低功耗控制电路、控制方法及电子设备.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010421945.6 (22)申请日 2020.05.18 (71)申请人 高新兴物联科技有限公司 地址 518000 广东省深圳市南山区粤海街 道高新技术产业园区科技南12路迈瑞 大厦2层B区C区 (72)发明人 刘昭元 (74)专利代理机构 深圳协成知识产权代理事务 所(普通合伙) 44458 代理人 章小燕 (51)Int.Cl. G06F 1/3234(2019.01) G06F 1/3203(2019.01) (54)发明名称 低功耗控制电路、 控制方法及电子设。

2、备 (57)摘要 本申请提供一种低功耗控制电路、 控制方法 及电子设备， 涉及电子技术领域。 所述低功耗控 制电路包括微控制器MCU， 所述微控制器MCU电连 接有一自锁电路， 所述自锁电路串联连接有一负 载开关， 所述微控制器MCU中设置有与地电连接 的下拉电阻， 所述自锁电路电连接负载， 通过所 述自锁电路使得微控制器MCU能在不同的工作模 式下低功耗的持续为所述负载供电。 本申请实施 例所述低功耗控制电路可以根据不同的需求控 制微控制器MCU在不同的情况下进行工作， 从而 实现微控制器MCU通过输入输出接口GPIO控制负 载开关的通断， 实现对负载进行供电控制同时一 直保持低功耗的需求，。

3、 并且不需要额外在增加其 他器件， 节省成本。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 111638778 A 2020.09.08 CN 111638778 A 1.一种低功耗控制电路， 包括微控制器MCU， 其特征在于， 所述微控制器MCU电连接有一 自锁电路， 所述自锁电路串联连接有一负载开关， 所述微控制器MCU中设置有与地电连接的 下拉电阻， 所述自锁电路电连接负载， 通过所述自锁电路使得微控制器MCU能在不同的工作 模式下低功耗的持续为所述负载供电。 2.如权利要求1所述的低功耗控制电路， 其特征在于， 所述自锁电路为一自锁电阻R1。 3.如权利要求2所述的低功耗控制电路， 其。

4、特征在于， 所述自锁电路和所述下拉电阻的 分压满足所述负载开关使能控制端的导通电压门限。 4.如权利要求1所述的低功耗控制电路， 其特征在于， 所述负载开关为第一MOS管Q1。 5.如权利要求4所述的低功耗控制电路， 其特征在于， 所述自锁电路为串联连接的第二 MOS管Q2和电阻R3， 所述第二MOS管Q2的漏极与所述第一MOS管Q1的源极电连接， 所述电阻R3 与所述第一MOS管Q1的漏极电连接。 6.如权利要求5所述的低功耗控制电路， 其特征在于， 所述自锁电路电连接一保护电阻 R4， 所述保护电路R4另一端接地。 7.一种控制方法， 应用于如权利要求16任一项所述的低功耗控制电路， 其特。

5、征在于， 所述控制方法包括以下步骤： 检测微控制器MCU的工作模式， 当微控制器MCU处于正常工作模式时， 直接通过控制输 入输出接口GPIO的高或低电平， 实现与外部负载的通断控制； 当微控制器MCU处于低功耗工作模式时， 通过所述自锁电路控制所述负载开关的导通 与关闭， 实现与外部负载的通断控制。 8.如权利要求7所述的控制方法， 其特征在于， 进一步包括： 当微控制器MCU处于超低功耗工作模式时， 控制器MCU中设置的下拉电阻实现输入输出 接口GPIO以低电平输出， 控制自锁电路保持导通状态， 实现为外部负载供电。 9.如权利要求7所述的控制方法， 其特征在于， 所述当微控制器MCU处于。

