CN117641119A - 摄像机用供电控制电路 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种摄像机用供电控制电路,包括:第一电源转换元件、复位电路以及主控元件;第一电源转换元件的输入端与电池供电端连接,用于若使能端接收到有效的使能信号,则根据输入端接收到的电源信号输出供电信号,否则,停止输出供电信号;复位电路若检测到所述电源信号,则输出维持时长为预设时长的有效的第一使能信号,并在预设时长结束后停止输出有效的第一使能信号;主控元件用于当第一电源转换元件输出供电信号时工作;当主控元件处于工作状态时,输出有效的第二使能信号,直至主控元件检测到电池供电端的电量低于预设的阈值,则不输出有效的第二使能信号。本方案在保证供电控制准确性的同时,节省了供电控制的成本。
Description
技术领域
本申请涉及电路技术领域,尤其涉及一种摄像机用供电控制电路。
背景技术
为了便于使用,越来越多的小功率电子设备,例如,摄像机、手机等,采用电池供电。供电控制是衡量电子设备控制的重要指标之一,尤其是低电量自动断电控制以及上电控制。目前,常用的供电控制方法包括电压门限控制方法和微控制器(MicrocontrollerUnit,简称MCU)辅助控制方法。
在一些示例性的技术中,电压门限控制方法通过电压比较器比较电池电压和电压阈值,若电池电压大于电压阈值时,控制电路导通,否则,控制电路关断。微控制器辅助控制方法通过微控制器控制主元件(SOC)供电路径的导通和断开。
电压门限控制方法电路逻辑和电路构造简单,但对电池的放电特性要求较高,电量和电压对应关系不明显的电池,供电控制的准确性较低。微控制器辅助控制方法供电控制的准确性较高,需要设置微控制器,并且硬件和软件设计难度较大,成本较高。因此,如何在保证供电控制的准确性的同时,节省供电控制的成本,成为亟待解决的问题。
发明内容
本申请提供一种摄像机用供电控制电路,旨在解决在保证供电控制的准确性的同时,供电控制成本较高的问题。
第一方面,本申请提供一种摄像机用供电控制电路,所述摄像机用供电控制电路包括:第一电源转换元件、复位电路以及主控元件;所述第一电源转换元件的输入端与电池供电端连接,所述电池供电端用于连接电池,所述第一电源转换元件具有使能端,所述第一电源转换元件用于若所述第一电源转换元件的使能端接收到有效的使能信号,则根据所述第一电源转换元件的输入端接收到的电源信号输出供电信号,否则,停止输出所述供电信号;所述复位电路的检测端与所述第一电源转换元件的输入端连接,所述复位电路的输出端与所述第一电源转换元件的使能端连接,所述复位电路用于若检测到所述电源信号,则输出维持时长为预设时长的有效的第一使能信号,并在预设时长结束后停止输出有效的所述第一使能信号;所述主控元件的供电端与所述第一电源转换元件的输出端连接,所述主控元件的第一通信引脚与所述第一电源转换元件的使能端连接,所述主控元件的第二通信引脚与电池连接;所述主控元件用于当所述第一电源转换元件输出所述供电信号时工作,当所述第一电源转换元件停止输出所述供电信号时停止工作;以及,当所述主控元件处于工作状态时,通过所述第一通信引脚输出有效的第二使能信号,直至所述主控元件通过所述第二通信引脚检测到电池的电量低于预设的阈值,则不输出有效的所述第二使能信号。
第二方面,本申请提供一种摄像机用电池的控制电路,包括:电池;第一电源转换元件,所述第一电源转换元件具有输入端、使能端和输出端;主控元件,所述主控元件具有供电端、第一通信引脚和第二通信引脚;复位电路,所述复位电路具有检测端、输出端;其中,所述电路构造为:所述第一电源转换元件的输入端与所述电池的供电端连接,所述电池供电端用于连接电池;所述第一电源转换元件的输出端与所述主控元件的供电端连接;所述第一电源转换元件的使能端与所述主控元件的第一通信引脚连接,其中所述第一电源转换元件的使能端与所述主控元件的第一通信引脚连接的支路包括第二二极管;所述复位电路的检测端与所述第一电源转换元件的输入端连接;所述复位电路的输出端与所述第一电源转换元件的使能端连接,其中所述复位电路的输出端与所述第一电源转换元件的使能端连接的支路包括第一二极管;所述第一电源转换元件构造为:响应于所述复位电路上电后,所述复位电路的输出端输出的维持时长为预设时长的有效的第一使能信号向所述主控元件输出供电信号,以使主控元件响应于供电信号上电并输出有效的第二使能信号;响应于所述主控元件的第二通信引脚检测到所述电池的电量低于预设的阈值时,所述主控元件先停止对EMMC擦写,然后控制所述主控元件的第一通信引脚输出的无效的第二使能信号,所述第一电源转换元件停止输出所述供电信号,进而所述第一电源转换元件控制所述第一电源转换元件的输出端断开与所述主控元件的供电端连接。
本申请提供的摄像机用供电控制电路及电子设备中,复位电路检测到电源信号,则输出暂时的第一使能信号来使能第一电源转换元件,第一电源转换元件开始工作向主控元件输出供电信号,主控元件在供电信号的供电下可以工作,并向第一电源转换元件输出第二使能信号来继续使能第一电源转换元件,形成供电自锁,实现上电。直至主控元件检测到电池电量过低则停止使能第一电源转换元件,第一电源转换元件停止工作不再向主控元件供电,完成下电。本方案通过通信检测电池电量,能够保证供电控制的准确性,并且无需设置独立供电的部件,能够有效简化电路结构,降低成本。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1为本申请实施例一提供的一种摄像机用供电控制电路的结构示意图;
图2为本申请实施例一提供的另一种摄像机用供电控制电路的结构示意图;
图3为本申请实施例一提供的又一种摄像机用供电控制电路的结构示意图;
图4为本申请实施例一提供的又一种摄像机用供电控制电路的结构示意图;
图5为本申请实施例一提供的又一种摄像机用供电控制电路的结构示意图;
图6为本申请实施例一提供的又一种摄像机用供电控制电路的结构示意图;
图7为本申请实施例二提供的一种摄像机用供电控制电路的结构示意图;
图8为本申请实施例二提供的另一种摄像机用供电控制电路的结构示意图;
图9为本申请实施例二提供的又一种摄像机用供电控制电路的结构示意图;
图10为本申请实施例二提供的又一种摄像机用供电控制电路的结构示意图;
图11为本申请实施例二提供的又一种摄像机用供电控制电路的结构示意图;
图12为本申请实施例三提供的一种摄像机用供电控制电路的结构示意图;
图13为本申请实施例三提供的信号时序图。
通过上述附图,已示出本申请明确的实施例,后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围,而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
需要说明的是,本申请中对于术语的简要说明,仅是为了方便理解接下来描述的实施方式,而不是意图限定本申请的实施方式。除非另有说明,这些术语应当按照其普通和通常的含义理解。
本申请中说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似或同类的对象或实体,而并不必然意味着限定特定的顺序或先后次序,除非另外注明(Unless otherwise indicated)。应该理解这样使用的用语在适当情况下可以互换,例如能够根据本申请实施例图示或描述中给出那些以外的顺序实施。
此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖但不排他的包含,例如,包含了一系列组件的产品或设备不必限于清楚地列出的那些组件,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它组件。本申请中使用的术语“模块”,是指任何已知或后来开发的硬件、软件、固件、人工智能、模糊逻辑或硬件或/和软件代码的组合,能够执行与该元件相关的功能。
