CN217954558U - 一种用于功耗切换采集的简化电路 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电路的技术领域，公开了一种用于功耗切换采集的简化电路。该简化电路包括总电源、负载开关、第一单片机、第二单片机、高功耗采样电阻、低功耗采样电阻及电流采样芯片；负载开关的第一管脚、低功耗采样电阻的第一连接端及电流采样芯片的第十管脚相连以形成第一连接点，第一连接点与总电源相连；负载开关的第二管脚与高功耗采样电阻的第一连接端相连，负载开关的第三管脚与第一单片机相连；电流采样芯片的第八管脚、低功耗采样电阻的第二连接端及高功耗采样电阻的第二连接端相连以形成第二连接点，第二连接点与负载器件相连；电流采样芯片的第四管脚与第二单片机相连。本申请具有简化功耗采样电路，减小电路应用成本的效果。

Description

一种用于功耗切换采集的简化电路

技术领域

本申请涉及电路的技术领域，尤其是涉及一种用于功耗切换采集的简化电路。

背景技术

在电路中，一般使用采样电阻及检测其两端的电压，并通过公式转化来获取功耗值。传统电路分别设计有低功耗和高功耗的采样电路，单片机根据产品的工作模式来控制两个开关管，以达到切换高、低功耗采样电路的效果。传统电路存在线路较为冗杂，电路应用成本较高等缺点，因此，功耗采样电路还有待简化。

实用新型内容

本申请所要解决的技术问题是如何对功耗采样电路进行简化。

为了解决上述问题，本申请提供了一种用于功耗切换采集的简化电路，包括总电源、负载开关、第一单片机、第二单片机、高功耗采样电阻、低功耗采样电阻及电流采样芯片；所述负载开关的第一管脚、所述低功耗采样电阻的第一连接端及所述电流采样芯片的第十管脚相连接以形成第一连接点，并且所述第一连接点与所述总电源相连接；所述负载开关的第二管脚与所述高功耗采样电阻的第一连接端相连接，所述负载开关的第三管脚与所述第一单片机相连接；所述电流采样芯片的第八管脚、所述低功耗采样电阻的第二连接端及所述高功耗采样电阻的第二连接端相连接以形成第二连接点，并且所述第二连接点与负载器件相连接；所述电流采样芯片的第四管脚与所述第二单片机相连接。

优选的，还包括第一电容和第二电容，所述第一电容的一端与所述第二电容的一端相连接以形成第三连接点，并且所述第三连接点与所述第二连接点相连接，所述第一电容的另一端与所述第二电容的另一端进行连接后形成第四连接点，所述第四连接点接地。

优选的，还包括第三电容，所述第三电容的一端与所述第二连接点相连接，所述第三电容的另一端与所述第四连接点相连接。

优选的，还包括第一电阻，所述第一电阻的第一连接端与所述第二连接点相连接，所述第一电阻的第二连接端与所述第三电容的一端相连接。

优选的，还包括第四电容和第五电容，所述第四电容的一端与所述第五电容的一端相连接以形成第五连接点，并且所述第五连接点与所述电流采样芯片的第六管脚相连接，所述第四电容的另一端与所述第五电容的另一端进行连接后接地。

优选的，所述第二单片机具有第一引脚及第二引脚，所述第一引脚通过12C_SDA与所述电流采样芯片的第四管脚相连接，所述第二引脚通过12C_SCL与所述电流采样芯片的第五管脚相连接。

优选的，还包括上拉电阻，所述上拉电阻的第一连接端与总电源相连接，所述上拉电阻的第二连接端与所述电流采样芯片的第三管脚相连接。

优选的，还包括下拉电阻，所述下拉电阻的第一连接端与所述电流采样芯片的第二管脚相连接，所述下拉电阻的第二连接端接地。

优选的，还包括第六电容，所述第六电容的一端与所述第一连接点相连接，所述第六电容的另一端与所述第二连接点相连接。

优选的，还包括差分线，所述差分线的P端与所述电流采样芯片的第十管脚相连接，所述差分线的N端与所述电流采样芯片的第九管脚相连接。

与现有技术相比，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

当产品要在低功耗模式下运行时，第一单片机会通过其引脚断开负载开关，电流采集芯片会读取低功耗采样电阻两端的电压，通过功率为两端电压和电流之积的算法转为当前的低功耗数值；当产品要在高功耗模式下运行时，第一单片机会通过其引脚启动负载开关，电流采集芯片会读取两路并联的等效电阻两端的电压，通过功率为两端电压和电流之积的算法转为当前的高功耗数值。该简化电路相比于传统采集电路，通过减少电子元器件数量降低成本，并且简化了高、低功耗检测电路切换步骤。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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为本申请中简化电路的电路原理图。

