CN214670476U - 用于mcu的低功耗电路及储能设备 - Google Patents

用于mcu的低功耗电路及储能设备 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供一种用于MCU的低功耗电路及储能设备,用于MCU的低功耗电路包括:相互并联的唤醒供电回路和工作供电回路;唤醒供电回路包括依次串联的触发开关和限流单元;工作供电回路包括电压变换模块。本实用新型通过设置唤醒供电回路和工作供电回路,使得通过唤醒供电回路将MCU唤醒后,由唤醒后的MCU使能工作供电回路,进而通过工作供电回路中的电压变换模块直接向MCU供电,从而使得后续的供电过程中无需再经过唤醒供电回路中的触发开关和限流单元,从而能够降低整个电路的功耗。

Description

用于MCU的低功耗电路及储能设备
技术领域
本实用新型涉及计算机技术领域,尤其涉及一种用于MCU的低功耗电路及储能设备。
背景技术
为了确保储能设备能够被远程唤醒,储能设备需要一直处于待机状态。传统的储能设备中,电池直接向MCU供电,电池上的电压会远远高于MCU需要的工作电压,从而导致整个电路中的电能损耗较大。
实用新型内容
针对现有技术中的问题,本实用新型实施例提供一种用于MCU的低功耗电路及储能设备。
具体地,本实用新型实施例提供了以下技术方案:
第一方面,本实用新型实施例提供了一种用于MCU的低功耗电路,包括:相互并联的唤醒供电回路和工作供电回路;
所述唤醒供电回路包括依次串联的触发开关和限流单元;所述触发开关的一端用于与供电电源连接,另一端与所述限流单元的一端连接;所述限流单元的另一端用于与所述MCU的电源端连接;所述触发开关在接收到触发信号时闭合,并在未接收到所述触发信号时断开;
所述工作供电回路包括电压变换模块;所述电压变换模块的输入端用于与所述供电电源连接,所述电压变换模块的输出端用于与所述MCU的电源端连接,所述电压变换模块的使能端与所述MCU的使能端连接;所述电压变换模块在接收到所述MCU的使能信号后工作以将所述供电电源的电压转换为所述MCU的工作电压并输出至所述MCU。
进一步地,所述限流单元包括第一电阻和第二电阻;
所述第一电阻的一端与所述触发开关的另一端连接,所述第一电阻的另一端与所述MCU的电源端连接;
所述第二电阻的一端与所述第一电阻的另一端连接,所述第二电阻的另一端接地。
进一步地,所述用于MCU的低功耗电路,还包括:第一防反保护单元;所述第一防反保护单元设置在所述唤醒供电回路上,所述第一防反保护单元的正极设置在靠近所述供电电源的一端,所述第一防反保护单元的负极设置在靠近所述MCU的一端。
进一步地,所述用于MCU的低功耗电路,还包括:第二防反保护单元;所述第二防反保护单元设置在所述电压变换模块与所述MCU的电源端之间,所述第二防反保护单元的正极与所述电压变换模块的输出端连接,所述第二防反保护单元的负极与所述MCU的电源端连接。
进一步地,所述第二防反保护单元包括至少一个二极管。
进一步地,所述用于MCU的低功耗电路,还包括:第一稳压单元,所述第一稳压单元的正极接地,所述第一稳压单元的负极与所述MCU的电源端连接。
进一步地,所述用于MCU的低功耗电路,还包括:第二稳压单元,所述第二稳压单元设置在所述触发开关与所述限流单元之间,所述第二稳压单元的负极与所述触发开关连接,所述第二稳压单元的正极与所述限流单元的一端连接。
进一步地,所述第一稳压单元和所述第二稳压单元均包括稳压二极管。
进一步地,所述电压变换模块为DC-DC模块。
第二方面,本实用新型实施例还提供了一种储能设备,包括供电电源、MCU以及如第一方面所述的用于MCU的低功耗电路。
由上面技术方案可知,本实用新型实施例提供的用于MCU的低功耗电路包括:相互并联的唤醒供电回路和工作供电回路;唤醒供电回路包括依次串联的触发开关和限流单元;工作供电回路包括电压变换模块。本实用新型通过设置唤醒供电回路和工作供电回路,使得通过唤醒供电回路将MCU唤醒后,由唤醒后的MCU使能工作供电回路,进而通过工作供电回路中的电压变换模块直接向MCU供电,从而使得后续的供电过程中无需再经过唤醒供电回路中的触发开关和限流单元,从而能够降低整个电路的功耗。
