管Q2的源极连接。
通过采用上述技术方案，第二场效应管Q2、第四场效应管Q4的设置有利于单片机MCU通过电平输出端的高低电平控制升压电压控制子电路，进而便于切换电源，降低单片机MCU出现自动复位的风险，而且第一电阻器R1起到上拉作用，当第四场效应管Q4截止时，使得第二场效应管Q2的栅极为高电平，进而使得第二场效应管Q2截止；
若第二场效应管Q2导通，第一场效应管Q1截止，升压电压供电到单片机MCU的受电端,同时第一寄生二极管的阴极方向朝向单片机MCU的受电端，所以当电池电压跌落时，因为寄生二极管的反向截止，单片机MCU受电端的电不会到达电池，即不被拉低。
可选的，所述第一场效应管Q1和第二场效应管Q2之间耦接有供电稳定电路，所述供电稳定电路包括二极管D1、第三场效应管Q3和第三寄生二极管，所述第三场效应管Q3为P沟道增强型场效应管，所述第三场效应管Q3的漏极与第一场效应管Q1的漏极、电池连接，所述第三场效应管Q3的栅极与升压芯片U1的外围电路的升压电压输出端、二极管D1的阳极连接，所述二极管D1的阴极与第三场效应管Q3的源极、第二场效应管Q2的漏极连接；
所述第三寄生二极管的阳极与第三场效应管Q3的漏极、电池、第一场效应管Q1的漏极连接，所述第三寄生二极管的阴极与第三场效应管Q3的源极、二极管D1的阴极、第二场效应管Q2的漏极连接。
通过采用上述技术方案，当升压电路的升压电压发生短路时，此时第三场效应管Q3导通，且第一场效应管Q1处于截止状态，第四场效应管Q4和第二场效应管Q2均处于导通状态，进而电池电压可通过第三场效应管Q3和第二场效应管Q2为单片机MCU供电，从而进一步维持供电的稳定性；
当电池电压跌落时，因为寄生二极管的反向截止，单片机MCU受电端的电不会到达电池，即不被拉低。
可选的，所述第二场效应管Q2的源极还连接有电容器C1，所述电容器C1的其中一端与第二场效应管Q2的源极、第一场效应管Q1的源极、单片机MCU的受电端连接，所述电容器C1的另一端接地且与第四场效应管的源极连接。
通过采用上述技术方案，电容器C1的设置作为单片机MCU的受电端前端的电容，起到储能作用，使得单片机MCU的电压更加稳定。
可选的，所述升压芯片U1的型号为ETA1061。
通过采用上述技术方案，有利于缩小设备体积且降低待机功耗。
可选的，所述第四场效应管Q4的栅极和单片机MCU的电平输出端之间连接有第二电阻器R2。
通过采用上述技术方案，第二电阻器R2的设置有利于保护电路，从而有利于设备稳定工作。
第二方面，本申请公开一种防止电池供电设备中单片机因降压而复位的方法，采用如下的技术方案：
一种防止电池供电设备中单片机因降压而复位的方法，包括：
将单片机MCU与上述的防止电池供电设备中单片机因降压而复位的系统连接；
开启单片机MCU和所述防止电池供电设备中单片机因降压而复位的系统；
通过单片机MCU判断负载是否需要工作；
若是，则单片机MCU通过电平输出端输出高电平，驱使所述防止电池供电设备中单片机因降压而复位的系统的第四场效应管Q4导通，进而第二场效应管Q2导通，也驱使第一场效应管Q1截止，升压电路使能并通过升压电压输出端输出升压电压，进而单片机MCU和负载均由升压电压供电；
若否，则单片机MCU通过电平输出端输出低电平，驱使所述防止电池供电设备中单片机因降压而复位的系统的第四场效应管Q4截止，进而第二场效应管Q2截止，也驱使第一场效应管Q1导通，升压电路不使能并升压电压输出端无升压电压输出，进而单片机MCU由电池供电，且负载不得电。
通过采用上述技术方案，单片机MCU的控制信号有利于个根据是否需要负载工作而控制电源切换电路选择供电方式，便于在需要使用大功率的负载时，将单片机MCU的供电切换成升压电压，在不需要使用大功率的负载时，将单片机MCU的供电切换成电池电压，无需采用体积较大的大电容，有利于提高切换供电方式的速度，从而缩小供电设备的体积同时降低单片机MCU出现自动复位的风险，也解决设备使用寿命缩短的问题。