为了便于使用,越来越多的小功率电子设备,例如,摄像机、手机等,采用电池供电。供电控制是衡量电子设备控制的重要指标之一,尤其是低电量自动断电控制以及上电控制。目前,常用的供电控制方法包括电压门限控制方法和微控制器(MCU)辅助控制方法。
在一些示例性的技术中,电压门限控制方法通过电压比较器控制电池供电电路的通断。示例性的,电压比较器的输出端与开关管的控制端连接,该开关管连接在电池和负载之间,电压比较器通过比较电池电压和电压阈值,输出不同电平状态的控制信号,控制开关管的导通和关断,从而实现控制电池与负载之间供电路径的通断。例如,若电池电压大于电压阈值时,输出高电平状态的控制信号,开关管导通,从而电池与负载之间供电路径导通,电池为负载供电;若电池电压不大于电压阈值时,输出低电平状态的控制信号,开关管关断,从而电池与负载之间供电路径断开,电池停止为负载供电。电压门限控制方法电路逻辑和电路构造简单,但对电池的放电特性要求较高,电量和电压对应关系不明显的电池,供电控制的准确性较低。
在一些示例性的技术中,设置被独立供电的部件,比如,微控制器(MCU)。示例的,微控制器具有连接电池的通信端口,通过与电池通信获得电池的当前电量,微控制器的输出端则与电源转换元件的使能端连接,电源转换元件设置在电池和主控元件之间,微控制器输出不同电平状态的使能信号,控制电源转换元件是否工作从而实现是否向负载输出供电信号。例如,若电池电压大于电压阈值时,微控制器向电源转换元件的使能端输出有效的使能信号,电源转换元件响应于有效的使能信号,根据电源信号输出供电信号;若电池电压不大于电压阈值时,微控制器不输出有效的使能信号,电源转换元件停止工作,从而系统下电。该示例中微控制器被独立供电,也就是说需要独立于电源转换元件的电源信号,设置额外的电源为微控制器供电,方可实现下电后重新上电。具体的,在系统下电后,需要再次上电时,控制被独立供电故不受下电影响的微控制器向电源转换元件输出有效的使能信号,电源转换元件再次工作,实现系统再次上电。微控制器辅助控制方法供电控制的准确性较高,但成本较高。
本申请提供的技术内容,旨在解决相关技术的如上述技术问题。本申请实施例中,复位电路检测到电源信号,则输出暂时的第一使能信号来使能第一电源转换元件,第一电源转换元件开始工作向主控元件输出供电信号,主控元件在供电信号的供电下可以工作,并向第一电源转换元件输出第二使能信号来继续使能第一电源转换元件,形成供电自锁,实现上电。直至主控元件检测到电池电量过低则停止使能第一电源转换元件,第一电源转换元件停止工作不再向主控元件供电,完成下电。本方案通过通信检测电池电量,能够保证供电控制的准确性,并且无需设置独立供电的部件,能够有效简化电路结构,降低成本。
下面以具体的实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合,对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。在本申请的描述中,除非另有明确的规定和限定,各术语应在本领域内做广义理解。下面将结合附图,对本申请的实施例进行描述。
图1为本申请实施例一提供的一种摄像机用供电控制电路的结构示意图,如图1所示,本实施例提供了一种摄像机用供电控制电路,包括:第一电源转换元件U1、复位电路100以及主控元件U2;
第一电源转换元件U1的输入端VIN与电池供电端VBAT连接,电池供电端VBAT用于连接电池,第一电源转换元件U1具有使能端EN,第一电源转换元件U1用于若第一电源转换元件U1的使能端EN接收到有效的使能信号,则根据第一电源转换元件U1的输入端VIN接收到的电源信号输出供电信号,否则,停止输出供电信号;
复位电路100的检测端与第一电源转换元件U1的输入端VIN连接,复位电路100的输出端与第一电源转换元件U1的使能端EN连接,复位电路100用于若检测到电源信号,则输出维持时长为预设时长的有效的第一使能信号,并在预设时长结束后停止输出有效的第一使能信号;
主控元件U2的供电端与第一电源转换元件U1的输出端VOUT连接,主控元件U2的第一通信引脚GPIO1与第一电源转换元件U1的使能端EN连接,主控元件U2的第二通信引脚GPIO2与电池连接;主控元件U2用于当第一电源转换元件U1输出供电信号时工作,当第一电源转换元件U1停止输出供电信号时停止工作;以及,当主控元件U2处于工作状态时,通过第一通信引脚GPIO1输出有效的第二使能信号,直至主控元件U2通过第二通信引脚GPIO2检测到电池电量低于预设的阈值,则不输出有效的第二使能信号。
实际应用中,本方案中提供的摄像机用供电控制电路在可应用在电池供电的小功率电子设备中,作为示例,电子设备包括但不限于摄像机、监控器、手机等,本实施例中提供的摄像机用供电控制电路可以集成在电子设备中。其中,主控元件U2用于执行和管理电子设备的功能处理,第一电源转换元件U1用于将电源信号转换为适配主控元件U2的工作电压的供电信号,电池供电端VBAT为接入电池提供的输入端子,实际应用中,电池供电端VBAT可以直接与电池连接。本实施例中,通过控制第一电源转换元件U1是否被使能,来对主控元件U2的供电实现控制,且无需设置独立供电的微控制器。
以系统上电场景为例,复位电路100检测第一电源转换元件U1的输入端VIN是否存在电源信号,这里的电源信号可以由电池或外接电源提供,在此不进行限制。复位电路100检测到电源信号,即向第一电源转换元件U1的使能端EN输出有效的第一使能信号,以使第一电源转换元件U1启动,开始向主控元件U2输出供电信号,相应的,被供电的主控元件U2启动并通过自身的第一通信引脚GPIO1向第一电源转换元件U1的使能端EN提供有效的第二使能信号。也就是说,复位电路100在检测到电源信号存在时,暂时使能第一电源转换元件U1工作,以向主控元件U2供电,而被供电的主控元件U2在正常情况下再反馈使能第一电源转换元件U1,使第一电源转换元件U1继续向主控元件U2供电,从而形成供电自锁,完成系统上电。可以理解,基于本方案的供电自锁设计,复位电路100在暂时使能第一电源转换元件U1后无需继续提供有效的第一使能信号,从而实现系统上电,并进一步降低功耗。
实际中,复位电路100的输出端输出有效的第一使能信号的时长可以根据需要设计,作为示例,复位电路100提供暂时使能时长需在主控元件U2能够稳定提供有效的第二使能信号后再结束,以保证系统的稳定上电。需要说明的是,当有效的第一使能信号和有效的第二使能信号均存在时,可视为实质上由两者电压更大的使能信号实质作用于第一电源转换元件U1的使能端EN。具体的,供电自锁稳定形成后,复位电路100将不再输出第一使能信号,故仅由第二使能信号使能第一电源转换元件U2。
进一步的,考虑到电池电量保护机制,需要在电池电量过低时进行系统下电。故在一个示例中,结合前述基于供电自锁的上电机制,主控元件向第一电源转换元件U1提供有效的第二使能信号的条件包括电池电量不低于预设的阈值,例如,被供电信号供电后的主控元件U2可通过第二通信引脚GPIO2与电池通信,获得电池的当前剩余电量,以及在电池剩余电量不低于阈值时,持续向第一电源转换元件U1提供有效的第二使能信号,维持供电自锁。进一步的,当主控元件U2通过第二通信引脚GPIO2检测到电池的当前电量低于阈值时,则停止输出有效的第二使能信号,以停止使能第一电源转换元件U1,第一电源转换元件U1不再工作输出供电信号,主控元件U2断电,实现电池电量保护场景下的系统下电。
