CN215897328U - 供电电路及供电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种供电电路及供电设备，供电电路包括电源、升压模块、单向导通模块、控制模块和储能模块。电源与升压模块电连接。单向导通模块的第一端与电源的第一端电连接，单向导通模块的第二端与控制模块的供电端电连接。控制模块的供电端与升压模块的输出端电连接，控制模块的接地端与升压模块的模式端电连接，控制模块的控制端与升压模块的使能端电连接。本实用新型实施例的电源通过间歇工作的升压模块为控制模块供电，从而降低供电电路的功耗。同时，即使电源的电压低于控制模块的阈值电压时，可通过升压模块将电源的电压升高后再输出至控制模块，保证供电电路在电源电压较低时，可以为控制模块供电。

Description

供电电路及供电设备

技术领域

本实用新型实施例涉及供电技术领域，尤其涉及一种供电电路及供电设备。

背景技术

随着技术的发展，针对便携式移动设备而言，低功耗、体积小、成本低是设计的重点。

便携式移动设备，例如汽车遥控钥匙，一般由微控制器(MCU)及执行器组成，其供电包括MCU供电，通常MCU的供电电压范围在1.8-5.5V之间，如果供电电压过低，MCU***不能正常工作。

目前市面上通常会采取3V锂电池供电，但是当电池电压低于MCU的工作电压时，移动设备将无法正常运行，从而给用户带来不好的体验感受，且现有技术的供电***在供电电压较低时需要一直升压给设备供电，导致设备待机时功耗较大。

实用新型内容

本实用新型提供一种供电电路及供电设备，以实现在低电压下依然能为设备供电，且降低供电功耗。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种供电电路，包括：电源、升压模块、单向导通模块、控制模块和储能模块；

所述电源的第一端与所述升压模块的电压输入端电连接，所述电源的第二端与所述升压模块的接地端电连接；

所述单向导通模块的第一端与所述电源的第一端电连接，所述单向导通模块的第二端与所述控制模块的供电端电连接；

所述控制模块的供电端与所述升压模块的输出端电连接，所述控制模块的接地端与所述升压模块的模式端电连接，所述控制模块的控制端与所述升压模块的使能端电连接，所述控制模块还包括状态端，所述控制模块用于根据所述状态端的信号和供电端输入的电压的大小控制控制端的输出状态；

所述储能模块的一端与所述升压模块的输出端电连接，所述储能模块的另一端与所述升压模块的模式端电连接。

可选的，所述储能模块为储能电容。

可选的，所述升压模块包括输入电容、上拉电阻、电感、第一电阻、第二电阻、输出电容和升压单元；

所述输入电容的一端与所述升压单元的第一端电连接，所述输入电容的另一端与所述升压单元的第二端电连接，所述上拉电阻的一端与所述升压单元的第一端电连接，所述上拉电阻的另一端与所述升压单元的第三端电连接，所述电感的一端与所述升压单元的第一端电连接，所述电感的另一端与所述升压单元的第四端电连接，所述第一电阻的一端与所述升压单元的第五端电连接，所述第一电阻的另一端与所述第二电阻的一端电连接，所述第二电阻的另一端与所述升压单元的第六端电连接，所述第一电阻和所述第二电阻的公共端与所述升压单元的第七端电连接，所述输出电容的一端与所述升压单元的第五端电连接，所述输出电容的另一端与所述升压单元的第六端电连接；

所述升压单元的第一端作为所述升压模块的电压输入端，所述升压单元的第二端作为所述升压模块的接地端，所述升压单元的第三端作为所述升压模块的使能端，所述升压单元的第五端作为所述升压模块的输出端，所述升压单元的第六端作为所述升压模块的模式端。

可选的，所述升压单元为芯片，所述芯片的型号为LTC3539。

可选的，所述控制模块为单片机，所述单片机的型号为PIC12LF1840。

可选的，所述单向导通模块包括：第一二极管，所述第一二极管的阳极作为所述单向导通模块的第一端，所述第一二极管的阴极作为所述单向导通模块的第二端。

可选的，所述的供电电路还包括按键模块和第三电阻，所述第三电阻的一端与所述控制模块的供电端电连接，所述第三电阻的另一端与所述控制模块的状态端电连接，所述按键模块的一端与所述控制模块的状态端电连接，所述按键模块的另一端与所述控制模块的接地端电连接。

