一种零功耗待机电源控制装置的制作方法

本实用新型涉及电子产品技术领域，具体地说，涉及一种智能化电子产品实现零功耗待机的电源控制装置。

背景技术：

在智能门铃、应急呼叫器、手提吸尘器等采用电池供电的智能化设备中，为了延长电池的续航时间，尽可能降低设备功耗是业内面临的重大技术课题。而这类设备往往工作频次较低，大部分时间处于待机状态，因此在电池使用周期内，设备待机时所消耗的功耗不可忽略。减小待机功耗也就成了延长电池续航时间的关键。现有技术一般采用超低功耗微处理器，在设备待机时，处理器将设备的其他所有功能模块均置于停止工作的状态，仅处理器自身的极少部分核心单元和相关外围元件处于待机工作状态，此时整个设备只需消耗数十微安级的小电流，从而达到降低系统功耗的目的。降低待机功耗的另一种传统技术方案，是为设备增加一个电源拨钮开关，在无需设备工作时，通过拨钮开关切断电源，需要设备工作时，再按下开关接通电源，但额外增加电源开关，不但使用操作不便，而且将影响设备的外形尺寸和结构设计，也增加了成本，实际应用中并不是最佳方案。

本实用新型提出的一种零功耗待机电源控制装置，通过复用设备功能按键，而无需单独增加电源拨钮开关的情况下，能在设备待机时完全断开耗能元件，真正实现系统零功耗待机，从而最大限度延长电池的续航时间；在需要唤醒设备时，只要点击设备上的功能按键，设备就能进入正常工作模式并执行本次按键所要实现的功能。本专利技术具有极大的实用价值和市场前景。

技术实现要素：

本实用新型所述一种零功耗待机电源控制装置的技术方案如下：

本实用新型所述零功耗待机电源控制装置如附图1，包括微处理器mcu、电源bt、按键输入单元、待机电源控制单元和其他功能模块。其中微处理器mcu、电源bt、按键输入单元和其他功能模块为现有技术方案的组成部分，电源bt由一节或多节电池构成；待机电源控制单元为本实用新型所述技术方案新增的组成部分。在现有技术方案中，电源bt的正端va与微处理器mcu和其他功能模块的电源输入端vdd相连，而在本实用新型所述技术方案中，电源bt的正端va经待机电源控制单元再与微处理器mcu和其他功能模块的电源输入端vdd相连。本领域的普通技术人员对现有技术方案及其组成部分的工作原理应易于理解，在此不再累述。

本实用新型所述待机电源控制单元包括pmos管t1、pmos管t2、二极管d1、延时电容cd、存储电容cs、电阻r2。其中二极管d1的负端与按键输入单元的按键相连，正端与pmos管t1的栅极g相连；延时电容cd并接在按键k两端，起按键延时和按键去抖的作用；pmos管t1与pmos管t2并联连接，即二者的源极s相连，漏极d相连，同时源极s与电源bt的正端va相连，漏极d与微处理器mcu和其他功能模块的电源输入端vdd相连；存储电容cs跨接在pmos管t1的栅极与源极之间；电阻r2跨接在pmos管t2的栅极与源极之间；pmos管t2的栅极与微处理器mcu的输出脚out相连。

在待机状态按下按键k的瞬间，二极管d1导通，a点经二极管d1、按键k接地，从而pmos管t1导通，电源bt经pmos管t1为微处理器mcu和其他功能模块的电源端vdd供电，微处理器mcu上电初始化，启动运行，同时存储电容cs两端被充上电池电压va；当按键k释放时，经过电阻r1和电容cd决定的延时时间后，二极管d1截止，但由于存储电容cs两端存储的电压va只能通过pmos管t1的栅源极的漏电阻缓慢放电，因此可以维持pmos管t1较长时间保持导通，使微处理器mcu获得持续的供电完成上电初始化过程；微处理器mcu在执行初始化时，使引脚out输出低电平，从而使pmos管t2维持导通状态，于是电源bt经pmos管t2与微处理器mcu和其他功能模块的电源端vdd保持连通(此时与pmos管t1是导通还是截止无关)，微处理器mcu进入正常工作状态；同时微处理器mcu初始化完成后，控制其他功能模块执行此次按键对应的用户功能；微处理器mcu在正常工作状态时，经引脚in检测按键k的按压状态，当按键k单击(短时间按下并释放按键)或双击(连续两次快速按下并释放按键)时，微处理器mcu控制其他功能模块执行预定义的用户功能，当按键k长按(持续按下一定时间再释放按键)时，引脚out输出高电平，使pmos管t2截止，再经过存储电容的保持时间后，pmos管t1也截止，于是电源bt与微处理器mcu和其他功能模块的电源端vdd断开，微处理器mcu和其他功能模块断电而停止工作。此时微处理器mcu、按键输入单元、待机电源控制单元和其他功能模块均不消耗任何电流，整个装置实现真正的零功耗，直到再次按下按键k，进入下一个工作循环。

