电源锁死和唤醒电路及电源模块的制作方法

本发明涉及电子电路技术领域，具体涉及一种电源锁死和唤醒电路以及包含该电源锁死和唤醒电路的电源模块。

背景技术：

目前，蓄电池供电的控制器广泛应用在电子通讯、汽车等领域的供电系统中，大部分的蓄电池供电的控制器在开关关闭时，供电系统将处于休眠待机状态，工作时再通过开启控制器开关短时间内唤醒供电系统。这样的休眠和唤醒电路中，存在不足：(1)一般电源控制电路中不能通过一个开关便可实现休眠和唤醒两种效果。(2)当供电系统处于这样的休眠待机状态时，其内部的仍然存在电量消耗，由于蓄电池的电量是有限的，这样的消耗无疑也会缩短蓄电池的使用寿命。

技术实现要素：

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种电源锁死和唤醒电路以及包含该电源锁死和唤醒电路的电源模块。

本发明提供了一种电源锁死和唤醒电路，具有这样的特征，包括：开关s1_key、限流电阻r1、限流电阻r2、偏置电阻r3、偏置电阻r5、分压电阻r7、分压电阻r13、二极管d1、二极管d2、pnp三极管q1、npn三极管q2以及电容c16，其中，限流电阻r1的一端连接于第一电源，限流电阻r1的另一端连接于二极管d1的正极，该二极管d1的负极连接于开关s1_key，该开关s1_key与电容c16并联再接地，限流电阻r2的一端连接于第二电源，限流电阻r2的另一端连接于二极管d2的正极，二极管d2的负极也连接于开关s1_key再接地，限流电阻r2与二极管d2之间还设置有power_key检测端，power_key检测端与微控制单元mcu连接，用于反馈当前电平，pnp三极管q1的发射极连接于第一电源；pnp三极管q1的基极通过偏置电阻r3连接于二极管d1的正极；pnp三极管q1的集电极连接分压电阻r7和分压电阻r13再接地，分压电阻r7与分压电阻r13之间连接有电源使能端en，npn三极管q2的基极通过偏置电阻r5连接power_lock锁定端，power_lock锁定端与微控制单元mcu连接，当power_lock锁定端电路导通时，power_lock锁定端的端口将置高；npn三极管q2的集电极接于二极管d1的正极；npn三极管q2的发射极接地。

在本发明提供的电源锁死和唤醒电路中，还可以具有这样的特征：其中，第一电源的输出电压为9～24v，第二电源的输出电压为3.3v。

在本发明提供的电源锁死和唤醒电路中，还可以具有这样的特征：其中，限流电阻r1和限流电阻r2的阻值均为10k-100k，偏置电阻r3和偏置电阻r5的阻值均为1k-10k，分压电阻r13与分压电阻r7的阻值之比为1:3.7～1:4。

在本发明提供的电源锁死和唤醒电路中，还可以具有这样的特征：其中，二极管d1和二极管d2为稳压二极管。

本发明提供了一种电源模块，具有这样的特征，包括：电源电路，提供电源；电源锁死和唤醒电路，与电源电路连接，用于控制电源电路的锁死和唤醒；以及降压电路，与电源锁死和唤醒电路连接，将电源电路降压以满足电源锁死和唤醒电路的电压需求，其中，电源锁死和唤醒电路为上述的电源锁死和唤醒电路。

在本发明提供的电源模块中，还可以具有这样的特征：其中，电源电路中包含蓄电池和dc-dc芯片，蓄电池为24v蓄电池，提供24v直流电，dc-dc芯片为mp2303芯片，mp2303芯片作为开关电源芯片，用于使能控制以及将24v直流电转换为6.25v直流电输出。

在本发明提供的电源模块中，还可以具有这样的特征：其中，降压电路包含一级降压电路和二级降压电路，一级降压电路与电源电路相连，将6.25v直流电降压至5v直流电，一级降压电路与一级降压电路相连，将5v直流电降压至3.3v直流电。

