CN115469575A - 基于总线通信的低功耗控制***、控制器及线性驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于总线通信的低功耗控制***、控制器及线性驱动装置，涉及低功耗设计技术领域，包括：供电模块，提供有低功耗电压输出端口和工作电压输出端口；供电模块通过低功耗电压输出端口为低功耗控制模块供电，低功耗控制模块采用总线通信的方式与外部的指令接收装置和至少一指令执行装置通信连接；低功耗控制模块在接收到指令接收装置输出的控制指令时，控制工作电压输出端口为指令接收装置和各指令执行装置供电，以及在预设时间段内未接收到控制指令时，控制低功耗电压输出端口为指令接收装置和各指令执行装置供电。有益效果是通过提供两路电压输出，使得指令执行装置能够正常工作，同时实现休眠状态下的功耗满足待机功耗认证标准要求。

Description

基于总线通信的低功耗控制***、控制器及线性驱动装置

技术领域

本发明涉及低功耗设计技术领域，尤其涉及一种基于总线通信的低功耗控制***、控制器及线性驱动装置。

背景技术

随着电子技术的不断发展，电路中越来越多的采用低功耗电路。这是由于低功耗电路能够在减少电路能耗、节约资源的同时，减少电路产生的热量，对维持电路稳定运行有着较为重要的意义。

现有的低功耗电路之所以工作电路能耗低，是由于其工作于特定的工作环境，无法提供大电流进行工作，无法适用于需要大电流高电压输出供电的负载。而适用于需要大电流高电压输出供电的负载的低功耗电路即使在低功耗模式下其功耗通常也会在1W以上，无法满足待机功耗认证标准要求。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于总线通信的低功耗控制***，包括：

供电模块，所述供电模块提供一低功耗电压输出端口和一工作电压输出端口；

低功耗控制模块，所述供电模块通过所述低功耗电压输出端口为所述低功耗控制模块供电，所述低功耗控制模块采用总线通信的方式与外部的一指令接收装置和至少一指令执行装置建立通信连接；

所述低功耗控制模块用于在接收到所述指令接收装置输出的一控制指令时，控制所述供电模块通过所述工作电压输出端口为所述指令接收装置和各所述指令执行装置供电，以使得各所述指令执行装置处于唤醒状态并执行所述控制指令，

以及在一预设时间段内未接收到所述控制指令时，控制所述供电模块通过所述低功耗电压输出端口为所述指令接收装置和各所述指令执行装置供电，以使得各所述指令执行装置由所述唤醒状态切换至休眠状态。

优选的，所述低功耗控制模块包括一主控电路以及连接所述主控电路的一总线通信电路和一控制输出接口电路，所述供电模块通过所述低功耗电压输出端口为所述主控电路和所述总线通信电路供电，所述主控电路通过所述总线通信电路通信连接所述指令接收装置和各所述指令执行装置；

所述主控电路用于在通过所述总线通信电路接收到所述指令接收装置输出的所述控制指令时，驱动所述控制输出接口电路控制所述供电模块通过所述工作电压输出端口为所述指令接收装置和各所述指令执行装置供电，以使得各所述指令执行装置处于唤醒状态并执行所述控制指令；

所述主控电路还用于在所述预设时间段内未接收到所述控制指令时，驱动所述控制输出接口电路控制所述供电模块通过所述低功耗电压输出端口为所述指令接收装置和各所述指令执行装置供电，以使得各所述指令执行装置由所述唤醒状态切换至休眠状态。

优选的，所述主控电路包括一主控芯片，所述主控芯片的第一引脚连接所述供电模块的一电源使能引脚，所述主控芯片的第二引脚、第三引脚和第五引脚连接所述总线通信电路，所述主控芯片的第四引脚通过一第一电容接地，所述主控芯片的第六引脚连接所述控制输出接口电路，所述主控芯片的第七引脚接地，所述主控芯片的第八引脚通过一第二电容接地，所述主控芯片的第九引脚连接所述低功耗电压输出端口。

