CN220822639U - 一种低成本的电池供电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种低成本的电池供电装置，包括：MCU主控模块、电池供电模块和电压转换模块，所述电池供电模块包括相连接的干电池和电压检测电路，所述电压转换模块的输入端连接至所述电池供电模块的输出端，所述电压转换模块的输出端连接至所述MCU主控模块的供电输入端，所述电压检测电路与所述MCU主控模块相连接。本实用新型能够为MCU主控模块对升压的启动和关闭控制提供硬件基础，为实现高效的电源效率提供了更好的供电电路设计。本实用新型优化了整体的电路结构，整体方案简单易实现，能够有效地节省了PCB电路板的尺寸，并合理地降低了物料成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种供电装置，尤其涉及一种低成本的电池供电装置。
背景技术
随着物联网和智能家居产业的迅猛发展，人们对设备能耗/电池续航等提出了更高的要求，在欧盟环保指令生效后，设计者即要保证设备稳定可靠甚至增加应用功能，又要确保产品低功耗满足环保标准，特别是用到干电池的电子产品，电池续航能力是特别重要的一项指标。而由于干电池在使用过程中其输出电压会慢慢下降，为解决电池电压慢慢降低的问题，现有技术方案通常采用支持升降压功能的Buck-Boost芯片或者仅具有升压功能的Boost芯片（即升压芯片）来稳定输出电压，这类芯片通常具有真关断的特点，真关断指的是关闭升压功能就切断了输出电压。因此，为了保证电路能够一直输出稳定电压，通常在电路设计时需要一直打开Boost芯片的升压功能。
但实际上，现有升压技术的电源转换效率很难达到95%以上，并且Boost芯片本体在升压工作状态下的漏电流也偏大，这种需要一直打开升压功能的使用场景将会导致存在干电池使用寿命降低的问题；而为了解决其使用寿命的问题，则通常在不需要一直打开升压功能的使用场景中，会单独给主控制模块（例如微处理器控制单元MCU）提供一路电源进行供电，以便在休眠模式下关闭Boost升压电路来达到省电的目的，但是，明显的，通过这种技术方案来实现的话，必然会存在系统复杂度与物料成本增加等问题，不利于产品的成本控制。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是需要提供一种优化了电路结构设计的低成本的电池供电装置，进而旨在能够简化其电路，同时也能够节省PCB电路板的尺寸，有效地降低物料成本。
对此，本实用新型提供一种低成本的电池供电装置，包括：MCU主控模块、电池供电模块和电压转换模块，所述电池供电模块包括相连接的干电池和电压检测电路，所述电压转换模块的输入端连接至所述电池供电模块的输出端，所述电压转换模块的输出端连接至所述MCU主控模块的供电输入端，所述电压检测电路与所述MCU主控模块相连接。
本实用新型的进一步改进在于，所述电压检测电路与所述MCU主控模块的ADC管脚相连接。
本实用新型的进一步改进在于，所述电压转换模块的开关控制端口与所述MCU主控模块相连接。
本实用新型的进一步改进在于，所述电压转换模块的使能管脚通过GPIO总线连接至所述MCU主控模块的控制管脚。
本实用新型的进一步改进在于，还包括背光模块，所述背光模块与所述电压转换模块的输出端相连接。
本实用新型的进一步改进在于，还包括无线RF模块，所述无线RF模块与所述电压转换模块的输出端相连接。
本实用新型的进一步改进在于，所述无线RF模块与所述背光模块相并联。
本实用新型的进一步改进在于，所述电压检测电路包括电阻R1和电阻R2，所述电阻R1的一端连接至干电池的正极，所述电阻R2的一端连接至干电池的负极；所述电阻R1的另一端和电阻R2的另一端相连接，并连接至所述MCU主控模块的ADC管脚。
本实用新型的进一步改进在于，所述电压转换模块包括升压芯片U1、电容C1、电容C2、电感L1和电阻R3，所述电容C1的一端、电容C2的一端以及电感L1的一端连接至所述干电池的正极，所述电容C1的另一端和电容C2的另一端接地，所述电感L1的另一端连接至所述升压芯片U1的输入管脚；所述电阻R3的一端连接至所述升压芯片U1的使能管脚，所述电阻R3的另一端通过GPIO总线连接至所述MCU主控模块。