本实施例中,摄像机用供电控制电路包括复位电路100、主控元件U2和第一电源转换元件U1,复位电路100用于检测到第一电源转换元件U1输入电源信号时,暂时向第一电源转换元件U1的使能端EN提供第一使能信号;第一电源转换元件U1在使能状态下执行电源转换向主控元件U2输出供电信号,被供电的主控元件U2在电池电量正常时工作并向第一电源转换元件U1反馈提供第二使能信号,形成供电自锁。并且,基于本方案的摄像机用供电控制电路,针对系统下电后需要再次上电的需求,无需设置被独立供电的部件,具体的,复位电路100只要检测到第一电源转换元件U1开始输入电源信号,即输出暂时的第一使能信号来使能第一电源转换元件U1,继而再次形成供电自锁,实现系统下电后的再次上电。需要说明的是,为了减小功耗复位电路100可设计为在电源信号由不存在变为存在时工作,提供暂时的使能信号,而当系统稳定上电,比如电源信号一直存在时,则无需输出暂时的第一使能信号,以避免复位电路100反复输出。也就是说,复位电路100只在上电阶段,输出有效的第一使能信号,即只有在检测到电源信号时,才会输出维持时长为预设时长的有效的第一使能信号。复位电路100停止输出有效的第一使能信号之后,直至下一上电阶段,检测到电源信号才会输出有效的第一使能信号。需要说明的是,复位电路100的检测端可以与第一电源转换元件U1的输入端VIN直接连接,也可以间接连接。
本实施例中,通过主控元件U2获取电池电量,主控元件U2获取电池电量的方式不限。比如,主控元件U2具有第二通信引脚GPIO2,若电池也具有对外通信的通信接口,例如,485接口、IIC接口等,可以将主控元件U2的第二通信引脚GPIO2与电池的通信接口连接实现两者通信交互,进而主控元件U2通过通信方式获取电池的电量。再比如,若电池不具有对外通信的通信接口,则通过ADC采样方式获得电池的电量,具体的,设置ADC采样电路,ADC采样电路的输入端与电池连接,ADC采样电路的输出端与主控元件U2的第二通信引脚GPIO2连接。
此外,为了保证系统可靠下电,在一种实施方式中,摄像机用供电控制电路还包括下拉电路,下拉电路设置在第一电源转换元件U1的使能端EN与接地之间,用于在第一电源转换元件U1的使能端EN没有使能信号时,将第一电源转换元件U1的使能端EN下拉至接地。作为示例,摄像机用供电控制电路还包括:第十二电阻R12、第十三电阻R13以及第四电容C4;
第十二电阻R12的一端与复位电路100的输出端和主控元件U2的第一通信引脚GPIO1连接,第十二电阻R12的另一端与第十三电阻R13的一端、第四电容C4的一端以及第一电源转换元件U1的使能端EN连接;
第十三电阻R13的一端与第四电容C4的另一端连接并接地。
其中,第十二电阻R12和第四电容C4并联连接并接地,形成RC缓冲结构,基于第四电容C4两端电压不能突变的特性,上电阶段,限制第一电源转换元件U1的使能端EN处的电压值稳定上升,避免过大的使能信号损坏第一电源转换元件U1,保护第一电源转换元件U1。下电阶段,第一电源转换元件U1的使能端EN接收不到有效的使能信号时可通过本示例的结构接地,避免第一电源转换元件的使能端悬空,提高了供电控制的可靠性。
本方案中,通过第一使能信号和第二使能信号共同配合上电,第一使能信号和第二使能信号的配合过程如上述说明所示,两个使能信号的输出路径均连接至第一电源转换元件的使能端,故进一步的,在两个使能信号配合工作过程中,需要避免输出不同使能信号的电路之间相互影响。可选的,在一种实施方式中,图2为本申请实施例一提供的另一种摄像机用供电控制电路的结构示意图,如图2所示,上述摄像机用供电控制电路还包括:第一二极管D1以及第二二极管D2;
第一二极管D1的阳极与复位电路100的输出端连接,第一二极管D1的阴极与第一电源转换元件U1的使能端EN连接;
第二二极管D2的阳极与主控元件U2的第一通信引脚GPIO1连接,第二二极管D2的阴极与第一二极管D1的阴极连接。
本方案中,上电过程中通过第一使能信号和第二使能信号,实现系统上电,具体的,复位电路100在检测到第一电源转换元件U1的输入端VIN存在电源信号时,向第一电源转换元件U1的使能端EN输出有效的第一使能信号,以使第一电源转换元件U1启动。此时,第一使能信号可通过第一二极管D1单向传输至第一电源转换元件的使能端,并且由于设置有第二二极管将不会被传输至主控元件,避免影响主控元件。使能的第一电源转换元件U1输出供电信号,主控元件U2启动并通过第一通信引脚输出有效的第二使能信号。该第二使能信号将通过第二二极管D3单向传输至第一电源转换元件的使能端,并由于设置有第一二极管,避免对复位电路造成影响。另外,设置第一二极管和第二二极管能够防止信号倒灌,提高电路的稳定性和可靠性。
实际应用中,电子设备的供电方式有多种,比如,可以电池供电也可以外接电源供电,考虑到多种供电方式的适配,在一种可能的实施方式中,摄像机用供电控制电路还包括切换电路,切换电路的输出端与第一电源转换元件U1的输入端VIN连接,切换电路用于切换外接电源供电和电池供电两种方式,作为示例,图3为本申请实施例一提供的又一种摄像机用供电控制电路的结构示意图,如图3所示,上述摄像机用供电控制电路还包括:第五二极管D5、第六二极管D6以及双掷开关S1;
其中,第五二极管D5的阳极与外接供电端VCC连接,第五二极管D5的阴极与第六二极管D6的阴极以及双掷开关S1第一不动端连接;第六二极管D6的阴极与电池供电端VBAT连接;双掷开关S1的第二不动端接地,双掷开关S1的动端与第一电源转换元件U1的输入端VIN连接。
其中,外接供电端VCC为连接外接电源的输入端子,比如,外接供电端VCC可以为电子设备的电源插头,电源插头插入插座中,可以接入电源为电子设备供电。基于切换电路设置,外接供电端VCC连接外接电源时,比如,电子设备的电源插头插入插座中,外接供电端VCC存在电源信号,相应的,电源信号经过第五二极管D5和双掷开关S1传输至第一电源转换元件U1的输入端VIN,并且,基于第六二极管D6的单向导电性,可以避免外接电源信号倒灌至电池供电端VBAT。对应的,外接供电端VCC没有连接外接电源时,外接供电端VCC不存在电源信号,相应的,电池供电,电源信号通过第六二极管D6和双掷开关S1传输至第一电源转换元件U1的输入端VIN,并且,基于第五二极管D5的单向导电性,可以避免电源信号倒灌至外接供电端VCC。
结合上述复位电路100检测第一电源转换元件U1是否输入电源信号的需求,为了便于电路设计,可以在双掷开关S1的动端和第一电源转换元件U1的输入端之间设置系统工作电压节点YSVS,系统工作电压节点YSVS处的信号表征第一电源转换元件U1输入端VIN的电源信号。复位电路100的检测端连接至系统工作电压节点YSVS,复位电路100通过检测系统工作电压节点YSVS的电压值,检测第一电源转换元件U1是否存在电源信号。具体的,双掷开关S1的动端拨动至双掷开关S1的第一不动端处时,系统工作电压节点YSVS的电压不为0,复位电路100检测到第一电源转换元件U1存在电源信号,复位电路100输出暂时的第一使能信号来使能第一电源转换元件U1,第一电源转换元件U1开始工作向主控元件U2输出供电信号,主控元件U2在供电信号的供电下可以工作,并向第一电源转换元件U1输出第二使能信号来继续使能第一电源转换元件U1,形成供电自锁,实现上电。
本实施方式中,第五二极管D5的阴极和第六二极管D6的阴极连接,基于第五二极管D5的负极和第六二极管D6的单向导电性,可以避免实现电池供电端VBAT和外接供电端VCC的倒灌,并组成合路电源,在双掷开关S1的动端拨至双掷开关S1第一不动端连接时,向第一电源转换元件U1的输入端VIN提供电源信号,为系统供电。
实际应用中,电池供电场景下,需要检测电池电量,当电池电量较低时,停止输出有效的第二使能信号,第一电源转换元件U1停止输出供电信号;在外接电源供电场景下,需要保证第一电源转换元件U1保持输出供电信号。可选的,在一种可能的实施方式中,图4为本申请实施例一提供的又一种摄像机用供电控制电路的结构示意图,如图4所示,第一电源转换元件U1的输入端VIN还与外接供电端VCC连接,外接供电端VCC用于接入外部电源,上述摄像机用供电控制电路还包括:外接电源控制电路200和第三二极管D3;