可选的，所述的供电电路还包括：负载模块，所述负载模块的一端与所述升压模块的输出端电连接，所述负载模块的另一端与所述升压模块的模式端电连接。

可选的，所述的供电电路还包括：第二二极管，所述第二二极管的第一端与所述升压模块的输出端电连接，所述第二二极管的第二端与所述控制模块的供电端电连接。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种供电设备，该供电设备包括第一方面任一项所述的供电电路。

本实用新型实施例提供了一种供电电路及供电设备，其中，供电电路包括电源、升压模块、单向导通模块、控制模块和储能模块。电源的第一端与升压模块的电压输入端电连接，电源的第二端与升压模块的接地端电连接。单向导通模块的第一端与电源的第一端电连接，单向导通模块的第二端与控制模块的供电端电连接。控制模块的供电端与升压模块的输出端电连接，控制模块的接地端与升压模块的模式端电连接，控制模块的控制端与升压模块的使能端电连接，控制模块还包括状态端，控制模块用于根据状态端的信号和供电端输入的电压的大小控制控制端的输出状态。本实用新型实施例的控制模块在根据其状态端的信号确定其处于待机状态时，通过自身的供电端输入的电压的大小控制电源通过间歇工作的升压模块为其供电，升压模块间歇工作，从而降低供电电路的功耗。同时，在电源的电压低于控制模块的阈值电压时，升压模块将电源的电压升高后再输出至控制模块，保证在电源的电压较低时，可以为控制模块供电。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种供电电路的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的另一种供电电路的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的另一种供电电路的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的另一种供电电路的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的另一种供电电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

图1为本实用新型实施例提供的一种供电电路的结构示意图，参考图1，该供电电路包括：电源100、升压模块200、单向导通模块300、控制模块400和储能模块500。

电源100的第一端与升压模块200的电压输入端VIN电连接，电源100的第二端与升压模块200的接地端GND电连接。

单向导通模300块的第一端与电源100的第一端电连接，单向导通模块300的第二端与控制模块400的供电端VDD电连接。

控制模块400的供电端VDD与升压模块200的输出端VOUT电连接，控制模块400的接地端PGND与升压模块200的模式端MODE电连接，控制模块400的控制端RA0与升压模块200的使能端SHDN电连接，控制模块400还包括状态端RA3，控制模块400用于根据状态端RA3的信号和供电端VDD输入的电压的大小控制控制端RA0的输出状态。

储能模块500的一端与升压模块200的输出端VOUT电连接，储能模块500的另一端与升压模块200的模式端MODE电连接。

具体的，升压模块200的接地端GND包括第一接地端GND1、第二接地端GND2和第三接地端GND3，第一接地端GND1、第二接地端GND2和第三接地端GND3均接地。控制模块400还包括公共端G，公共端G与控制模块400的接地端PGND电连接。电源100可以为锂电池，也可以为干电池，电源100的第一端可以为电源100的正极，电源100的第二端可以为电源100的负极。升压模块200可以为具备升压功能的芯片。

可选的，控制模块400为单片机，单片机的型号为PIC12LF1840。状态端RA3为控制模块400的一个输入管脚，控制模块400可以根据其状态端RA3输入的信号确定供电电路的状态，其中，控制模块400的状态包括待机状态和工作状态。示例性的，当状态端RA3的信号为高电平时，控制模块400确定自身工作于待机状态，当状态端RA3的信号为低电平时，控制模块400确定自身工作于工作状态。

