CN213754036U - 一种电池低功耗唤醒电路及电池低功耗控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池低功耗唤醒电路及电池低功耗控制系统，其中电池低功耗唤醒电路包括PCB板、MCU控制模块、开关驱动模块、第一ADC模块、第一开关、第二开关、电池供电模块以及按键唤醒电路。本实用新型提供的一种电池低功耗唤醒电路及电池低功耗控制系统，通过按下按键即可将电池从低功耗状态唤醒，解决了现有技术需要充电器充电才能唤醒的局限性，提高了人们的使用体验，结构简单，操作便利，具有较高的推广应用价值。

Description

一种电池低功耗唤醒电路及电池低功耗控制系统

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池低功耗唤醒电路及电池低功耗控制系统。

背景技术

在终端设备技术飞速发展的今天，各式各样的移动终端，例如手机、平板电脑、笔记本电脑等，已深入人们生活的方方面面，成为人们生活、工作和娱乐中不可或缺的工具，在人们日常活动中起到越来越重要的作用。比如人们在购物时可以利用移动终端进行账单支付，或者是在户外活动时利用移动终端进行办公。

目前，由于电池的发展已经远远的落后于移动终端，因此移动终端的续航矛盾显得越发的突出。为了缓解这一问题，现有技术中最常用的方法是控制移动终端进入低功耗模式(或称省电模式)，即通过减弱或关闭移动终端的部分视觉效果(动画和亮度)、关闭后台应用刷新与自动下载以及下调网速等操作来实现移动终端的省电和降功耗。然而，现有技术存在的问题是：当人们需要正常使用移动终端时，只有通过充电器给移动终端充电才能唤醒移动终端中处于低功耗状态的电池组件，从而使移动终端从低功耗模式切换回正常的运行模式，不仅操作较为繁琐，使用体验不佳，而且在无充电器条件下的室外或移动便携式应用场景，现有技术的这种低功耗唤醒方式显然是不可行的。

故，如何对现有的低功耗唤醒方案进行改进，以克服上述缺陷，或者是提供一种全新的易于实施、操作便利的低功耗唤醒方案，以保证人们在有需要时能够随时控制移动终端退出低功耗模式就显得非常有必要，是本领域技术人员目前亟待攻坚的技术难题。

以上信息作为背景信息给出只是为了辅助理解本公开。并没有确定或者承认任意上述内容是否可用作相对于本公开的现有技术。

实用新型内容

本实用新型提供一种电池低功耗唤醒电路及电池低功耗控制系统，以解决现有技术的不足。

为实现上述目的，本实用新型提供以下的技术方案：

第一方面，本实用新型实施例提供一种电池低功耗唤醒电路，包括PCB板、MCU控制模块、开关驱动模块、第一ADC模块、第一开关、第二开关、电池供电模块以及按键唤醒电路；其中，

所述MCU控制模块、开关驱动模块、第一ADC模块均设置在所述PCB板上；

所述PCB板与所述电池供电模块连接；

所述开关驱动模块、第一ADC模块分别与所述MCU控制模块连接；

所述第一开关的第一端与所述开关驱动模块连接，所述第一开关的第二端与所述第二开关的第二端连接，所述第一开关的第三端与所述电池供电模块的正极连接；

所述第二开关的第一端与所述开关驱动模块连接，所述第二开关的第三端与用电模块连接；

所述第一ADC模块与所述第二开关的第三端连接；

所述按键唤醒电路包括按键、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第三开关、第四开关以及二极管；

所述按键的一端接地，所述按键的的另一端与电池电压连接；

所述第三开关的第一端串联所述第一电阻后连接在所述按键与所述电池电压之间，所述第三开关的第二端串联所述第六电阻后与所述第四开关的第一端连接，所述第三开关的第三端接地；