6、低功耗工作模 式时， 通过所述自锁电路控制所述负载开关的导通与关闭， 实现与外部负载的通断控制， 具 体包括： 控制自锁电路和下拉电阻的分压满足所述负载开关使能控制端的导通电压门限； 通过负载开关使能控制端的导通状态， 控制实现为外部负载供电。 10.一种电子设备， 其特征在于， 所述电子设备上存储有如权利要求1-6任一项所述的 低功能控制电路。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111638778 A 2 低功耗控制电路、 控制方法及电子设备 技术领域 0001 本发明实施例涉及电子技术领域， 特别涉及一种低功耗控制电路、 控制方法及电 子设备。 背景技术 0002 在当前电子控制领域， 微。

7、控制器MCU普遍应用。 对功耗要求比较高的产品， 微控制 器MCU需要进入低功耗状态。 其中一种低功耗状态， 业内也称超低功耗状态Standby mode。 在这种超低功耗状态下， 微控制器MCU功耗极低， 但是微控制器MCU只维持内部低功耗RTC时 钟和部分逻辑及存储器的能耗， 一些通用输入输出接口比如GPIO接口却不能保持， 会要求 微控制器MCU恢复到固定输出状态。 这样就限制了微控制器MCU在实际应用中控制的灵活 性。 尤其是对一些在低功耗状态下需要微控制器MCU变换输出逻辑状态的应用。 0003 当前惯用技术是采用在微控制器MCU外加GPIO扩展芯片来实现变换输出逻辑状态 的应用， 。

8、如图1所示， 这样在微控制器MCU进入低功耗时， GPIO扩展芯片可以保持对外部输入 输出GPIO接口保持供电， 如此可以维持GPIO接口合适的逻辑输出状态。 但是这样一方面需 要增加GPIO扩展芯片， 相应也增加了成本， 另一方面GPIO扩展芯片同时也增加了额外的耗 电， 与超低功耗初衷不符。 发明内容 0004 有鉴于此， 本发明实施例的目的在于提供一种低功耗控制电路、 控制方法及电子 设备， 以解决现有微控制器MCU无法一直保持低功耗状态或需要增加额外器件来保持超低 功耗状态的情况。 0005 本发明实施例解决上述技术问题所采用的技术方案如下： 0006 根据本发明实施例的第一方面， 提。

9、供一种低功耗控制电路， 包括微控制器MCU， 所 述微控制器MCU电连接有一自锁电路， 所述自锁电路串联连接有一负载开关， 所述微控制器 MCU中设置有与地电连接的下拉电阻， 所述自锁电路电连接负载， 通过所述自锁电路使得微 控制器MCU能在不同的工作模式下低功耗的持续为所述负载供电。 0007 其中， 所述自锁电路为一自锁电阻R1。 0008 其中， 所述自锁电路和所述下拉电阻的分压满足所述负载开关使能控制端的导通 电压门限。 0009 其中， 所述负载开关为第一MOS管Q1。 0010 其中， 所述自锁电路为串联连接的第二MOS管Q2和电阻R3， 所述第二MOS管Q2的漏 极与所述第一MO。

10、S管Q1的源极电连接， 所述电阻R3与所述第一MOS管Q1的漏极电连接。 0011 其中， 所述自锁电路电连接一保护电阻R4， 所述保护电路R4另一端接地。 0012 本发明实施例的第二方面， 提供一种控制方法， 应用于如上述第一方面任一项所 述的低功耗控制电路， 所述控制方法包括以下步骤： 0013 检测微控制器MCU的工作模式， 当微控制器MCU处于正常工作模式时， 直接通过控 说明书 1/5 页 3 CN 111638778 A 3 制输入输出接口GPIO的高或低电平， 实现与外部负载的通断控制； 0014 当微控制器MCU处于低功耗工作模式时， 通过所述自锁电路控制所述负载开关的 导通。