优选的，所述总线通信电路包括：

第一电阻，所述第一电阻的一端连接所述主控芯片的第三引脚，另一端分别连接一通信芯片的第一引脚和一第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端连接所述低功耗电压输出端口；

第三电阻，所述第三电阻的一端连接所述主控芯片的第五引脚，另一端分别连接所述通信芯片的第二引脚、第三引脚和一第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端接地；

第五电阻，所述第五电阻的一端连接所述主控芯片的第二引脚，另一端分别连接所述通信芯片的第四引脚和一第六电阻的一端，所述第六电阻的另一端连接所述低功耗电压输出端口；

第七电阻，所述第七电阻的一端连接所述通信芯片的第五引脚，另一端分别连接所述通信芯片的第七引脚和一第一双向二极管的一端，所述通信芯片的所述第五引脚和所述第一双向二极管的另一端均接地；

第八电阻，所述第八电阻的一端连接所述第一双向二极管的一端，所述第八电阻的另一端连接所述控制输出接口电路；

第九电阻，所述第九电阻的一端分别连接一第十电阻的一端、一第二双向二极管的一端和所述通信芯片的第六引脚，所述第九电阻的另一端连接所述控制输出接口电路，所述第十电阻的另一端连接所述第八电阻的一端，所述第二双向二极管的另一端接地；

第十一电阻，所述第十一电阻的一端连接所述第二双向二极管的一端，所述第十一电阻的另一端分别连接所述通信芯片的第八引脚和所述低功耗电压输出端口；

第三电容，所述第三电容的一端连接所述低功耗电压输出端口，所述第三电容的另一端接地。

优选的，所述控制输出接口电路包括：

继电器，所述继电器的常闭触点连接所述低功耗电压输出端口，所述继电器的常开触点连接所述工作电压输出端口，所述继电器的对应于所述常闭触点的一第一线圈引脚连接一二极管的阳极，所述继电器的对应于所述常开触点的一第二线圈引脚分别连接所述二极管的阴极和所述低功耗电压输出端口；

三极管，所述三极管的集电极分别连接所述第一线圈引脚和所述二极管的阳极，所述三极管的发射极接地，所述三极管的基极分别连接一第十二电阻的一端和一第十三电阻的一端，所述第十二电阻的另一端连接所述主控芯片的第六引脚，所述第十三电阻的另一端接地；

所述继电器的公共端分别连接多个总线通信接口，各所述总线通信接口分别连接所述总线通信电路。

优选的，所述总线通信接口为4针接口，包括：

第一针接口，连接所述总线通信电路；

第二针接口，连接所述总线通信电路；

第三针接口，分别连接所述继电器的公共端和一第四电容的一端；

第四针接口，连接所述第四电容的另一端并接地。

优选的，所述总线通信接口至少为两个，分别对应插接所述指令接收装置和所述指令执行装置。

本发明还提供一种控制器，包括上述的低功耗控制***，所述控制器包括一壳体，所述壳体内集成有所述供电模块和所述低功耗控制模块，所述壳体的侧面设有供市电接入的一电源连接线插口和供所述指令接收装置和各所述指令执行装置接入的多个总线通信接口；

所述供电模块通过所述电源连接线插口接入市电，并分别进行交直流转换后输出至所述低功耗电压输出端口和所述工作电压输出端口。

本发明还提供一种线性驱动装置，包括上述的控制器。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：

1)通过提供两路电压输出，在唤醒状态下***通过工作电压输出端口供电，使得需要大电流高电压供电的指令执行装置能够正常工作，在休眠状态下***通过低功耗电压输出端口供电，实现休眠状态下的功耗小于0.5W，满足待机功耗认证标准要求；

2)通过提供相同的多个总线通信接口，使得指令接收装置和指令执行装置可以任选总线通信接口进行插接，方便安装使用。

附图说明

图1为本发明的较佳的实施例中，一种基于总线通信的低功耗控制***的结构示意图；

图2为本发明的较佳的实施例中，主控电路的电路图；

图3为本发明的较佳的实施例中，总线通信电路的电路图；

图4为本发明的较佳的实施例中，控制输出接口电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本发明并不限定于该实施方式，只要符合本发明的主旨，则其他实施方式也可以属于本发明的范畴。