可选的，单向导通模块300包括：第一二极管T1，第一二极管T1的阳极作为单向导通模块300的第一端，第一二极管T1的阴极作为单向导通模块300的第二端。

对第一二极管T1施加正向电压且正向电压大于第一二极管T1的导通电压时，第一二极管T1导通，对第一二极管T1施加反向电压时，第一二极管T1关断。

该供电电路的工作原理为：控制模块400确定供电电路工作于待机状态时，当电源100的电能充足时，电源100的电压通过导通的第一二极管T1传输至控制模块400的供电端VDD，当供电端VDD输入的电压大于控制模块400的阈值电压时，供电端VDD输入的电压可以保证控制模块400维持正常的待机状态，此时，控制模块400的控制端RA0输出下拉信号至升压模块200的使能端SHDN，升压模块200根据使能端SHDN输入的下拉信号，停止工作，升压模块200的输出端VOUT不再输出电压，控制模块400由电源100供电。其中，下拉信号可以为低电平，上拉信号可以为高电平。随着电源100电能的消耗，电源100的电压逐渐减小，直至传输至控制模块400的供电端VDD的电压小于自身阈值电压时，电源100的电压不能维持控制模块400的正常待机状态，此时，控制模块400的控制端RA0不能维持输出低电平，会输出高电平至升压模块200的使能端SHDN，升压模块200根据使能端SHDN输入的高电平，开始工作，将其电压输入端VIN输入的电压放大后输出至输出端VOUT，升压模块200的输出端VOUT输出的电压输出至储能模块500，为储能模块500充电，同时输出至控制模块400，升压模块200的输出端VOUT输出的电压呈斜坡状逐渐增大直至稳定于设定电压。升压模块200工作时，随着其输出端VOUT输出的电压不断增大，当电压大于控制模块400的阈值电压时，控制模块400的控制端RA0输出下拉信号至升压模块200的使能端SHDN，使升压模块200停止工作。储能模块500具备储能作用，可以维持向控制模块400输入的电压大于阈值电压一段时间，在储能模块500向控制模块400放电期间，升压模块200停止工作。当储能模块500向控制模块400的供电端VDD输入的电压小于阈值电压时，控制模块400的控制端又会输出上拉信号至升压模块200，使升压模块200再次开始工作。在待机状态，升压模块200间歇工作，从而降低供电电路的功耗。

值得注意的是，当升压模块200工作时，第一二极管T1的阴极的电压大于阳极的电压，第一二极管T1截止，即电源100通过升压模块200向控制模块400供电。

示例性的，控制模块400的阈值电压为1.8V，当电源100为控制模块400供电时，随着电源100能量的消耗，当传输至控制模块400的供电端VDD的电压低于1.8V时，控制模块400控制升压模块200工作，使得升压模块200将电源100的电压升高后传输至控制模块400，以维持控制模块的正常待机状态。当控制模块400的供电端VDD的电压大于1.8V时，控制模块400控制升压模块200停止工作，由储能模块500为控制模块400供电，不断重复上述过程，实现升压模块200的间隙工作，降低整个供电电路的功耗，且使得电源100的电压低于控制模块400的阈值电压时，依然能保证控制模块400的正常待机状态。

本实施例的控制模块在根据其状态端的信号确定处于待机状态时，通过其供电端输入的电压的大小控制电源通过间歇工作的升压模块为其供电，升压模块间歇工作，从而降低供电电路的功耗。同时，在电源的电压低于控制模块的阈值电压时，升压模块将电源的电压升高后再输出至控制模块，保证在电源的电压较低时，依然能为控制模块供电。

图2为本实用新型实施例提供的另一种供电电路的结构示意图，参考图2，可选的，储能模块为储能电容C1。

储能电容C1在升压模块200工作时充电，在升压模块200停止工作时，向控制模块400放电，以使得在升压模块200停止工作时，控制模块400的供电端VDD依然能输入电压，且供电端VDD输入的电压大于阈值电压，可以使得控制模块400维持正常的待机状态。示例性的，储能电容C1的电容值可以为100uF。