本实用新型的进一步改进在于，所述MCU主控模块包括MCU主控芯片U2、电容C3和电容C4，所述电容C3的一端和电容C4的一端均连接至所述MCU主控芯片U2的供电管脚，所述电容C3的另一端和电容C4的另一端接地。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：所述电压转换模块的输出端连接至所述MCU主控模块的供电输入端，使得所述MCU主控模块直接通过所述电压转换模块输出的电源供电，并且所述电压检测电路与所述MCU主控模块相连接，以便为MCU主控模块对升压的启动和关闭控制提供硬件基础，为实现高效的电源效率提供了很好的供电电路设计。本实用新型优化了整体的电路结构，整体方案简单易实现，能够有效地节省了PCB电路板的尺寸，并合理地降低了物料成本。
附图说明
图1是本实用新型一种实施例的电路模块结构示意图；
图2是本实用新型一种实施例的电路原理示意图。
附图标识：1- MCU主控模块；2-电池供电模块；3-电压转换模块；4-背光模块；5-无线RF模块。
具体实施方式
在本实用新型的描述中，如果某一技术特征被称为“设置”、“固定”、“连接”、“安装”在另一个技术特征，可以直接设置、固定、连接在另一个技术特征上，也可以间接地设置、固定、连接、安装在另一个技术特征上。
下面结合附图，对本实用新型的较优的实施例作进一步的详细说明。
如图1和图2所示，本实施例提供一种低成本的电池供电装置，包括：MCU主控模块1、电池供电模块2和电压转换模块3，所述电池供电模块2包括相连接的干电池和电压检测电路，所述电压转换模块3的输入端连接至所述电池供电模块2的输出端，所述电压转换模块3的输出端连接至所述MCU主控模块1的供电输入端，所述电压检测电路与所述MCU主控模块1相连接。
本实施例所述干电池优选包括2节7号干电池；所述电压转换模块3的输出端连接至所述MCU主控模块1的供电输入端，使得所述电压转换模块3的输出能够直接用于所述MCU主控制单元1的供电，所述电压转换模块3的关断/开启控制信号由所述MCU主控制模块1进行硬件控制。所述电压转换模块3用于将所述电池供电模块2的电压进行升压处理并输出稳定的电压。所述MCU主控制模块1的MCU主控芯片U2可以采用8位MCU芯片FT62F0GCA-LRB来实现；所述电压转换模块3的升压芯片U1可以采用ME2188xx的升压转换芯片来实现，当然，在实际应用时，也可以替换成其他型号的芯片。
本实施例所述电压检测电路与所述MCU主控模块1的ADC管脚相连接，所述电压转换模块3的开关控制端口与所述MCU主控模块1相连接，所述电压转换模块3的使能管脚（即CE管脚）通过GPIO总线连接至所述MCU主控模块1的控制管脚。使得所述MCU主控制模块1的ADC口同步检测所述电池供电模块2输出的电池电压检测信号，当检测信号高于电路预设的固定值（包括且不限于2.8V），则可以通过MCU主控芯片U2的GPIO口输出低电平，关闭所述电压转换模块3，此时所述电压转换模块3的升压芯片U1将处于直连的工作模式，输出电压直接等于输入电压，即关闭了升压功能。当检测信号低于电路预设的固定值，但高于低电量报警电压状态时，则通过GPIO口拉高电平来启运所述电压转换模块3的Boost升压功能，因此，能够通过硬件电路为实现升压的关断和启动提供了很好的基础，以便能够有效地实现电源效率的提升。
如图2所示，本实施例还优选包括背光模块和无线RF模块，所述背光模块与所述电压转换模块3的输出端相连接，所述无线RF模块与所述电压转换模块3的输出端相连接；所述无线RF模块与所述背光模块相并联，以便通过所述电压转换模块3的输出端提供背光源和无线模块的供电，提升产品的人性化设计。
如图2所示，本实施例所述电压检测电路包括电阻R1和电阻R2，所述电阻R1的一端连接至干电池的正极，所述电阻R2的一端连接至干电池的负极；所述电阻R1的另一端和电阻R2的另一端相连接，并连接至所述MCU主控模块1的ADC管脚。