本发明的较佳的实施例中，基于现有技术中存在的上述问题，现提供一种基于总线通信的低功耗控制***，如图1所示，包括：

供电模块1，供电模块1提供一低功耗电压输出端口VCC1和一工作电压输出端口VCC2；

低功耗控制模块2，供电模块1通过低功耗电压输出端口VCC1为低功耗控制模块2供电，低功耗控制模块2采用总线通信的方式与外部的一指令接收装置3和至少一指令执行装置4建立通信连接；

低功耗控制模块2用于在接收到指令接收装置3输出的一控制指令时，控制供电模块1通过工作电压输出端口VCC2为指令接收装置3和各指令执行装置4供电，以使得各指令执行装置4处于唤醒状态并执行控制指令，

以及在一预设时间段内未接收到控制指令时，控制供电模块1通过低功耗电压输出端口VCC1为指令接收装置3和各指令执行装置4供电，以使得各指令执行装置4由唤醒状态切换至休眠状态。

具体地，本实施例中，上述供电模块1可以是ACDC电源，上述低功耗电压输出端口VCC1优选输出小电流低功耗低电压，该小电流低功耗低电压下，能够实现低功耗控制模块的待机，但指令执行装置4无法工作，即处于休眠状态。上述工作电压输出端口VCC2优选输出大电流高电压，该大电流高电压下，指令执行装置4可以正常工作，即处于唤醒状态。在唤醒状态下，若长时间未接收到指令接收装置3给出的控制指令，则自动切换至低功耗电压输出端口VCC1供电，转换至休眠状态，上述长时间优选通过预设时间段表征，具体数值可以根据需求进行配置。在休眠状态下，一旦接收到指令接收装置3给出的控制指令，则自动切换至工作电压输出端口4供电，使得指令执行装置4能够正常工作并执行控制指令。基于此，本技术方案能够实现保证大电流高电压输出的同时实现低功耗，且满足待机功耗认证标准要求。

其中一个优选的实施例中，上述指令接收装置3上可以配置有多个控制按键，任意控制按键被按下均能够触发生成相应的控制指令以使得由休眠状态切换至唤醒状态。

另一个优选的实施例中，上述指令接收装置3上除控制按键外，也可以独立设置唤醒按键，只有该唤醒按键被按下才触发生成能够使得由休眠状态切换至唤醒状态的控制指令，防止误唤醒，进一步降低功耗。

又一个优选的实施例中，上述指令接收装置3上可以配置有人机交互界面，通过在人机交互界面上设置相应的控制按钮供使用人员触发，以唤醒并控制指令执行装置4动作。

本发明的较佳的实施例中，低功耗控制模块2包括一主控电路21以及连接主控电路21的一总线通信电路22和一控制输出接口电路23，供电模块1通过低功耗电压输出端口VCC1为主控电路21和总线通信电路22供电，主控电路21通过总线通信电路22通信连接指令接收装置3和各指令执行装置4；

主控电路21用于在通过总线通信电路22接收到指令接收装置3输出的控制指令时，驱动控制输出接口电路23控制供电模块1通过工作电压输出端口VCC2为指令接收装置3和各指令执行装置4供电，以使得各指令执行装置4处于唤醒状态并执行控制指令；

主控电路21还用于在预设时间段内未接收到控制指令时，驱动控制输出接口电路23控制供电模块1通过低功耗电压输出端口VCC1为指令接收装置3和各指令执行装置4供电，以使得各指令执行装置4由唤醒状态切换至休眠状态。

