CN202711169U - Mcu电源管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种MCU电源管理系统，包括外围供电电源、一第一开关管、一第二开关管、一第三开关管、一第一电阻、一第二电阻、一第三电阻、系统输出端；所述第一开关管第一端通过所述第一电阻与控制信号连接，所述第一开关管第二端通过所述第二电阻与所述第二开关管第二端及所述第三开关管第一端连接，所述第一开关管第三端接地；所述第二开关管第三端与所述外围供电电源连接；所述第二开关管第一端和所述第三开关管第三端通过所述第三电阻与所述外围供电电源连接，所述第三开关管第三端与所述第二开关管第一端连接，所述第三开关管第二端与所述系统输出端连接。本实用新型解决了MCU进入休眠状态后无法切断外围供电电源而造成休眠功耗过高的问题。

Description

MCU电源管理系统

技术领域

本实用新型涉及电源管理系统，尤其涉及一种MCU的电源管理系统。

背景技术

MCU(Micro Control Unit)中文名称为微控制单元，又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)或者单片机，是指随着大规模集成电路的出现及其发展，将计算机的CPU、RAM、ROM、定时计数器和多种I/O接口集成在一片芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合。

MCU作为各类电子系统中的微控制单元，当电子系统中的MCU进入休眠状态时，MCU本身并没有切断外围供电电源，也就是说电子系统中电源芯片仍然给MCU进行供电，因此造成了MCU休眠时功耗较高，浪费能源。

实用新型内容

本实用新型能够克服上述缺点，提供一种MCU电源管理系统。本实用新型的目的是用来有效降低电子设备中MCU的休眠功耗。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种MCU电源管理系统，包括：

外围供电电源，一第一开关管，一第二开关管，一第三开关管，一第一电阻，一第二电阻，一第三电阻，系统输出端；

所述第一开关管第一端通过所述第一电阻与控制信号连接，所述第一开关管第二端通过所述第二电阻与所述第二开关管第二端及所述第三开关管第一端连接，所述第一开关管第三端接地；

所述第二开关管第三端与所述外围供电电源连接；所述第二开关管第一端通过所述第三电阻与所述外围供电电源连接；

所述第三开关管第三端通过所述第三电阻与所述外围供电电源连接，所述第二开关管第一端与所述第三开关管第三端连接，所述第三开关管第二端与所述系统输出端连接；

所述外围供电电源采用8.5V供电；

所述第一开关管为N型MOS管或者NPN型三极管；

所述第一开关管为所述N型MOS管时，所述第一开关管第一端、第二端、第三端分别为所述N型MOS管的栅极、漏极、源极；

所述第一开关管为所述NPN型三极管时，所述第一开关管第一端、第二端、第三端分别为所述NPN型三极管的基极、集电极、发射极；

所述第二开关管、第三开关管为PNP型三极管，所述第二开关管、第三开关管的第一端、第二端、第三端为所述PNP型三极管的基极、集电极、发射极；

所述第二开关管采用BC856A型号，所述第三开关管采用BCP53型号。

与现有技术相比，本实用新型通过对电子系统的某个CPU的某一管脚施加控制信号来实现MCU外围供电电源的打开或者关闭，可以根据需要灵活配置所需供电电源，当MCU处于休眠状态时，通过对控制信号施加电平把不需要的外围电源关闭以达到降低功耗的目的。

附图说明

图1是本实用新型第一较佳实施例所示系统电路图；

图2是本实用新型第二较佳实施例所示系统电路图。

主要元件符号说明：

外围供电电源                VCC

第一开关管                  Q1

第二开关管            Q2

第三开关管            Q3

电阻                  R1～R3

控制信号              CPU_CON

系统输出端            Vout

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。

实施例一

如图1所示，为本实用新型第一实施例的MCU电源管理系统所示电路图，系统包括外围供电电源VCC，第一开关管Q1，第二开关管Q2，第三开关管Q3，第一电阻R1，第二电阻R2，第三电阻R3，系统输出端Vout。其中，所述第一开关管Q1为N型MOS管；所述第二开关管、第三开关管为PNP型三极管。

在本实施例中，所述第一开关管Q1的第一端栅极通过所述第一电阻R1与控制信号CPU_CON连接，所述第一开关管Q1的第二端漏极通过所述第二电阻R2与所述第二开关管Q2的第二端集电极及所述第三开关管Q3的第一端基极连接，所述第一开关管Q1的第三端源极接地；