附图标记说明：V1、总电源；V2、稳压电源；K、负载开关；U1、第一单片机；U2、第二单片机；U3、电流采样芯片；Rg、高功耗采样电阻；Rd、低功耗采样电阻；R1、第一电阻；R2、第二电阻；C1、第一电容；C2、第二电容；C3、第三电容；C4、第四电容；C5、第五电容；C6、第六电容；C7、第七电容；Rs、上拉电阻；Rx、下拉电阻。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

参照图1，本实用新型实施例提供了一种用于功耗切换采集的简化电路，该简化电路包括总电源V1、负载开关K、第一单片机U1、第二单片机U2、高功耗采样电阻Rg、低功耗采样电阻Rd、电流采样芯片U3及负载器件。在此，高功耗采样电阻Rg及低功耗采样电阻Rd将功耗值量化，通过其两端电压的形式显现出来，第一单片机U1通过控制一个负载开关K来切换高功耗、低功耗采样电路，简化了功耗采样电路。

具体的，负载开关K用于切换高功耗、低功耗采样电路，负载开关K具有第一管脚、第二管脚、第三管脚、第四管脚以及第五管脚。在负载开关K中，第二管脚与高功耗采样电阻Rg的第一连接端相连接，第三管脚与第一单片机U1相连接，在此通过第一单片机U1控制负载开关K的启闭，负载开关K的第五管脚接地；第四管脚与稳压电源V2相连接，在本实施例中，稳压电源V2为3.3V，稳压电源V2对负载开关K器件进行供电。

另外，负载开关K的第一管脚、低功耗采样电阻Rd的第一连接端及电流采样芯片U3的第十管脚相连接以形成第一连接点，并且第一连接点与总电源V1相连接，总电源V1对负载器件进行供电。电流采样芯片U3的第八管脚、低功耗采样电阻Rd的第二连接端及高功耗采样电阻Rg的第二连接端相连接以形成第二连接点，并且第二连接点与负载器件相连接；电流采样芯片U3的第四管脚与第二单片机U2相连接，在此，第二单片机U2通过一组I2C总线与电流采集芯片通信获取功耗采样数据。

该简化电路还包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6和第七电容C7。在本实施例中，第一电阻R1和第二电阻R2的阻值均为0，相当于短接；第一电容C1选用22uF的电容器件，第二电容C2和第五电容C5均选用100nF的电容器件，第四电容C4选用10uF的电容器件，在此，第一电容C1、第二电容C2、第四电容C4和第五电容C5均用于滤除电源干扰，以便为负载器件提供较为纯净的电源；第三电容C3和第七电容C7均选用1nF的电容器件，第三电容C3和第七电容C7用于滤除功耗采集信号的高频干扰；第六电容C6选用100nF的电容器件，第六电容C6用于滤除采集功耗差模信号的高频干扰。

其中，第一电容C1的一端与第二电容C2的一端相连接以形成第三连接点，并且第三连接点与第二连接点相连接，另外，第三连接点与负载电源相连接，负载器件并联在负载电源的两端；第一电容C1的另一端与第二电容C2的另一端进行连接后形成第四连接点，第四连接点接地；第一电阻R1的第一连接端与第二连接点相连接，第一电阻R1的第二连接端与第三电容C3的一端相连接，第三电容C3的另一端与第四连接点相连接。

另一方面，第六电容C6的一端与第一连接点相连接，第六电容C6的另一端与所述第二连接点相连接；第二电阻R2的第一连接端与第一连接点相连接，第二电阻R2的第二连接端与第七电容C7的一端相连接，第七电容C7的另一端接地。第四电容C4的一端与第五电容C5的一端相连接以形成第五连接点，并且第五连接点与电流采样芯片U3的第六管脚相连接，第四电容C4的另一端与所述第五电容C5的另一端进行连接后接地。

继续参照图1，该简化电路还包括上拉电阻Rs以及下拉电阻Rx。上拉电阻Rs的第一连接端与稳压为3.3V的电源相连接，上拉电阻Rs的第二连接端与电流采样芯片U3的第三管脚相连接；上拉电阻Rs将不确定的信号嵌位在高电平，同时上拉电阻Rs起限流作用。下拉电阻Rx的第一连接端与电流采样芯片U3的第二管脚相连接，下拉电阻Rx的第二连接端与电流采样芯片U3的第七管脚相连接并接地；下拉电阻Rx的阻值是0Ω，相当于短接，在本实施例中，下拉电阻Rx用于电路调试的。

进一步地，该简化电路还包括差分线，差分线的P端与电流采样芯片U3的第十管脚相连接，差分线的N端与电流采样芯片U3的第九管脚相连接，以使差分信号作用在电流采样芯片U3的两端。此外，第二单片机U2具有第一引脚及第二引脚，第一引脚通过12C_SDA与电流采样芯片U3的第四管脚相连接，第二引脚通过12C_SCL与电流采样芯片U3的第五管脚相连接，以使第二单片机U2获取功耗采样数据。