如图2所示，本实施例所述电压转换模块3包括升压芯片U1、电容C1、电容C2、电感L1和电阻R3，所述电容C1的一端、电容C2的一端以及电感L1的一端连接至所述干电池的正极，所述电容C1的另一端和电容C2的另一端接地，所述电感L1的另一端连接至所述升压芯片U1的输入管脚；所述电阻R3的一端连接至所述升压芯片U1的使能管脚，所述电阻R3的另一端通过GPIO总线连接至所述MCU主控模块1。
如图2所示，本实施例所述MCU主控模块1包括MCU主控芯片U2、电容C3和电容C4，所述电容C3的一端和电容C4的一端均连接至所述MCU主控芯片U2的供电管脚，所述电容C3的另一端和电容C4的另一端接地。MCU主控芯片U2的2路控制信号中，其中一路ADC信号连接到所述电压检测电路进而实现电池电压采样，另一路GPIO信号连接至所述电压转换模块3的升压芯片U1的CE使能管脚。
综上所述，本实施例所述电压转换模块3的输出端连接至所述MCU主控模块1的供电输入端，使得所述MCU主控模块1直接通过所述电压转换模块3输出的电源供电，并且所述电压检测电路与所述MCU主控模块1相连接，以便为MCU主控模块1对升压的启动和关闭控制提供硬件基础，为实现高效的电源效率提供了很好的供电电路设计。本实施例优化了整体的电路结构，整体方案简单易实现，能够有效地节省了PCB电路板的尺寸，无需额外提供单独的电源实现供电，也为升压的关断和启动提供了很好的基础，合理地降低了物料成本。
以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。
Claims (10)
1.一种低成本的电池供电装置，其特征在于，包括：MCU主控模块、电池供电模块和电压转换模块，所述电池供电模块包括相连接的干电池和电压检测电路，所述电压转换模块的输入端连接至所述电池供电模块的输出端，所述电压转换模块的输出端连接至所述MCU主控模块的供电输入端，所述电压检测电路与所述MCU主控模块相连接。
2.根据权利要求1所述的低成本的电池供电装置，其特征在于，所述电压检测电路与所述MCU主控模块的ADC管脚相连接。
3.根据权利要求1所述的低成本的电池供电装置，其特征在于，所述电压转换模块的开关控制端口与所述MCU主控模块相连接。
4.根据权利要求3所述的低成本的电池供电装置，其特征在于，所述电压转换模块的使能管脚通过GPIO总线连接至所述MCU主控模块的控制管脚。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的低成本的电池供电装置，其特征在于，还包括背光模块，所述背光模块与所述电压转换模块的输出端相连接。
6.根据权利要求5所述的低成本的电池供电装置，其特征在于，还包括无线RF模块，所述无线RF模块与所述电压转换模块的输出端相连接。
7.根据权利要求6所述的低成本的电池供电装置，其特征在于，所述无线RF模块与所述背光模块相并联。
8.根据权利要求1至4任意一项所述的低成本的电池供电装置，其特征在于，所述电压检测电路包括电阻R1和电阻R2，所述电阻R1的一端连接至干电池的正极，所述电阻R2的一端连接至干电池的负极；所述电阻R1的另一端和电阻R2的另一端相连接，并连接至所述MCU主控模块的ADC管脚。
9.根据权利要求1至4任意一项所述的低成本的电池供电装置，其特征在于，所述电压转换模块包括升压芯片U1、电容C1、电容C2、电感L1和电阻R3，所述电容C1的一端、电容C2的一端以及电感L1的一端连接至所述干电池的正极，所述电容C1的另一端和电容C2的另一端接地，所述电感L1的另一端连接至所述升压芯片U1的输入管脚；所述电阻R3的一端连接至所述升压芯片U1的使能管脚，所述电阻R3的另一端通过GPIO总线连接至所述MCU主控模块。
10.根据权利要求1至4任意一项所述的低成本的电池供电装置，其特征在于，所述MCU主控模块包括MCU主控芯片U2、电容C3和电容C4，所述电容C3的一端和电容C4的一端均连接至所述MCU主控芯片U2的供电管脚，所述电容C3的另一端和电容C4的另一端接地。
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