用于为MCU供电的供电电路的制作方法

本发明涉及供电技术领域，尤其涉及一种用于为MCU供电的供电电路。

背景技术：

微控制单元MCU(Microcontroller Unit)又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)或者单片机，用于为不同的应用场合做不同的组合控制。

现有技术中，MCU会连接有一MCU供电模块，该MCU供电模块可以在输入电源启动时持续地为MCU进行供电；而当输入电源切断时，该MCU供电模块可以利用自身存储的电量为MCU进行短暂供电；然而，由于MCU供电模块存储电量能力有限，因此，无法保证MCU长时间的工作，进而降低了MCU工作的稳定可靠性。

技术实现要素：

本发明提供一种用于为MCU供电的供电电路，用于解决现有技术存在的上述或者其他潜在问题。

本发明提供了一种用于为MCU供电的供电电路，包括：MCU、与所述MCU相连接的MCU供电模块、负载以及连接在所述负载两端的充电电容，所述MCU供电模块连接有输入电源，且所述MCU供电模块通过MOS管与所述充电电容相连接，所述MOS管连接有寄生二极管；

所述充电电容，用于在所述输入电源连通时,为所述负载供电；且在所述输入电源切断时，通过所述寄生二极管和MCU供电模块为所述MCU供电。

如上所述的供电电路，还包括：与所述MOS管相连接的控制模块，并且所述控制模块与所述MCU供电模块和所述充电电容相连接，用于在所述输入电源连通时，控制所述MOS管导通，以实现所述充电电容为所述负载供电；且在所述输入电源切断时，控制所述MOS管截止，以实现所述充电电容通过所述寄生二极管和MCU供电模块为所述MCU供电。

如上所述的供电电路，还包括：设置于所述MCU供电模块与所述输入电源之间的滤波整流模块，所述滤波整流模块与所述控制模块相连接。

如上所述的供电电路，所述充电电容的一端通过电感与所述控制模块相连接，另一端通过二极管与所述控制模块相连接。

如上所述的供电电路，所述充电电容通过所述电感和电阻与所述MOS管的源极相连接。

如上所述的供电电路，所述二极管通过所述电阻与所述MOS管的源极相连接。

如上所述的供电电路，所述MOS管为P沟道MOS管。

如上所述的供电电路，所述控制模块，用于获取所述充电电容的容量、所述负载两端的电压、所述MCU的工作电流以及电源效率，根据所述充电电容的容量、所述负载两端的电压、所述MCU的工作电流以及电源效率确定所述MCU的维持工作时间，并根据所述维持工作时间对所述供电电路进行控制。

如上所述的供电电路，还包括：与所述控制模块相连接的告警模块；在所述维持工作时间小于或等于预先设置的阈值时间时，所述控制模块控制所述告警模块启动。

如上所述的供电电路，所述告警模块包括：LED灯和/或蜂鸣器。

本发明提供的用于为MCU供电的供电电路，通过将MCU供电模块设置为通过MOS管与充电电容相连接，而MOS管连接有寄生二极管，有效地实现了在输入电源连通时，充电电容为负载供电；在输入电源切断时，充电电容通过寄生二极管和MCU供电模块为MCU供电，延长了MCU在输入电源切断后的工作时间，进而保证了MCU工作的稳定可靠性，有效地提高了该供电电路的实用性，有利于市场的推广与应用。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种用于为MCU供电的供电电路的结构示意图一；

图2为本发明实施例提供的一种用于为MCU供电的供电电路的结构示意图二。

图中：

1、MCU； 2、MCU供电模块；

3、负载； 4、充电电容；

5、MOS管； 6、寄生二极管；

7、控制模块； 8、滤波整流模块；

9、电感； 10、二极管；

11、电阻； 12、告警模块；

1201、蜂鸣器； 1202、LED灯。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

图1为本发明实施例提供的一种用于为MCU 1供电的供电电路的结构示意图一；参考附图1可知，本实施例提供了一种用于为MCU 1供电的供电电路，包括：MCU 1、与MCU 1相连接的MCU供电模块2、负载3以及连接在负载3两端的充电电容4，MCU供电模块2连接有输入电源，且MCU供电模块2通过MOS管5与充电电容4相连接，MOS管5连接有寄生二极管6；