所述第二电阻、第三电阻、第四电阻的一端分别连接在所述第三开关的第一端与所述第一电阻之间，所述第二电阻、第三电阻、第四电阻的另一端并联接地；

所述第五电阻的一端连接在所述第三开关的第一端与所述第一电阻之间，所述第五电阻的另一端与所述第一开关的第三端连接；

所述第四开关的第二端连接在所述第五电阻与所述第一开关的第三端连接，所述第四开关的第三端串联所述二极管和所述第八电阻后与用电模块连接；

所述第七电阻的一端与所述第四开关的第二端连接，所述第七电阻的另一端连接在所述第四开关的第一端与所述第六电阻之间。

进一步地，所述电池低功耗唤醒电路中，所述第一开关、第二开关、第三开关、第四开关均为NMOS管；

所述第一开关、第二开关、第三开关、第四开关的第一端、第二端、第三端分别对应所述NMOS管的栅极、漏极、源极。

进一步地，所述电池低功耗唤醒电路中，所述开关驱动模块为MOS管驱动模块。

进一步地，所述电池低功耗唤醒电路中，所述第一开关的第一端与所述开关驱动模块之间串联有第九电阻。

进一步地，所述电池低功耗唤醒电路中，所述第二开关的第一端与所述开关驱动模块之间串联有第十电阻。

进一步地，所述电池低功耗唤醒电路中，所述第一ADC模块与所述第二开关的第三端之间串联有第十一电阻。

进一步地，所述电池低功耗唤醒电路中，所述电池供电模块为串联电池组。

进一步地，所述电池低功耗唤醒电路中，所述按键为电源开关按键。

第二方面，本实用新型实施例提供一种电池低功耗控制系统，包括定时器、第二ADC模块、第十二电阻和如上述第一方面所述的电池低功耗唤醒电路；其中，

所述第十二电阻串联在所述电池供电模块的负极与用电模块之间；

所述定时器设置在所述PCB板上，且与所述MCU控制模块连接；

所述第二ADC模块设置在所述PCB板上，且分别与所述MCU控制模块和所述第十二电阻的两端连接。

进一步地，所述电池低功耗控制系统中，所述第二ADC模块分别通过第十三电阻、第十四电阻与所述第十二电阻的两端连接。

与现有技术相比，本实用新型实施例具有以下有益效果：

通过按下按键即可将电池从低功耗状态唤醒，解决了现有技术需要充电器充电才能唤醒的局限性，提高了人们的使用体验，结构简单，操作便利，具有较高的推广应用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本实用新型实施例一提供的一种电池低功耗唤醒电路的电路原理示意图；

图2是本实用新型实施例二提供的一种电池低功耗控制系统的电路原理示意图。

附图标记：

PCB板100，MCU控制模块200，开关驱动模块300，第一ADC模块400，第一开关500，第二开关600，电池供电模块700，按键唤醒电路800，定时器900，第二ADC模块1000，第三开关1100，第四开关1200。

具体实施方式

为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。

此外，术语“长”“短”“内”“外”等指示方位或位置关系为基于附图所展示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有此特定的方位、以特定的方位构造进行操作，以此不能理解为本实用新型的限制。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例一

有鉴于上述现有的电池低功耗唤醒技术存在的缺陷，本申请人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以希望创设能够解决现有技术中缺陷的技术，使得电池低功耗唤醒技术更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本实用新型。

请参考图1，本实用新型实施例提供一种电池低功耗唤醒电路，包括PCB板100、MCU控制模块200、开关驱动模块300、第一ADC模块400、第一开关500、第二开关600、电池供电模块700以及按键唤醒电路800；其中，

所述MCU控制模块200、开关驱动模块300、第一ADC模块400均设置在所述PCB板100上；

所述PCB板100与所述电池供电模块700连接；

所述开关驱动模块300、第一ADC模块400分别与所述MCU控制模块200连接；

所述第一开关500的第一端与所述开关驱动模块300连接，所述第一开关500的第二端与所述第二开关600的第二端连接，所述第一开关500的第三端与所述电池供电模块700的正极连接；