本发明的较佳的实施例中，如图2所示，主控电路21包括一主控芯片U1，主控芯片U1的第一引脚连接供电模块1的一电源使能引脚EN，主控芯片U1的第二引脚、第三引脚和第五引脚连接总线通信电路22，主控芯片U1的第四引脚通过一第一电容C1接地，主控芯片U1的第六引脚连接控制输出接口电路23，主控芯片U1的第七引脚接地，主控芯片U1的第八引脚通过一第二电容C2接地，主控芯片U1的第九引脚连接低功耗电压输出端口VCC1。

本发明的较佳的实施例中，如图3所示，总线通信电路22包括：

第一电阻R1，第一电阻R1的一端连接主控芯U1片的第三引脚，另一端分别连接一通信芯片U2的第一引脚和一第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端连接低功耗电压输出端口VCC1；

第三电阻R3，第三电阻R3的一端连接主控芯片U1的第五引脚，另一端分别连接通信芯片U2的第二引脚、第三引脚和一第四电阻R4的一端，第四电阻R4的另一端接地；

第五电阻R5，第五电阻R5的一端连接主控芯片U1的第二引脚，另一端分别连接通信芯片U2的第四引脚和一第六电阻R6的一端，第六电阻R6的另一端连接低功耗电压输出端口VCC1；

第七电阻R7，第七电阻R7的一端连接通信芯片U2的第五引脚，另一端分别连接通信芯片U2的第七引脚和一第一双向二极管D1的一端，通信芯片U2的第五引脚和第一双向二极管D1的另一端均接地；

第八电阻R8，第八电阻R8的一端连接第一双向二极管D1的一端，第八电阻R8的另一端连接控制输出接口电路23；

第九电阻R9，第九电阻R9的一端分别连接一第十电阻R10的一端、一第二双向二极管D2的一端和通信芯片U2的第六引脚，第九电阻R9的另一端连接控制输出接口电路23，第十电阻R10的另一端连接第八电阻R8的一端，第二双向二极管D2的另一端接地；

第十一电阻R11，第十一电阻R11的一端连接第二双向二极管D2的一端，第十一电阻R11的另一端分别连接通信芯片U2的第八引脚和低功耗电压输出端口VCC1；

第三电容C3，第三电容C3的一端连接低功耗电压输出端口VCC1，第三电容C3的另一端接地。

具体地，上述总线通信电路可以采用的总线通讯方式包括但不限于R485通讯、LIN通讯、CAN通讯和RS422通讯，本实施例中，示出了RS485通讯对应的总线通信电路，但不并以此进行限定，可以根据通讯方式的不同进行适应性调整。

本发明的较佳的实施例中，如图4所示，控制输出接口电路23包括：

继电器K，继电器K的常闭触点NC连接低功耗电压输出端口VCC1，继电器K的常开触点NO连接工作电压输出端口VCC2，继电器K的对应于常闭触点NC的一第一线圈引脚CL1连接一二极管D3的阳极，继电器K的对应于常开触点NO的一第二线圈引脚CL2分别连接二极管D3的阴极和低功耗电压输出端口VCC1；

三极管Q，三极管Q的集电极分别连接第一线圈引脚CL1和二极管D3的阳极，三极管Q的发射极接地，三极管Q的基极分别连接一第十二电阻R12的一端和一第十三电阻R13的一端，第十二电阻R12的另一端连接主控芯片U1的第六引脚，第十三电阻R13的另一端接地；