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一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图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的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型一实施例提供的用于MCU的低功耗电路的结构示意图之一;
图2为本实用新型一实施例提供的用于MCU的低功耗电路的结构示意图之二;
图3为本实用新型一实施例提供的用于MCU的低功耗电路的结构示意图之三;
图4为本实用新型一实施例提供的用于MCU的低功耗电路的结构示意图之四;
图5为本实用新型一实施例提供的用于MCU的低功耗电路的结构示意图之五;
图6为本实用新型一实施例提供的用于MCU的低功耗电路的结构示意图之六;
图7为本实用新型一实施例提供的用于MCU的低功耗电路的结构示意图之七;
图8为本实用新型一实施例提供的用于MCU的低功耗电路的结构示意图之八;
图9为本实用新型一实施例提供的用于MCU的低功耗电路的结构示意图之九;
图10为本实用新型一实施例提供的用于MCU的低功耗电路的结构示意图之十。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
图1示出了本实用新型实施例提供的用于MCU的低功耗电路的结构示意图之一。如图1所示,本实用新型实施例提供的用于MCU的低功耗电路具体包括:相互并联的唤醒供电回路和工作供电回路。
唤醒供电回路包括依次串联的触发开关102和限流单元103;触发开关102的一端用于与供电电源101连接,另一端与限流单元103的一端连接;限流单元103的另一端用于与MCU 104的电源端VCC连接;触发开关102在接收到触发信号时闭合,并在未接收到触发信号时断开。
工作供电回路包括电压变换模块105;电压变换模块105的输入端用于与供电电源101连接,电压变换模块105的输出端用于与MCU 104的电源端VCC连接,电压变换模块105的使能端EN与MCU 104的使能端EN连接;电压变换模块105在接收到MCU 104的使能信号后工作以将供电电源101的电压转换为MCU 104的工作电压并输出至MCU 104。
在本实施例中,需要说明的是,触发开关102的作用是:在接收到触发信号时闭合,从而使得供电电源101能够经过闭合的触发开关102以及限流单元103向MCU 104进行供电,从而唤醒MCU,触发开关102在没有接收到触发信号时断开。限流单元103的作用是:在供电电源101为MCU进行唤醒时起到限流和分压的作用;电压变换模块105的作用是将供电电源101的电压转换为MCU 104的工作电压并输出至MCU 104。
在本实施例中,供电电源是用于对MCU进行供电的单元,在一种实现方式下,可以采用电池实现。在本实施例中,电压变换模块可以采用DC-DC模块实现。
在本实施例中,需要说明的是,正如背景技术部分所述,为了确保储能设备能够被远程唤醒,储能设备需要一直处于待机状态。传统的储能设备中,电池直接向微控制单元MCU(Microcontroller Unit)供电,电池上的电压会远远高于MCU需要的工作电压,且MCU一直处于待机状态,从而导致整个电路中的电能损耗较大。为解决该问题,本实施例通过设置唤醒供电回路和工作供电回路,通过唤醒供电回路将MCU唤醒后,由唤醒后的MCU使能工作供电回路,进而通过工作供电回路中的电压变换模块直接向MCU供电,从而使得后续的供电过程中无需再经过唤醒供电回路中的触发开关和限流单元,从而能够降低整个电路的功耗。并且,本实施例中的低功耗电路中的MCU以及电压变换模块在MCU没有被唤醒时,均处于不工作状态,从而使得非工作状态下的耗能极低。
在本实施例中,需要说明的是,图2为开关闭合后唤醒供电回路的工作示意图。如图2所示,在需要唤醒MCU时,轻触触发开关,触发开关闭合后会断开。在触发开关闭合时供电电源、触发开关、限流单元形成放电回路,输出电流I1至MCU以唤醒MCU。
在本实施例中,需要说明的是,图3为开关断开后工作供电回路的工作示意图。MCU被唤醒后,输出使能信号EN至电压变换模块,从而使得电压变换模块开始工作。此时由于触发开关已经断开,供电电源直接通过电压变换模块进行电压变换后给MCU的VCC供电。此时,电路中的电流为I2,从图3中可以看出,电流I2不再经过触发开关和限流单元,从而能够极大的降低电路中的电能损耗。