所述第二开关600的第一端与所述开关驱动模块300连接，所述第二开关600的第三端与用电模块(比如可以是屏幕、摄像头、扬声器等)的P+端连接；

所述第一ADC模块400与所述第二开关600的第三端连接；

所述按键唤醒电路800包括按键K1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第三开关1100、第四开关1200以及二极管D1；

所述按键K1的一端接地，所述按键K1的的另一端与电池电压连接；

所述第三开关1100的第一端串联所述第一电阻R1后连接在所述按键K1与所述电池电压之间，所述第三开关1100的第二端串联所述第六电阻R6后与所述第四开关1200的第一端连接，所述第三开关1100的第三端接地；

所述第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4的一端分别连接在所述第三开关1100的第一端与所述第一电阻R1之间，所述第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4的另一端并联接地；

所述第五电阻R5的一端连接在所述第三开关1100的第一端与所述第一电阻R1之间，所述第五电阻R5的另一端与所述第一开关500的第三端连接；

所述第四开关1200的第二端连接在所述第五电阻R5与所述第一开关500的第三端连接，所述第四开关1200的第三端串联所述二极管D1和所述第八电阻R8后与用电模块的P+端连接(二极管D1的正极连接所述第四开关1200的第三端，二极管D1的负极连接所述第八电阻R8)；

所述第七电阻R7的一端与所述第四开关1200的第二端连接，所述第七电阻R7的另一端连接在所述第四开关1200的第一端与所述第六电阻R6之间。

在本实施例中，所述第一开关500、第二开关600、第三开关1100、第四开关1200均为NMOS管(即分别为第一NMOS管Q1、第二NMOS管Q2、第三NMOS管Q3和第四NMOS管Q4)；

所述第一开关500、第二开关600、第三开关1100、第四开关1200的第一端、第二端、第三端分别对应所述NMOS管的栅极(G)、漏极(D)、源极(S)。

相应的，所述开关驱动模块300为MOS管驱动模块。MOS管驱动模块即MOS管驱动电路，鉴于该电路设计在现有技术中已多有实现，也不是本方案设计的重点，在此不做深入的阐述。

在本实施例中，所述第一开关500的第一端与所述开关驱动模块300之间串联有第九电阻R9。

所述第二开关600的第一端与所述开关驱动模块300之间串联有第十电阻R10。

所述第一ADC模块400与所述第二开关600的第三端之间串联有第十一电阻R11。

在本实施例中，所述电池供电模块700为串联电池组。比如可以是五个单体电池串联组成供电电池组。

优选的，所述电池供电模块700的负极接地。

在本实施例中，所述按键K1为电源开关按键K1。

工作原理：

当按下电源开关按键K1后，通过所述按键K1唤醒电路800将电池电压提供至P+端，所述MCU控制模块200通过第一ADC模块400采样到P+端有电压后，控制电池退出低功耗状态，并通过MOS管驱动模块开启第一NMOS管Q1和第二NMOS管Q2，从而导通所述电池供电模块700的供电回路为用电模块供电。

尽管本文中较多的使用了PCB板、MCU控制模块、开关驱动模块、第一ADC模块、第一开关、第二开关、电池供电模块、按键K1唤醒电路等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

本实用新型提供的一种电池低功耗唤醒电路，通过按下按键即可将电池从低功耗状态唤醒，解决了现有技术需要充电器充电才能唤醒的局限性，提高了人们的使用体验，结构简单，操作便利，具有较高的推广应用价值。

实施例二

请参考图2，本实用新型实施例提供一种电池低功耗控制系统，包括定时器900、第二ADC模块1000、第十二电阻R12和如上述实施例一所述的电池低功耗唤醒电路；其中，

所述第十二电阻R12串联在所述电池供电模块700的负极与用电模块的P-端之间；

所述定时器900设置在所述PCB板100上，且与所述MCU控制模块200连接；

所述第二ADC模块1000设置在所述PCB板100上，且分别与所述MCU控制模块200和所述第十二电阻R12的两端连接。

在本实施例中，所述第二ADC模块1000分别通过第十三电阻R13、第十四电阻R14与所述第十二电阻R12的两端连接。

工作原理：

当所述MCU控制模块200通过第二ADC模块1000采样到电池的充放电电流为0时启动定时器900计时，当计时达到设定的时间后，所述MCU控制模块200关断第一NMOS管Q1和第二NMOS管Q2且所述MCU控制模块200进入低功耗关机模式，消耗电流从300-600uA降低至5uA以下，电池进入低功耗状态。