本申请实施例一种用于功耗切换采集的简化电路的实施原理为：第一单片机U1可以根据将要进行的功耗模式，通过其引脚来切换高功耗或低功耗采集电路，让电路实现简化，减小电路应用成本。当产品要在低功耗模式下运行时，第一单片机U1会通过其引脚断开负载开关K，电流采集芯片会读取低功耗采样电阻Rd两端的电压，通过功率为两端电压和电流之积的算法转为当前的低功耗数值；当产品要在高功耗模式下运行时，第一单片机U1会通过其引脚启动负载开关K，电流采集芯片会读取两路并联的等效电阻两端的电压，通过功率为两端电压和电流之积的算法转为当前的高功耗数值。该简化电路相比于传统采集电路，通过减少电子元器件数量降低成本，并且简化了高、低功耗检测电路切换步骤。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于功耗切换采集的简化电路，其特征在于：包括总电源(V1)、负载开关(K)、第一单片机(U1)、第二单片机(U2)、高功耗采样电阻(Rg)、低功耗采样电阻(Rd)及电流采样芯片(U3)；

所述负载开关(K)的第一管脚、所述低功耗采样电阻(Rd)的第一连接端及所述电流采样芯片(U3)的第十管脚相连接以形成第一连接点，并且所述第一连接点与所述总电源(V1)相连接；

所述负载开关(K)的第二管脚与所述高功耗采样电阻(Rg)的第一连接端相连接，所述负载开关(K)的第三管脚与所述第一单片机(U1)相连接；

所述电流采样芯片(U3)的第八管脚、所述低功耗采样电阻(Rd)的第二连接端及所述高功耗采样电阻(Rg)的第二连接端相连接以形成第二连接点，并且所述第二连接点与负载器件相连接；

所述电流采样芯片(U3)的第四管脚与所述第二单片机(U2)相连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于功耗切换采集的简化电路，其特征在于，还包括第一电容(C1)和第二电容(C2)，所述第一电容(C1)的一端与所述第二电容(C2)的一端相连接以形成第三连接点，并且所述第三连接点与所述第二连接点相连接，所述第一电容(C1)的另一端与所述第二电容(C2)的另一端进行连接后形成第四连接点，所述第四连接点接地。

3.根据权利要求2所述的一种用于功耗切换采集的简化电路，其特征在于，还包括第三电容(C3)，所述第三电容(C3)的一端与所述第二连接点相连接，所述第三电容(C3)的另一端与所述第四连接点相连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于功耗切换采集的简化电路，其特征在于，还包括第一电阻(R1)，所述第一电阻(R1)的第一连接端与所述第二连接点相连接，所述第一电阻(R1)的第二连接端与所述第三电容(C3)的一端相连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于功耗切换采集的简化电路，其特征在于，还包括第四电容(C4)和第五电容(C5)，所述第四电容(C4)的一端与所述第五电容(C5)的一端相连接以形成第五连接点，并且所述第五连接点与所述电流采样芯片(U3)的第六管脚相连接，所述第四电容(C4)的另一端与所述第五电容(C5)的另一端进行连接后接地。

6.根据权利要求1所述的一种用于功耗切换采集的简化电路，其特征在于，所述第二单片机(U2)具有第一引脚及第二引脚，所述第一引脚通过12C_SDA与所述电流采样芯片(U3)的第四管脚相连接，所述第二引脚通过12C_SCL与所述电流采样芯片(U3)的第五管脚相连接。

7.根据权利要求1所述的一种用于功耗切换采集的简化电路，其特征在于，还包括上拉电阻(Rs)，所述上拉电阻(Rs)的第一连接端与总电源(V1)相连接，所述上拉电阻(Rs)的第二连接端与所述电流采样芯片(U3)的第三管脚相连接。

8.根据权利要求1所述的一种用于功耗切换采集的简化电路，其特征在于，还包括下拉电阻(Rx)，所述下拉电阻(Rx)的第一连接端与所述电流采样芯片(U3)的第二管脚相连接，所述下拉电阻(Rx)的第二连接端接地。

9.根据权利要求1所述的一种用于功耗切换采集的简化电路，其特征在于，还包括第六电容(C6)，所述第六电容(C6)的一端与所述第一连接点相连接，所述第六电容(C6)的另一端与所述第二连接点相连接。

10.根据权利要求1所述的一种用于功耗切换采集的简化电路，其特征在于，还包括差分线，所述差分线的P端与所述电流采样芯片(U3)的第十管脚相连接，所述差分线的N端与所述电流采样芯片(U3)的第九管脚相连接。

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