CN211405864U - 一种多通道高耐压mcu供电复位电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种多通道高耐压MCU供电复位电路，其特征在于，包括多通道供电模块、第一级降压模块和第二级降压及复位模块，所述第二级降压及复位模块包括第二级降压电路和外设使能复位电路；所述多通道供电模块的输出接入第一级降压模块的输入端，所述第一级降压模块的输出接入第二级降压电路的输入端；所述第二级降压电路的输出端接入MCU的供电输入端；所述外设使能复位电路的输出端接入MCU的复位输入端，所述外设使能复位电路的输入端接入MCU的复位指令。本实用新型既能克服现有MCU供电电路的缺陷，又具有供电可靠性高，避免电路复位硬件损伤的优势。

Description

一种多通道高耐压MCU供电复位电路

技术领域

本实用新型属于电子电路技术领域，具体为一种多通道高耐压MCU供电复位电路。

背景技术

传统的MCU供电电路包括选用高压LDO(Low Dropout Regulator，低压差线性稳压器) 为MCU供电和选用DC/DC(直流变换)模式为MCU供电，两者都存在一些缺陷。

选用高压LDO为MCU供电缺陷：目前市场上常用的LDO为30V电压平台，高压平台LDO较少，并且高压平台的LDO的输出电流小，成本高，输入电压超过100V的LDO几乎没有。

DC/DC模式为MCU供电缺陷：待机功耗大、输入电压普遍在100V以内、纹波大、抗干扰能力差、EMC通过性差、成本高。

因此，传统的技术方案中存在输入电压低、纹波大、抗干扰能力差、EMC(FlectroMagnetic Compatibility，电磁兼容性)通过性差、成本高的问题。

同时，现有的MCU供电技术方案还存在其他缺陷，例如，选用单一通道供电，当唯一通道电源坏掉，导致供电不正常时，也会导致单片机不能正常工作，供电可靠性差。

此外，传统MCU供电复位，使用机械的开关拨动，容易损坏拨动开关或按钮，造成机械开关损坏，也不能实时的监测MCU数据，导致数据异常时，不能及时启动复位功能。

公开号CN207766145U的中国专利公开了一种MCU供电电路，包括第一级线性降压模块和第二级线性降压模块，第一级线性降压模块100将接入的电源电压IN+通过三极管降压至满足所述第二级线性降压模块200的要求。该专利解决了现有MCU供电电路输出波纹大、EMC通过性差的问题，但是未解决供电复位机械损伤问题，且该专利的技术方案为单通道供电方案，存在供电可靠性不稳定的问题。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种多通道高耐压MCU供电复位电路，该电路既能克服现有MCU供电电路的缺陷，又具有供电可靠性高，避免电路复位硬件损伤的优势。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种多通道高耐压MCU供电复位电路，包括多通道供电模块、第一级降压模块和第二级降压及复位模块，所述第二级降压及复位模块包括第二级降压电路和外设使能复位电路；所述多通道供电模块的输出接入第一级降压模块的输入端，所述第一级降压模块的输出接入第二级降压电路的输入端；所述第二级降压电路的输出端接入MCU的供电输入端；所述外设使能复位电路的输出端接入MCU的复位输入端，所述外设使能复位电路的输入端接入MCU的复位指令。

优选地，所述多通道供电模块包括三路供电通道，每路供电通道与第一级降压模块之间通过二极管隔离，并且，每路供电通道接入不同的供电电压。

优选地，所述第一级降压模块包括第一稳压二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、第一三极管、第二三极管和第三三极管；其中，第一电阻的一端连接多通道供电模块的输出，另一端连接第一稳压二极管的阴极和第一三极管的基极；第一稳压二极管的阳极与第一电容、第二电容的一端相连并接地；第一电容、第二电容的另一端与第二三极管的发射极、第三三极管的发射极连接；第二电阻的一端连接多通道供电模块的输出，另一端连接第一三极管的集电极；第一三极管的发射极连接第三电阻、第四电阻的一端；第三电阻的另一端连接第二三极管的基极；第四电阻的另一端连接第三三极管的基极；第五电阻的一端连接多通道供电模块的输出，另一端经第六电阻连接至第三三极管的集电极；第二三极管的发射极、第三三极管的发射极依次相连，并经第七电阻接入第二级降压及复位模块。

优选地，所述第二级降压电路包括第八电阻、第三电容、第四电容和第一LDO芯片；所述第一LDO芯片的输出端接入MCU的供电输入端。

优选地，所述外设使能复位电路包括第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第五电容、第六电容、第四三极管、第五三极管和第二LDO芯片；第九电阻的另一端连接第二稳压二极管的阴极，第二稳压二极管的阳极接地；第十二电阻的一端经第十三电阻接入第四三极管的集电极，同时接入第五三极管的基极；第四三极管的发射极接地；第四三极管的基极分别连接第十电阻、第十一电阻的一端；第十一电阻的另一端接地；第十电阻的另一端与POWER-ON端口连接；第五三极管的集电极接地，发射极连接第十五电阻；第十五电阻、第十四电阻相连接并与第二LDO芯片的输入端连接；第二LDO芯片的输入端经第五电容接地，输出端经第六电容接地；第二LDO 芯片的输出端接入MCU的复位输入端。