充电电容4，用于在输入电源连通时,为负载3供电；且在输入电源切断时，通过寄生二极管6和MCU供电模块2为MCU 1供电。

本实施例对于负载3的具体类型不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，例如将负载3设置为灯、电脑、智能家用设备等等；另外，本实施例对于MOS管5的具体类型不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求对MOS管5的类型进行设置，例如可以将MOS管5设置为N沟道的MOS管5，较为优先的，将MOS管5设置呈为P沟道MOS管5，此外，寄生二极管6可以集成在MOS管5中，也可以单独连接MOS管5；通过将MOS管5设置为连接有寄生二极管6，使得连接有寄生二极管6的大功率MOS管5在V_DD过压对MOS管5造成破坏之前，寄生二极管6会先反向击穿，将大电流直接到地，从而可以避免MOS管5被烧坏；此外，寄生二极管6还可以防止MOS管5的源极和漏极被错误的反接时防止MOS管5烧坏，或者在电路中存在反向感生电压时，该寄生二极管可以为反向感生电压提供通路，避免反向感生电压击穿MOS管5，从而有效地保证该供电电路中MOS管5工作的稳定可靠性。

在利用该供电电路进行供电时，为了进一步提高该供电电路的实用性，将该供电电路设置为还包括：与MOS管5相连接的控制模块7，并且控制模块7与MCU供电模块2和充电电容4相连接，用于在输入电源连通时，控制MOS管5导通，以实现充电电容4为负载3供电；且在输入电源切断时，控制MOS管5截止，以实现充电电容4通过寄生二极管6和MCU供电模块2为MCU 1供电。

进一步的，为了保证输入电源的供电效率和质量，将供电电路设置为还包括：设置于MCU供电模块2与输入电源之间的滤波整流模块8，滤波整流模块8与控制模块7相连接，该滤波整流模块8用于对输入电源的输入信号进行滤波整流，以保证输入电源的供电质量和效率。

本实施例对于滤波整流模块8的具体形状结构不做限定，本领域技术人员可以根据其实现的功能作用对其进行任意设置，例如，可以将滤波整流模块8设置为由电感和电容构成的滤波整流电路等。

具体的，当输入电源连通时，输入电源通过滤波整流模块8之后，一路电信号通过MCU供电模块2直接为MCU 1进行供电，此时，控制模块7控制MOS管5导通，进而使得输入电源的另一路电信号为充电电容4进行充电，此时的充电电容4可以为负载3进行供电；而当输入电源切断时，控制模块7控制MOS管5关闭，充电电容4所存储的电量通过寄生二极管6、MCU供电模块2为MCU 1进行供电，从而可以保证MCU 1工作的稳定可靠性。

本实施例提供的用于为MCU 1供电的供电电路，通过将MCU供电模块2设置为通过MOS管5与充电电容4相连接，而MOS管5连接有寄生二极管6，有效地实现了在输入电源连通时，充电电容4为负载3供电；在输入电源切断时，充电电容4通过寄生二极管6和MCU供电模块2为MCU 1供电，延长了MCU 1在输入电源切断后的工作时间，进而保证了MCU 1工作的稳定可靠性，有效地提高了该供电电路的实用性，有利于市场的推广与应用。

在上述实施例的基础上，继续参考附图1可知，为了进一步提高该供电电路工作的稳定可靠性，将充电电容4的一端设置为通过电感9与控制模块7相连接，另一端设置为通过二极管10与控制模块7相连接；而对于充电电容4与MOS管5的具体连接方式不做限定，较为优选的，将充电电容4设置为通过电感9和电阻11与MOS管5的源极相连接。

其中，电感9用于隔交流通直流，电阻11用于限流，进而可以保证充电电容4为MCU 1进行供电的稳定可靠性；此外，为了进一步提高该供电电路工作的稳定可靠性，将二极管10设置为通过电阻11与MOS管5的源极相连接，此时的二极管10与电感9、充电电容4所在的线路并联连接在负载3与MOS管5、控制模块7之间；需要了解的是，在具体应用时，该二极管10的另一端与地或者相对地相连接，起到稳压作用，进而可以保证供电电路工作的安全可靠性。