11、与关闭， 实现与外部负载的通断控制。 0015 其中， 进一步包括： 0016 当微控制器MCU处于超低功耗工作模式时， 控制器MCU中设置的下拉电阻实现输入 输出接口GPIO以低电平输出， 控制自锁电路保持导通状态， 实现为外部负载供电。 0017 其中， 所述当微控制器MCU处于低功耗工作模式时， 通过所述自锁电路控制所述负 载开关的导通与关闭， 实现与外部负载的通断控制， 具体包括： 0018 控制自锁电路和下拉电阻的分压满足所述负载开关使能控制端的导通电压门限； 0019 通过负载开关使能控制端的导通状态， 控制实现为外部负载供电。 0020 本发明实施例的第三方面， 提供一种电子设备。

12、， 该电子设备上存储有上述所述的 低功能控制电路。 0021 相对于现有技术的低功耗控制电路难以一直保持持续的低功耗情况， 本申请实施 例所述低功耗控制电路可以根据不同的需求控制微控制器MCU在不同的情况下进行工作， 从而实现微控制器MCU通过输入输出接口GPIO控制负载开关的通断， 实现对负载进行供电 控制同时一直保持低功耗的需求， 并且不需要额外在增加其他器件， 节省成本。 附图说明 0022 为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案， 下面将对实施例或现有技术描述 中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申请的一些 实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 。

13、在不付出创造性劳动性的前提下， 还可以根据这些 附图获得其他的附图。 0023 图1是现有技术的实现低功耗控制电路结构示意图； 0024 图2是本发明实施例一提供的低功耗控制电路的结构示意图； 0025 图3是本发明实施例一提供的低功耗控制电路的电路结构示意图； 0026 图4是本发明实施例一提供的另一种低功耗控制电路的电路结构示意图。 具体实施方式 0027 为了使本发明所要解决的技术问题、 技术方案及有益效果更加清楚、 明白， 以下结 合附图和实施例， 对本发明进行进一步详细说明。 应当理解， 此处所描述的具体实施例仅仅 以解释本发明， 并不用于限定本发明。 0028 实施例一 0029 。

14、图2是本发明实施例一提供的低功耗控制电路的结构示意图。 为了便于说明仅仅 示出了与本实施例相关的部分。 0030 请参见图2所示， 本实施例提供的低功耗控制电路， 包括微控制器MCU 10， 所述微 控制器MCU 10电连接有一自锁电路20， 所述自锁电路20串联连接有一负载开关30， 所述微 控制器MCU 10中设置有与地电连接的下拉电阻RPD， 所述自锁电路20电连接负载， 通过所述 自锁电路20使得微控制器MCU 10在低功耗状态下能持续为所述负载供电。 0031 请参阅图3所示， 在一实施例中， 所述自锁电路20为一自锁电阻R1。 所述自锁电阻 说明书 2/5 页 4 CN 11163。

15、8778 A 4 R1串联有负载开关U1， 所述负载开关U1具有使能控制端ON， 接地端GND， 电压输入端VIN和电 压输出端VOUT。 所述自锁电阻R1的一端电连接所述负载开关U1的使能控制端ON， 另一端电 连接所述电压输出端VOUT。 所述负载开关U1的电压输出端VOUT接负载。 所述负载开关U1的 使能控制端ON通过电容C1接地。 0032 所述自锁电路R1和所述下拉电阻RPD的分压需要满足所述负载开关U1使能控制端 的导通电压门限。 如此， 所述微控制器MCU 10在低功耗状态下， 可以通过所述自锁电路实现 负载开关U1输出端状态的控制， 以维持负载供电的保持。 0033 本申请所。

16、述低功耗控制电路可以根据不同的需求控制微控制器MCU 10在不同的 情况下进行工作， 从而实现微控制器MCU10通过输入输出接口GPIO控制负载开关的通断， 实 现对负载进行供电控制同时也满足低功耗的需求， 并且不需要额外在增加其他器件， 节省 成本。 0034 本申请所述低功耗控制电路工作原理如下: 0035 检测微控制器MCU的工作模式， 当微控制器MCU10在正常工作模式(Active mode) 时， 直接通过控制输入输出接口GPIO的高或低电平， 实现与外部负载的通断控制。 0036 当微控制器MCU 10处于低功耗工作模式时， 通过所述自锁电路控制所述负载开关 的导通与关闭， 实现。

