电源快速唤醒电路和方法与流程

1.本发明涉及电路设计领域，特别是涉及一种电源快速唤醒电路和方法。


背景技术：

2.近年来智慧生活的抬头，让消费性电子产品功能需求越来越高、设计越来越复杂，耗电也随之增加，因此对电子产品的功耗的控制能力也越来越高。为了让控制器的耗电量达到最低，主要通过以下三种方式来实现：降低高性能模式时的功秏，减少低功耗模式的功秏，以及缩短由低功耗到高性能模式的唤醒时间。
3.针对缩短由低功耗到高性能模式的唤醒时间的方案，当mcu处于低功耗模式时，mcu中绝大部分系统都会关闭，只留下极少部分电路工作或处于低功功耗工作状态；当mcu处于高性能模式时，mcu中绝大部分系统都会工作；当mcu需要从低功耗模式切换到高性能模式，由于电源建立等原因，通常电路启动时间通常会较长，系统建立速度较慢。
4.因此，如何提出一种启动时间短的快速唤醒系统方案，已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。


技术实现要素：

5.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种电源快速唤醒电路和方法，用于解决现有技术中从低功耗模式切换到高性能模式时，电路启动时间长，系统建立速度慢的问题。
6.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种电源快速唤醒电路，所述电源快速唤醒电路包括：第一稳压模块，第二稳压模块，第一开关，第二开关，第三开关，第一电容，第一系统和第二系统；所述第一稳压模块通过所述第一开关接收所述第一参考电压，通过所述第二开关接收所述第二参考电压，所述第一稳压模块基于所述第一参考电压产生第一电压，基于第二参考电压产生第三电压；所述第一开关的控制端连接第一控制信号，所述第二开关的控制端连接所述第二控制信号；所述第二稳压模块接收所述第二参考电压，基于所述第二参考电压产生第二电压；所述第一系统连接所述第一稳压模块的输出端，并通过所述第三开关连接所述第二稳压模块的输出端；所述第二系统连接所述第二稳压模块的输出端；所述第一电容的一端连接所述第一稳压模块输出端，另一端接地。
7.可选地，所述电源快速唤醒电路还包括控制模块，所述控制模块基于时钟信号及工作模式切换信号产生所述第一控制信号及所述第二控制信号。
8.可选地，所述工作模式切换信号包括：低功耗到高性能模式切换信号，高性能到低功耗模式切换信号。
9.可选地，所述第一开关和所述第二开关的状态相反。
10.本发明还提供一种电源快速唤醒方法，包括以下步骤：
11.s1：接收低功耗到高性能模式切换信号，导通第三开关，开启第一参考电压和第一稳压模块的工作状态，第一稳压模块基于第二参考电压产生第三电压，第二稳压模块基于
第二参考电压产生第二电压，通过所述第二电压和所述第三电压对第一电容进行充电；
12.s2：当所述第一电容充满电后，第一系统开始启动，关断第一开关，导通第二开关，第一稳压模块的输入由第二参考电压切换至第一参考电压，所述第一稳压模块基于第一参考电压产生第一电压，第一系统和第二系统基于第一电压进入高性能工作模式。
13.可选地，当处于低功耗模式时，所述第二开关导通，所述第一开关和所述第三开关关断，第二稳压模块基于第二参考电压输出第二电压，第二系统基于第二电压处于低功耗工作状态；第一稳压模块输入电压为第二参考电压，第一稳压模块工作状态关闭，没有电压输出，第一系统没有电压输入导致第一系统不工作；第一电容没有电荷积累。
14.可选地，当处于高性能模式时，所述第一开关和所述第三开关导通，所述第二开关关断，第二稳压模块基于第二参考电压输出第二电压，第一稳压模块基于第一参考电压输出第一电压，第一系统和第二系统均基于第一电压处于高性能工作状态。
15.如上所述，本发明的一种电源快速唤醒电路和方法，具有以下有益效果：
16.在满足mcu两种典型应用环境的同时，采用简单的切换电路来实现对切换开关的控制，来解决唤醒慢的问题，电路结构简单，不需要对原电路结构进行大的修改。
附图说明
17.图1显示为本发明的电源快速唤醒电路示意图。
18.元件标号说明
19.11
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控制模块
20.12
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第一稳压模块
21.13
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第一系统
22.14
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第二稳压模块
23.15
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第二系统
24.s1～s2
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步骤
具体实施方式
25.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
26.请参阅图1。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
27.实施例一
28.如图1所示，本实施例提供一种电源快速唤醒电路包括：第一稳压模块12，第二稳压模块14，第一开关s1，第二开关s2，第三开关s3，第一电容c1，第一系统13和第二系统15。
29.具体地，所述电源快速唤醒电路还包括控制模块11，所述控制模块11基于时钟信号及工作模式切换信号产生所述第一控制信号及所述第二控制信号，所述第一开关s1和所
述第二开关s2的状态相反。
30.需要说明的是，所述控制模块11为切换电路，对所述第一开关s1和所述第二开关s2的状态进行控制，该切换电路在不同的应用需求，以及上电模式或工作模式切换中，所述第一开关s1和所述第二开关s2与第一稳压模块12和第二稳压模块14可以有不同的组合形式。
31.具体地，所述工作模式切换信号包括：低功耗到高性能模式切换信号，高性能到低功耗模式切换信号。
