CN220022612U - 一种低功耗待机电源的开关电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种低功耗待机电源的开关电路，按压按键模块，使得开关模块导通，从而电源通过开关模块传输至降压芯片，降压芯片将电源电压调节至MCU所需的电压后为储能组件充电及MCU供电，松开按键模块后，储能组件继续为MCU供电，MCU控制开关模块持续导通，即电源持续为MCU供电，MCU进入稳定工作状态。按压按键模块一定时长，MCU检测到该时长超过预设值后，MCU控制开关模块截止，电源停止向MCU供电，MCU进入待机状态。在待机状态下，将供电回路断开，实现低功耗待机。

Description

一种低功耗待机电源的开关电路

技术领域

本实用新型涉及电源技术，特别涉及一种低功耗待机电源的开关电路。

背景技术

随着社会的发展，人类对于能源的使用量越来越大，对节能技术的需要也越来越迫切，国家也颁布的一系列的能源标准。开关电源以其高效、低功耗等优势在家电领域得到广泛的应用，但家用电器有待机的需求，国家颁布最新的标准要求家电在待机时功耗小于0.5W等要求。然而，开关电源存在轻载时效率低下的缺点，这导致很多家电产品无法满足相关需求。

有鉴于此，如果降低电路系统的待机功耗为本领域需要改进的技术问题。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种低功耗待机电源的开关电路，包括：

按键模块、开关模块、降压芯片、储能组件及MCU；

所述按键模块、所述开关模块、所述降压芯片及所述储能组件均与所述MCU相连；所述开关模块连接于所述按键模块与所述降压芯片之间，所述储能组件连接于所述降压芯片与所述MCU之间，所述按键模块及所述开关模块均与电源相连；

所述按键模块用于控制所述开关模块的导通，所述开关模块用于控制电源与所述降压芯片之间的开断，所述降压芯片用于将电源电压调节至所述MCU所需电压、并为所述储能组件充电，所述储能组件用于为所述MCU持续供电，所述MCU用于检测所述按键模块的按压时长，并根据该按压时长控制所述开关模块的开断。

进一步地，所述按键模块包括共阴极稳压二极管、按键；所述按键的一端与所述共阴极稳压二极管的阴极相连，所述按键的另一端接地；所述共阴极稳压二极管的其一阳极引脚分别与所述MCU及外接电源相连，所述共阴极稳压二极管的另一阳极引脚与所述开关模块及电源相连。

进一步地，所述开关模块包括相连的第一开关管及第二开关管，所述第一开关管与所述第二开关管的公共端分别与所述按键模块及电源相连，所述第一开关管分别与电源及所述降压芯片相连，所述第二开关管与所述MCU相连；所述第一开关管低电平导通，所述第二开关管高电平导通。

进一步地，所述第一开关管为PMOS管，所述PMOS管的栅极与所述第二开关管相连，所述PMOS管的源极与电源相连，所述PMOS管的漏极与所述降压芯片相连。

进一步地，所述第二开关管为NMOS管，所述NMOS管的栅极与所述MCU相连，所述NMOS管的源极接地，所述NMOS管漏极与所述第一开关管相连。

进一步地，所述开关模块还包括设置于所述MCU与所述NMOS管之间的共阴极稳压二级管，所述NMOS管的栅极与所述共阴极稳压二级管的阴极相连，所述共阴极稳压二级管其一阳极与所述MCU相连。

进一步地，所述NMOS管的栅极与所述MCU之间还设置有限流电阻，所述限流电阻与所述MCU之间还设置有接地电阻。

进一步地，所述储能组件包括滤波电容及电解电容，所述滤波电容的一端连接在所述降压芯片的输出端与所述MCU之间、另一端接地；所述电解电容的正极连接在所述降压芯片的输出端与所述MCU之间、负极接地。

进一步地，所述MCU采用TSSOP-20。

与现有技术相比，本实用新型技术方案及其有益效果如下：

(1)本实用新型的开关电路，在轻触按键模块时，能够快速实现电源为电路系统供电，当按压按键模块一定时长后，MCU控制开关模块截止，关断电源向电路系统供电的供电回路，实现电源的低功耗。

(2)本实用新型的开关电路，结构简单，控制效果好，响应速度快。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种低功耗待机电源的开关电路的模块框图；

图2是本实用新型实施例提供的一种低功耗待机电源的开关电路原理图，其中，MCU未图示；

图3是本实用新型实施例提供的MCU原理图。

图示说明：

100、按键模块；200、开关模块；300、储能组件。

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。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。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。

参阅图1，一种低功耗待机电源的开关电路，包括按键模块100、开关模块200、降压芯片、储能组件300及MCU。按键模块100、开关模块200、降压芯片及储能组件300均与MCU相连，开关模块200连接于按键模块100与降压芯片之间，储能组件300连接于降压芯片与MCU之间，按键模块100及开关模块200均与电源相连。

按压按键模块100，使得开关模块200导通，从而电源通过开关模块200传输至降压芯片，降压芯片将电源电压调节至MCU所需的电压后为储能组件充电及MCU供电，松开按键模块100后，储能组件300继续为MCU供电，MCU控制开关模块200持续导通，即电源持续为MCU供电，MCU进入稳定工作状态。按压按键模块100一定时长，MCU检测到该时长超过预设值后，MCU控制开关模块截止，电源停止向MCU供电，MCU进入待机状态。在待机状态下，将供电回路断开，实现低功耗待机。值得注意的是，MCU检测按压时长来改变输出电平从而控制开关模块的开断，为常见的现有技术。

