CN215910871U - 一种基于便携式计算机ec的免维护授时电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于便携式计算机EC的免维护授时电路,该EC授时电路包括EC控制器和超级电容,EC控制器外接处理器,EC控制器连接超级电容;EC控制器采用国产单片机,国产单片机是一个具有RTC功能的芯片,通过国产单片机的RTC功能进行时钟记录;国产单片机上电时对处理器进行授时,实现RTC功能;超级电容作为储能单元,外接锂电池和/或外部适配器给超级电容充电。本实用新型结构简单、合理,采用了EC授时电路,降低了RTC功能的功耗,延长了RTC功能的工作时间;同时,采用锂电池和外部适配器同时给超级电容充电的方式,有效延长RTC功能的使用时间;去掉纽扣电池,实现了免维护功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及EC授时电路技术领域,具体涉及一种基于便携式计算机EC的免维护授时电路。
背景技术
嵌入式控制器EC(全称Embedded Controller)是便携式计算机独有的组成部分,它负担着键盘鼠标控制、电池电源管理、温度控制和显示屏亮度调节等功能。在便携计算机的便携性、智能化、个性化设计中起到重要作用。
一般的EC芯片并不具备授时功能,且现有技术多采用纽扣电池给处理器的RTC控制器供电,或用超级电容与纽扣电池并联使用供电,从而实现计算机的RTC功能。然而,以上现有技术存在以下缺陷:(1)纽扣锂电池有使用寿命,使用3-5年后就会电量耗尽,且工作温度范围较窄,在-20℃以下及40℃以上会加速掉电,不适宜恶劣的使用环境;(2)加入超级电容后,虽然使用寿命有所改善,但电池电量耗尽时,依然存在开箱更换纽扣电池的维护问题;(3)便携式计算机的处理器RTC控制器功耗较高,易较快导致电池没电。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是现有的EC芯片不具备授时功能且纽扣电池供电方式不适宜恶劣的使用环境,使用寿命短,存在开箱更换纽扣电池的维护问题,造成RTC控制器功耗较高等问题。
本实用新型目的在于提供一种基于便携式计算机EC的免维护授时电路,采用了EC授时电路,降低了RTC功能的功耗,延长了RTC功能的工作时间;同时,本实用新型采用锂电池和外部适配器同时给超级电容充电的方式,有效延长RTC功能的使用时间;去掉纽扣电池,结合使用频率,实现了免维护功能,同时使便携式计算机能适应恶劣环境。
本实用新型通过下述技术方案实现:
一种基于便携式计算机EC的免维护授时电路,该EC授时电路包括EC控制器和超级电容,所述EC控制器外接处理器,所述EC控制器连接超级电容;
所述EC控制器采用国产单片机,所述国产单片机是一个具有RTC功能的芯片,通过所述国产单片机的RTC功能进行时钟记录;所述国产单片机上电时通过I2C总线对处理器进行授时,实现RTC功能;
所述超级电容作为储能单元,外接供电电源给超级电容充电。
本实用新型采用国产单片机(型号可以是GD32F207)替代EC控制器,并通过国产单片机的RTC功能进行时钟记录,并在上电时通过I2C总线对处理器授时。由于国产单片机的RTC功耗远低于处理器的RTC功耗,故采用EC上电授时可有效延长RTC功能使用时间。另外,本实用新型采用超级电容作为储能单元,并采用锂电池和/或外部适配器同时给超级电容充电的方式,有效延长RTC功能的使用时间。
本实用新型结构简单、合理,采用了EC授时电路,降低了RTC功能的功耗,延长了RTC功能的工作时间;同时,本实用新型采用锂电池和外部适配器同时给超级电容充电的方式,有效延长RTC功能的使用时间;去掉纽扣电池,结合使用频率,实现了免维护功能,同时使便携式计算机能适应恶劣环境。
作为进一步地优选方案,所述国产单片机的型号为GD32F207。
作为进一步地优选方案,所述国产单片机包括RTC功能模块,所述RTC功能模块包括晶体控制器和外部电源接口VBAT,所述晶体控制器连接晶体;所述晶体的频率为32.768KHz。
作为进一步地优选方案,该EC授时电路还包括三个二极管,记作二极管D1、二极管D2和二极管D3,所述供电电源连接二极管D1的阳极,所述二极管D1的阴极连接所述超级电容;所述超级电容连接二极管D2的阳极,二极管D2的阴极连接VBAT,二极管D3的阳极连接二极管D1的阳极,二极管D3的阴极连接VBAT。本实用新型考虑加入二极管,是为了防止电流反向供电。
作为进一步地优选方案,所述超级电容作为储能单元,外接锂电池和/或外部适配器给超级电容充电。
作为进一步地优选方案,所述锂电池为EC授时电路的主供电电源,所述超级电容为辅助供电电源。这样的实际极大的延长了EC授时电路的工作时常,同时也实现了免维护的功能。
