CN205986319U - 一种微功耗数据传输终端用供电电路 - Google Patents

一种微功耗数据传输终端用供电电路 Download PDF

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周珺成
成斐鸣
吴瑞娜
田雨
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Abstract

本实用新型公开了一种微功耗数据传输终端用供电电路，解决了该类产品电源部分功耗高、电池寿命短的问题。该供电电路采用正常供电电路和待机供电电路循环供电，***可根据自身运行状态切换供电电路，其中正常供电电路采用低静态电流、低关断电流的DC/DC芯片及其***电路设计，待机供电电路采用增强型P沟道MOSFET及其***电路设计。本实用新型可有效达到节省电能、延长供电电池寿命的目的。

Description

一种微功耗数据传输终端用供电电路
技术领域
本实用新型涉及电源控制领域，特别涉及一种微功耗数据传输终端用供电电路。
背景技术
随着电子信息技术的发展和移动通信技术的更新换代，目前国内大部分地区已覆盖移动通信网络，这使得这些地区可以通过数据传输终端设备将需要的数据通过无线网络上传至服务器，该方法特别适用于一些不方便布置有线线缆的地区。
在无法布置有线线缆及市电供电的地区，数据传输终端通常由电池供电，为保证设备的使用寿命，节省高频率更换电池所带来的人力、物力和财力的浪费，数据传输终端大部分自带微功耗功能，即工作模式分为待机模式和正常模式。正常模式下，设备正常工作，数据经过采集经无线公网进行传输；待机模式下，仅处理器工作，其他模块不工作，此时所需电流极低。
传统的微功耗数据传输终端虽然已对工作模式进行优化，但是忽略了供电电源部分的功率损耗，这严重的影响到设备的使用寿命及更换电池的频率，不利于微功耗产品的实际应用。如专利CN201010594818.2中所述，该专利采用DC/DC芯片对微功耗远程传输终端供电，虽然该种设计的静态电流很低，但是在产品待机状态，DC/DC芯片的损耗却不容忽视。
发明内容
本实用新型的目的在于对现有技术存在的不足加以解决，提供一种微功耗数据传输终端用供电电路，以降低供电部分无谓的功率损耗，达到节能、省电、提高设备使用时间和降低更换电池频率的作用。
本实用新型可通过以下技术方案予以实现：
一种微功耗数据传输终端用供电电路，包括***处于正常工作模式时，为***供电的正常供电电路和***处于待机工作模式时，为***供电的待机供电电路。两种供电电路均连接至电源的输入端，当设备上电时，***处于正常工作模式，此时正常供电电路工作，处理器输出一个高电平控制待机供电电路不工作；当***由正常工作模式向待机模式切换前，处理器输出一个低电平控制待机供电电路工作，并输出一个高电平控制正常供电电路不使能即不工作。如此，可在设备进入正常模式和待机模式前，进行供电电路的选择和切换。
所述正常供电电路，由具有低静态电流及自身损耗小的DC/DC转换芯片及其***电路构成，该转换芯片具有使能脚，不使用该芯片时，芯片耗电极低。
所述待机供电电路，由稳压管、增强型P沟道MOSFET及其周边电路组成，电源输入端经稳压管，进入MOS管栅极，同时MOS管漏极接电源输入端，MOS管源极即得到相应的电压，该电压值可通过调节稳压管的大小进行改变。
所述电源的输入端电压为12～24V，所述DC/DC转换芯片型号为TPS54331，所述MOSFET型号为MMFT960，所述稳压管型号为ZMM7V5。
微功耗数据传输终端处于正常工作模式时，因无线网络的连接与数据发送，设备所需电流较大，而DC/DC芯片较线性稳压器(LDO)转换效率高，电能损耗小，此时待机供电电路的MOS管由于处理器的控制处于关闭状态，无多余的电量损耗，所以降低了能耗。
微功耗数据传输终端处于待机工作模式时，由于处理器关断了外部电路的供电，而其处于待机模式时自身功耗极低，因此所需电流极低，MOS管为电压型元件，其自身电流由后级电路中的电流决定，因而待机供电电路中的电流极低，无明显的电能损耗，而且此时正常供电电路处于不使能状态，在不使能情况下该部分电路耗电很低，因而能达到省电的目的。
附图说明
图1是本实用新型正常供电电路原理图。
图2是本实用新型待机供电电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施方式进行说明：
如图1所示，电源输入端经电容C36滤波之后进入到U6即芯片TPS54331的第二脚，U6的第三脚为芯片使能端，默认高电平有效，该脚连接至数据传输终端CPU的一个IO口，由CPU控制芯片U6的工作状态。电源经芯片U6及其外部电路作用后，得到电源VGPRS，该电源可为微功耗数据传输终端内的移动通信模块提供电能，VGPRS经过二级管D7即MBRS240得到电压VCC，该作为***内其他模块的前级输入电源。
如图2所示，电源输入端连接MOS管Q1即MMFT960的漏极，MMFT960的栅极经电阻R11上拉至电源输入端并与三极管Q2即2N5551的集电极连接，同时Q1的栅极并联一个7.5V稳压管D5。数据传输终端CPU的一个IO口，经电阻R12、R13分压后连接至Q3的基极。当该IO口输出高电平时，Q2导通，Q1关闭，Q1的源极960OUT无电压输出；当该IO口输出低电平时，Q2截止，Q1导通，Q1的源极960OUT有电压输出，该电压数值受输入电源电压VIN、稳压管D5和MOS管本身管压降影响。Q1的源极960OUT输出的电压经过二级管D4即MBRS240得到可作为***内其他模块的前级输入电源电压VCC。
微功耗数据传输终端在正常工作模式下时，其***电源由图1所示电路提供，同时经CPU的IO口控制图2中的电路处于关闭状态；微功耗数据传输终端在待机工作模式下时，其***电源由图2所示电路提供，同时经CPU的IO口控制图1中的电路处于关闭状态。
如果***一直由正常供电电路进行供电，众所周知的原因，DC/DC转换芯片自身会有能量的损耗，该损耗小于正常工作模式下的设备能耗，但是当***处于待机模式时，该损耗远远大于***的能耗，而微功耗设备的待机时间远长于正常工作时间，因此该部分损耗极大的影响了设备电池的使用寿命，所以在***待机时由待机供电电路进行供电，同时将DC/DC转换芯片U6至于关断模式，这对于延长供电电池的使用寿命和降低更换电池的频率有着重大的意义。需要指出的是，芯片U6的选型对该实用新型有着重要的影响。正常工作模式下时，***电源部分的多余能耗由U6的转换效率和静态电流决定；待机模式下时，U6的关断电流对***能量影响很大。
针对正常工作模式和待机工作模式下***多余能耗来源的分析，我们提出了本实用新型，降低了待机模式下的***能耗，延长了供电电池的使用寿命、节省了电能。需要说明的是：以上实施方式只是示例性的，是为更好的使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制；只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括的范围。