其中,外接电源控制电路200的检测端与外接供电端VCC连接,外接电源控制电路200的输出端与第三二极管D3的阳极连接,第三二极管D3的阴极与第一电源转换元件U1的使能端EN连接,外接电源控制电路200用于若检测到存在外接电源,则输出有效的第三使能信号,否则输出无效的第三使能信号。
具体的,外接电源供电场景下,外接电源控制电路200保持输出有效的第三使能信号。外接电源开始供电时,外接电源控制电路200的检测端检测到外接电源,输出有效的第三使能信号;于此同时,复位电路100检测在检测到第一电源转换元件U1的输入端VIN存在电源信号时,向第一电源转换元件U1的使能端EN输出有效的第一使能信号;通过第一二极管D1和第三二极管D3的单向导电性,使得第一使能信号和第三使能信号中较大的使能信号作用于第一电源转换元件U1的使能端,第一电源转换元件U1启动。
第一电源转换元件U1启动后,第一电源转换元件U1的输出端VOUT开始输出供电信号,主控元件U2启动,主控元件U2的第一通信引脚GPIO1开始输出有效的第二使能信号,通过第一二极管D1、第二二极管D2和第三二极管D3的单向导电性,使得第一使能信号、第二使能信号和第三使能信号中较大的使能信号作用于第一电源转换元件U1的使能端,第一电源转换元件U1输出供电信号。
预设时长结束,复位电路100不再提供第一使能信号,主控元件U2向第一电源转换元件U1输出有效的第二使能信号,并且,外接电源控制电路200保持输出有效的第三使能信号,通过第二二极管D2和第三二极管D3的单向导电性,使得第二使能信号和第三使能信号中较大的使能信号作用于第一电源转换元件U1的使能端,第一电源转换元件U1输出供电信号,实现上电。
具体的,外接电源停止供电时,外接电源控制电路200停止有效的第三使能信号,
此时,若主控元件U2检测到电池供电端VBAT的电量低于预设的阈值时,主控元件U2不输出有效的第二使能信号,第一电源转换元件U1停止输出供电信号,实现系统下电;若主控元件U2检测到电池供电端VBAT的电量不低于预设的阈值时,主控元件U2输出有效的第二使能信号,第一电源转换元件U1响应于有效的第二使能信号,继续输出供电信号。
可选的,可以在外接供电端VCC和第一电源转换元件U1的输入端VIN之间选取电池供电电压节点VCHARGE,电池可以与电池供电电压节点VCHARGE连接,外接供电端VCC连接外接电源时,可以为电池供电。可选的,外接电源控制电路200的检测端可以与电池供电电压节点VCHARGE连接。
本实施方式中,外接电源供电时,通过外接电源控制电路200和第三二极管D3输出有效的第三使能信号,保证系统正常供电,能够满足不同场景下的供电需求,提高了供电控制的可靠性。
实际应用中,外接电源控制电路200在存在外接电源时,保证第一电源转换元件U1工作,为负载始终供电,因此,在外接电源供电时,外接电源控制电路200只需持续输出有效的第三使能信号即可,考虑到供电控制的成本,通过一些简单的常规的元器件,实现外接电源到第三使能信号的转换即可。可选的,对于外接电源控制电路200的具体结构,在一种可能的实施方式中,图5为本申请实施例一提供的又一种摄像机用供电控制电路的结构示意图,如图5所示,上述外接电源控制电路200,具体包括:第九电阻R9、第十电阻R10以及第三电容C3;
第九电阻R9的一端与外接供电端VCC连接;第九电阻R9的另一端与第十电阻R10的一端、第三电容C3的一端以及第三二极管D3的阳极连接;第十电阻R10的另一端与第三电容C3的另一端连接并接地。
具体的,外接电源供电时,外接供电端VCC的电压通过第九电阻R9和第十电阻R10分压后获得第三使能信号,第三电容C3为滤波电容,通过第九电阻R9、第十电阻R10以及第三电容C3可以得到稳定有效的第三使能信号。
本实施方式中,通过常规的元器件可以实现在外接电源供电时,持续输出有效的第三使能信号,电路结构简单,供电控制的成本较低。
实际应用中,电池供电场景下,进行系统升级时,主控元件U2的第一通信引脚GPIO1输出的第二使能信号的电平状态不稳定,可能会导致第一电源转换元件U1停止输出供电信号,升级过程停止,为了保证系统顺利升级需要保证第一电源转换元件U1的使能端接收有效的使能信号。可选的,在一种可能的实施方式中,图6为本申请实施例一提供的又一种摄像机用供电控制电路的结构示意图,如图6所示,上述摄像机用供电控制电路还包括:第十一电阻R11、第四二极管D4以及按动开关SW1;
第十一电阻R11的一端与电池供电端VBAT连接,第十一电阻R11的另一端与按动开关SW1的一端连接;
第四二极管D4的阳极与按动开关SW1的另一端连接,第四二极管D4的阴极与第一电源转换元件U1的使能端EN连接。
本实施方式,外接供电端VCC没有连接外接电源,并且,电池的电量能够支持系统完成升级时,用户可以按下按动开关SW1,电池供电端VBAT的电压经过第十一电阻R11的分压获得有效的第四使能信号。
结合上述示例,外接电源为系统升级供电时,供电控制机制参照图4所示的控制机制,外接电源控制电路200持续输出有效的第三使能信号,不用按下按动开关SW1,就可以保证系统完成升级。
本实施方式,外接供电端VCC没有连接外接电源,电池供电对系统进行升级时,能够输出有效的第四使能信号,保证系统顺利完成升级,提供了供电控制的可靠性。
本实施例提供的摄像机用供电控制电路中,复位电路检测到电源信号,则输出暂时的第一使能信号来使能第一电源转换元件,第一电源转换元件开始工作向主控元件输出供电信号,主控元件在供电信号的供电下可以工作,并向第一电源转换元件输出第二使能信号来继续使能第一电源转换元件,形成供电自锁,实现上电。直至主控元件检测到电池电量过低则停止使能第一电源转换元件,第一电源转换元件停止工作不再向主控元件供电,完成下电。本方案通过通信检测电池电量,能够保证供电控制的准确性,并且无需设置被独立供电的部件,能够有效简化电路结构,降低成本。
结合上述示例,复位电路100用于上电以及下电后再次上电,不需要单独设置控制器件,复位电路100检测到电源信号,则输出暂时的第一使能信号来使能第一电源转换元件U1,第一电源转换元件U1开始工作向主控元件U2输出供电信号,主控元件U2在供电信号的供电下可以工作,并向第一电源转换元件U1输出第二使能信号来继续使能第一电源转换元件U1,形成供电自锁,实现上电。
实际中,复位电路100输出第一使能信号的方式有很多种,示例性的,通过复位电路100直接输出第一使能信号,为了简化电路应用常规的成本低的器件,可以先输出一个和第二使能信号具有一定电平关系的信号,比如,反向信号,再将该信号转换为第二使能信号输出。接下来提供了一些示例,用于说明复位电路100输出第一使能信号的多种实现方式。
作为示例,对于复位电路100直接输出第一使能信号的方式,具体的,图7为本申请实施例二提供的一种摄像机用供电控制电路的结构示意图,如图7所示,上述复位电路100包括:第一复位元件U3、第一信号处理电路110以及第一电容C1;
第一复位元件U3的输入端VDD作为复位电路100的检测端与第一电源转换元件U1的输入端VIN连接,第一复位元件U3用于响应于自身的输入端VDD上电,输出维持时长为预设时长的处于第一电平状态的第一复位信号,并在预设时长结束后输出处于第二电平状态的第一复位信号;其中,第一电平状态与第二电平状态不同,且第一电平状态与有效的使能信号的电平状态一致;
第一电容C1的一端与第一复位元件U3的延时设置端CT连接,第一电容C1的另一端接地,第一电容C1的不同容值对应不同的预设时长;
第一信号处理电路110的输入端与第一复位元件U3的输出端RESET连接,第一信号处理电路110的输出端作为复位电路100的输出端与第一电源转换元件U1的使能端EN连接,第一信号处理电路110用于响应处于第一电平状态的第一复位信号,输出有效的第一使能信号;以及响应处于第二电平状态的第一复位信号,停止输出有效的第一使能信号。