继电器K的公共端COM分别连接多个总线通信接口CN，各总线通信接口CN分别连接总线通信电路22。

具体地，本实施例中，上述继电器也可以采用MOS管替代，能够实现正常工作电压输出端口的通断即可。上述三极管也可以采用驱动芯片替代。

本发明的较佳的实施例中，总线通信接口CN为4针接口，包括：

第一针接口，连接总线通信电路；

第二针接口，连接总线通信电路；

第三针接口，分别连接继电器K的公共端COM和一第四电容C4的一端；

第四针接口，连接第四电容C4的另一端并接地。

本发明的较佳的实施例中，总线通信接口CN至少为两个，分别对应插接指令接收装置3和指令执行装置4。

具体地，本实施例中，通过提供相同的总线通信接口，使得指令接收装置和指令执行装置可以任选总线通信接口进行插接，方便安装使用。

基于如图2至图4的电路设计，本技术方案的低功耗控制原理说明如下：

指令接收装置3中的按键被按下时，触发生成控制指令，通过插接的总线通信接口CN的第一针接口RS487-B和第二针接口RS487-A传输至总线通信电路22，并通过总线通信电路22中的通信芯片U2的第一引脚传输至主控芯片U1的第三引脚，主控芯片U1基于该控制指令对应生成一高电平信号，并通过第六引脚OUT-EN输出至控制输出接口电路23，此时，三极管Q导通，继电器K的常开触点吸合，实现由工作电压输出端口VCC2供电，插接在总线通信接口22的指令执行装置4可以正常工作。随后，主控芯片U1在预设时间段内未接收到控制指令时，触发生成一低电平信号，并通过第六引脚OUT-EN输出至控制输出接口电路23，此时，三极管Q截止，继电器K恢复至的常闭触点吸合，实现由低功耗电压输出端口VCC1供电，插接在总线通信接口22的指令执行装置4无法正常工作，进入休眠，直至指令接收装置3中再次有按键被按下。

本发明还提供一种控制器，包括上述的低功耗控制***，控制器包括一壳体，壳体内集成有供电模块和低功耗控制模块，壳体的侧面设有供市电接入的一电源连接线插口和供指令接收装置和各指令执行装置接入的多个总线通信接口；

供电模块通过电源连接线插口接入市电，并分别进行交直流转换后输出至低功耗电压输出端口和工作电压输出端口。

本发明还提供一种线性驱动装置，包括上述的控制器。

具体地，本实施例中，本技术方案可以应用在升降桌上，则上述控制器为升降控制器，对应的指令接收装置为手控器，对应的指令执行装置为电机控制器，在唤醒状态下，能够实现线性驱动***工作，该电机控制器也可以是工作在大电流高电压下的其他外挂设备。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于总线通信的低功耗控制***，其特征在于，包括：

供电模块，所述供电模块提供一低功耗电压输出端口和一工作电压输出端口；

低功耗控制模块，所述供电模块通过所述低功耗电压输出端口为所述低功耗控制模块供电，所述低功耗控制模块采用总线通信的方式与外部的一指令接收装置和至少一指令执行装置建立通信连接；

所述低功耗控制模块用于在接收到所述指令接收装置输出的一控制指令时，控制所述供电模块通过所述工作电压输出端口为所述指令接收装置和各所述指令执行装置供电，以使得各所述指令执行装置处于唤醒状态并执行所述控制指令，

以及在一预设时间段内未接收到所述控制指令时，控制所述供电模块通过所述低功耗电压输出端口为所述指令接收装置和各所述指令执行装置供电，以使得各所述指令执行装置由所述唤醒状态切换至休眠状态。

2.根据权利要求1所述的低功耗控制***，其特征在于，所述低功耗控制模块包括一主控电路以及连接所述主控电路的一总线通信电路和一控制输出接口电路，所述供电模块通过所述低功耗电压输出端口为所述主控电路和所述总线通信电路供电，所述主控电路通过所述总线通信电路通信连接所述指令接收装置和各所述指令执行装置；

所述主控电路用于在通过所述总线通信电路接收到所述指令接收装置输出的所述控制指令时，驱动所述控制输出接口电路控制所述供电模块通过所述工作电压输出端口为所述指令接收装置和各所述指令执行装置供电，以使得各所述指令执行装置处于唤醒状态并执行所述控制指令；

所述主控电路还用于在所述预设时间段内未接收到所述控制指令时，驱动所述控制输出接口电路控制所述供电模块通过所述低功耗电压输出端口为所述指令接收装置和各所述指令执行装置供电，以使得各所述指令执行装置由所述唤醒状态切换至休眠状态。

