一种应用于4G模组安全供电开机的电路的制作方法

一种应用于4g模组安全供电开机的电路
技术领域
1.本实用新型涉及电力物联网领域，尤其是涉及一种应用于4g模组安全供电开机的电路。


背景技术：

2.随着第四代移动通信技术的不断推广，4g模组的使用量快速增加，如何在稳定、安全地给4g模组供电的同时降低供电设备的成本是一大课题。
3.当前现有的4g模组供电控制方法普遍采用以下2种方式：第一种直接连接电源输出硬启动，第二种通过dcdc升压或稳压ic连接驱动。现有的供电技术方案在有稳定供电的应用场景下使用较广，但是，针对电池供电的应用场景设计的4g模组供电电路的设计较少。在电池供电的情景下，现有的供电方案存在如下缺点：
4.(1)现有的部分4g模组供电设备采用硬启动的技术方案，该方案对电池的带载能力要求较高，工作一段时间后电池开始衰减，在模组通电开机瞬间，易引起电压跌落，造成对其它同级电路的干扰，严重情况下引起设备反复重启，部分4g模组供电设备采用电源ic驱动，该方式外围电路复杂且成本高，经济性低；
5.(2)4g模组没有关断电路情况下，依赖模组自身休眠或者关机降低功耗，仍有一定耗能不能实现绝对的断电省电，且4g模组开机启动时一样存在上述问题。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可以在电池供电下实现4g模组稳定启动的同时，保证在模组关闭时功耗为零的安全供电开机电路。
7.本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
8.根据本实用新型的一个方面，提供了一种应用于4g模组安全供电开机的电路，包括：电源、软启动模块和补偿续流模块，其中，软启动模块包括：mos管q1，源极与所述电源的正极连接，漏极与所述补偿续流模块连接；第一电容c1，一端与所述mos管q1的栅极连接，另一端与所述电源和mos管q1的源极形成的公共端连接；第一电阻r1，一端与所述电源、第一电容c1和mos管q1的源极形成的公共端连接；第三电阻r3，一端与第一电容c1和mos管q1栅极形成的公共端连接；三极管q2，集电极与所述第一电阻r1的另一端和第三电阻r3的另一端形成的公共端连接，发射极接地；第四电阻r4，一端与所述三极管q2的基极连接；第五电阻r5，一端与第四电阻r4的另一端连接，另一端接地。
9.作为优选的技术方案，所述的补偿续流模块包括：第二电阻r2，一端与所述mos管q1的漏极连接，另一端接地；续流电容组，包括一个电容或多个互相并联的电容，并联在所述第二电阻r2的两端。
10.作为优选的技术方案，所述的mos管为p沟道mos管。
11.作为优选的技术方案，所述的电源的对地电压范围在3伏至4.5伏的范围内。
12.作为优选的技术方案，所述的三极管为npn型三极管。
13.作为优选的技术方案，所述续流电容组的电容的数量为2，分别为第二电容、第三电容。
14.作为优选的技术方案，所述的续流电容组的电容大小在100μf至1000μf范围内。
15.作为优选的技术方案，所述的第二电阻r2与第五电阻r5的阻值大小相同。
16.作为优选的技术方案，所述的第三电阻与第一电阻r1的比值在1到20内。
17.作为优选的技术方案，所述的第五电阻r5与第四电阻r4的比值在0.5至5之间。
18.与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
19.(1)采用mos管作为控制4g模组供电的开关，栅极源极并电容，触发时控制给该电容充电时间，从而实现漏极供电软启动，该过程可保证给续流电容组的电容平滑充电，避免出现大浪涌电流，充电完成后，开启4g模组启动开关，续流电容组协同前级电源提供模组开机瞬间大电流，实现模组安全启动开机，避免前级电源电压大幅跌落；
20.(2)关闭电源时，mos管被彻底关闭，续流电容组和第二电阻r2可以实现快速电容放电，加上模组本身负载可实现立即关闭效果，实现4g模组功耗为零的效果。
附图说明
21.图1为本实用新型的电路图；
22.图2为本实用新型软启动模块的电路图；
23.图3为本实用新型补偿续流模块的电路图；
24.图4为实施例的电路图，
25.其中，q1、mos管，q2、三极管，c1、第一电容，r1、第一电阻，r2、第二电阻，r3、第三电阻，r4、第四电阻，r5、第五电阻，c2、第二电容，c3、第三电容，bat、电池。
具体实施方式
