CN210041420U - 一种可控的电源启动扩展电路及车载电子设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种可控的电源启动扩展电路及车载电子设备，可控的电源启动扩展电路包括MCU主控器、低压差线性稳压器、锁存器，其中，MCU主控器在进入启动模式时通过其I/O输出端向锁存器的输入端D发送高电平信号，在进入待机模式时通过其I/O输出端向锁存器的输入端D发送低电平信号，并在发送高/低电平信号后的预设时间向锁存器的输入端CLK发送一脉冲信号，控制锁存器的输出端Q锁止在高电平或低电平；锁存器在输出端Q被锁止在高电平时控制低压差线性稳压器工作，被锁止在低电平时控制低压差线性稳压器不工作。由此，本实用新型可以有效地避免无论是MCU控制器是否工作始终都需要保持电源向MCU控制器供电而导致的电源电量损耗问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及车机技术领域，特别是涉及一种可控的电源启动扩展电路及车载电子设备。
背景技术
汽车已成为日常生活中必不可少的一部分，车载电子设备的出现为车主提供了舒心便捷的服务。随着汽车工业和汽车多媒体技术的发展，对车机待机状态下消耗更低的电能出现了越来越高的要求。现有技术中，MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)在待机状态下是有电流通过的，尤其是比较复杂的MCU，会导致电池的电量消耗更大，由此造成电池电量的损耗，从而减少MCU的待机时间。
目前为了节省电池电量的消耗，增加MCU的待机时间，在待机时会选择关闭或者断开MCU的电源，但是关闭MCU的电源会导致MCU无法启动或者启动程序异常等技术问题。
实用新型内容
鉴于上述问题，提出了本实用新型以便提供克服上述问题的一种可控的电源启动扩展电路及车载电子设备。
根据本实用新型的一方面，提供了一种可控的电源启动扩展电路，应用于车载电子设备，包括MCU主控器、低压差线性稳压器、锁存器，其中，
所述MCU主控器，与所述低压差线性稳压器和所述锁存器的输入端D分别连接，在进入启动模式时通过其I/O输出端向所述锁存器的输入端D发送高电平信号，在进入待机模式时通过其I/O输出端向所述锁存器的输入端D发送低电平信号；以及在发送高/低电平信号后的预设时间向所述锁存器的输入端CLK发送一脉冲信号，控制所述锁存器的输出端Q锁止在高电平或低电平；
所述锁存器，与所述低压差线性稳压器连接，在输出端Q被锁止在高电平时控制所述低压差线性稳压器稳定工作，被锁止在低电平时控制所述低压差线性稳压器停止工作；
所述低压差线性稳压器，接收到外部唤醒信号后对所述MCU主控器供电，控制所述MCU主控器上电启动，在被停止工作后对所述MCU主控器断电。
可选地，可控的电源启动扩展电路还包括watch dog电路，
所述MCU主控器，与所述watch dog电路连接，配置为在启动后按照预设周期向所述watch dog电路发送喂狗信号；
所述watch dog电路，配置为接收所述MCU主控器发送的喂狗信号，若在指定时间内未接收到喂狗信号，向所述MCU主控器输出复位信号，控制所述MCU主控器重新启动。
可选地，所述watch dog电路包括：
watch dog芯片，其一个输入引脚连接所述MCU主控器的一输出引脚，接收来自所述MCU主控器的输出引脚输出的喂狗信号，一个输出引脚连接所述MCU主控器的复位引脚，配置为在所述预设时间内未接收到喂狗信号时，向所述MCU主控器的复位引脚输出复位信号。
可选地，所述watch dog电路还包括：
电容C78，一端连接所述watch dog芯片的另一个输入引脚，通过设置所述电容C78的电容值，来设定所述喂狗信号的周期。
可选地，所述低压差线性稳压器包括电源芯片和与所述电源芯片连接的外围电路，其中，
所述电源芯片，其使能端EN接收来自所述锁存器的输出端Q输出的高电平或低电平信号，输出端连接所述MCU主控器的供电引脚，在利用所述使能端EN接收到高电平信号后通过所述输出端向所述MCU主控器供电。
可选地，可控的电源启动扩展电路还包括至少两个二极管，
一个二极管，正极连接所述锁存器的输出端Q，负极连接所述低压差线性稳压器，配置为将所述锁存器的输出端Q输出的高电平或低电平信号传输至所述低压差线性稳压器；
其他二极管，正极接收外部唤醒信号，负极连接所述低压差线性稳压器，配置为将所述外部唤醒信号发送至所述低压差线性稳压器；
所述至少两个二极管，配置为隔离所述外部唤醒信号和所述锁存器的输出端Q输出的高电平或低电平信号。