基于本实施方式提供的电路连接结构,第一复位元件U3的输入端VDD上电,说明第一电源转换元件U1的输入端VIN开始输出电源信号,因此,第一复位元件U3可以实现检测第一电源转换元件U1是否输入电源信号。本实施例中,第一复位元件U3可以为具有采样检测功能的复位元件,也可以是不具有采样检测功能的复位元件,对于具有采样检测功能的复位元件,输入端检测到电信号,延时一段时间之后,才会输出维持时长为预设时长的有效的复位信号;对于不具有采样检测功能的复位元件,输入端检测到电信号,立即输出维持时长为预设时长的有效的第一复位信号。
示例的,有效的使能信号的电平状态为高电平状态,第一电平状态为高电平状态,第二电平状态为低电平状态,下面以不具有采样检测功能的复位元件进行示例性说明。以系统上电场景为例,第一复位元件U3输出端VDD接收到电源信号,第一复位元件U3立即向第一信号处理电路110输出处于高电平状态的第一复位信号,以使第一信号处理电路110向第一电源转换元件U1的使能端EN输出高电平状态的第一使能信号,以使第一电源转换元件U1启动,开始向主控元件U2输出供电信号,被供电的主控元件U2启动,主控元件U2通过自身的第一通信引脚GPIO1向第一电源转换元件U1的使能端EN提供有效的第二使能信号。预设时长结束,第一复位元件U3输出处于低电平状态的第一复位信号,第一信号处理电路110不再提供有效的第一使能信号,主控元件U2向第一电源转换元件U1输出有效的第二使能信号,第一电源转换元件U1继续输出向主控元件U2输出供电信号,主控元件U2和第一电源转换元件U1形成供电自锁,完成系统上电。
需要说明的是,第一复位元件U3仅在检测到第一电源转换元件U1的输入端VIN由不存在电源信号到存在电源信号时,才会输出暂时的处于第一电平状态的第一复位信号,因此,供电自锁后,第一复位元件U3输出处于第二电平状态的第一复位信号,第一信号处理电路110不再提供第一使能信号,第一电源转换元件U1的使能端EN接收到的使能信号仅为第二使能信号,主控元件U2通过第二通信引脚GPIO2实时获取电池的电量,当电池供电端VBAT的电量低于预设的阈值时,主控元件U2的第一通信引脚GPIO1不输出有效的第二使能信号,第一电源转换元件U1停止输出供电信号,实现系统下电。
可以理解,第一电平状态的第一复位信号和有效的第一使能信号的输出时长相同,
实际中,时长可以根据需要设计,作为示例,第一复位元件U3具有延时设置端CT,通过连接第一电容C1设置有效的第一使能信号的输出时长。
可以理解,第一复位元件响应于自身的上电,输出暂时的第一复位信号,第一信号处理电路基于第一复位信号转换输出第一使能信号来使能第一电源转换元件,第一电源转换元件开始工作向主控元件输出供电信号,主控元件在供电信号的供电下可以工作,并向第一电源转换元件输出第二使能信号来继续使能第一电源转换元件,形成供电自锁,实现上电。直至主控元件检测到电池电量过低则停止使能第一电源转换元件,第一电源转换元件停止工作不再向主控元件供电,完成下电。本方案通过通信检测电池电量,能够保证供电控制的准确性,并且无需设置被独立供电的部件,能够有效简化电路结构,降低成本。
实际应用中,第一复位元件U3输出的第一复位信号与第一使能信号的电平状态相同,第一信号处理电路110可以通过一些简单的常规的元器件,实现第一复位信号到第三使能信号的转换即可。在一种可能的实施方式中,图8为本申请实施例二提供的另一种摄像机用供电控制电路的结构示意图,如图8所示,上述第一信号处理电路110包括:第一电阻R1以及第二电阻R2;
其中,第一电阻R1的一端作为第一信号处理电路110的输入端VDD与第一复位元件U3的输出端RESET连接,第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的另一端连接;第二电阻R2的另一端作为第一信号处理电路110的输出端与第一电源转换U1的使能端EN连接。
本实施方式中,通过第一电阻R1和第二电阻R2串联,将第一复位元件U3输出第一复位信号进行分压获得第一使能信号,电路结构简单,供电控制的成本较低。
实际应用中,第一复位元件U3上电后,输出的第一复位信号的电平状态可能不稳定,存在电压噪声,可以通过三极管避免电压噪声的影响,在一种可能的实施方式中,图9为本申请实施例二提供的又一种摄像机用供电控制电路的结构示意图,如图9所示,上述第一信号处理电路110包括:第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5以及NPN三极管Q1;
其中,第三电阻R3的一端和第四电阻R4的一端连接,并作为第一信号处理电路110的输入端与第一复位元件U3的输出端RESET连接;第三电阻R3的另一端与第五电阻R5的一端以及第一复位元件U3的输入端VDD连接;
其中,NPN三极管Q1的控制端与第四电阻R4的另一端连接;NPN三极管Q1的一端与第五电阻R5的另一端连接,并作为第一信号处理电路110的输出端与第一电源转换元件U1的使能端EN连接;NPN三极管Q1的另一端接地。
实际应用中,第一复位元件U3响应于自身的输入端VDD上电,输出暂时的处于第一电平状态的第一复位信号,NPN三极管Q1断开,第一复位元件U3的输入端VDD接收的电信号通过第五电阻R5的分压作为有效的第一使能信号输出。实际中,可以根据需求的有效的第一使能信号的电平大小,在第一复位元件U3的输入端VDD与第三电阻R3的另一端和第五电阻R5的一端的连接点之间设置电压转换电路,以获得对应大小的第一使能信号。本实施方式中,通过第一复位元件U3的输入端VDD接收到的电信号获得有效的第一使能信号,无需独立设置获得有效第一使能信号的供电信号,并且,在第一复位元件U3的输入端VDD没有电信号时,第一信号处理电路110内部没有功耗,能够减少电路的功耗。
本实施方式中,第一复位信号同于控制NPN三极管Q1的通断,可以保证输出稳定的第二使能信号,提高了供电控制的可靠性,通过常规的元器件搭配第一复位元件U3就可以输出第一使能信号,电路结构简单,供电控制的成本较低。
作为示例,复位电路100先输出一个和第二使能信号反向的信号,可选的,在一种实施方式中,图10为本申请实施例二提供的又一种摄像机用供电控制电路的结构示意图,如图10所示,上述复位电路100包括:第二复位元件U4、第二信号处理电路120以及第二电容C2;
将第二复位元件U4的输入端VDD作为复位电路100的检测端与第一电源转换元件U1的输入端连接,第二复位元件U4用于响应于自身的输入端VDD上电,输出维持时长为预设时长的处于第二电平状态的第二复位信号,并在预设时长结束后停止输出处于第一电平状态的第二复位信号;其中,第一电平状态与第二电平状态不同,且第一电平状态与有效的使能信号的电平状态一致;
第二电容C2的一端与第二复位元件U4的延时设置端CT连接,第二电容C2的另一端接地,第二电容C2的不同容值对应不同的预设时长;
第二信号处理电路120的输入端与第二复位元件U4的输出端RESET连接,将第二信号处理电路120的输出端作为复位电路100的输出端与第一电源转换元件U1的使能端EN连接,第二信号处理电路120用于响应处于第二电平状态的第二复位信号,输出有效的第一使能信号;以及响应处于第一电平状态的第二复位信号,停止输出有效的第一使能信号。
基于本实施方式提供的电路连接结构,第二复位元件U4的输入端VDD上电,说明第一电源转换元件U1的输入端VIN开始输出电源信号,因此,第二复位元件U4可以实现检测第一电源转换元件U1是否输入电源信号。本实施例中,第二复位元件U4可以为具有采样检测功能的复位元件,也可以是不具有采样检测功能的复位元件。