32.需要说明的是，所述切换电路的输入信号包括但不限于本实施例所列举的时钟信号和工作模式切换信号，任意能达到通过所述控制模块11基于输入信号对所述第一开关s1和所述第二开关s2的状态进行控制的输入信号均满足该发明。
33.如图1所示，所述第一稳压模块12通过所述第一开关s1接收所述第一参考电压，通过所述第二开关s2接收所述第二参考电压，所述第一稳压模块12基于所述第一参考电压产生第一电压，基于所述第二参考电压产生第三电压，所述第一开关s1的控制端连接第一控制信号，所述第二开关s2的控制端连接所述第二控制信号。
34.具体地，第二稳压模块14接收所述第二参考电压，基于所述第二参考电压产生第二电压。
35.如图1所示，所述第一系统13与第一稳压模块12的输出端连接，并通过所述第三开关s3连接所述第二稳压模块14的输出端。
36.如图1所示，所述第二系统15连接所述第二稳压模块14的输出端。
37.需要说明的是，第三开关s3的控制方式这里不做限定，任意能够根据工作模式切换信号进行切换的方式均满足该发明，在此就不一一举例。
38.具体地，所述第一电容c1的一端与所述第一稳压模块12输出端连接，另一端接地。
39.需要说明的是，所述第一电容c1的容值大小这里不做限定，任意根据系统设计需求，能够使充电速度满足设计需求的电容值大小均满足该发明。
40.实施例二
41.本实施例提供一种电源快速唤醒方法，基于实施例一中的电源快速唤醒电路来实现。当从低功耗模式切换到高性能模式时，包括以下步骤：
42.s1：接收低功耗到高性能模式切换信号，导通第三开关s3，开启第一参考电压和第一稳压模块12工作状态，第一稳压模块12基于第二参考电压输出第三电压，第二稳压模块14基于第二参考电压输出第二电压，通过第二电压和第三电压对与第一电容c1进行充电；
43.s2：当所述第一电容c1充满电后，第一系统13开始启动，关断所述第二开关s2，导通所述第一开关s1，将第一稳压模块12的输入由第二参考电压切换至第一参考电压，第一稳压模块12基于第一参考电压输出第一电压，第一系统13和第二系统15基于第一电压进入高性能工作状态。
44.需要说明的是，当所述第一电容c1充满电后，第一系统13开始启动；此时第一稳压模块12输出第三电压，第二稳压模块14输出第二电压，第二电压和第三电压的大小不做限定；当第一系统13启动完成后，第一系统13基于第二电压和第三电压中驱动能力较强的电压进行工作。
45.具体地，当处于低功耗模式时，第二稳压模块14基于第二参考电压输出第二电压，
第二系统15基于第二电压处于低功耗工作状态；第一稳压模块12输入电压为第二参考电压，第一参考电压工作状态关闭，第一稳压模块12工作状态关闭，没有电压输出，第一系统13没有电压输入导致第一系统13不工作；第一电容c1没有电荷积累。
46.更具体地，当处于高性能模式时，第二稳压模块14基于第二参考电压输出第二电压，第一稳压模块12基于第一参考电压输出第一电压，第一系统13和第二系统15基于第一电压处于高性能工作状态。
47.需要说明的是，第一参考电压有较高精度，因而第一参考电压的建立时间比较长；第一电压比第二电压有更高的精度和更大驱动能力；当处于高性能模式时，第一稳压模块12基于第一参考电压输出第一电压，第二稳压模块14基于第二参考电压输出第二电压，由于第一电压比第二电压有更高的精度和更大的驱动能力，所以第一系统13和第二系统15在高性能工作状态时均基于第一电压进行工作。
48.进一步需要说明的是，作为示例，在本实施例中，从低功耗模式到高性能模式基于实施例一中的第一开关s1、第二开关s2和第三开关s3进行切换；从低功耗到高性能模式的切换包括但不限于实施一中的切换电路的开关模式，也可以是基于时序，软件等其他方式进行实现，且第一开关s1和第二开关s2与第一稳压模块12和第二稳压模块14的组合在满足低功耗模式到高性能模式快速切换的同时，也可以满足其他工作模式和上电逻辑的切换需求。当从高性能模式切换到低功耗模式时，先将所述第一开关s1关断，所述第二开关s2导通，再将所述第三开关s3关断，从而将第一稳压模块12的输入从第一参考电压切换至第二参考电压。
49.一般地，在低功耗模式下，第二系统15处于低功耗工作状态，当接收到低功耗到高性能模式切换信号后，第一稳压模块12及其第一参考电压均需要重新上电，待上电稳定后输出电压；此时，第一稳压模块12的输入电压的建立速度及第一参考电压的建立速度是快速唤醒的瓶颈；在此发明中，当从低功耗模式切换到高性能模式时，开启第一参考电压和第一稳压模块12的工作状态，同时导通第三开关s3，在第一稳压模块12输入电压建立的同时，第一参考电压在建立，第一电容c1也在进行充电；当第一电容c1充满电后，第一参考电压建立完成，再将第一稳压模块12的输入电压从第二参考电压切换为第一参考电压；因为第一参考电压的建立和第一稳压模块12输入电压的建立同时进行，而不再是第一参考电压建立后，再基于第一参考电压建立第一稳压模块12的输入电压，且不需要等待精度更高的第一参考电压的建立，从而缩短了整个系统的从低功耗到高性能模式的切换时间。
50.综上所述，本发明提供一种电源快速唤醒电路和方法，所述电源快速唤醒电路包括：第一稳压模块12，第二稳压模块14，第一参考电压，第二参考电压，控制模块11，第一开关s1，第二开关s2，第三开关s3，第一电容c1，第一系统13和第二系统15；所述电源快速唤醒方法，第一参考电压的建立和第一稳压模块12输入电压的建立同时进行，不需要等待精度更高的第一参考电压的建立，从而缩短了整个系统的从低功耗到高性能模式的切换时间。本发明在满足mcu两种典型应用环境的同时，采用简单的切换电路和开关来实现对切换开关的控制，来解决唤醒慢的问题，电路结构简单，不需要对原电路结构进行大的修改；所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
51.上述实施例仅示例性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因
此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。