依据本实用新型另一实施例，还提供了一种车载电子设备，包括：车载电子设备本体、上文任意实施例中的可控的电源启动扩展电路，其中，所述可控的电源启动扩展电路设置在所述车载电子设备本体上。
在本实用新型实施例的扩展电路可以在MCU控制器待机状态下通过锁存器来控制低压差线性稳压器停止向MCU控制器供电，当接收到外部信号唤醒启动MCU控制器后，在MCU控制器初始化过程中，利用锁存器控制低压差线性稳压器正常工作，从而可以有效地避免无论是MCU控制器是否工作始终都需要保持电源向MCU控制器供电而导致的电源电量损耗问题，而且还可以有效地防止整机在待机状态下电流过大。进一步地，当MCU控制器进入启动模式时，可以通过锁存器控制低压差线性稳压器向MCU主控器供电，以保证MCU控制器的正常初始化和正常工作。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。
根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了根据本实用新型一个实施例的可控的电源启动扩展电路的结构示意图；
图2示出了根据本实用新型一个实施例的扩展电路的包含有锁存器的部分电路结构示意图；
图3示出了根据本实用新型一个实施例的低压差线性稳压器的电路结构示意图；
图4a示出了根据本实用新型一个实施例的MCU主控器给锁存器发出的控制信号的示意图；
图4b示出了根据本实用新型另一个实施例的MCU主控器给锁存器发出的控制信号的示意图；
图5示出了根据本实用新型另一个实施例的可控的电源启动扩展电路的结构示意图；
图6示出了根据本实用新型一个实施例的可控的看门狗电路的结构示意图；
图7示出了根据本实用新型一个实施例的车载电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种可控的电源启动扩展电路，可以应用于车载电子设备中。参见图1至图3，可控的电源启动扩展电路包括MCU主控器11、低压差线性稳压器12(Low Dropout Regulator，LDO)、锁存器13。其中，MCU主控器11具有I/O输出端(图中未示出)等，锁存器13具有输入端D、输入端CLK、输出端Q等。
MCU主控器11的I/O输出端与低压差线性稳压器12和锁存器13的输入端D分别连接。
MCU主控器11在进入启动模式时向锁存器13的输入端D发送高电平信号，并在预设时间后向锁存器13的输入端CLK发送一脉冲信号，从而可以控制锁存器13的输出端Q锁止在高电平。该实施例中的预设时间可以是5ms、6ms等等的预设时间值，本实用新型对此不做具体的限定。
MCU主控器11在进入待机模式时向锁存器13的输入端D发送低电平信号，并在预设时间后向锁存器13的输入端CLK发送一脉冲信号，从而可以控制锁存器13的输出端Q锁止在低电平。即MCU主控器11在进入待机模式时通过控制锁存器13向低压差线性稳压器12发送“关闭”的信号，以关闭低压差线性稳压器12，使得MCU主控器11处于断电状态。其中，该实施例中介绍到的锁存器13可以采用图2所示的U28，也可以采用其他的锁存器，此处不做具体限定。
锁存器13与低压差线性稳压器12连接，在锁存器13输出端Q被锁止在高电平时控制低压差线性稳压器12稳定工作，被锁止在低电平时控制低压差线性稳压器12停止工作。
低压差线性稳压器12在接收到外部唤醒信号后开始对MCU主控器11供电，以控制MCU主控器11上电启动，且当锁存器13输出端Q被锁止在低电平时被控停止工作，以对MCU主控器11断电。
在本实用新型实施例的扩展电路可以在MCU控制器11待机状态下通过锁存器13来控制低压差线性稳压器12停止向MCU控制器11供电，当接收到外部信号唤醒启动MCU控制器11后，在MCU控制器11初始化过程中，利用锁存器13控制低压差线性稳压器12正常工作，从而可以有效地避免无论是MCU控制器11是否工作始终都需要保持电源向MCU控制器11供电而导致的电源电量损耗问题，而且还可以有效地防止整机在待机状态下电流过大。进一步地，当MCU控制器11进入启动模式时，可以通过锁存器13控制低压差线性稳压器12向MCU主控器11供电，以保证MCU控制器11的正常初始化和正常工作。
在本实用新型实施例中，MCU控制器11进入启动模式时，其在初始化过程中会对其所有控制端子的电平做拉低后再拉高的处理。通过在扩展电路中加入锁存器13，可以利用锁存器13的锁止原理将锁存器13的输出端Q电平锁止在高电平，以保证低压差线性稳压器12稳定、正常输出，进而使得MCU控制器11正常启动。