17、与外部负载的通断控制。 具体地， 控制自锁电路R1和下拉电阻RPD的分压 满足所述负载开关U1使能控制端ON的导通电压门限； 通过负载开关使能控制端的导通状 态， 控制实现为外部负载供电。 0037 当微控制器MCU 10处于超低功耗工作模式时， 即微控制器MCU10处于休眠模式时， 控制器MCU中设置的下拉电阻实现输入输出接口GPIO以低电平输出， 控制自锁电路保持导 通状态， 实现为外部负载供电。 0038 在超低功耗模式(Standby mode)状态下， 输入输出接口GPIO默认低电平输出。 实 际上， 微控制器MCU是通过内部下拉电阻RPD实现在超低功耗状态下的固定低电平输出。 00。

18、39 本申请实施例所述低功能控制电路如果需要在低功耗状态下保持负载开关导通 状态， 只需要在微控制器MCU正常模式下将输入输出接口GPIO输出高电平， 这样负载开关U1 就会导通并通过自锁电路R1自锁， 这样即使在低功耗模式下也可保持负载开关导通状态。 0040 如果要在休眠状态下保持负载开关关断状态， 需要在MCU进入低功耗状态 (Standby Mode)前将输入输出接口GPIO持续输出低电平， 持续时间要大于负载开关串联的 电容C1的放电时间， 一般不超过2mS。 电容C1放电完成后， 自锁电路R1失去自锁条件， 进入低 功耗模式后就可以保持负载开关关断状态。 0041 请参阅图4所示，。

19、 其为本申请低功耗控制电路另一实施例的低功耗控制电路的结 构示意图。 在本实施例中， 所述负载开关为第一MOS管Q1。 所述第一MOS管Q1的源极连接电压 输入端， 第一MOS管Q1的漏极连接负载。 0042 所述自锁电路为串联连接的第二MOS管Q2和电阻R3， 所述第二MOS管Q2的漏极与所 述第一MOS管Q1的源极电连接。 所述电阻R3一端与所述第一MOS管Q1的漏极电连接， 另一端 与第二MOS管Q2的基极电连接。 所述第二MOS管Q2的源极与一保护电阻R4电连接， 保护电阻 R4的另一端接地。 所述第一MOS管Q1的基极与第二MOS管Q2的漏极电连接。 0043 在本实施例中， 所述微。

20、控制器MCU10在正常工作模式时可以控制收入输出接口控 制负载开关U1第一MOS管Q1的通断来切换负载供电。 说明书 3/5 页 5 CN 111638778 A 5 0044 本实施例电路中， 所述自锁电路为串联连接的第二MOS管Q2和电阻R3， 即由电阻R3 和第二MOS管Q2实现自锁。 0045 如果微控制器MCU 10在进入超低功耗即休眠工作模式前， 第一MOS管Q1导通,自锁 电路会自锁， 即电阻R3和第二MOS管Q2会自锁， 微控制器MCU进入低功耗工作模式后即使有 微弱上拉电阻RPU产生的电压， Q2也会保持导通状态， 实现微控制器MCU在休眠状态下也能为 负载电路持续供电。 0。

21、046 微控制器MCU在进入低功耗工作模式前， 微控制器MCU强制输出高电平， 第一MOS管 Q1关闭， 自锁电路的自锁条件破环， 进入低功耗模式后， 由于微控制器MCU内部上拉电阻RPU 作用， 第二MOS管Q2会保持关断状态， 切断负载电路供电， 实现超低功耗控制。 0047 综上所述， 相对于现有技术的低功耗控制电路难以一直保持持续的低功耗情况， 本申请实施例所述低功耗控制电路可以根据不同的需求控制微控制器MCU10在不同的情况 下进行工作， 从而实现微控制器MCU10通过输入输出接口GPIO控制负载开关的通断， 实现对 负载进行供电控制同时一直保持低功耗的需求， 并且不需要额外在增加其。