图2为本发明实施例提供的一种用于为MCU 1供电的供电电路的结构示意图二，在上述实施例的基础上，继续参考附图1-2可知，本实施例将控制模块7设置为用于获取充电电容4的容量、负载3两端的电压、MCU 1的工作电流以及电源效率，根据充电电容4的容量、负载3两端的电压、MCU 1的工作电流以及电源效率确定MCU 1的维持工作时间，并根据维持工作时间对供电电路进行控制。

具体的，充电电容4的容量可以用户输入，或者也可以通过获取充电电容4的相关参数计算获得充电电容4的容量，而电源效率可以为预先设置的，也可以为用户直接输入到控制模块7；具体的，将根据充电电容4的容量、负载3两端的电压、MCU 1的工作电流以及电源效率确定MCU 1的维持工作时间设置为包括：

根据以下公式确定MCU 1的维持工作时间：

其中，t为MCU 1的维持工作时间，I为MCU 1的工作电流，C₁为充电电容4的容量，U1为负载3两端的电压，η为电源效率。

需要说明的是，为充电电容4C1的总能力Q总，而利用充电电容4向MCU 1进行供电时，会存在一定的能量消耗，因此，MCU 1所接收到的QMCU 1＝Q总×η；从而得到上述的MCU 1的维持工作时间。

现有技术中，如果在输入电源切断时，若只采用MCU供电模块2为MCU 1进行供电时，则MCU 1的维持工作时间其中，C₂为MCU供电模块2的输出电容容量，U₂为MCU1的供电电压，为了使得MCU供电模块2为MCU 1进行供电的维持工作时间与充电电容4为MCU 1进行供电的维持时间相等，进而可以得到进一步可以得到MCU供电模块2的输出电容容量与充电电容4的容量关系式为：

基于上述MCU供电模块2的输出电容容量与充电电容4的容量关系式，假设在某种具体应用场景下U₂为3.3V，U₁为36V，电源效率η为0.9，可以得到C₂＝176×C₁，即如需采用MCU供电模块2为MCU 1供电的MCU 1维持工作时间与采用充电电容4C1为MCU 1供电的MCU 1维持工作时间相同，则需要将MCU供电模块2的输出电容容量C₂需要是充电电容4C1的容量C₁的176倍；可见，采用本技术方案所提供的供电电路，在保持MCU 1工作维持时间不变的情况下，可以减少电源板占用的尺寸，以及降低MCU 1供电电路的成本。

进一步的，为了保证供电电路的工作质量和效率，将该供电电路设置为包括：与控制模块7相连接的告警模块12；在维持工作时间小于或等于预先设置的阈值时间时，控制模块7控制告警模块12启动。

本实施例对于告警模块12的具体形状结构不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，较为优选的，将告警模块12设置为包括：LED灯1202和/或蜂鸣器1201，也就是说告警模块12可以包括多个LED灯1202，或者只包括蜂鸣器1201，或者包括多个LED灯1202和蜂鸣器1201；当将告警模块12设置为只包括LED灯1202时，在维持工作时间小于或等于阈值时间时，控制模块7会控制LED灯1202进行闪亮，以提醒用户或者工作人员该供电电路的工作维持时间很短，便于用户和工作人员及时对供电电路进行调整与维护；而当告警膜只包括蜂鸣器1201时，在维持工作时间小于或等于阈值时间时，控制模块7会控制蜂鸣器1201进行鸣叫，同样可以提醒用户或者工作人员该供电电路的工作维持时间很短；较为优选的，将告警模块12设置为包括LED灯1202和蜂鸣器1201，这样在维持工作时间小于或等于阈值时间时，控制模块7会控制LED灯1202进行闪亮，并且会控制蜂鸣器1201进行鸣叫，这样在视觉和听觉上同时起到告警提示作用，有效地保证了告警模块12的警示作用，进一步提高了该供电电路工作的稳定可靠性。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

本领域技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。