所述第二开关管Q2的第三端发射极与所述外围供电电源VCC连接，所述第二开关管Q2的第一端基极通过所述第三电阻R3与所述外围供电电源VCC连接；

所述第三开关管Q3的第三端发射极通过所述第三电阻R3与所述外围供电电源VCC连接，即所述第二开关管Q2的第一端基极与所述第三开关管Q3的第三端发射极连接，所述第三开关管Q3的第二端集电极与所述系统输出端Vout连接。

所述系统外围供电电源VCC是电子系统中MCU的某上一级电源芯片(图中未示出)的输出，采用8.5V供电。

所述系统输出Vout通过LDO(Low Dropout Regulator，低压差线性稳压器，图中未示出)与MCU相连接，LDO的作用是将所述系统输出Vout转换为MCU所需的工作电压5V。

所述第二开关管Q2采用BC856A型号，所述第三开关管Q3采用BCP53型号。

工作原理

通过控制软件对电子系统中某CPU的某一管脚(图中未示出)进行控制，该管脚与控制信号CPU_CON连接，通过对该管脚的输出电平控制来实现对控制信号CPU_CON的控制。

当控制信号CPU_CON为高电平时，所述N型MOS管Q1进入导通状态，将所述N型MOS管Q1的第二端漏极拉到0V，此时所述第二电阻R2上将会有电流经过，此时所述PNP型三极管Q3进入导通状态，此时所述外围供电电源VCC可以实现和所述系统输出端Vout导通，因此可以通过LDO(图中未示出)实现对MCU的供电。

所述PNP型三极管Q2刚开始并不会导通，所述PNP型三极管Q2只有在所述系统输出端Vout所连接的负载电路LDO(图中未示出)的负载电流大于一定数值时，所述第三电阻R3上的压降达到一定值(如0.7V)时所述PNP型三极管Q2才会导通。此时由于所述PNP型三极管Q2的导通，导致所述PNP型三极管Q3的第一端基极的电压上升，减小了所述PNP型三极管Q3第一端基极和第三端发射的电势差，对所述PNP型三极管Q3起到保护限流的作用。

当控制信号CPU_CON为低电平时，所述N型MOS管Q1关断，所述第二电阻R2上没有电流经过，此时所述PNP型三极管Q2、Q3都处于截止状态没有电流经过，因此所述外围供电电源VCC并没有实现和所述系统输出端Vout的导通，无法通过LDO(图中未示出)实现对MCU的供电，也就是说切断了MCU的供电电源，使得MCU休眠时功耗降到最低。

实施例二

如图2所示，为本实用新型第二实施例的MCU电源管理系统所示电路图，系统包括外围供电电源VCC，控制信号CPU_CON，第一开关管Q1，第二开关管Q2，第三开关管Q3，第一电阻R1，第二电阻R2，第三电阻R3，系统输出端Vout。其中，所述第一开关管Q1为NPN型三极管；所述第二开关管、第三开关管为PNP型三极管。

在本实施例中，所述第一开关管Q1的第一端基极通过所述第一电阻R1与控制信号CPU_CON连接，所述第一开关管Q1的第二端集电极通过所述第二电阻R2与所述第二开关管Q2的第二端集电极及所述第三开关管Q3的第一端基极连接，所述第一开关管Q1的第三端发射极接地；

所述第二开关管Q2的第三端发射极与所述外围供电电源VCC连接，所述第二开关管Q2的第一端基极通过所述第三电阻R3与所述外围供电电源VCC连接；

所述第三开关管Q3的第三端发射极通过所述第三电阻R3与所述外围供电电源VCC连接，即所述第二开关管Q2的第一端基极与所述第三开关管Q3的第三端发射极连接，所述第三开关管Q3的第二端集电极与所述系统输出端Vout连接。所述系统外围供电电源VCC是电子系统中MCU的某上一级电源芯片(图中未示出)的输出，采用8.5V供电。

所述系统输出Vout通过LDO(图中未示出)与MCU相连接，LDO的作用是将所述系统输出Vout转换为MCU所需的工作电压5V。

所述第二开关管Q2采用BC856A型号，所述第三开关管Q3采用BCP53型号。

工作原理

通过控制软件对电子系统中某CPU的某一管脚(图中未示出)进行控制，该管脚与控制信号CPU_CON连接，通过对该管脚的输出电平控制来实现对控制信号CPU_CON的控制。