Claims (7)

1.一种微功耗数据传输终端用供电电路，其特征在于：包括***处于正常工作模式时，为***供电的正常供电电路和***处于待机工作模式时，为***供电的待机供电电路，两种供电电路均连接至电源的输入端，两种供电电路循环供电，***可根据自身运行状态切换供电电路。
2.根据权利要求1所述的微功耗数据传输终端用供电电路，其特征在于：所述电源输入端电压为直流12V～24V。
3.根据权利要求1所述的微功耗数据传输终端用供电电路，其特征在于：所述正常供电电路，由具有低静态电流及自身损耗小的DC/DC转换芯片及其***电路构成，该转换芯片具有使能脚，不使能该芯片时，芯片耗电极低。
4.根据权利要求1所述的微功耗数据传输终端用供电电路，其特征在于：所述待机供电电路，由稳压管、增强型P沟道MOSFET及其周边电路组成，电源输入端经稳压管，进入MOS管栅极，同时MOS管漏极接电源输入端，MOS管源极即得到相应的电压，该电压值可通过调节稳压管的大小进行改变。
5.根据权利要求1所述的微功耗数据传输终端用供电电路，其特征在于：所述正常供电电路和待机供电电路循环供电由***CPU不同的IO口控制。
6.根据权利要求3所述的微功耗数据传输终端用供电电路，其特征在于：所述DC/DC转换芯片型号为TPS54331。
7.根据权利要求4所述的微功耗数据传输终端用供电电路，其特征在于：所述MOSFET型号为MMFT960。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109167426A (zh) * 2018-10-19 2019-01-08 昆山嘉提信息科技有限公司 医疗移动设备的节能电路
CN112014719A (zh) * 2020-08-24 2020-12-01 南京盛科网络有限公司 量产芯片的筛选方法及装置

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