可选的，所述通过单片机MCU判断负载是否需要工作，包括：
单片机MCU获取来自用户的操作指令；所述操作指令包括输出高电平指令和输出低电平指令；
根据操作指令，判断负载是否需要工作；若操作指令为输出高电平指令，则判断为负载需要工作；若操作指令为输出低电平指令，则判断为负载不需要工作。
通过采用上述技术方案，有利于提高判断速度，进而提高切换电源的效率。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1. 单片机MCU的控制信号有利于个根据是否需要负载工作而控制电源切换电路选择供电方式，便于在需要使用大功率的负载时，将单片机MCU的供电切换成升压电压，在不需要使用大功率的负载时，将单片机MCU的供电切换成电池电压，无需采用体积较大的大电容，从而缩小供电设备的体积同时降低单片机MCU出现自动复位的风险，也解决设备使用寿命缩短的问题。
2. 第一场效应管Q1的设置有利于单片机MCU通过电平输出端的高低电平控制电池电压控制子电路，进而便于切换电源，降低单片机MCU出现自动复位的风险；由漏极输入，源极输出，正常工作时，电池的供电可以通过第一场效应管Q1的第一寄生二极管到达单片机MCU的受电端，若第一场效应管Q1导通，则电池供电通过第一场效应管Q1直接到达单片机MCU的受电端。
3. 有利于提高判断速度，进而提高切换电源的效率。
附图说明
图1是本申请其中一个实施例中单片机MCU和单片机MCU外围电路的电路连接示意图。
图2是本申请其中一个实施例中电源切换电路和升压电路的电路连接示意图。
图3是本申请其中一个实施例中防止电池供电设备中单片机因降压而复位的方法的方法流程图。
附图标记说明：
1、电源切换电路；11、电池电压控制子电路；12、升压电压控制子电路；2、升压电路；3、供电稳定电路。
具体实施方式
以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。
参照图1和图2，本申请公开一种防止电池供电设备中单片机因降压而复位的系统。
一种防止电池供电设备中单片机因降压而复位的系统，包括：
电源切换电路1，电源切换电路1包括电池电压控制子电路11和升压电压控制子电路12，电池电压控制子电路11包括电池电压接入端、电池电压输出端和电池电压控制端，电池电压接入端用于与电池电性连接，电池电压输出端用于与单片机MCU的受电端连接，单片机MCU还包括用于输出控制信号的电平输出端，电池电压控制端与单片机MCU的电平输出端连接，用于接收来自单片机MCU的控制信号，驱使电池电压控制子电路11使用或停止使用电池电压为受电端供电；升压电压控制子电路12包括升压电压接入端、升压电压传输端和升压电压控制端，升压电压传输端用于与单片机MCU的受电端连接，升压电压控制端与单片机MCU的电平输出端连接，用于接收控制信号，驱使设备使用或停止使用升压电压为受电端供电；升压电压控制子电路12使用升压电压为受电端供电时，电池电压控制子电路11停止使用电池电压为受电端供电；电池电压控制子电路11使用电池电压为受电端供电时，升压电压控制子电路12停止使用升压电压为受电端供电；
升压电路2，升压电路2包括原电压输入端、升压电压输出端和使能端，原电压输入端用于与电池电性连接，使能端与单片机MCU的电平输出端连接，用于接收控制信号并驱使升压电路2正常工作或停止工作；升压电压输出端与升压电压控制子电路12的升压电压接入端连接，用于输出将电池电压升压后的升压电压；升压电压输出端还与负载电性连接，用于为负载供电。
具体的，升压电路2包括升压芯片U1和升压芯片U1的外围电路，升压芯片U1与升压芯片U1的外围电路耦接，升压电路2的原电压输入端和升压电压输出端设置于升压芯片U1的外围电路，升压芯片U1的外围电路通过原电压输入端与电池连接，升压芯片U1的外围电路通过升压电压输出端与升压电压接入端、负载连接，升压电路2的使能端设置于升压芯片U1，升压芯片U1通过使能端与单片机MCU的电平输出端连接。
