一种GNSS接收机外电接入自动启动及开关机电路的制作方法

一种gnss接收机外电接入自动启动及开关机电路
技术领域
1.本实用新型涉及电子技术应用技术领域，具体为一种gnss接收机外电接入自动启动及开关机电路。


背景技术：

2.近年来，随着我国的北斗卫星导航系统的广泛应用，gnss(global navigation satellite system，全球导航卫星系统)接收机应用取得了飞速发展，目前的cors(continuously operating reference stations，连续运行(卫星定位服务)参考站)接收机一般采用外电与内置锂电池供电方式，当外电接入后，接收机能自行启动运行，当外电断开后，接收机采用内置备用电池供电运行，外电与内置电池切换保证接收机的稳定续航工作。
3.然而现有的gnss接收机外电接入自动启动及开关机电路一般采用分立元件，电路结构复杂，所需元件数量多，导致在安装和维修时都需要专业技术人员对其进行安装和维修，对人员要求过高，并且工作量大，容错率低，可靠性低，所以我们提出一种gnss接收机外电接入自动启动及开关机电路，用以解决上述所提到的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种电路结构简单，稳定可靠的gnss接收机外电接入自动启动及开关机电路，该电路优先使用外电作为系统主电源，当外电接入后系统自动启动，外电断电后无缝切换为内置锂电池续航工作，当外电再次接入后系统切换为外电供电，在系统运行过程中，可以通过面板按键进行关机、开机操作以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种gnss接收机外电接入自动启动及开关机电路，包括外电接入自动启动控制电路、外电接入电源供电与内部锂电池供电切换电路、手动开关机控制电路和gnss接收机上的系统控制处理器芯片；
6.本实用新型所述的gnss接收机外电接入自动启动及开关机电路外电电压9
‑
18v，电池电压7.4v，内部u3(dc
‑
dc)输出电压3.3v；
7.本实用新型所述的外电接入自动启动控制电路，当gnss接收机处于关机状态下，检测到外电接入的时候，通过控制电压变换芯片u3(dc
‑
dc)的使能管脚电平高低，系统开始自动启动；
8.进一步地，所述外电接入自动启动控制电路包括q1和q2，所述外部供电接入通过所述q1漏极输入，源极输出连接到u3输入脚1与u1输入脚4，q1栅极连接到第一门控管脚；所述锂电池供电电源通过所述q2漏极输入，源极输出连接到系统u3输入脚1与u1输入脚4，q2栅极连接到第二门控管脚。
9.进一步地，所述外电接入自动启动及开关机电路还包括dc
‑
dc变换芯片u3组成，所述u3(dc
‑
dc)转换器输出vout连接系统工作电源3.3v。
10.进一步地，所述外电接入自动启动及开关机电路包括集成电路u1。所述集成电路u1第3管脚连接到所述u3(dc
‑
dc)变换芯片第三脚；
11.进一步地，所述集成电路u1第9(kill)、1(int)、2(pgd)连接到系统控制处理器芯片实现状态进一步地控制及监测，所述集成电路u1第10脚(on)通过r3电阻连接到外电输入vin_dc，第10脚通过r2电阻连接到地；
12.本实用新型所述的外电接入电源供电与内部锂电池供电切换电路包括集成电路u2、q1、q2、r1，集成电路u2第一脚连接到所述锂电池供电电源输入，集成电路u2第4、6脚分别连接到q1、q2门控脚，所述第4、6脚还包括电阻r1。
13.本实用新型所述的手动开关机控制电路u1第5脚(pb)连接外部开关s1一端，开关另一端接地，同时开关两个管脚间连接一个电容。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：当gnss接收机处于关机状态下，检测到外电接入的时候，通过控制电压变换芯片u3(dc
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dc)的使能管脚电平高低，系统开始自动启动，同时电路实时判断外电输入与内部锂电池输入电压状态，自动控制开关元件打开或关闭选择外电或者锂电池作为供电电源，可以通过手动开关机键进行系统开关机操作，为防止按键误操作，按键设置了带延迟防抖保护，可设定按键延迟时间1
‑
5秒，避免系统误触发开机。
附图说明
15.图1为本实用新型中外电接入自动启动及开关机电路图。
具体实施方式
16.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
17.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
18.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
19.请参阅图1，本实用新型提供的一种实施例：一种gnss接收机外电接入自动启动及开关机电路，包括外电接入自动启动控制电路、外电接入电源供电与内部锂电池供电切换电路、手动开关机控制电路和gnss接收机上的系统控制处理器芯片；
20.外电接入自动启动及开关机电路包括集成电路u1、u3、q1、q2管、电阻r2、r3，当
gnss接收机处于关机状态下，检测到外电电源接入的时候，通过控制电压变换芯片u3(dc
‑
dc)的使能管脚电平高低，u3(dc
‑
dc)输出电源为系统供电；