由上面技术方案可知,本实用新型实施例提供的用于MCU的低功耗电路包括:相互并联的唤醒供电回路和工作供电回路;唤醒供电回路包括依次串联的触发开关和限流单元;工作供电回路包括电压变换模块。本实用新型通过设置唤醒供电回路和工作供电回路,使得通过唤醒供电回路将MCU唤醒后,由唤醒后的MCU使能工作供电回路,进而通过工作供电回路中的电压变换模块直接向MCU供电,从而使得后续的供电过程中无需再经过唤醒供电回路中的触发开关和限流单元,从而能够降低整个电路的功耗。
基于上述实施例的内容,在本实施例中,参见图4,限流单元103包括第一电阻R1和第二电阻R2;
第一电阻R1的一端与触发开关的另一端连接,第一电阻R1的另一端与MCU的电源端连接;
第二电阻R2的一端与第一电阻R1的另一端连接,第二电阻R2的另一端接地。
在本实施例中,如图4所示,由第一电阻R1和第二电阻R2组成限流单元103进行分流限压以确定MCU的VCC端的电压。
基于上述实施例的内容,在本实施例中,参见图5,用于MCU的低功耗电路还包括:第一防反保护单元106;第一防反保护单元106设置在唤醒供电回路上,第一防反保护单元106的正极(﹢)设置在靠近供电电源的一端,第一防反保护单元106的负极设置在靠近MCU的一端。在一种实现方式下,第一防反保护单元可以采用二极管实现,如图9所示。
在本实施例中,为了避免出现因电流反向而造成的器件损伤,如图5所示,在唤醒供电回路上设置了第一防反保护单元106,通过第一防反保护单元106可以有效防止反向电流的出现。
基于上述实施例的内容,在本实施例中,参见图6,用于MCU的低功耗电路还包括:第二防反保护单元107;第二防反保护单元107设置在电压变换模块105与MCU 104的电源端VCC之间,第二防反保护单元107的正极(﹢)与电压变换模块105的输出端连接,第二防反保护单元107的负极(﹣)与MCU 104的电源端VCC连接。在一种实现方式下,第二防反保护单元可以采用二极管实现,如图9所示,可以理解的是,第二防反保护单元可以包括至少一个二极管。
在本实施例中,为了避免出现因电流反向而造成的器件损伤,如图6所示,在电压变换模块105与MCU 104的电源端VCC之间设置了第二防反保护单元107,通过第二防反保护单元107可以有效防止反向电流的出现。
基于上述实施例的内容,在本实施例中,参见图7,用于MCU的低功耗电路还包括:第一稳压单元108,第一稳压单元108的正极接地,第一稳压单元的负极与MCU的电源端连接。在一种实现方式下,第一稳压单元可以采用稳压二极管实现,如图9所示。
基于上述实施例的内容,在本实施例中,参见图8,用于MCU的低功耗电路还包括:第二稳压单元109,第二稳压单元109设置在触发开关103与限流单元103之间,第二稳压单元的负极与触发开关连接,第二稳压单元的正极与限流单元的一端连接。在一种实现方式下,第二稳压单元可以采用稳压二极管实现,如图9所示。
在本实施例中,为了避免电池电压过低还能通过轻触开关SW耗电,或者当轻触开关SW处于损害状态时,会处于长闭合状态,从而导致一直在耗电,出现过放的情况,如图8所示,本实施例设置了第二稳压单元109,第二稳压单元109的负极与触发开关连接,第二稳压单元109的正极与限流单元的一端连接。第二稳压单元的存在能够使得供电电源的电压降低到一定值后,停止放电,从而保证电池不至于严重过放。第二稳压单元109的稳压值可以根据需要控制的电池电压来进行设置。在一种实现方式下,第二稳压单元可以采用稳压二极管实现,如图9所示。
下面结合图9和图10对本实施例提供的低功耗电路进行更为详细的解释和说明。
如图9所示,触发开关SW为轻触开关。在需要唤醒MCU时,轻触触发开关SW,SW闭合后会断开。在SW闭合时电池、SW、二极管D1、电阻R1以及稳压二极管ZD1、电阻R2形成放电回路。经过稳压二极管ZD1的稳压,可以确保输出至MCU的VCC稳定并唤醒MCU。此时电路中会产生电流I1。MCU被唤醒后,输出DC-DC使能信号EN至DC-DC模块,从而使得DC-DC开始工作。此时由于SW已经断开,电池直接通过DC-DC模块进行电压变换后给MCU的VCC供电。此时,电流I2不再经过SW、二极管D1、电阻R1,从而能够极大的降低电路中的电能损耗。
需要注意的是,开关SW与MCU的VCC的连接点之间的电路并非仅仅包含二极管D1和电阻R1,还可以包含其他器件,本处仅仅是示意。此外,需要说明的是,DC-DC模块仅在接收到使能信号EN才会开始工作,否则不工作。在DC-DC模块向MCU供电后,整个系统启动。需要关断时,MCU控制DC-DC关闭即可。