需要注意的是，本申请实施例中，单片机MCU型号选用HC32L110C6PA，升压芯片型号为ETA1061。单片机MCU的电平输出端为单片机MCU的引脚10，受电端为单片机MCU的引脚9。单片机MCU的复位引脚4也与升压电压传输端、电池电压输出端连接。负载选用WIFI模块，选用的WIFI模块属于需要大电流工作的大功率器件。升压芯片U1的外围电路通过升压电压输出端位于WIFI模块供电。电池具体为3V锂电池，升压电压为3.3V。
而且，电池电压控制子电路11包括第一场效应管Q1和第一寄生二极管，第一场效应管Q1为P沟道增强型场效应管，第一场效应管Q1的漏极与电池连接，第一场效应管Q1的栅极与单片机MCU的电平输出端连接，第一场效应管Q1的源极与单片机MCU的受电端、升压电压控制子电路12的升压电压传输端连接。本实施例中，电平输出端的符号为M-Alarm，受电端的符号为+3V-MCU，BAT为电池电压，VCC-MOD为升压电压。第一寄生二极管的阳极与第一场效应管Q1的漏极、电池连接，第一寄生二极管的阴极与第一场效应管Q1的源极、单片机MCU的受电端、升压电压控制子电路的升压电压传输端连接。
升压电压控制子电路12包括第二场效应管Q2、第二寄生二极管、第四场效应管Q4、第四寄生二极管和第一电阻器R1，第二场效应管Q2为P沟道增强型场效应管，第四场效应管Q4为N沟道增强型场效应管；第四场效应管Q4的栅极作为升压电压控制端与单片机MCU的电平输出端连接，第四场效应管Q4的源极接地，第四场效应管Q4的漏极与第一电阻器R1的其中一端、第二场效应管Q2的栅极连接，第一电阻器R1的另一端与单片机MCU的受电端连接。第四寄生二极管的阳极与第四场效应管Q4的源极连接，第四寄生二极管的阴极与第四场效应管Q4的漏极连接。第二场效应管Q2的漏极作为升压电压接入端与升压芯片U1的外围电路上的升压电压输出端连接，第二场效应管Q2的源极作为升压电压传输端与第一场效应管Q1的源极、单片机MCU的受电端连接。第二寄生二极管的阳极与第二场效应管Q2的漏极、升压芯片U1的外围电路上的升压电压输出端连接，第二寄生二极管的阴极与第二场效应管Q2的源极连接。
第一电阻器R1的作用为：上拉作用，当第四场效应管Q4截止时，使得第二场效应管Q2的栅极为高电平，进而使得第二场效应管Q2截止。
为了保护电路，在第四场效应管Q4的栅极和单片机MCU的电平输出端之间连接有第二电阻器R2。
为了进一步维持供电设备的稳定性，在第一场效应管Q1和第二场效应管Q2之间耦接有供电稳定电路3，用于当升压电路2的升压电压发生短路时，电池的电通过供电稳定电路3和第二场效应管Q2为单片机MCU供电。供电稳定电路3包括二极管D1、第三场效应管Q3和第三寄生二极管，第三场效应管Q3为P沟道增强型场效应管，第三场效应管Q3的漏极与第一场效应管Q1的漏极、电池连接，第三场效应管Q3的栅极与升压芯片U1的外围电路的升压电压输出端、二极管D1的阳极连接，二极管D1的阴极与第三场效应管Q3的源极、第二场效应管Q2的漏极连接。第三寄生二极管的阳极与第三场效应管Q3的漏极、电池、第一场效应管Q1的漏极连接，第三寄生二极管的阴极与第三场效应管Q3的源极、二极管D1的阴极、第二场效应管Q2的漏极连接。
第二场效应管Q2的源极还连接有电容器C1，电容器C1的其中一端与第二场效应管Q2的源极、第一场效应管Q1的源极、单片机MCU的受电端连接，电容器C1的另一端接地且与第四场效应管的源极连接。