3.根据权利要求2所述的低功耗控制***，其特征在于，所述主控电路包括一主控芯片，所述主控芯片的第一引脚连接所述供电模块的一电源使能引脚，所述主控芯片的第二引脚、第三引脚和第五引脚连接所述总线通信电路，所述主控芯片的第四引脚通过一第一电容接地，所述主控芯片的第六引脚连接所述控制输出接口电路，所述主控芯片的第七引脚接地，所述主控芯片的第八引脚通过一第二电容接地，所述主控芯片的第九引脚连接所述低功耗电压输出端口。

4.根据权利要求3所述的低功耗控制***，其特征在于，所述总线通信电路包括：

第一电阻，所述第一电阻的一端连接所述主控芯片的第三引脚，另一端分别连接一通信芯片的第一引脚和一第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端连接所述低功耗电压输出端口；

第三电阻，所述第三电阻的一端连接所述主控芯片的第五引脚，另一端分别连接所述通信芯片的第二引脚、第三引脚和一第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端接地；

第五电阻，所述第五电阻的一端连接所述主控芯片的第二引脚，另一端分别连接所述通信芯片的第四引脚和一第六电阻的一端，所述第六电阻的另一端连接所述低功耗电压输出端口；

第七电阻，所述第七电阻的一端连接所述通信芯片的第五引脚，另一端分别连接所述通信芯片的第七引脚和一第一双向二极管的一端，所述通信芯片的所述第五引脚和所述第一双向二极管的另一端均接地；

第八电阻，所述第八电阻的一端连接所述第一双向二极管的一端，所述第八电阻的另一端连接所述控制输出接口电路；

第九电阻，所述第九电阻的一端分别连接一第十电阻的一端、一第二双向二极管的一端和所述通信芯片的第六引脚，所述第九电阻的另一端连接所述控制输出接口电路，所述第十电阻的另一端连接所述第八电阻的一端，所述第二双向二极管的另一端接地；

第十一电阻，所述第十一电阻的一端连接所述第二双向二极管的一端，所述第十一电阻的另一端分别连接所述通信芯片的第八引脚和所述低功耗电压输出端口；

第三电容，所述第三电容的一端连接所述低功耗电压输出端口，所述第三电容的另一端接地。

5.根据权利要求3所述的低功耗控制***，其特征在于，所述控制输出接口电路包括：

继电器，所述继电器的常闭触点连接所述低功耗电压输出端口，所述继电器的常开触点连接所述工作电压输出端口，所述继电器的对应于所述常闭触点的一第一线圈引脚连接一二极管的阳极，所述继电器的对应于所述常开触点的一第二线圈引脚分别连接所述二极管的阴极和所述低功耗电压输出端口；

三极管，所述三极管的集电极分别连接所述第一线圈引脚和所述二极管的阳极，所述三极管的发射极接地，所述三极管的基极分别连接一第十二电阻的一端和一第十三电阻的一端，所述第十二电阻的另一端连接所述主控芯片的第六引脚，所述第十三电阻的另一端接地；

所述继电器的公共端分别连接多个总线通信接口，各所述总线通信接口分别连接所述总线通信电路。

6.根据权利要求5所述的低功耗控制***，其特征在于，所述总线通信接口为4针接口，包括：

第一针接口，连接所述总线通信电路；

第二针接口，连接所述总线通信电路；

第三针接口，分别连接所述继电器的公共端和一第四电容的一端；

第四针接口，连接所述第四电容的另一端并接地。

7.根据权利要求5所述的低功耗控制***，其特征在于，所述总线通信接口至少为两个，分别对应插接所述指令接收装置和所述指令执行装置。

8.一种控制器，其特征在于，包括如权利要求1-7中任意一项所述的低功耗控制***，所述控制器包括一壳体，所述壳体内集成有所述供电模块和所述低功耗控制模块，所述壳体的侧面设有供市电接入的一电源连接线插口和供所述指令接收装置和各所述指令执行装置接入的多个总线通信接口；

所述供电模块通过所述电源连接线插口接入市电，并分别进行交直流转换后输出至所述低功耗电压输出端口和所述工作电压输出端口。

9.一种线性驱动装置，其特征在于，包括如权利要求8所述的控制器。

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