参阅图2，按键模块包括共阴极稳压二极管D1、按键K1。按键K1的一端与共阴极稳压二极管D1的阴极相连，按键K1的另一端接地。共阴极稳压二极管D1的其一阳极引脚分别与MCU及外接电源VCC相连，共阴极稳压二极管D1的另一阳极引脚与开关模块200及电源power相连，。

开关模块200包括相连的第一开关管Q2及第二开关管Q3，第一开关管Q2为PMOS管，第二开关管为NMOS管。第一开关管Q2的栅极与第二开关管Q3的漏极相连，且二者的公共端分别与共阴极稳压二极管D1的另一阳极引脚及电源power相连。第一开关管Q2的源极与电源power相连，第一开关管Q2的漏极与降压芯片U8的输入端相连，第一开关管Q2的源极与栅极之间连接有电容C28。第二开关管Q3的栅极通过限流电阻R31与MCU相连，第二开关管Q3的源极接地。限流电阻R31与MCU之间还设置有共阴极稳压二级管D2，共阴极稳压二级管D2的阴极与限流电阻R31的公共端还连接有接地电阻R60，接地电阻R60的另一端接地。第一开关管Q2与第二开关管Q3的公共端与电源power之间还设置有电阻R62。

储能组件300包括滤波电容C45及电解电容CE2，滤波电容C45的一端连接在降压芯片U8的输出端与MCU之间、另一端接地。电解电容CE2的正极连接在降压芯片U8的输出端与MCU之间、负极接地。

参阅图3，本实施例中，MCU采用TSSOP-20。

轻触按键K1，电源power、电阻R62、共阴极稳压二级管D1、按键K1及地形成导通回路，第一开关管Q2的栅极电位被拉低，第一开关管Q2导通。电源power通过第一开关管Q2传输至降压芯片U8的输入端，并从降压芯片U8的输出端输出适合的电压为MCU供电及为电解电容CE2充电。松开按键K1，电解电容CE2存储的电量继续为MCU供电维持其正常工作，MCU的向第二开关管Q3的栅极输出高电平，第二开关管Q3导通，第一开关管Q2的栅极继续保持低电位，即第一开关管Q2保持导通，电源power持续给电路系统供电。

长按按键K1，MCU检测共阴极稳压二极管D1的阳极引脚为低电平，并维持低电平一定时长，若该时长大于预设值，例如三秒，即长按按键K1超过3秒，MCU则向第二开关管Q3的栅极输出低电平，第二开关管Q3截止，第一开关管Q2截止，电路系统进入待机状态，电源power与电路系统的供电回路断开，实现低功耗待机。MCU根据检测到的低电平时长来输出高/低电平为现有技术，在此不再赘述。

上述说明示出并描述了本实用新型的优选实施例，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种低功耗待机电源的开关电路，其特征在于，包括：

按键模块、开关模块、降压芯片、储能组件及MCU；

所述按键模块、所述开关模块、所述降压芯片及所述储能组件均与所述MCU相连；所述开关模块连接于所述按键模块与所述降压芯片之间，所述储能组件连接于所述降压芯片与所述MCU之间，所述按键模块及所述开关模块均与电源相连；

所述按键模块用于控制所述开关模块的导通，所述开关模块用于控制电源与所述降压芯片之间的开断，所述降压芯片用于将电源电压调节至所述MCU所需电压、并为所述储能组件充电，所述储能组件用于为所述MCU持续供电，所述MCU用于检测所述按键模块的按压时长，并根据该按压时长控制所述开关模块的开断。

2.根据权利要求1所述的一种低功耗待机电源的开关电路，其特征在于，所述按键模块包括共阴极稳压二极管、按键；所述按键的一端与所述共阴极稳压二极管的阴极相连，所述按键的另一端接地；所述共阴极稳压二极管的其一阳极引脚分别与所述MCU及外接电源相连，所述共阴极稳压二极管的另一阳极引脚与所述开关模块及电源相连。

3.根据权利要求1所述的一种低功耗待机电源的开关电路，其特征在于，所述开关模块包括相连的第一开关管及第二开关管，所述第一开关管与所述第二开关管的公共端分别与所述按键模块及电源相连，所述第一开关管分别与电源及所述降压芯片相连，所述第二开关管与所述MCU相连；所述第一开关管低电平导通，所述第二开关管高电平导通。

4.根据权利要求3所述的一种低功耗待机电源的开关电路，其特征在于，所述第一开关管为PMOS管，所述PMOS管的栅极与所述第二开关管相连，所述PMOS管的源极与电源相连，所述PMOS管的漏极与所述降压芯片相连。

5.根据权利要求3所述的一种低功耗待机电源的开关电路，其特征在于，所述第二开关管为NMOS管，所述NMOS管的栅极与所述MCU相连，所述NMOS管的源极接地，所述NMOS管漏极与所述第一开关管相连。

6.根据权利要求5所述的一种低功耗待机电源的开关电路，其特征在于，所述开关模块还包括设置于所述MCU与所述NMOS管之间的共阴极稳压二级管，所述NMOS管的栅极与所述共阴极稳压二级管的阴极相连，所述共阴极稳压二级管其一阳极与所述MCU相连。

7.根据权利要求5所述的一种低功耗待机电源的开关电路，其特征在于，所述NMOS管的栅极与所述MCU之间还设置有限流电阻，所述限流电阻与所述MCU之间还设置有接地电阻。

8.根据权利要求1所述的一种低功耗待机电源的开关电路，其特征在于，所述储能组件包括滤波电容及电解电容，所述滤波电容的一端连接在所述降压芯片的输出端与所述MCU之间、另一端接地；所述电解电容的正极连接在所述降压芯片的输出端与所述MCU之间、负极接地。

9.根据权利要求1所述的一种低功耗待机电源的开关电路，其特征在于，所述MCU采用TSSOP-20。