其中，电容器C1的作用为：作为单片机MCU的受电端前端的电容，起到储能作用，使得单片机MCU的电压更加稳定。二极管D1的作用如下：若第二场效应管Q2是导通的，受电端+3V-MCU由升压电压经过二极管D1，经过第二场效应管Q2供电。因为有电容器C1，单片机MCU的受电端更加稳定，同时也有二极管D1作为隔断，使得当升压电压出现抖动时，只要抖动时间和幅度较小，单片机MCU的受电端的电压变化也会较小，使得单片机MCU能更稳定地工作。
综上所述，单片机MCU的引脚10是输出高电平或者低电平。通过高低电平控制第四场效应管Q4、第一场效应管Q1的导通或截止。而且，当单片机MCU的引脚10输出的是高电平时，升压电压输出端就能输出升压电压；当单片机MCU的引脚10输出的是低电平时，升压电压输出端没有输出；
当不需要WIFI模块工作时，使用者控制单片机MCU的引脚10输出低电平，进而使得第四场效应管Q4截止，第二场效应管Q2截止，第一场效应管Q1导通，单片机MCU由电池BAT直接供电。同时，升压芯片不工作，升压电压输出端没有输出，WIFI模块不工作，且使得产品整体的功耗也比较低；
当需要用WIFI模块工作时，控制单片机MCU的引脚10输出高电平，进而使得升压芯片正常工作，升压电压输出端输出升压电压，WIFI模块得电并正常工作。同时，使得第四场效应管Q4导通，第二场效应管Q2导通，第一场效应管Q1截止，单片机MCU由升压电压经过二极管D1，经过第二场效应管Q2供电；
而且，第一场效应管Q1、第二场效应管Q2和第三场效应管Q3均为反向设置，与第一寄生二极管、第二寄生二极管和第三寄生二极管的配合有利于电路正常工作，且起到防止VCC_MOD和BAT跌落，导致+3V_MCU跟着跌落从而单片机自动复位的问题出现。
因为升压芯片的工作电压比较低，比单片机MCU的工作电压（单片机MCU工作电压最低1.8V）还低，所以还能输出正常需要的升压电压，保证了WIFI模块和单片机MCU的正常工作，使得大功率器件工作时单片机MCU不易于自动复位，且电池电压比较低时，升压芯片还能升压出能使WIFI模块和单片机MCU工作的升压电压，有利于优化电池用电，从而提高产品的使用寿命。
参照图3，本申请还公开了一种防止电池供电设备中单片机因降压而复位的方法。
一种防止电池供电设备中单片机因降压而复位的方法，包括：
S100，将单片机MCU与上述的防止电池供电设备中单片机因降压而复位的系统连接。
具体的，将单片机MCU的电平输出端与第二电阻器R2远离第四场效应管Q4的一端连接，将单片机MCU的受电端与第一场效应管Q1的源极、第二场效应管Q2的源极连接，将单片机MCU的复位引脚与第一场效应管Q1的源极、第二场效应管Q2的源极连接。
S200，开启单片机MCU和防止电池供电设备中单片机因降压而复位的系统。
S300，通过单片机MCU判断负载是否需要工作。
具体的，通过单片机MCU判断负载是否需要工作，包括：
单片机MCU获取来自用户的操作指令；操作指令包括输出高电平指令和输出低电平指令；单片机MCU获取操作指令的方式可以是但不限于：使用者将两个按钮与单片机MCU电性连接，且将预设的程序录入至单片机MCU中，两个按钮分别为第一按钮和第二按钮，程序的作用为：按压第一按钮，程序输出输出高电平指令；按压第二按钮，程序输出输出低电平指令。
根据操作指令，判断负载是否需要工作；若操作指令为输出高电平指令，则判断为负载需要工作；若操作指令为输出低电平指令，则判断为负载不需要工作。
S400，若是，则单片机MCU通过电平输出端输出高电平，驱使防止电池供电设备中单片机因降压而复位的系统的第四场效应管Q4导通，进而第二场效应管Q2导通，也驱使第一场效应管Q1截止，升压电路使能并通过升压电压输出端输出升压电压，进而单片机MCU和负载均由升压电压供电。
S500，若否，则单片机MCU通过电平输出端输出低电平，驱使防止电池供电设备中单片机因降压而复位的系统的第四场效应管Q4截止，进而第二场效应管Q2截止，也驱使第一场效应管Q1导通，升压电路不使能并升压电压输出端无升压电压输出，进而单片机MCU由电池供电，且负载不得电。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种防止电池供电设备中单片机因降压而复位的系统，其特征在于，包括：