21.外电接入电源供电与内部电池供电切换电路包括集成电路u2、q1、q2、r1，当集成电路u2检测电压输入大小，判断该管脚的电压大小是否大于芯片输入的内部电池电压大小，如果是则使用外电接入为系统供电；当检测到外电接入的电压低于内部电池电压阀值时，则使用内部电池接入为系统供电；
22.手动开关机控制电路包括集成电路u1、u3、开关s1、定时电容c4、c5，当集成电路u1检测到按键被按下后，若此刻系统处于正常工作过程中，集成电路u1会禁止u3工作，系统供电断开；当集成电路u1检测到按键被按下后，若外电接入或电池接入且系统处于关机状态下，集成电路u1会置位u3高电平，系统供电打开。
23.本实用新型中，外电接入自动启动及开关机电路的集成电路u1连接到u3管脚1，集成电路u1连接到q1的源极，集成电路u1连接到q2的源极；q1、q2源极连接到集成电路u3输入管脚；外电接入通过电阻r3与r2分压后连接到u1自动开机控制脚，u3转换器输出vout连接系统工作电源。
24.本实用新型中，外电接入电源供电与内部电池供电切换电路集成电路u2连接到q1栅极，集成电路u2连接到q2栅极，r1分别连接到q1栅极和q2源极。
25.本实用新型中，手动开关机控制电路集成电路u1开关机管脚连接开关s1到地，集成电路u1管脚连接定时电容c4到地。
26.本实用新型中，集成电路u1还连接到系统控制处理器芯片io管脚由软件实现状态监测、关机控制。
27.工作原理：本实用新型gnss接收机外电接入自动启动及开关机电路，当gnss接收机处于关机状态下，检测到外电接入的时候，通过控制电压变换芯片u3(dc
‑
dc)的使能管脚电平高低，系统开始自动启动，同时电路实时判断外电输入与内部锂电池输入电压状态，自动控制开关元件打开或关闭选择外电或者锂电池作为供电电源，不管外电接入与否，可通过手动开关机键进行系统开关机操作，为防止按键误操作，按键设置了带延迟防抖保护，可设定按键延迟时间1
‑
5秒，避免系统误触发开机。
28.如图1所示，本实用新型具体实施例由集成电路u1，u2，u3，p
‑
mos管q1，q2，电阻r1，r2，r3，电容c1，c2，c3，c4，c5组成，本实施例新型提供两路电源输入，一路是外电输入vin_dc，一路是电池输入battery_in，在两路电源输入路径中分别串联接入了q1和q2；q1漏极连接外电输入vin_dc，源极输出连接到u3输入脚1与u1输入脚4，q1栅极连接到u2第一门控管脚4；q2漏极连接电池输入battery_in，源极输出连接到u3输入脚1与u1输入脚4，q2栅极连接到u2第二门控管脚6；u3转换器输出vout连接系统工作电源3.3v；集成电路u1第3管脚连接到u3(dc
‑
dc)变换芯片第三脚，第9(kill)、1(int)、2(pgd)连接到系统控制处理器芯片io管脚，第10脚(on)通过r3电阻连接到外电输入vin_dc，第10脚通过r2电阻连接到地，第5脚(pb)连接外部开关s1一端，开关另一端接地，同时开关两个管脚间连接一个电容；集成电路u2第1脚连接到锂电池供电电源输入battery_in，第4、6脚分别连接到q1、q2门控脚。第4、6脚之间连接电阻r1；本实施例外电电压输入+12v，电池电压7.4v，u3(dc
‑
dc)输出电压3.3v；
29.如图1所示，本实用新型实施例所示的两路电源的切换集成电路u2采用powerpath芯片ltc4412实现，ltc4412芯片sense管脚用于采集电压输入大小，判断该管脚的电压大小
是否大于芯片第一脚vin输入的内部电池电压大小，如果是则复位外电q1栅极控制4号stat管脚低电平，此时q1打开，外电输入为u3供电；当sense管脚检测到外电接入的电压低于内部电池电压阀值时，复位电池q2栅极控制5号gate管脚低电平，此时q2打开，电池为u3供电。
30.如图1所示，本实用新型实施例所示的外电接入自动启动与按键开关机功能控制集成电路u1采用ltc2955
‑
1实现。在关机状态下，当u1的10号管脚on检测到0.85v以上的高电平接入后，经芯片内部去抖动延时后，en管脚会输出高电平，该高电平信号使能u3 dc
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dc转换器工作，输出3.3v电压为系统供电，在此过程中，当外电断电以后，切换电路自动切换到内部电池供电，当外电重新接入后，切换电路自动切换到外电供电，整个过程中系统处于正常工作状态。
31.同时，u1检测pb输入电平的高低状态实现手动开关机的功能，当检测到pb管脚输入电平低于0.8v以下。这里分为两种情况：1.在系统正常工作过程中控制芯片会将芯片第3管脚en设置为低电平，禁止u3(dc
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dc)转换器工作，系统供电断开；2.在外电接入或电池供电接入且系统处于关机状态下，拉低pb管脚低于0.8v以下，控制芯片会将en管脚置位高电平，使能u3(dc
‑
dc)转换器工作，系统供电打开。
32.本实施例所用的集成电路ltc2955
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1管脚kill，int，pgd还可完成包括远程开关机、关机状态、内外电状态检测功能，改变8号管脚tmr上对地电容c4大小可以完成开关机延迟时间设定。
33.gnss接收机上的系统控制处理器芯片为现有技术。
34.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。