当控制信号CPU_CON为高电平时，所述NPN型三极管Q1的第一端基极通过所述第一电阻R1产生基极电流，当所述NPN型三极管Q1第一端基极的电流增大到一定程度时，所述NPN型三极管Q1第二端集电极电流不再随着所述NPN型三极管Q1第一端基极电流的增大而增大，而是处于某一定值附近不再变化，此时所述NPN型三极管Q1失去电流放大作用，所述NPN型三极管Q1第二端集电极和所述NPN型三极管Q1第三端发射极之间的电压很小，所述NPN型三极管Q1第二端集电极和所述NPN型三极管Q1第三端发射极之间相当于开关的导通状态，即所述NPN型三极管Q1进入导通状态，将所述N型MOS管Q1的第二端漏极拉到0V，此时所述第二电阻R2上将会有电流经过，此时所述PNP型三极管Q3进入导通状态，此时所述外围供电电源VCC可以实现和所述系统输出端Vout导通，因此可以通过LDO(图中未示出)实现对MCU的供电。

所述PNP型三极管Q2刚开始并不会导通，所述PNP型三极管Q2只有在所述系统输出端Vout所连接的负载电路LDO(图中未示出)的负载电流大于一定数值时，所述第三电阻R3上的压降达到一定值(如0.7V)时所述PNP型三极管Q2才会导通。此时由于所述PNP型三极管Q2的导通，导致所述PNP型三极管Q3的第一端基极的电压上升，减小了所述PNP型三极管Q3第一端基极和第三端发射极的电势差，对所述PNP型三极管Q3起到保护限流的作用。

当控制信号CPU_CON为低电平时，所述NPN型三极管Q1第一端基极电流为零，所述NPN型三极管Q1第二端集电极电流和所述NPN型三极管Q1第三端发射极电流都为零，所述NPN型三极管Q1这时失去了电流放大作用，所述NPN型三极管Q1第二端集电极和所述NPN型三极管Q1第三端发射极之间相当于开关的断开状态，即所述NPN型三极管Q1进入截止状态。所述第二电阻R2上没有电流经过，此时所述PNP型三极管Q2、Q3都处于截止状态没有电流经过，因此所述外围供电电源VCC并没有实现和所述系统输出端Vout的导通，无法通过LDO(图中未示出)实现对MCU的供电，也就是说切断了MCU的供电电源，使得MCU休眠时功耗降到最低。

与现有技术相比，本实用新型通过对电子系统的某个CPU的某一管脚施加控制信号来实现MCU外围供电电源的打开或者关闭，可以根据需要灵活配置所需供电电源，当MCU处于休眠状态时，通过对控制信号施加电平把不需要的外围电源关闭以达到降低功耗的目的。

以上仅是针对本实用新型的较佳实施例及其技术原理所做的说明，而并非对本实用新型的技术内容所进行的限制，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型所公开的技术范围内，所容易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种MCU电源管理系统，其特征在于，包括：

外围供电电源，一第一开关管，一第二开关管，一第三开关管，一第一电阻，一第二电阻，一第三电阻，系统输出端；

所述第一开关管第一端通过所述第一电阻与控制信号连接，所述第一开关管第二端通过所述第二电阻与所述第二开关管第二端及所述第三开关管第一端连接，所述第一开关管第三端接地；

所述第二开关管第三端与所述外围供电电源连接；所述第二开关管第一端通过所述第三电阻与所述外围供电电源连接；

所述第三开关管第三端通过所述第三电阻与所述外围供电电源连接，即所述第二开关管第一端与所述第三开关管第三端连接，所述第三开关管第二端与所述系统输出端连接。

2.根据权利要求1所述的MCU电源管理系统，其特征在于，所述系统外围供电电源采用8.5V供电。

3.根据权利要求1所述的MCU电源管理系统，其特征在于，所述第一开关管为N型MOS管或者NPN型三极管。

4.根据权利要求3所述的MCU电源管理系统，其特征在于，所述第一开关管为所述N型MOS管时，所述第一开关管第一端、第二端、第三端分别为所述N型MOS管的栅极、漏极、源极。

5.根据权利要求3所述的MCU电源管理系统，其特征在于，所述第一开关管为所述NPN型三极管时，所述第一开关管第一端、第二端、第三端分别为所述NPN型三极管的基极、集电极、发射极。

6.根据权利要求1-5中任一权利要求所述的MCU电源管理系统，其特征在于，所述第二开关管、第三开关管为PNP型三极管，所述第二开关管、第三开关管的第一端、第二端、第三端为所述PNP型三极管的基极、集电极、发射极。

7.根据权利要求6所述的MCU电源管理系统，其特征在于，所述第二开关管采用BC856A型号，所述第三开关管采用BCP53型号。

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