作为进一步地优选方案,所述供电电源通过DC/DC电源芯片转换为3.3V给超级电容充电,同时给该EC授时电路供电。
具体地,当接入电源适配器时,电源适配器对便携式计算机的锂电池充电,同时通过DC/DC电源芯片转换为3.3V给超级电容充电,同时给EC授时电路供电,待系统上电后,EC授时电路通过I2C总线给处理器授时,从而实现RTC功能。
当未接入电源适配器时,锂电池通多DC/DC电源芯片对EC授时电路供电,并给超级电容充电,以维持RTC功能的正常运行。上电后,EC授时电路通过I2C总线给处理器授时。
当锂电池电量耗尽后,超级电容放电对EC授时电路进行供电,以维持RTC功能的正常运行。
本实用新型与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:
1、本实用新型采用国产单片机替代EC控制器,并通过国产单片机的RTC功能进行时钟记录,并在上电时通过I2C总线对处理器授时。由于国产单片机的RTC功耗远低于处理器的RTC功耗,故采用EC上电授时可有效延长RTC功能使用时间。
2、本实用新型采用超级电容作为储能单元,并采用锂电池和/或外部适配器同时给超级电容充电的方式,有效延长RTC功能的使用时间。
3、本实用新型去掉纽扣电池,结合使用频率,可使应用该电路的便携式计算机适应恶劣环境,避免了传统的开箱更换纽扣电池,实现免维护功能。
4、本实用新型本实用新型结构简单、合理,采用了EC授时电路,降低了RTC功能的功耗,延长了RTC功能的工作时间。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中:
图1为本实用新型一种基于便携式计算机EC的免维护授时电路的电路图。
图2为本实用新型实施例锂电池和超级电容供电的工作过程图。
图3为本实用新型国产单片机GD32F207的电路引脚图。
图4为本实用新型国产单片机GD32F207的电路引脚图的上半部分。
图5为本实用新型国产单片机GD32F207的电路引脚图的下半部分。
附图标记及对应的零部件名称:
1-EC控制器,2-处理器,3-RTC功能模块,4-超级电容,5-锂电池,6-适配器,7-晶体控制器,8-VBAT,9-晶体,10-DC/DC。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本实用新型作进一步的详细说明,本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型,并不作为对本实用新型的限定。
在以下描述中,为了提供对本实用新型的透彻理解阐述了大量特定细节。然而,对于本领域普通技术人员显而易见的是:不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实例中,为了避免混淆本实用新型,未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
在整个说明书中,对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着:结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本实用新型至少一个实施例中。因此,在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外,可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外,本领域普通技术人员应当理解,在此提供的示图都是为了说明的目的,并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
实施例1
如图1至图5所示,本实用新型一种基于便携式计算机EC的免维护授时电路,如图1所示,该EC授时电路包括EC控制器和超级电容,所述EC控制器外接处理器,所述EC控制器连接超级电容;
所述EC控制器采用国产单片机,所述国产单片机是一个具有RTC功能的芯片,通过所述国产单片机的RTC功能进行时钟记录;所述国产单片机上电时通过I2C总线对处理器进行授时,实现RTC功能;
所述超级电容作为储能单元,外接供电电源给超级电容充电,具体外接锂电池和/或外部适配器给超级电容充电。所述供电电源通过DC/DC电源芯片转换为3.3V给超级电容充电,同时给该EC授时电路供电。
其中,所述锂电池为EC授时电路的主供电电源,所述超级电容为辅助供电电源。这样的实际极大的延长了EC授时电路的工作时常,同时也实现了免维护的功能。工作过程如图2所示,具体地:
当接入电源适配器时,电源适配器对便携式计算机的锂电池充电,同时通过DC/DC电源芯片转换为3.3V给超级电容充电,同时给EC授时电路供电,待系统上电后,EC授时电路通过I2C总线给处理器授时,从而实现RTC功能。
当未接入电源适配器时,锂电池通多DC/DC电源芯片对EC授时电路供电,并给超级电容充电,以维持RTC功能的正常运行。上电后,EC授时电路通过I2C总线给处理器授时。
当锂电池电量耗尽后,超级电容放电对EC授时电路进行供电,以维持RTC功能的正常运行。
为了进一步的对本实施例进行说明,所述国产单片机的型号为GD32F207,该型号的单片机具体引脚图如图3至图5所示。
为了进一步的对本实施例进行说明,所述国产单片机包括RTC功能模块,所述RTC功能模块包括晶体控制器和外部电源接口VBAT,所述晶体控制器连接晶体;所述晶体的频率为32.768KHz。
为了进一步的对本实施例进行说明,该EC授时电路还包括三个二极管,记作二极管D1、二极管D2和二极管D3,所述供电电源连接二极管D1的阳极,所述二极管D1的阴极连接所述超级电容;所述超级电容连接二极管D2的阳极,二极管D2的阴极连接VBAT,二极管D3的阳极连接二极管D1的阳极,二极管D3的阴极连接VBAT。本实用新型考虑加入二极管,是为了防止电流反向供电。
工作原理是:(1)本实用新型采用国产单片机(型号可以是GD32F207)替代EC控制器,并通过国产单片机的RTC功能进行时钟记录,并在上电时通过I2C总线对处理器授时。由于国产单片机的RTC功耗远低于处理器的RTC功耗,故采用EC上电授时可有效延长RTC功能使用时间。(2)本实用新型采用超级电容作为储能单元,并采用锂电池和/或外部适配器同时给超级电容充电的方式,有效延长RTC功能的使用时间。通过计算及实测,仅锂电池供电的待机情况下可保证RTC功能正常工作9个月,当锂电池电量耗尽后,由超级电容供电,可保证RTC功能正常工作3个月,即当无外接电源时,总共可保证RTC功能正常工作1年。结合使用频率,即可实现免维护的特点。(3)本实用新型去掉纽扣电池,可使应用该电路的便携式计算机适应恶劣环境,同时实现免维护功能。
本实用新型结构简单、合理,采用了EC授时电路,降低了RTC功能的功耗,延长了RTC功能的工作时间;同时,本实用新型采用锂电池和外部适配器同时给超级电容充电的方式,有效延长RTC功能的使用时间;去掉纽扣电池,结合使用频率,实现了免维护功能,同时使便携式计算机能适应恶劣环境。
以上所述的具体实施方式,对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已,并不用于限定本实用新型的保护范围,凡在本实用新型的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于便携式计算机EC的免维护授时电路,其特征在于,该EC授时电路包括EC控制器和超级电容,所述EC控制器外接处理器,所述EC控制器连接超级电容;
所述EC控制器采用国产单片机,所述国产单片机是一个具有RTC功能的芯片,通过所述国产单片机的RTC功能进行时钟记录;所述国产单片机上电时对处理器进行授时,实现RTC功能;所述超级电容作为储能单元,外接供电电源给超级电容充电。
2.根据权利要求1所述的一种基于便携式计算机EC的免维护授时电路,其特征在于,所述国产单片机包括RTC功能模块,所述RTC功能模块包括晶体控制器和VBAT,所述晶体控制器连接晶体;所述晶体的频率为32.768KHz。
3.根据权利要求2所述的一种基于便携式计算机EC的免维护授时电路,其特征在于,该EC授时电路还包括三个二极管,记作二极管D1、二极管D2和二极管D3,所述供电电源连接二极管D1的阳极,所述二极管D1的阴极连接所述超级电容;所述超级电容连接二极管D2的阳极,二极管D2的阴极连接VBAT,二极管D3的阳极连接二极管D1的阳极,二极管D3的阴极连接VBAT。
4.根据权利要求1所述的一种基于便携式计算机EC的免维护授时电路,其特征在于,所述超级电容作为储能单元,外接锂电池和/或外部适配器给超级电容充电。
5.根据权利要求4所述的一种基于便携式计算机EC的免维护授时电路,其特征在于,所述锂电池为EC授时电路的主供电电源,所述超级电容为辅助供电电源。
6.根据权利要求1所述的一种基于便携式计算机EC的免维护授时电路,其特征在于,所述国产单片机的型号为GD32F207。
7.根据权利要求1所述的一种基于便携式计算机EC的免维护授时电路,其特征在于,所述国产单片机通过I2C总线连接处理器。
8.根据权利要求1所述的一种基于便携式计算机EC的免维护授时电路,其特征在于,所述供电电源通过DC/DC电源芯片转换为3.3V给超级电容充电,同时给该EC授时电路供电。
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