当按下电源开关按键K1后，通过所述按键K1唤醒电路800将电池电压提供至P+端，所述MCU控制模块200通过第一ADC模块400采样到P+端有电压后，控制电池退出低功耗状态，并通过MOS管驱动模块开启第一NMOS管Q1和第二NMOS管Q2，从而导通所述电池供电模块700的供电回路为用电模块供电。

本实用新型提供的一种电池低功耗控制系统，通过按下按键即可将电池从低功耗状态唤醒，解决了现有技术需要充电器充电才能唤醒的局限性，提高了人们的使用体验，结构简单，操作便利，具有较高的推广应用价值。

至此，以说明和描述的目的提供上述实施例的描述。不意指穷举或者限制本公开。特定的实施例的单独元件或者特征通常不受到特定的实施例的限制，但是在适用时，即使没有具体地示出或者描述，其可以互换和用于选定的实施例。在许多方面，相同的元件或者特征也可以改变。这种变化不被认为是偏离本公开，并且所有的这种修改意指为包括在本公开的范围内。

提供示例实施例，从而本公开将变得透彻，并且将会完全地将该范围传达至本领域内技术人员。为了透彻理解本公开的实施例，阐明了众多细节，诸如特定零件、装置和方法的示例。显然，对于本领域内技术人员，不需要使用特定的细节，示例实施例可以以许多不同的形式实施，而且两者都不应当解释为限制本公开的范围。在某些示例实施例中，不对公知的工序、公知的装置结构和公知的技术进行详细地描述。

在此，仅为了描述特定的示例实施例的目的使用专业词汇，并且不是意指为限制的目的。除非上下文清楚地作出相反的表示，在此使用的单数形式“一个”和“该”可以意指为也包括复数形式。术语“包括”和“具有”是包括在内的意思，并且因此指定存在所声明的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或额外地具有一个或以上的其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。除非明确地指示了执行的次序，在此描述的该方法步骤、处理和操作不解释为一定需要按照所论述和示出的特定的次序执行。还应当理解的是，可以采用附加的或者可选择的步骤。

当元件或者层称为是“在……上”、“与……接合”、“连接到”或者“联接到”另一个元件或层，其可以是直接在另一个元件或者层上、与另一个元件或层接合、连接到或者联接到另一个元件或层，也可以存在介于其间的元件或者层。与此相反，当元件或层称为是“直接在……上”、“与……直接接合”、“直接连接到”或者“直接联接到”另一个元件或层，则可能不存在介于其间的元件或者层。其他用于描述元件关系的词应当以类似的方式解释(例如，“在……之间”和“直接在……之间”、“相邻”和“直接相邻”等)。在此使用的术语“和/或”包括该相关联的所罗列的项目的一个或以上的任一和所有的组合。虽然此处可能使用了术语第一、第二、第三等以描述各种的元件、组件、区域、层和/或部分，这些元件、组件、区域、层和/或部分不受到这些术语的限制。这些术语可以只用于将一个元件、组件、区域或部分与另一个元件、组件、区域或部分区分。除非由上下文清楚地表示，在此使用诸如术语“第一”、“第二”及其他数值的术语不意味序列或者次序。因此，在下方论述的第一元件、组件、区域、层或者部分可以采用第二元件、组件、区域、层或者部分的术语而不脱离该示例实施例的教导。