在本发明提供的电源模块中，还可以具有这样的特征：其中，一级降压电路包含稳压芯片ams117-5，二级降压电路包含稳压芯片ams117-3.3。

发明的作用与效果

本发明所涉及的电源锁死和唤醒电路以及电源模块，在电源电路上电时，使用者通过按下开关s1_key，power_key检测端检测到从高电平到低电平的跳变，进而微控制单元mcu进入中断，控制power_lock锁定端的端口置低，从而npn三极管q2关闭，使用者释放开关s1_key后，pnp三极管q1关断，整个电源电路将关闭。

在电源电路断电时，pnp三极管q1处于关闭状态，电源使能端en处的电压为零，使用者通过按下开关s1_key，使得pnp三极管q1导通，电源使能端en处得到所需的电压，mp2303芯片开始运行，初始化完成后，微控单元mcu控制power_lock锁定端的端口置高，导通npn三极管q2并将其锁死，这时使用者释放开关s1_key，电源也再关断，电源电路工作。

在本发明的电源锁死和唤醒电路以及电源模块中，不仅实现了能快速唤醒和锁死电源电路，而且在电源电路锁死时，整个电源电路内部不再消耗电量，进而从一定程度上提高了蓄电池的续航时间，延长了蓄电池的使用寿命。另外，本发明实现了通过一个开关便可实现锁死和唤醒两种效果，使得电源锁死和唤醒操作更加简单方便。

附图说明

图1是本发明的实施例中电源锁死和唤醒电路的示意图；以及

图2是本发明的实施例中电源模块的示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明电源锁死和唤醒电路以及电源模块作具体阐述。

图1是本发明的实施例中电源锁死和唤醒电路的示意图；以及图2是本发明的实施例中电源模块的示意图。

如图1所示的电源锁死和唤醒电路100设置在如图2所示的电源模块200中。

如图2所示，电源模块200中包括电源锁死和唤醒电路100、电源电路10、一级降压电路20以及二级降压电路30。

电源电路10中包含24v蓄电池和dc-dc芯片mp2303。蓄电池提供24v直流电。mp2303芯片作为开关电源芯片，不仅用于使能控制，还用于将24v直流电转换为6.25v直流电输出。

多级降压电路与电源电路10相连接，将电源电路10输出的6.25v直流电降压，以满足电源锁死和唤醒电路100的电压需求。在本实施例中，一级降压电路20包含稳压芯片ams117-5，与电源电路10相连，将6.25v直流电降压到5v；二级降压电路30包含稳压芯片ams117-3.3，与一级降压电路20相连，将5v直流电降压至3.3v。

如图1所示，电源锁死和唤醒电路100中包括开关s1_key、限流电阻r1(阻值为10k-100k)、限流电阻r2(阻值为10k-100k)、偏置电阻r3(阻值为1k-10k)、偏置电阻r5(阻值为1k-10k)、分压电阻r7、分压电阻r13、稳压二极管d1、稳压二极管d2、pnp三极管q1、npn三极管q2以及电容c16。

在本实施中开关s1_key采用硅胶材料的按键开关；限流电阻r1、限流电阻r2、偏置电阻r3以及偏置电阻r5均采用阻值为10k电阻，以起到阻碍降低基极电流的作用，使三极管的基极电流，工作在允许范围之内，以确保三极管和电路工作的可靠稳定性；电容c16采用10uf的电容；稳压二极管d1和稳压二极管d2均采用in5822；pnp三极管q1采用s8550；npn三极管q2采用s8050。

电源电路10中蓄电池提供的24v直流电输入限流电阻r1的一端，限流电阻r1的另一端与稳压二极管d1的正极连接，该稳压二极管d1的负极连接于开关s1_key，该开关s1_key与电容c16并联再接地。