继续参考图2，可选的，升压模块200包括输入电容C2、上拉电阻R1、电感L、第一电阻R2、第二电阻R3、输出电容C3和升压单元D1；

输入电容C2的一端与升压单元D1的第一端电连接，输入电容C2的另一端与升压单元D1的第二端电连接，上拉电阻R1的一端与升压单元D1的第一端电连接，上拉电阻R1的另一端与升压单元D1的第三端电连接，电感L的一端与升压单元D1的第一端电连接，电感L的另一端与升压单元D1的第四端SW电连接，第一电阻R2的一端与升压单元D1的第五端电连接，第一电阻R2的另一端与第二电阻R3的一端电连接，第二电阻R3的另一端与升压单元D1的第六端电连接，第一电阻R2和第二电阻R3的公共端与升压单元的第七端FB电连接，输出电容C3的一端与升压单元D1的第五端电连接，输出电容C3的另一端与升压单元D1的第六端电连接；

升压单元D1的第一端作为升压模块200的电压输入端VIN，升压单元D1的第二端作为升压模块的接地端GND，升压单元D1的第三端作为升压模块200的使能端SHDN，升压单元D1的第五端作为升压模块200的输出端VOUT，升压单元D1的第六端作为升压模块200的模式端MODE。

示例性的，在本实施例中，输入电容C2的电容值为22uF，上拉电阻R1的阻值为1MΩ，电感L的电感值为2.2uH，第一电阻R2的阻值为1MΩ，第二电阻R3的阻值为562kΩ，输出电容C3的电容值为100uF。通过调节第一电阻R2和第二电阻R3的阻值大小，可以调节升压模块200工作时其输出端VOUT的电压的大小，进而使得升压模块200的输出端VOUT输出的电压为用户所需电压。

通过输入电容C2、上拉电阻R1、电感L、第一电阻R2、第二电阻R3、输出电容C3和升压单元D1可以使得升压模块200在工作时，将电源100的电压放大特定倍数后输出至储能电容C1和控制模块400的供电端VDD，进而使得在电源100的电压低于控制模块400的阈值电压时，可以通过升压模块200的间歇工作持续为控制模块400提供大于阈值电压的电压，实现在低电压、低功耗下为制模块400供电。其中，放大的特定倍数可根据用户需求调节第一电阻R2和第二电阻R3的阻值大小实现。

继续参考图2，可选的，升压单元D1为芯片，芯片的型号为LTC3539。

图3为本实用新型实施例提供的另一种供电电路的结构示意图，参考图3，可选的，供电电路还包括按键模块K1和第三电阻R4，第三电阻R4的一端与控制模块400的供电端VDD电连接，第三电阻R4的另一端与控制模块400的状态端RA3电连接，按键模块K1的一端与控制模块400的状态端RA3电连接，按键模K1块的另一端与控制模块400的接地端PGND电连接。

具体的，第三电阻R4的阻值可以为100kΩ，按键模块K1可以为开关。当按键模块K1未收到触发动作时，即按键模块K1处于断开状态，控制模块400的状态端RA3经第三电阻R4被拉高至高电平，控制模块400即处于待机状态。当按键模块K1收到触发动作，即按键模块K1处于闭合状态时，控制模块400的状态端RA3与控制模块400的接地端PGND电连接，控制模块400的状态端RA3为低电平，控制模块400处于工作状态。通过按键模块K1可实现控制模块400的待机状态和工作状态的切换。

图4为本实用新型实施例提供的另一种供电电路的结构示意图，参考图4，可选的，供电电路还包括负载模块600，负载模块600的一端与升压模块200的输出端VOUT电连接，负载模块600的另一端与升压模块200的模式端MODE电连接。

示例性的，负载模块600包括发光二极管T3和第四电阻R5，发光二极管T3的阳极与升压模块200的输出端VOUT电连接，发光二极管T3的阴极与第四电阻R5的一端电连接，第四电阻R5的另一端与升压模块200的模式端MODE电连接。