26.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，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。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的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。
27.如图1所述为一种应用于4g模组安全供电开机的电路的电路图，包括：电源、软启动模块和补偿续流模块，其中，软启动模块包括：mos管q1，源极与电源的正极连接，漏极与补偿续流模块连接；第一电容c1，一端与mos管q1的栅极连接，另一端与电源和mos管q1的源极形成的公共端连接；第一电阻r1，一端与电源、第一电容c1和mos管q1的源极形成的公共端连接；第三电阻r3，一端与第一电容c1和mos管q1栅极形成的公共端连接；三极管q2，集电极与第一电阻r1的另一端和第三电阻r3的另一端形成的公共端连接，发射极接地；第四电阻r4，一端与三极管q2的基极连接；第五电阻r5，一端与第四电阻r4的另一端连接，另一端接地。补偿续流模块包括：第二电阻r2，一端与mos管q1的漏极连接，另一端接地；续流电容组，包括一个电容或多个互相并联的电容，并联在第二电阻r2的两端。
28.实施例1
29.在本实施例中，控制器可采用现有技术中已然应用成熟且广泛的mcu控制模块、plc工业控制模块等等，或者现有技术中其他的能够实现控制功能的且适用于该实用新型
进行控制的控制模块都可以进行采购应用，在此并不做限制。
30.如图2所述为本实施例的电路图。在本实施例中采用电池作为电源，电池的电压为3.7v，mos管q1采用p沟道mos管，三极管采用npn型三极管，第一电容c1的大小为0.47μf，续流电容组中的电容个数为2，分别为第二电容c2、第三电容c3，大小均为470μf，第一电阻r1、第二电阻r2、第五电阻r5的大小均为10kω，第三电阻r3的大小为100kω，第四电阻r4的大小为4.7kω。第四电阻r4和第五电阻r5的公共端与mcu的引脚连接，引脚名为input，为开关电源输入i/o。补偿续流电路的输出端与4g模块的电源输入端连接，4g模块的pwrkey为开关机输入i/o，与mcu的引脚连接。
31.在mcu没有对input引脚施加控制信号(或低电平)时，第五电阻r5拉低三极管q2的基极电压使三极管q2不导通，且电源电压通过第一电阻r1使mos管q1的栅极、源极电压相等，第三电容c3两极电压也相等，三极管q1不导通，默认4g模组处于断电关机状态。
32.在需要4g模组工作时，mcu先对pwrkey引脚施加关机信号，然后产生一个高电平信号作用于input引脚，通过第四电阻r4限流分压使三极管q2工作在开关状态，打开晶体管q2，此时第一电容c1通过第三电阻r3、晶体管q2开始充电，一般经过3～5个rc常数后第一电容c1充满，在充电过程中，mos管q1的栅极电压缓慢降低，mos管q1由截至区进入线性区，漏极在该时间内输出电流逐渐增大给第二电容c2和第三电容c3充电，第一电容c1充满mos管q1后完全导通，第二电容c2和第三电容c3充满。整个过程实现了软启动，保证电池bat稳定输出电流先给第二电容c2和第三电容c3充满电，避免浪涌出现。此时mcu给pwrkey引脚施加开机信号，4g模组开机时有瞬间需求电流较大，第二电容c2和第三电容c3放电弥补bat大幅放电问题，安全实现4g模组启动开机，尽可能延迟电池放电寿命，节约成本。
33.在需要关闭4g模组以节约耗能时，mcu先给input引脚施加低电平，三极管q2截止，第一电容c1通过第一电阻r1和第三电阻r3开始放电，mos管q1的栅极电压随之变高，mos管q1截止。第二电阻r2和4g模组开始对第二电容c2和第三电容c3放电，放电完成后mcu施加pwrkey引脚关机信号，实现彻底断电和关闭状态，实现4g模组不工作时零能耗。
34.实施例通过增加软启动过程和续流电容协同机制，相较传统的硬启动连接或mos管开关电路，延长了电池使用时间，提高电池利用率，实现4g模组的彻底关闭减少待机耗能等一系列问题。
35.实施例2
36.与实施例1相比，本实施例的不同点在于，本实施例应用于有固定电源的使用场景。电源为直流稳压电源，电源电压为3.7v，其余部分与实施例1相同。
37.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。