图10中,增加了稳压二极管ZD2,能够避免电池电压过低还能通过轻触开关SW耗电,或者当轻触开关SW处于损害状态时,会处于长闭合状态,从而导致一直在耗电,出现过放的情况。稳压二极管ZD2的存在能够确保电池电压降低到一定值后,停止放电,从而保证电池不至于严重过放。稳压二极管D2的稳压值可以根据需要控制的电池电压来进行设置。
由此可见,本实施例通过设置轻触开关将MCU唤醒后,MCU使能DC-DC模块,从而使得电池直接通过DC-DC模块向MCU供电,降低整个电路的功耗。
本实用新型另一实施例提供了一种储能设备,该储能设备包括供电电源、MCU以及如上面实施例提供的用于MCU的低功耗电路。
可以理解的是,由于本实施例提供的储能设备包含上面实施例提供的低功耗电路,从而具备和上述实施例类似的工作原理和有益效果,故此处不再详述,具体内容可参见上述实施例的介绍。
此外,在本实用新型中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
此外,在本实用新型中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
最后应说明的是:以上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: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的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于MCU的低功耗电路,其特征在于,包括:相互并联的唤醒供电回路和工作供电回路;
所述唤醒供电回路包括依次串联的触发开关和限流单元;所述触发开关的一端用于与供电电源连接,另一端与所述限流单元的一端连接;所述限流单元的另一端用于与所述MCU的电源端连接;所述触发开关在接收到触发信号时闭合,并在未接收到所述触发信号时断开;
所述工作供电回路包括电压变换模块;所述电压变换模块的输入端用于与所述供电电源连接,所述电压变换模块的输出端用于与所述MCU的电源端连接,所述电压变换模块的使能端与所述MCU的使能端连接;所述电压变换模块在接收到所述MCU的使能信号后工作以将所述供电电源的电压转换为所述MCU的工作电压并输出至所述MCU。
2.根据权利要求1所述的用于MCU的低功耗电路,其特征在于,所述限流单元包括第一电阻和第二电阻;
所述第一电阻的一端与所述触发开关的另一端连接,所述第一电阻的另一端与所述MCU的电源端连接;
所述第二电阻的一端与所述第一电阻的另一端连接,所述第二电阻的另一端接地。
3.根据权利要求1所述的用于MCU的低功耗电路,其特征在于,还包括:第一防反保护单元;所述第一防反保护单元设置在所述唤醒供电回路上,所述第一防反保护单元的正极设置在靠近所述供电电源的一端,所述第一防反保护单元的负极设置在靠近所述MCU的一端。
4.根据权利要求1所述的用于MCU的低功耗电路,其特征在于,还包括:第二防反保护单元;所述第二防反保护单元设置在所述电压变换模块与所述MCU的电源端之间,所述第二防反保护单元的正极与所述电压变换模块的输出端连接,所述第二防反保护单元的负极与所述MCU的电源端连接。
5.根据权利要求4所述的用于MCU的低功耗电路,其特征在于,所述第二防反保护单元包括至少一个二极管。
6.根据权利要求1所述的用于MCU的低功耗电路,其特征在于,还包括:第一稳压单元,所述第一稳压单元的正极接地,所述第一稳压单元的负极与所述MCU的电源端连接。
7.根据权利要求6所述的用于MCU的低功耗电路,其特征在于,还包括:第二稳压单元,所述第二稳压单元设置在所述触发开关与所述限流单元之间,所述第二稳压单元的负极与所述触发开关连接,所述第二稳压单元的正极与所述限流单元的一端连接。
8.根据权利要求7所述的用于MCU的低功耗电路,其特征在于,所述第一稳压单元和所述第二稳压单元均包括稳压二极管。
9.根据权利要求1~8任一项所述的用于MCU的低功耗电路,其特征在于,所述电压变换模块为DC-DC模块。
10.一种储能设备,其特征在于,包括供电电源、MCU以及如权利要求1~9任一项所述的用于MCU的低功耗电路。
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