示例的,有效的使能信号的电平状态为高电平状态,第一电平状态为高电平状态,第二电平状态为低电平状态。下面以不具有采样检测功能的复位元件进行示例性说明,以系统上电场景为例,第二复位元件U4输出端VDD接收到电源信号,第二复位元件U4立即向第二信号处理电路120输出处于低电平状态的第二复位信号,以使第二信号处理电路120向第一电源转换元件U1的使能端EN输出高电平状态的第一使能信号,以使第一电源转换元件U1启动,开始向主控元件U2输出供电信号,被供电的主控元件U2启动,主控元件U2通过自身的第一通信引脚GPIO1向第一电源转换元件U1的使能端EN提供有效的第二使能信号。预设时长结束,第二复位元件U4输出处于高电平状态的第二复位信号,第二信号处理电路120不再提供有效的第一使能信号,主控元件U2向第一电源转换元件U1输出有效的第二使能信号,第一电源转换元件U1继续输出向主控元件U2输出供电信号,主控元件U2和第一电源转换元件U1形成供电自锁,完成系统上电。
需要说明的是,第二复位元件U4仅在检测到第一电源转换元件U1的输入端VIN由不存在电源信号到存在电源信号时,才会输出暂时的处于第二电平状态的第二复位信号,因此,供电自锁后,第二复位元件U4输出处于低电平状态的第二复位信号,第一信号处理电路120不再提供第一使能信号,第一电源转换元件U1的使能端EN接收到的使能信号仅为第二使能信号,主控元件U2通过第二通信引脚GPIO2实时获取电池的电量,当电池供电端VBAT的电量低于预设的阈值时,主控元件U2的第一通信引脚GPIO1不输出有效的第二使能信号,第一电源转换元件U1停止输出供电信号,实现系统下电。
可以理解,第二电平状态的第二复位信号和有效的第一使能信号的输出时长相同,
实际中,时长可以根据需要设计,本实施方式中,第二复位元件U4具有延时设置端CT,通过第二电容C2用于控制预设时长,通过第二电容C2控制预设时长的方式与上述实施例二中第一电容C1控制预设时长类似,再次不做过多赘述。
本实施方式中,第二复位元件输出的第二复位信号与第一使能信号电平状态相反,第二复位元件输出的信号不稳定,存在电压波动,经过第二信号处理电路可以输出稳定的第一使能信号,提高了供电控制的可靠性。并且,通过常规的复位元件和信号处理电路与主控元件配合实现供电控制,能够节省供电控制的成本。因此,本方案在保证供电控制准确性的同时,节省了供电控制的成本。
实际应用中,第二复位元件U4上电后,输出的第二复位信号的电平状态可能不稳定,存在电压噪声,可以通过三极管避免电压噪声的影响,可选的,在一种可能的实施方式中,图11为本申请实施例二提供的又一种摄像机用供电控制电路的结构示意图,如图11所示,上述第二信号处理电路120包括:第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8以及PNP三极管Q2;
第六电阻R6的一端和第七电阻R7的一端连接,并将连接点作为第二信号处理电路120的输入端与第二复位元件U4的输出端RESET连接;第六电阻R6的另一端与第八电阻R8的一端以及第二复位元件U4的输入端VDD连接;
PNP三极管Q2的控制端与第七电阻R7的另一端连接;PNP三极管Q2的一端与第八电阻R8的另一端连接,并将连接点作为第二信号处理电路120的输出端与第一电源转换元件U1的使能端EN连接;PNP三极管Q2的另一端接地。
实际应用中,第二复位元件U4响应于自身的输入端VDD上电,输出暂时的处于第二电平状态的第二复位信号,PNP三极管Q2导通,第二复位元件U4的输入端VDD接收的电信号通过第八电阻R8的分压作为有效的第一使能信号输出。实际中,可以根据需求的有效的第一使能信号的电平大小,在第一复位元件U3的输入端VDD与第六电阻R6的另一端和第八电阻R8的一端的连接点之间设置电压转换电路,以获得对应大小的第一使能信号。本实施方式中,通过第二复位元件U4的输入端VDD接收到的电信号获得有效的第一使能信号,无需独立设置获得有效第一使能信号的供电信号,并且,在第二复位元件U4的输入端VDD没有电信号时,第二信号处理电路120内部没有功耗,能够减少电路的功耗。
本实施方式中,第二复位信号同于控制PNP三极管Q2的通断,可以保证输出稳定的第二使能信号,提高了供电控制的可靠性,通过常规的元器件搭配第二复位元件U4就可以输出第一使能信号,电路结构简单,供电控制的成本较低。
可选的,在一种可能的实施方式中,上述第二信号处理电路120包括:反相器;反相器的输入端与第二复位元件U4的输出端RESET连接,反相器的输出端与第一电源转换元件U1的使能端EN连接。
具体的,上电阶段,第二复位元件U4输出维持时长为预设时长的处于第二电平状态的第一复位信号,反相器将第二电平状态的第一复位信号进行反相处理,得到有效的第一使能信号,第二信号处理电路120的输出端输出有效的第一使能信号;自锁阶段和下电阶段,预设时长结束,第二复位元件U4输出处于高电平状态的第二复位信号,反相器将低电平状态的第一复位信号进行反相处理,第二信号处理电路120的输出端停止输出有效的第一使能信号。
本实施方式中,通过反相器将第二复位元件U4输出第二电平状态的第一复位信号进行反相处理,就可以得到有效的第一使能信号,通过常规的元器件搭配第二复位元件U4就可以输出第一使能信号,电路结构简单,供电控制的成本较低。
实际应用中,不同复位元件的工作电压不同,为了保证复位元件的使用寿命,保证电路的可靠性,需要将电源信号进行转换,获得适配于复位电路100的电信号,可选的,在一种可能的实施方式中,上述摄像机用供电控制电路还包括:第二电源转换元件U5以及第十四电阻;
第二电源转换元件U5的输入端与第十四电阻的一端以及第一电源转换元件U1的输入端VIN连接,第二电源转换元件U5的输出端与复位电路100的检测端连接;第十四电阻的另一端与第二电源转换元件U5的使能端连接。
本实施方式中,上电阶段,第一电源转换元件U1的输入端VIN开始输入电源信号,第二电源转换元件U5的输入端接收电信号,第十四电阻将电信号转化为是使能信号,第二电源转换元件U5工作,第二电源转换元件U5的输出端输出经过转换的电信号,复位电路100的检测端检测到第二电源转换元件U5的输出端输出的经过转换的电信号,复位电路100基于检测到的复位电信号,可以判定当前电源信号,则复位电路100的输出维持时长为预设时长的有效的第一使能信号,并在预设时长结束后停止输出有效的第一使能信号。
结合上述示例,复位电路100的检测端用于检测当前是否有电源信号输入第一电源转换元件U1中。相应的,摄像机用供电控制电路不包括第二电源转换元件U5时,复位电路100的检测端与系统工作电压节点YSVS连接,以实现检测第一电源转元件U1是否输入电源信号。摄像机用供电控制电路包括第二电源转换元件U5时,第二电源转换元件U5的输入端和第十四电阻的一端可以与系统工作电压节点YSVS连接,复位电路100的检测端可以与第二电源转换元件的输出端连接,复位电路100通过检测第二电源转换元件U5的输出端是否输出电信号,实现间接检测第一电源转换元件U1当前是否输入电源信号。
本实施方式中,在第一电源转换元件U1的输入端VIN与复位电路100的检测端之间设置第二电源转换元件U5,第二电源元件可以将第一电源转换元件U1的输入端VIN处接收的电源信号转换为与复位电路100适配的电信号,可以延长复位元件的使用寿命,保证电路的可靠性,并且复位电路100可以更加精准的检测到第一电源转换元件U1是否上电,在检测到电源信号时,及时输出有效的第一使能信号,以使第一电源转换元件U1及时启动,提高了供电控制的准确性。
本实施例的方案中,复位电路检测到电源信号,则输出暂时的第一使能信号来使能第一电源转换元件,第一电源转换元件开始工作向主控元件输出供电信号,主控元件在供电信号的供电下可以工作,并向第一电源转换元件输出第二使能信号来继续使能第一电源转换元件,形成供电自锁,实现上电。直至主控元件检测到电池电量过低则停止使能第一电源转换元件,第一电源转换元件停止工作不再向主控元件供电,完成下电。本方案通过通信检测电池电量,能够保证供电控制的准确性,并且无需设置被独立供电的部件,能够有效简化电路结构,降低成本。