限流电阻r2的一端输入二级降压电路提供的3.3v直流电，另一端连接于稳压二极管d2的正极，稳压二极管d2的负极也连接于开关s1_key再接地。且限流电阻r2与二极管d2之间还设置有power_key检测端，power_key检测端与微控制单元mcu(图中未示出)连接，用于反馈当前电平。

pnp三极管q1的发射极输入蓄电池提供的24v直流电。pnp三极管q1的基极通过偏置电阻r3连接于稳压二极管d1的正极。pnp三极管q1的集电极串联有分压电阻r7和分压电阻r13再接地。电源使能端en连接于分压电阻r7和分压电阻r13之间。经计算和测试得出，电源使能端en的电压约为5v最适合，因为一旦该电压过高，则电源使能端en连接的mp2303a芯片将有可能烧毁；一旦该电压过低，则电源使能端en连接的mp2303a芯片将无法驱动。由上述可知分压电阻r13和分压电阻r7应当满足：r13:r7＝1:3.7～1:4。在本实施例中，分压电阻r7为270k，分压电阻r13为68.1k。当q1导通时，存在如下关系：

式中，ven为电源使能端en分得的电压，24v为蓄电池提供的24v电压。

npn三极管q2的集电极接于稳压二极管d1的正极。npn三极管q2的发射极接地。npn三极管q2的基极通过偏置电阻r5连接power_lock锁定端。power_lock锁定端与微控制单元mcu(图中未示出)连接，当power_lock锁定端电路导通时，power_lock锁定端的端口将置高。

电源锁死和唤醒电路以及电源模块的使用过程如下：

(1)电源唤醒：在电源电路10断电情况下，使用者将按键开关s1_key按下，pnp三极管q1经偏置电阻r3经整流二极管d1再经按钮s1_key接地，此时，pnp三极管q1导通。电源使能端en引脚经270k分压电阻r7和68.1k分压电阻r13分压得到4.8v电压，电源使能端en引脚连接电源电路中mp2303芯片的使能端en。mp2303芯片的使能端en得电，整个微处理器mcu于上电状态开始运行，初始化完成以后，控制power_lock锁定端的端口置高，从而npn三极管q2导通，经10k的偏置电阻r3经npn三极管q2接地，形成pnp三极管q1的自锁电路。此时，使用者将按键开关s1_key释放，电容c16起缓冲作用，按键开关s1_key松开的时候起到续流作用，电源不会关断，电源电路10工作。

(2)电源锁死：在电源电路10上电情况下，使用者将按钮s1_key按下，10k限流电阻r2经整流二极管d2经按键开关s1_key导通，此时power_key检测端检测到从高电平到低电平的跳变，继而微处理器mcu进入中断，控制power_lock端口置低，继而npn三极管q2关闭。此时，使用者将按钮s1_key释放，整个电源关闭，电源电路10不再工作。

实施例的作用与效果

本实施例所涉及的电源锁死和唤醒电路以及电源模块，在电源电路上电时，使用者通过按下开关s1_key，power_key检测端检测到从高电平到低电平的跳变，进而微控制单元mcu进入中断，控制power_lock锁定端的端口置低，从而npn三极管q2关闭，使用者释放开关s1_key后，pnp三极管q1关断，整个电源电路将关闭。

在电源电路断电时，pnp三极管q1处于关闭状态，电源使能端en处的电压为零，使用者通过按下开关s1_key，使得pnp三极管q1导通，电源使能端en处得到所需的电压，mp2303芯片开始运行，初始化完成后，微控单元mcu控制power_lock锁定端的端口置高，导通npn三极管q2并将其锁死，这时使用者释放开关s1_key，电源也再关断，电源电路工作。

在本实施例的电源锁死和唤醒电路以及电源模块中，不仅实现了能快速唤醒和锁死电源电路，而且在电源电路锁死时，整个电源电路内部不再消耗电量，进而从一定程度上提高了蓄电池的续航时间，延长了蓄电池的使用寿命。另外，本实施例实现了通过一个开关便可实现锁死和唤醒两种效果，使得电源锁死和唤醒操作更加简单方便。

此外，在本实施例的电源模块中，通过采用多级降压的方式来满足所需电压，达到缓冲效果，避免了因一次压降过大而损坏电路。

在本实施例的电源锁死和唤醒电路以及电源模块适用范围广，适用于各类用蓄电池供电的控制系统中，如汽车、电子通讯和医疗器械等领域。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。