参见图3，在本实用新型一实施例中，低压差线性稳压器12包括电源芯片U37和与电源芯片连接的外围电路，其中，电源芯片通过使能端EN接收来自锁存器13的输出端Q输出的高电平或低电平信号，输出端OUT连接MCU主控器11的供电引脚，低压差线性稳压器12在利用使能端EN接收到高电平信号后通过其输出端OUT向MCU主控器11供电。低压差线性稳压器12还可以采用其他电源芯片和外围电路，此处不做具体限定。
在本实用新型一实施例中，扩展电路还可以包括至少两个二极管，图2所示实施例中示出了三个二极管(D1至D3)，当然还可以是其他数量的二极管，此处不做具体的限定。其中，二极管D1的正极连接锁存器13的输出端Q，负极连接低压差线性稳压器12的使能端EN(如图3所示)，二极管D1可以将锁存器13的输出端Q输出的高电平或低电平信号传输至低压差线性稳压器12。
二极管D2和二极管D3的正极分别可以接收外部唤醒信号，负极连接低压差线性稳压器12的使能端EN，二极管D2和二极管D3可以将外部唤醒信号发送至低压差线性稳压器12。
在本实用新型一实施例中，外部唤醒信号由车辆电子控制单元(ElectronicControl Unit，ECU)发出，具体可以包括Flexray信号、LIN信号、CAN信号等信号。当低压差线性稳压器12接收到来自车辆电子控制单元的外部唤醒信号后开始启动工作，并且为MCU控制器11供电，以使MCU控制器11进入启动模式。
在该实施例中，至少两个二极管可以隔离外部唤醒信号和锁存器13的输出端Q输出的高电平或低电平信号。防止外部唤醒信号和锁存器13输出信号间互相干涉。其中，至少两个二极管可以采用BA891型号的二极管，当然，还可以采用其他型号二极管，此处不做具体的限定。
为了更加清楚的体现MCU控制器控制锁存器的过程，下面以两个具体实施例分别对MCU控制器进入启动模式和待机模式时对锁存器的控制过程进行介绍。
参见图4a，MCU主控器11进入待机模式时，向锁存器13的输入端D(对应图2中的STBY_3V3_EN端)发送低电平信号，即STBY_3V3_EN端拉低，5mS后，MCU主控器11向锁存器13的输入端CLK(对应图2中的STBY_3V3_CLK端)发送一脉冲信号，即STBY_3V3_CLK端拉高5ms。从而，锁存器13的输出端Q锁止在低电平。
参见图4b，MCU主控器11进入启动模式时，向锁存器13的输入端D(对应图2中的STBY_3V3_EN端)发送高电平信号，即STBY_3V3_EN端拉高，5mS后，MCU主控器11向锁存器13的输入端CLK(对应图2中的STBY_3V3_CLK端)发送一脉冲信号，即STBY_3V3_CLK端拉高5ms。从而，锁存器13的输出端Q锁止在高电平，低压差线性稳压器12的MCU_STBY_3V3_EN持续为高电平，低压差线性稳压器12持续工作，MCU控制器11不会断电，且在初始化完成后，MCU控制器11正常工作。
在本实用新型一实施例中，锁存器13的输入端D可以连接MCU控制器11的PIN46引脚，也可以连接其他其I/O输出端。锁存器13的输入端CLK连接MCU控制器11的PIN47引脚，当然，也可以连接其他其I/O输出端。
参见图5，在本实用新型一实施例中，扩展电路还包括watch dog电路14(看门狗电路)，MCU主控器11与watch dog电路14连接，当MCU主控器11启动后还可以按照预设周期向watch dog电路14发送喂狗信号。watch dog电路14通过接收MCU主控器11发送的喂狗信号，若在指定时间内未接收到喂狗信号，则向MCU主控器11输出复位信号，以控制MCU主控器11重新启动。
由此，watch dog电路14可以通过接收MCU主控器11发送的喂狗信号，来监测MCU主控器11的启动过程，当启动存在异常时可以重置整个系统，以防止异常启动的发生。
继续参见图6，在本实用新型一实施例中，watch dog电路14主要包括watch dog芯片，其一个输入引脚连接MCU主控器11的一输出引脚，接收来自MCU主控器11的输出引脚输出的喂狗信号，一个输出引脚连接MCU主控器11的复位引脚，配置为在预设时间内未接收到喂狗信号时，向MCU主控器11的复位引脚输出复位信号。
在本实用新型一实施例中，watch dog芯片可以采用图6中所示的U47芯片，其中，U47芯片的第7引脚连接MCU主控器11的一输出引脚，接收来自MCU主控器11的输出引脚输出的喂狗信号，即通过WD_CLK端接收喂狗信号。U47芯片的第6引脚连接MCU主控器11的复位引脚，用于向MCU主控器11发出复位信号，即通过MCU_RST端发出复位信号。watch dog芯片还可以采用其他类型，此处不做具体限定。