图12为本申请实施例三提供的一种摄像机用供电控制电路的结构示意图,如图12所示,本实施例提供了一种摄像机用供电控制电路,包括第一电源转换元件U1、复位电路100、主控元件U2、第一二极管D1、第二二极管D2、外接电源控制电路200、第三二极管D3、第十一电阻R11、第四二极管D4、按动开关SW1、第五二极管D5、第六二极管D6、双掷开关S1、第二电源转换元件U5以及第十四电阻R14;其中,复位电路100包括第二复位元件U4、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、PNP三极管Q2、以及第二电容C2;外接电源控制电路200具体包括:第九电阻R9、第十电阻R10以及第三电容C3。
如图12所示,外接供电端VCC用于连接外接电源,电池供电端VBAT用于连接电池,在第五二极管D5的阳极设置有VCHARGE为电池充电电压节点,VCHARGE电池充电电压节点用于为电池充电;VSYS为系统工作电压节点,第二电源转换元件U5的输入端VIN与VSYS为系统工作电压节点连接,第二电源转换元件U5的输出端VOUT与第为复位元件U4的输入端VDD连接,为了便于设计电路,在第二电源转换元件U5的输出端VOUT设置复位元件工作电压节点VRE与复位元件U4的输入端VDD连接。
可选的,电池供电电压节点VCHARGE可设置在防护电路与第五二极管D5的阳极之间。电池供电电压节点VCHARGE可以与电池连接在外接供电端VCC接入电源时,为电池充电。
图13为本申请实施例三提供的信号时序图,为了更加理解摄像机用供电控制电路的工作原理,结合图12和图13对摄像机用供电控制电路一次上电到下电的过程进行示例性说明。具体的,摄像机用供电控制电路的工作阶段可以分为上电阶段、自锁阶段以及下电阶段,其中,上电阶段可进一步划分为启动阶段和选通阶段。
具体的,双掷开关S1闭合,进入启动阶段,VSYS为系统工作电压节点处存在电压,第一电源转换元件U1的输入端VIN接收电源信号,第二复位元件U4的输入端VDD上电,第二复位元件U4的输出端RESET输出低电平状态的第二复位信号,PNP三极管Q2截止,V_RE节点处的电压经过第八电阻R8传输至第一二级管D1的阳极,通过第一二级管D1输出处于有效的第一使能信号,第一电源转换元件U1启动,进入选通阶段。
选通阶段,复位电路100输出有效的第一使能信号,第一电源转换元件U1工作,主控元件U2第一通信引脚GPIO1输出有效的第二使能信号,通过第一二极管D1和第二二极管D2的作用可保证第一使能信号和第二使能信号中较大的使能信号选通至第一电源转换元件U1的使能端EN,第一电源转换元件U1维持正常工作状态,第一电源转换元件U1根据第一电源转换元件U1的输入端VIN接收到的电源信号输出供电信号,主控元件U2正常工作。
自锁阶段,第二复位元件U4的输出端RESET输出高电平状态的第二复位信号,PNP三极管Q2导通,第一二级管D1的阳极经由导通的PNP三极管Q2接地,第一二级管D1截止,复位电路100停止输出有效的第一使能信号,主控元件U2第一通信引脚GPIO1输出有效的第二使能信号,第二使能信号经由第二二极管D2传输至第一电源转换元件U1的使能端EN,第一电源转换元件U1响应于使能端EN接收的第二使能信号,根据第一电源转换元件U1的输入端VIN接收到的电源信号输出供电信号,为主控元件U2供电,主控元件U2和第一电源转换元件U1形成供电自锁。
下电阶段,第二复位元件U4的输出端RESET输出高电平状态的第二复位信号,PNP三极管Q2导通,复位电路100停止输出有效的第一使能信号,主控元件U2通过第二通信引脚GPIO2检测到电池电量低于预设的阈值,主控元件U2的第一通信引脚GPIO1不输出有效的第二使能信号,第一电源转换元件U1的使能端EN接收不到有效的使能信号,停止输出供电信号,从而实现系统下电。
此外,外接电源供电时,外接供电端VCC的电压通过第九电阻R9和第十电阻R10分压后获得第三使能信号,第三电容C3为滤波电容,通过第九电阻R9、第十电阻R10以及第三电容C3可以得到稳定有效的第三使能信号,第三使能信号经由第三二极管D3传输至第一电源转换元件U1的使能端EN,保证系统正常工作。
此外,可以支持电池供电时,对系统进行升级,外接供电端VCC没有连接外接电源,并且,电池供电端VBAT的电量能够支持系统完成升级时,用户可以按下按动开关SW1,导通第十一电阻R11和第四二极管D4之间的通路,电池供电端VBAT的电压经过第十一电阻R11的分压获得有效的第四使能信号,第四使能信号经由第四二极管D4传输至第一电源转换元件U1的使能端EN,保证完成系统升级。
本实施例的方案中,复位电路检测到电源信号,则输出暂时的第一使能信号来使能第一电源转换元件,第一电源转换元件开始工作向主控元件输出供电信号,主控元件在供电信号的供电下可以工作,并向第一电源转换元件输出第二使能信号来继续使能第一电源转换元件,形成供电自锁,实现上电。直至主控元件检测到电池电量过低则停止使能第一电源转换元件,第一电源转换元件停止工作不再向主控元件供电,完成下电。本方案通过通信检测电池电量,能够保证供电控制的准确性,并且无需设置被独立供电的部件,能够有效简化电路结构,降低成本。
本申请实施例四提供一种电子设备,包括如前述实施例的摄像机用供电控制电路。其中,电子设备可以为任意可以电池供电的小功率设备,例如,电子设备可以为摄像机。示例性的,摄像机用供电控制电路集成在电子设备上。
本实施例提供的电子设备中,复位电路检测到电源信号,则输出暂时的第一使能信号来使能第一电源转换元件,第一电源转换元件开始工作向主控元件输出供电信号,主控元件在供电信号的供电下可以工作,并向第一电源转换元件输出第二使能信号来继续使能第一电源转换元件,形成供电自锁,实现上电。直至主控元件检测到电池电量过低则停止使能第一电源转换元件,第一电源转换元件停止工作不再向主控元件供电,完成下电。本方案通过通信检测电池电量,能够保证供电控制的准确性,并且无需设置被独立供电的部件,能够有效简化电路结构,降低成本。
在一种示例性的实施例中,本申请还提供了一种摄像机用电池的控制电路,包括:
电池;
第一电源转换元件,第一电源转换元件具有输入端、使能端和输出端;
主控元件,主控元件具有供电端、第一通信引脚和第二通信引脚;
复位电路,复位电路具有检测端、输出端;
其中,上述电路构造为:
第一电源转换元件的输入端与电池的供电端连接,电池供电端用于连接电池;
第一电源转换元件的输出端与主控元件的供电端连接;
第一电源转换元件的使能端与主控元件的第一通信引脚连接,其中第一电源转换元件的使能端与主控元件的第一通信引脚连接的支路包括第二二极管;
复位电路的检测端与第一电源转换元件的输入端连接;
复位电路的输出端与第一电源转换元件的使能端连接,其中复位电路的输出端与第一电源转换元件的使能端连接的支路包括第一二极管;
第一电源转换元件构造为:
响应于复位电路上电后,复位电路的输出端输出的维持时长为预设时长的有效的第一使能信号向主控元件输出供电信号,以使主控元件响应于供电信号上电并输出有效的第二使能信号;
响应于主控元件的第二通信引脚检测到电池的电量低于预设的阈值时,主控元件先停止对EMMC擦写,然后控制主控元件的第一通信引脚输出的无效的第二使能信号,第一电源转换元件停止输出供电信号,进而第一电源转换元件控制第一电源转换元件的输出端断开与主控元件的供电端连接。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后,将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本申请的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。
应当理解的是,本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求书来限制。