空间的相对术语，诸如“内”、“外”、“在下面”、“在……的下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，在此可出于便于描述的目的使用，以描述如图中所示的一个元件或者特征和另外一个或多个元件或者特征之间的关系。空间的相对术语可以意指包含除该图描绘的取向之外该装置的不同的取向。例如如果翻转该图中的装置，则描述为“在其他元件或者特征的下方”或者“在元件或者特征的下面”的元件将取向为“在其他元件或者特征的上方”。因此，示例术语“在……的下方”可以包含朝上和朝下的两种取向。该装置可以以其他方式取向(旋转90度或者其他取向)并且以此处的空间的相对描述解释。

Claims (10)

1.一种电池低功耗唤醒电路，其特征在于，包括PCB板、MCU控制模块、开关驱动模块、第一ADC模块、第一开关、第二开关、电池供电模块以及按键唤醒电路；其中，

所述MCU控制模块、开关驱动模块、第一ADC模块均设置在所述PCB板上；

所述PCB板与所述电池供电模块连接；

所述开关驱动模块、第一ADC模块分别与所述MCU控制模块连接；

所述第一开关的第一端与所述开关驱动模块连接，所述第一开关的第二端与所述第二开关的第二端连接，所述第一开关的第三端与所述电池供电模块的正极连接；

所述第二开关的第一端与所述开关驱动模块连接，所述第二开关的第三端与用电模块连接；

所述第一ADC模块与所述第二开关的第三端连接；

所述按键唤醒电路包括按键、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第三开关、第四开关以及二极管；

所述按键的一端接地，所述按键的另一端与电池电压连接；

所述第三开关的第一端串联所述第一电阻后连接在所述按键与所述电池电压之间，所述第三开关的第二端串联所述第六电阻后与所述第四开关的第一端连接，所述第三开关的第三端接地；

所述第二电阻、第三电阻、第四电阻的一端分别连接在所述第三开关的第一端与所述第一电阻之间，所述第二电阻、第三电阻、第四电阻的另一端并联接地；

所述第五电阻的一端连接在所述第三开关的第一端与所述第一电阻之间，所述第五电阻的另一端与所述第一开关的第三端连接；

所述第四开关的第二端连接在所述第五电阻与所述第一开关的第三端连接，所述第四开关的第三端串联所述二极管和所述第八电阻后与用电模块连接；

所述第七电阻的一端与所述第四开关的第二端连接，所述第七电阻的另一端连接在所述第四开关的第一端与所述第六电阻之间。

2.根据权利要求1所述的电池低功耗唤醒电路，其特征在于，所述第一开关、第二开关、第三开关、第四开关均为NMOS管；

所述第一开关、第二开关、第三开关、第四开关的第一端、第二端、第三端分别对应所述NMOS管的栅极、漏极、源极。

3.根据权利要求2所述的电池低功耗唤醒电路，其特征在于，所述开关驱动模块为MOS管驱动模块。

4.根据权利要求1所述的电池低功耗唤醒电路，其特征在于，所述第一开关的第一端与所述开关驱动模块之间串联有第九电阻。

5.根据权利要求1所述的电池低功耗唤醒电路，其特征在于，所述第二开关的第一端与所述开关驱动模块之间串联有第十电阻。

6.根据权利要求1所述的电池低功耗唤醒电路，其特征在于，所述第一ADC模块与所述第二开关的第三端之间串联有第十一电阻。

7.根据权利要求1所述的电池低功耗唤醒电路，其特征在于，所述电池供电模块为串联电池组。

8.根据权利要求1所述的电池低功耗唤醒电路，其特征在于，所述按键为电源开关按键。

9.一种电池低功耗控制系统，其特征在于，包括定时器、第二ADC模块、第十二电阻和如权利要求1～8中任一项所述的电池低功耗唤醒电路；其中，

所述第十二电阻串联在所述电池供电模块的负极与用电模块之间；

所述定时器设置在所述PCB板上，且与所述MCU控制模块连接；

所述第二ADC模块设置在所述PCB板上，且分别与所述MCU控制模块和所述第十二电阻的两端连接。

10.根据权利要求9所述的电池低功耗控制系统，其特征在于，所述第二ADC模块分别通过第十三电阻、第十四电阻与所述第十二电阻的两端连接。

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