示例性的，发光二极管T3的导通电压为2.8V，当控制模块400处于待机状态时，控制模块400控制升压模块200输出的最大电压为控制模块400的阈值电压，阈值电压可以为1.8V，即在待机状态，负载模块600始终不导通，不消耗电能。当控制模块400处于工作状态时，控制模块400的控制端RAO始终输出上拉信号使升压模块200一直工作，此时升压模块200的输出端VOUT的电压会呈斜坡状上升直至趋于设定电压，并维持设定电压不变，设定电压大于阈值电压。示例性的，设定电压为3V，此时，发光二极管T3的阳极电压大于2.8V，发光二极管T3导通，负载模块600在工作状态正常工作。

图5为本实用新型实施例提供的另一种供电电路的结构示意图，参考图5，可选的，供电电路还包括第二二极管T2，第二二极管T2的第一端与升压模块200的输出端VOUT电连接，第二二极管T2的第二端与控制模块400的供电端VDD电连接。

示例性的，第二二极管T2的型号为BAT54H。第二二极管T2的单向导通特性可以避免在待机状态，储能电容C1放电时，发光二极管导通T3。

本实用新型实施例还提供了一种供电设备，该供电设备包括上述任一实施例中的供电电路。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种供电电路，其特征在于，包括：电源、升压模块、单向导通模块、控制模块和储能模块；

所述电源的第一端与所述升压模块的电压输入端电连接，所述电源的第二端与所述升压模块的接地端电连接；

所述单向导通模块的第一端与所述电源的第一端电连接，所述单向导通模块的第二端与所述控制模块的供电端电连接；

所述控制模块的供电端与所述升压模块的输出端电连接，所述控制模块的接地端与所述升压模块的模式端电连接，所述控制模块的控制端与所述升压模块的使能端电连接，所述控制模块还包括状态端，所述控制模块用于根据所述状态端的信号和供电端输入的电压的大小控制控制端的输出状态；

所述储能模块的一端与所述升压模块的输出端电连接，所述储能模块的另一端与所述升压模块的模式端电连接。

2.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述储能模块为储能电容。

3.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述升压模块包括输入电容、上拉电阻、电感、第一电阻、第二电阻、输出电容和升压单元；

所述输入电容的一端与所述升压单元的第一端电连接，所述输入电容的另一端与所述升压单元的第二端电连接，所述上拉电阻的一端与所述升压单元的第一端电连接，所述上拉电阻的另一端与所述升压单元的第三端电连接，所述电感的一端与所述升压单元的第一端电连接，所述电感的另一端与所述升压单元的第四端电连接，所述第一电阻的一端与所述升压单元的第五端电连接，所述第一电阻的另一端与所述第二电阻的一端电连接，所述第二电阻的另一端与所述升压单元的第六端电连接，所述第一电阻和所述第二电阻的公共端与所述升压单元的第七端电连接，所述输出电容的一端与所述升压单元的第五端电连接，所述输出电容的另一端与所述升压单元的第六端电连接；

所述升压单元的第一端作为所述升压模块的电压输入端，所述升压单元的第二端作为所述升压模块的接地端，所述升压单元的第三端作为所述升压模块的使能端，所述升压单元的第五端作为所述升压模块的输出端，所述升压单元的第六端作为所述升压模块的模式端。

4.根据权利要求3所述的供电电路，其特征在于，所述升压单元为芯片，所述芯片的型号为LTC3539。

5.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述控制模块为单片机，所述单片机的型号为PIC12LF1840。

6.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述单向导通模块包括：第一二极管，所述第一二极管的阳极作为所述单向导通模块的第一端，所述第一二极管的阴极作为所述单向导通模块的第二端。

7.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，还包括按键模块和第三电阻，所述第三电阻的一端与所述控制模块的供电端电连接，所述第三电阻的另一端与所述控制模块的状态端电连接，所述按键模块的一端与所述控制模块的状态端电连接，所述按键模块的另一端与所述控制模块的接地端电连接。

8.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，还包括：负载模块，所述负载模块的一端与所述升压模块的输出端电连接，所述负载模块的另一端与所述升压模块的模式端电连接。

9.根据权利要求8所述的供电电路，其特征在于，还包括：第二二极管，所述第二二极管的第一端与所述升压模块的输出端电连接，所述第二二极管的第二端与所述控制模块的供电端电连接。

10.一种供电设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的供电电路。

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