优选地，所述外设使能复位电路的POWER-ON端口接收MCU发送的复位指令。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型采用两级降压模式为MCU供电，且在第一级降压模块中，将第二三极管和第三三极管并联，提高了降压后的供电电流负载能力，同时在第二季降压及复位模

MCU控制复位功能，避免了机械式复位带来的硬件损伤。

(2)本实用新型通过外设使能复位电路实现可控复位，当MCU检测到存储数据满或者存储数据异常时，发送复位指令至使能复位电路的POWER-ON端口，启动复位功能，利用第四三极管、第五三极管的特性及电阻分压特性，控制第二LDO芯片输入端电压，进而控制MCU复位输入端的输入电压，实现对MCU复位功能的控制，从而防止机械式复位带来的硬件损伤，保证复位可靠性，并保证了MCU运行不死机，提高了用户体验。

(3)本实用新型采用多通道供电，各通道之间通过二极管隔离开，某个通道电压的断开不影响其他通道电压的传输，从而提高了供电可靠性和持续性。

(4)本实用新型的输出纹波噪声接近OdB，EMC通过性较好，能量消耗小，制作成本低，性价比高。

附图说明

图1为本实用新型的电路结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供一种多通道高耐压MCU供电复位电路，包括多通道供电模块、第一级降压模块和第二级降压及复位模块，所述第二级降压及复位模块包括第二级降压电路和外设使能复位电路；所述多通道供电模块的输出接入第一级降压模块的输入端，所述第一级降压模块的输出接入第二级降压电路的输入端；所述第二级降压电路的输出端接入MCU的供电输入端；所述外设使能复位电路的输出端接入MCU的复位输入端，所述外设使能复位电路的输入端接入MCU的复位指令。本实用新型的电路在MCU检测到存储数据满或者存储数据异常时，MCU发送复位指令至使能复位电路的POWER-ON端口，启动复位功能，外设使能复位电路利用其第四三极管、第五三极管的特性及电阻分压特性，控制第二LDO芯片输入端电压，进而控制MCU复位输入端的输入电压，实现对MCU复位功能的控制，从而防止机械式复位带来的硬件损伤，保证了复位可靠性。

具体地，如图1所示，所述多通道供电模块包括通道1、通道2、通道3，通道1、通道2、通道3分别接入不同的供电电压，通道1、通道2、通道3与第一级降压模块之间分别通过二极管D1、二极管D2、二极管D3隔离开，相互之间不影响。某个通道电压的断开不影响其他通道的供电电压传输，因此采用多通道供电，提高了供电可靠性和持续性，可保证终端运行不断电。

所述第一级降压模块包括第一稳压二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、第一三极管、第二三极管和第三三极管。第一电阻R1的一端连接多通道供电模块的输出，另一端连接第一稳压二极管ZD1的阴极和第一三极管Q1的基极；第一稳压二极管ZD1的阳极与第一电容C1、第二电容C2的一端相连并接地；第一电容C1、第二电容C2的另一端与第二三极管Q2的发射极、第三三极管Q3的发射极连接；第二电阻R2的一端连接多通道供电模块的输出，另一端连接第一三极管Q1的集电极；第一三极管Q1的发射极连接第三电阻R3、第四电阻R4 的一端；第三电阻R3的另一端连接第二三极管Q2的基极；第四电阻R4的另一端连接第三三极管Q3的基极；第五电阻R5的一端连接多通道供电模块的输出，另一端经第六电阻 R6连接至第三三极管Q3的集电极；第二三极管Q2的发射极、第三三极管Q3的发射极依次相连，并经第七电阻R7接入第二级降压及复位模块。其中，所述第二三极管Q2和第三三极管Q3并联连接，提高了降压后的供电电流负载能力。

第二级降压电路接入第一级降压模块的输出信号，该输出信号经第八电阻R8、第一 LDO芯片IC1接入MCU的供电输入端；同时，第一LDO芯片的输入端经第三电容C3接地，其输出端经第四电容C4接地。这里使用高精度低功耗的LDO电压，可满足单片机高精度低纹波的工作电压要求。