电源切换电路(1)，所述电源切换电路(1)包括电池电压控制子电路(11)和升压电压控制子电路(12)，所述电池电压控制子电路(11)包括电池电压接入端、电池电压输出端和电池电压控制端，所述电池电压接入端用于与电池电性连接，所述电池电压输出端用于与单片机MCU的受电端连接，所述单片机MCU还包括用于输出控制信号的电平输出端，所述电池电压控制端与所述单片机MCU的电平输出端连接，用于接收来自单片机MCU的控制信号，驱使电池电压控制子电路(11)使用或停止使用电池电压为受电端供电；所述升压电压控制子电路(12)包括升压电压接入端、升压电压传输端和升压电压控制端，所述升压电压传输端用于与单片机MCU的受电端连接，所述升压电压控制端与单片机MCU的电平输出端连接，用于接收控制信号，驱使设备使用或停止使用升压电压为受电端供电；所述升压电压控制子电路(12)使用升压电压为受电端供电时，电池电压控制子电路(11)停止使用电池电压为受电端供电；所述电池电压控制子电路(11)使用电池电压为受电端供电时，升压电压控制子电路(12)停止使用升压电压为受电端供电；
升压电路(2)，所述升压电路(2)包括原电压输入端、升压电压输出端和使能端，所述原电压输入端用于与电池电性连接，所述使能端与单片机MCU的电平输出端连接，用于接收控制信号并驱使升压电路(2)正常工作或停止工作；所述升压电压输出端与升压电压控制子电路(12)的升压电压接入端连接，用于输出将电池电压升压后的升压电压；
所述升压电压输出端还与负载电性连接，用于为负载供电；
所述升压电路(2)包括升压芯片U1和升压芯片U1的外围电路，所述升压芯片U1与升压芯片U1的外围电路耦接，所述升压电路(2)的原电压输入端和升压电压输出端设置于升压芯片U1的外围电路，所述升压芯片U1的外围电路通过原电压输入端与电池连接，所述升压芯片U1的外围电路通过升压电压输出端与升压电压接入端、负载连接，所述升压电路(2)的使能端设置于升压芯片U1，所述升压芯片U1通过使能端与单片机MCU的电平输出端连接；
所述电池电压控制子电路(11)包括第一场效应管Q1和第一寄生二极管，所述第一场效应管Q1为P沟道增强型场效应管，所述第一场效应管Q1的漏极与电池连接，所述第一场效应管Q1的栅极与单片机MCU的电平输出端连接，所述第一场效应管Q1的源极与单片机MCU的受电端、升压电压控制子电路(12)的升压电压传输端连接；
所述第一寄生二极管的阳极与第一场效应管Q1的漏极、电池连接，所述第一寄生二极管的阴极与第一场效应管Q1的源极、单片机MCU的受电端、升压电压控制子电路(12)的升压电压传输端连接；
所述升压电压控制子电路(12)包括第二场效应管Q2、第二寄生二极管、第四场效应管Q4、第四寄生二极管和第一电阻器R1，所述第二场效应管Q2为P沟道增强型场效应管，所述第四场效应管Q4为N沟道增强型场效应管；所述第四场效应管Q4的栅极作为升压电压控制端与单片机MCU的电平输出端连接，所述第四场效应管Q4的源极接地，所述第四场效应管Q4的漏极与第一电阻器R1的其中一端、第二场效应管Q2的栅极连接，所述第一电阻器R1的另一端与单片机MCU的受电端连接，所述第四寄生二极管的阳极与第四场效应管Q4的源极连接，所述第四寄生二极管的阴极与第四场效应管Q4的漏极连接，所述第二场效应管Q2的漏极作为升压电压接入端与升压芯片U1的外围电路上的升压电压输出端连接，所述第二场效应管Q2的源极作为升压电压传输端与第一场效应管Q1的源极、单片机MCU的受电端连接，所述第二寄生二极管的阳极与第二场效应管Q2的漏极、升压芯片U1的外围电路上的升压电压输出端连接，所述第二寄生二极管的阴极与第二场效应管Q2的源极连接；