Claims (10)
1.一种摄像机用供电控制电路,其特征在于,所述摄像机用供电控制电路包括:第一电源转换元件、复位电路以及主控元件;
所述第一电源转换元件的输入端与电池供电端连接,所述电池供电端用于连接电池,所述第一电源转换元件具有使能端,所述第一电源转换元件用于若所述第一电源转换元件的使能端接收到有效的使能信号,则根据所述第一电源转换元件的输入端接收到的电源信号输出供电信号,否则,停止输出所述供电信号;
所述复位电路的检测端与所述第一电源转换元件的输入端连接,所述复位电路的输出端与所述第一电源转换元件的使能端连接,所述复位电路用于若检测到所述电源信号,则输出维持时长为预设时长的有效的第一使能信号,并在预设时长结束后停止输出有效的所述第一使能信号;
所述主控元件的供电端与所述第一电源转换元件的输出端连接,所述主控元件的第一通信引脚与所述第一电源转换元件的使能端连接,所述主控元件的第二通信引脚与电池连接;所述主控元件用于当所述第一电源转换元件输出所述供电信号时工作,当所述第一电源转换元件停止输出所述供电信号时停止工作;以及,当所述主控元件处于工作状态时,通过所述第一通信引脚输出有效的第二使能信号,直至所述主控元件通过所述第二通信引脚检测到电池的电量低于预设的阈值,则不输出有效的所述第二使能信号。
2.根据权利要求1所述的摄像机用供电控制电路,其特征在于,所述复位电路包括:第一复位元件、第一信号处理电路以及第一电容;
所述第一复位元件的输入端作为所述复位电路的检测端与所述第一电源转换元件的输入端连接,所述第一复位元件用于响应于自身的输入端上电,输出维持时长为所述预设时长的处于第一电平状态的第一复位信号,并在所述预设时长结束后输出处于第二电平状态的所述第一复位信号;其中,所述第一电平状态与所述第二电平状态不同,且所述第一电平状态与所述有效的使能信号的电平状态一致;
所述第一电容的一端与所述第一复位元件的延时设置端连接,所述第一电容的另一端接地,第一电容的不同容值对应不同的所述预设时长;
所述第一信号处理电路的输入端与所述第一复位元件的输出端连接,所述第一信号处理电路的输出端作为所述复位电路的输出端与所述第一电源转换元件的使能端连接,所述第一信号处理电路用于响应处于第一电平状态的第一复位信号,输出有效的第一使能信号;以及响应处于第二电平状态的第一复位信号,停止输出有效的所述第一使能信号。
3.根据权利要求2所述的摄像机用供电控制电路,其特征在于,所述第一信号处理电路包括:第一电阻以及第二电阻;
所述第一电阻的一端作为所述第一信号处理电路的输入端与所述第一复位元件的输出端连接,所述第一电阻的另一端与所述第二电阻的另一端连接;
所述第二电阻的另一端作为所述第一信号处理电路的输出端与所述第一电源转换元件的使能端连接。
4.根据权利要求2所述的摄像机用供电控制电路,其特征在于,所述第一信号处理电路包括:第三电阻、第四电阻、第五电阻以及NPN三极管;
所述第三电阻的一端和所述第四电阻的一端连接,并作为所述第一信号处理电路的输入端与所述第一复位元件的输出端连接;所述第三电阻的另一端与所述第五电阻的一端以及所述第一复位元件的输入端连接;
所述NPN三极管的控制端与所述第四电阻的另一端连接;所述NPN三极管的一端与所述第五电阻的另一端连接,并作为所述第一信号处理电路的输出端与所述第一电源转换元件的使能端连接;所述NPN三极管的另一端接地。
5.根据权利要求1所述的摄像机用供电控制电路,其特征在于,所述复位电路包括:第二复位元件、第二信号处理电路以及第二电容;
将所述第二复位元件的输入端作为所述复位电路的检测端与所述第一电源转换元件的输入端连接,所述第二复位元件用于响应于自身的输入端上电,输出维持时长为所述预设时长的处于第二电平状态的第二复位信号,并在所述预设时长结束后停止输出处于第一电平状态的所述第二复位信号;其中,所述第一电平状态与所述第二电平状态不同,且所述第一电平状态与所述有效的使能信号的电平状态一致;
所述第二电容的一端与所述第二复位元件的延时设置端连接,所述第二电容的另一端接地,第二电容的不同容值对应不同的所述预设时长;
所述第二信号处理电路的输入端与所述第二复位元件的输出端连接,将所述第二信号处理电路的输出端作为所述复位电路的输出端与所述第一电源转换元件的使能端连接,所述第二信号处理电路用于响应处于第二电平状态的第二复位信号,输出有效的第一使能信号;以及响应处于第一电平状态的第二复位信号,停止输出有效的所述第一使能信号。
6.根据权利要求5所述的摄像机用供电控制电路,其特征在于,所述第二信号处理电路包括:第六电阻、第七电阻、第八电阻以及PNP三极管;
所述第六电阻的一端和所述第七电阻的一端连接,并将连接点作为所述第二信号处理电路的输入端与所述第二复位元件的输出端连接;所述第六电阻的另一端与所述第八电阻的一端以及所述第二复位元件的输入端连接;
所述PNP三极管的控制端与所述第七电阻的另一端连接;所述PNP三极管的一端与所述第八电阻的另一端连接,并将连接点作为所述第二信号处理电路的输出端与所述第一电源转换元件的使能端连接;所述PNP三极管的另一端接地。
7.根据权利要求5所述的摄像机用供电控制电路,其特征在于,所述第二信号处理电路包括:反相器;
所述反相器的输入端与所述第二复位元件的输出端连接,所述反相器的输出端与所述第一电源转换元件的使能端连接。
8.根据权利要求1所述的摄像机用供电控制电路,其特征在于,所述摄像机用供电控制电路还包括:第一二极管以及第二二极管;
所述第一二极管的阳极与所述复位电路的输出端连接,所述第一二极管的阴极与所述第一电源转换元件的使能端连接;
所述第二二极管的阳极与所述主控元件的第一通信引脚连接,所述第二二极管的阴极与所述第一二极管的阴极连接。
9.根据权利要求8所述的摄像机用供电控制电路,其特征在于,所述第一电源转换元件的输入端还与外接供电端连接,所述外接供电端用于接入外部电源,所述摄像机用供电控制电路还包括:外接电源控制电路和第三二极管;
所述外接电源控制电路的检测端与所述外接供电端连接,所述外接电源控制电路的输出端与所述第三二极管的阳极连接,所述第三二极管的阴极与所述第一电源转换元件的使能端连接,所述外接电源控制电路用于若检测到存在外接电源,则输出有效的第三使能信号,否则输出无效的第三使能信号。
10.一种摄像机用电池的控制电路,其特征在于,包括:
电池;
第一电源转换元件,所述第一电源转换元件具有输入端、使能端和输出端;
主控元件,所述主控元件具有供电端、第一通信引脚和第二通信引脚;
复位电路,所述复位电路具有检测端、输出端;
其中,所述电路构造为:
所述第一电源转换元件的输入端与所述电池的供电端连接,所述电池供电端用于连接电池;
所述第一电源转换元件的输出端与所述主控元件的供电端连接;
所述第一电源转换元件的使能端与所述主控元件的第一通信引脚连接,其中所述第一电源转换元件的使能端与所述主控元件的第一通信引脚连接的支路包括第二二极管;
所述复位电路的检测端与所述第一电源转换元件的输入端连接;
所述复位电路的输出端与所述第一电源转换元件的使能端连接,其中所述复位电路的输出端与所述第一电源转换元件的使能端连接的支路包括第一二极管;
所述第一电源转换元件构造为:
响应于所述复位电路上电后,所述复位电路的输出端输出的维持时长为预设时长的有效的第一使能信号向所述主控元件输出供电信号,以使主控元件响应于供电信号上电并输出有效的第二使能信号;
响应于所述主控元件的第二通信引脚检测到所述电池的电量低于预设的阈值时,所述主控元件先停止对EMMC擦写,然后控制所述主控元件的第一通信引脚输出的无效的第二使能信号,所述第一电源转换元件停止输出所述供电信号,进而所述第一电源转换元件控制所述第一电源转换元件的输出端断开与所述主控元件的供电端连接。
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