在一可选实施例中，MCU控制器11在初始化启动后，可以每隔5s通过WD_CLK端发送一组喂狗信号，如果使用锁存器13电路出现异常，MCU控制器11无法正常供电完成初始化启动，看门狗电路也无法接收到喂狗信号。此时，U47芯片的第6引脚输出低电平，MCU控制器11系统复位reset。
在本实用新型一实施例中，watch dog电路14还包括电容C78(参见图6所示)，电容C78一端连接watch dog芯片的另一个输入引脚(如U47芯片的第3引脚)，通过设置电容C78的电容值，可以设定喂狗信号的周期，即通过电容值设定喂狗时间。
基于同一构思，本实用新型还提供了一种车载电子设备，参见图7，车载电子设备700包括车载电子设备本体710、上文任意实施例中的可控的电源启动扩展电路720，其中，可控的电源启动扩展电路720设置在车载电子设备本体710上。
本实用新型实施例对可控的电源启动扩展电路720设置在车载电子设备本体710上的具体位置不做限定。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：在本实用新型的精神和原则之内，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案脱离本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种可控的电源启动扩展电路，应用于车载电子设备，其特征在于，包括MCU主控器、低压差线性稳压器、锁存器，其中，
所述MCU主控器，与所述低压差线性稳压器和所述锁存器的输入端D分别连接，在进入启动模式时通过其I/O输出端向所述锁存器的输入端D发送高电平信号，在进入待机模式时通过其I/O输出端向所述锁存器的输入端D发送低电平信号；以及在发送高/低电平信号后的预设时间向所述锁存器的输入端CLK发送一脉冲信号，控制所述锁存器的输出端Q锁止在高电平或低电平；
所述锁存器，与所述低压差线性稳压器连接，在输出端Q被锁止在高电平时控制所述低压差线性稳压器稳定工作，被锁止在低电平时控制所述低压差线性稳压器停止工作；
所述低压差线性稳压器，接收到外部唤醒信号后对所述MCU主控器供电，控制所述MCU主控器上电启动，在被停止工作后对所述MCU主控器断电。
2.根据权利要求1所述的可控的电源启动扩展电路，其特征在于，还包括watch dog电路，
所述MCU主控器，与所述watch dog电路连接，配置为在启动后按照预设周期向所述watch dog电路发送喂狗信号；
所述watch dog电路，配置为接收所述MCU主控器发送的喂狗信号，若在指定时间内未接收到喂狗信号，向所述MCU主控器输出复位信号，控制所述MCU主控器重新启动。
3.根据权利要求2所述的可控的电源启动扩展电路，其特征在于，所述watch dog电路包括：
watch dog芯片，其一个输入引脚连接所述MCU主控器的一输出引脚，接收来自所述MCU主控器的输出引脚输出的喂狗信号，一个输出引脚连接所述MCU主控器的复位引脚，配置为在所述预设时间内未接收到喂狗信号时，向所述MCU主控器的复位引脚输出复位信号。
4.根据权利要求3所述的可控的电源启动扩展电路，其特征在于，所述watch dog电路还包括：
电容C78，一端连接所述watch dog芯片的另一个输入引脚，通过设置所述电容C78的电容值，来设定所述喂狗信号的周期。
5.根据权利要求1-4任一项所述的可控的电源启动扩展电路，其特征在于，所述低压差线性稳压器包括电源芯片和与所述电源芯片连接的外围电路，其中，
所述电源芯片，其使能端EN接收来自所述锁存器的输出端Q输出的高电平或低电平信号，输出端连接所述MCU主控器的供电引脚，在利用所述使能端EN接收到高电平信号后通过所述输出端向所述MCU主控器供电。
6.根据权利要求1-4任一项所述的可控的电源启动扩展电路，其特征在于，还包括至少两个二极管，
一个二极管，正极连接所述锁存器的输出端Q，负极连接所述低压差线性稳压器，配置为将所述锁存器的输出端Q输出的高电平或低电平信号传输至所述低压差线性稳压器；
其他二极管，正极接收外部唤醒信号，负极连接所述低压差线性稳压器，配置为将所述外部唤醒信号发送至所述低压差线性稳压器；
所述至少两个二极管，配置为隔离所述外部唤醒信号和所述锁存器的输出端Q输出的高电平或低电平信号。
7.一种车载电子设备，其特征在于，包括：
车载电子设备本体、权利要求1-6任一项所述的可控的电源启动扩展电路，其中，所述可控的电源启动扩展电路设置在所述车载电子设备本体上。
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