所述升压芯片U1的型号为ETA1061。
2.根据权利要求1所述的一种防止电池供电设备中单片机因降压而复位的系统，其特征在于：所述第一场效应管Q1和第二场效应管Q2之间耦接有供电稳定电路(3)，所述供电稳定电路(3)包括二极管D1、第三场效应管Q3和第三寄生二极管，所述第三场效应管Q3为P沟道增强型场效应管，所述第三场效应管Q3的漏极与第一场效应管Q1的漏极、电池连接，所述第三场效应管Q3的栅极与升压芯片U1的外围电路的升压电压输出端、二极管D1的阳极连接，所述二极管D1的阴极与第三场效应管Q3的源极、第二场效应管Q2的漏极连接；
所述第三寄生二极管的阳极与第三场效应管Q3的漏极、电池、第一场效应管Q1的漏极连接，所述第三寄生二极管的阴极与第三场效应管Q3的源极、二极管D1的阴极、第二场效应管Q2的漏极连接。
3.根据权利要求1所述的一种防止电池供电设备中单片机因降压而复位的系统，其特征在于：所述第二场效应管Q2的源极还连接有电容器C1，所述电容器C1的其中一端与第二场效应管Q2的源极、第一场效应管Q1的源极、单片机MCU的受电端连接，所述电容器C1的另一端接地且与第四场效应管的源极连接。
4.根据权利要求1所述的一种防止电池供电设备中单片机因降压而复位的系统，其特征在于：所述第四场效应管Q4的栅极和单片机MCU的电平输出端之间连接有第二电阻器R2。
5.一种防止电池供电设备中单片机因降压而复位的方法，其特征在于，包括：
将单片机MCU与上述的防止电池供电设备中单片机因降压而复位的系统连接；
开启单片机MCU和所述防止电池供电设备中单片机因降压而复位的系统；
通过单片机MCU判断负载是否需要工作；
若是，则单片机MCU通过电平输出端输出高电平，驱使所述防止电池供电设备中单片机因降压而复位的系统的第四场效应管Q4导通，进而第二场效应管Q2导通，也驱使第一场效应管Q1截止，升压电路使能并通过升压电压输出端输出升压电压，进而单片机MCU和负载均由升压电压供电；
若否，则单片机MCU通过电平输出端输出低电平，驱使所述防止电池供电设备中单片机因降压而复位的系统的第四场效应管Q4截止，进而第二场效应管Q2截止，也驱使第一场效应管Q1导通，升压电路不使能并升压电压输出端无升压电压输出，进而单片机MCU由电池供电，且负载不得电。
6.根据权利要求5所述的一种防止电池供电设备中单片机因降压而复位的方法，其特征在于：所述通过单片机MCU判断负载是否需要工作，包括：
单片机MCU获取来自用户的操作指令；所述操作指令包括输出高电平指令和输出低电平指令；
根据操作指令，判断负载是否需要工作；若操作指令为输出高电平指令，则判断为负载需要工作；若操作指令为输出低电平指令，则判断为负载不需要工作。
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Denomination of invention: System and method for preventing the reset of microcontroller in battery powered equipment due to voltage reduction Effective date of registration: 20231030 Granted publication date: 20230324 Pledgee: Societe Generale Bank Limited by Share Ltd. Shenzhen branch Pledgor: SHENZHEN HEIMAN TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2023980062979 |
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