由此可见，本实用新型所述零功耗待机电源控制装置，不仅通过复用功能按键实现了待机与正常工作状态的转换，而且在待机状态时，装置的所有单元均无电流消耗，实现了真正的零功耗，从而有利于延长电池的续航时间。本实用新型技术方案易于实施，性能稳定可靠，所增加成本也非常低，因而具有很强的实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1本实用新型所述零功耗待机电源控制装置

图2本实用新型所述零功耗待机电源控制装置的控制时序示意图

具体实施方式

本实用新型所述零功耗待机电源控制装置的一种实施例如附图1。包括微处理器mcu、电源bt、按键输入单元、待机电源控制单元和其他功能模块，其中待机电源控制单元为本实用新型所述技术方案在现有技术基础上的新增组成部分。在现有技术中，电源bt的正端va与微处理器mcu和其他功能模块的电源输入端vdd相连，而在本实用新型所述技术方案中，电源bt的正端va经待机电源控制单元再与微处理器mcu和其他功能模块的电源输入端vdd相连。所述待机电源控制单元包括pmos管t1、pmos管t2、二极管d1、延时电容cd、存储电容cs、电阻r2，其中二极管d1的负端与按键输入单元的按键相连，正端与pmos管t1的栅极g相连；延时电容cd并接在按键k两端；pmos管t1与pmos管t2的源极s与源极s相连，漏极d与漏极d相连，且源极s与电源bt的正端va相连，漏极d与微处理器mcu和其他功能模块的电源输入端vdd相连；存储电容cs跨接在pmos管t1的栅极与源极之间；电阻r2跨接在mos管t2的栅极与源极之间；pmos管t2的栅极与微处理器mcu的引脚out相连。一般地，二极管d1可以选用任何常用开关二极管，比如1n4148；存储电容cs的取值只要能维持mos管t1导通直到微处理器mcu完成上电初始化即可，比如0.1uf；电阻r1、r2可取值10k或10k以上；延时电容cd可取值0.1uf；pmos管t1、pmos管t2可以选用任何常用开关mos管。

本实用新型所述零功耗待机电源控制装置的控制时序示意图如附图2。在待机状态t0时刻按下按键k时，二极管d1导通，a点经二极管d1、按键k接地，从而pmos管t1导通，电源bt经pmos管t1为微处理器mcu和其他功能模块的电源端vdd供电，vdd电压为电池电压va，mcu启动初始化，同时电源bt经二极管d1、按键k为存储电容cs充电，电阻r1和电容cd可以确保按键k释放后直到t1时刻二极管d1才截止，此时cs两端充电达到电池电压va；二极管d1截止后，由于存储电容cs两端存储的电压va只能通过mos管t1的栅源极的漏电阻缓慢放电，因此可以维持pmos管t1保持导通直到t2时刻(约数十毫秒)，使微处理器mcu完成上电初始化过程；微处理器mcu在执行初始化时，通过引脚out输出低电平使pmos管t2处于导通状态，于是电源bt经pmos管t2与微处理器mcu和其他功能模块的电源端vdd连通，为微处理器mcu和其他功能模块提供持续电源，保证正常工作；同时，微处理器mcu完成初始化后，控制其他功能模块执行此次按键对应的用户功能；微处理器mcu在正常工作状态时，经引脚in检测按键k的按压状态，当按键k单击(t3时刻)或双击(t4、t5时刻)时，微处理器mcu控制其他功能模块执行预定义的用户功能，当按键k长按(t6时刻，比如持续按下2秒钟)时，引脚out输出高电平，使pmos管t2截止，再经过存储电容cs的保持时间后，在t8时刻pmos管t1也截止，于是电源bt与微处理器mcu和其他功能模块的电源端vdd断开，微处理器mcu和其他功能模块断电而停止工作；微处理器mcu断电不工作时，引脚out处于高阻状态，该脚电压被电阻r2拉到电源bt的电压va，使pmos管t2保持截止。此时，微处理器mcu、按键输入单元、待机控制单元和其他功能模块均不消耗任何电流，整个装置实现真正的零功耗，直到再次按下按键k，进入下一个工作循环。