22、他器件， 节省成 本。 0048 实施例二 0049 本发明实施例二提供的低功耗控制电路的控制方法， 该方法应用于图2至图4所示 的低功耗控制电路。 本申请实施例提供的低功耗控制电路的控制方法包括如下步骤： 0050 步骤S201， 检测微控制器MCU的工作模式； 0051 步骤S202， 当微控制器MCU处于正常工作模式时， 直接通过控制输入输出接口GPIO 的高或低电平， 实现与外部负载的通断控制； 0052 步骤S203， 当微控制器MCU处于低功耗工作模式时， 通过所述自锁电路控制所述负 载开关的导通与关闭， 实现与外部负载的通断控制。 0053 具体还包括： 0054 控制自锁电路和。

23、下拉电阻的分压满足所述负载开关使能控制端的导通电压门限； 0055 通过负载开关使能控制端的导通状态， 控制实现为外部负载供电。 0056 步骤S204， 当微控制器MCU处于超低功耗工作模式时， 微控制器MCU中设置的下拉 电阻实现输入输出接口GPIO以低电平输出， 控制自锁电路保持导通状态， 实现为外部负载 供电。 0057 本申请实施例所述低功耗控制电路的控制方法可以根据不同的需求控制微控制 器MCU 10在不同的情况下进行工作， 从而实现微控制器MCU10通过输入输出接口GPIO控制 负载开关的通断， 实现对负载进行供电控制且同时一直保持低功耗的需求。 0058 实施例三 0059 本。

24、发明实施例三提供一种电子设备， 所述电子设备上存储有上述所述低功耗控制 电路， 所述低功耗控制电路根据上述所述控制方法执行控制工作， 实现持续且低功耗的为 负载供电。 0060 需要说明的是， 本实施例的电子设备上的低功耗控制电路与上述实施例一中的低 功耗控制电路属于同一构思， 其具体实现过程详细见对应的方法实施例， 且方法实施例中 的技术特征在本实施例中均对应适用， 这里不再赘述。 0061 本领域普通技术人员可以理解， 上文中所公开方法中的全部或某些步骤、 系统、 装 说明书 4/5 页 6 CN 111638778 A 6 置中的功能模块/单元可以被实施为软件、 固件、 硬件及其适当的组。

25、合。 0062 在硬件实施方式中， 在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应 于物理组件的划分； 例如， 一个物理组件可以具有多个功能， 或者一个功能或步骤可以由若 干物理组件合作执行。 某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器， 如中央处理 器、 数字信号处理器或微处理器执行的软件， 或者被实施为硬件， 或者被实施为集成电路， 如专用集成电路。 这样的软件可以分布在计算机可读介质上， 计算机可读介质可以包括计 算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。 如本领域普通技术人员公知 的， 术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、 数据结构、 程。

26、序模块 或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、 可移除和不可移除介质。 计算 机存储介质包括但不限于RAM、 ROM、 EEPROM、 闪存或其他存储器技术、 CD-ROM、 数字多功能盘 (DVD)或其他光盘存储、 磁盒、 磁带、 磁盘存储或其他磁存储装置、 或者可以用于存储期望的 信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。 此外， 本领域普通技术人员公知的是， 通信 介质通常包含计算机可读指令、 数据结构、 程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的 调制数据信号中的其他数据， 并且可包括任何信息递送介质。 0063 以上参照附图说明了本发明的优选实施例， 并非因此局限本发明的权利范围。 本 领域技术人员不脱离本发明的范围和实质内所作的任何修改、 等同替换和改进， 均应在本 发明的权利范围之内。 说明书 5/5 页 7 CN 111638778 A 7 图1 图2 图3 说明书附图 1/2 页 8 CN 111638778 A 8 图4 说明书附图 2/2 页 9 CN 111638778 A 9 。