本实用新型采用两级降压模式，第一级使用三极管降压，可选用高VCE电压的三级管降压，即可满足高压输入的使用要求，一般的，普通三级管的VCE电压均在100V以上，并且第一级降压可使高压降低至30V以内，以满足二级低压LDO的输入电压使用要求。该技术方案可承载大于100V的输入电压使用需求，且一级降压为为二级降压准备了充足的负载电流，满足单片机的使用需求；二级降压可使输出电压精度达到1％精度、纹波±1mV，满足单片机的使用需求。整个回路均采用低功耗降压回路，在输出空载状态下，整个回路功耗不超过0.01毫安；第一级降压与第二级降压均采用线性降压模式，故输出纹波噪声接近OdB，EMC通过性较好；采用两级降压模式，滤波能力强，抗输入电源浪涌更强。

外设使能复位电路中，第一级降压模块的输出信号接入二极管D4的阳极，二极管D4 的阴极分别连接第九电阻R9、第十二电阻R12和第十四电阻R14的一端。第九电阻R9的另一端连接第二稳压二极管ZD2的阴极，第二稳压二极管ZD2的阳极接地。第十二电阻R12

Q4的集电极，同时接入第五三极管Q5的基极。第四三极管Q4的发射极接地；第四三极管Q4的基极分别连接第十电阻R10、第十一电阻R11 的一端；第十一电阻R11的另一端接地；第十电阻的另一端与POWER-ON端口连接。第五三极管Q5的集电极接地，发射极连接第十五电阻。第十五电阻R15、第十四电阻R14相连接并与第二LDO芯片的输入端连接。第二LDO芯片的输入端经电容C5接地，输出端经电容C6接地；第二LDO芯片IC2的输出端接入MCU的复位输入端。

本实用新型采用外设可控复位，MCU实时监测其存储数据，当检测到存储数据满或者异常时，发送复位指令给外设使能复位电路的POWER-ON端口，启动复位功能，防止机械式复。

Claims (6)

1.一种多通道高耐压MCU供电复位电路，其特征在于，包括多通道供电模块、第一级降压模块和第二级降压及复位模块，所述第二级降压及复位模块包括第二级降压电路和外设使能复位电路；所述多通道供电模块的输出接入第一级降压模块的输入端，所述第一级降压模块的输出接入第二级降压电路的输入端；所述第二级降压电路的输出端接入MCU的供电输入端；所述外设使能复位电路的输出端接入MCU的复位输入端，所述外设使能复位电路的输入端接入MCU的复位指令。

2.根据权利要求1所述的多通道高耐压MCU供电复位电路，其特征在于，所述多通道供电模块包括三路供电通道，每路供电通道与第一级降压模块之间通过二极管隔离，并且，每路供电通道接入不同的供电电压。

3.根据权利要求1所述的多通道高耐压MCU供电复位电路，其特征在于，所述第一级降压模块包括第一稳压二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、第一三极管、第二三极管和第三三极管；其中，第一电阻的一端连接多通道供电模块的输出，另一端连接第一稳压二极管的阴极和第一三极管的基极；第一稳压二极管的阳极与第一电容、第二电容的一端相连并接地；第一电容、第二电容的另一端与第二三极管的发射极、第三三极管的发射极连接；第二电阻的一端连接多通道供电模块的输出，另一端连接第一三极管的集电极；第一三极管的发射极连接第三电阻、第四电阻的一端；第三电阻的另一端连接第二三极管的基极；第四电阻的另一端连接第三三极管的基极；第五电阻的一端连接多通道供电模块的输出，另一端经第六电阻连接至第三三极管的集电极；第二三极管的发射极、第三三极管的发射极依次相连，并经第七电阻接入第二级降压及复位模块。

4.根据权利要求1所述的多通道高耐压MCU供电复位电路，其特征在于，所述第二级降压电路包括第八电阻、第三电容、第四电容和第一LDO芯片；所述第一LDO芯片的输出端接入MCU的供电输入端。

5.根据权利要求1所述的多通道高耐压MCU供电复位电路，其特征在于，所述外设使能复位电路包括第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第五电容、第六电容、第四三极管、第五三极管和第二LDO芯片；第九电阻的另一端连接第二稳压二极管的阴极，第二稳压二极管的阳极接地；第十二电阻的一端经第十三电阻接入第四三极管的集电极，同时接入第五三极管的基极；第四三极管的发射极接地；第四三极管的基极分别连接第十电阻、第十一电阻的一端；第十一电阻的另一端接地；第十电阻的另一端与POWER-ON端口连接；第五三极管的集电极接地，发射极连接第十五电阻；第十五电阻、第十四电阻相连接并与第二LDO芯片的输入端连接；第二LDO芯片的输入端经第五电容接地，输出端经第六电容接地；第二LDO芯片的输出端接入MCU的复位输入端。

6.根据权利要求1所述的多通道高耐压MCU供电复位电路，其特征在于，所述外设使能复位电路的POWER-ON端口接收MCU发送的复位指令。

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