一种低功耗电源管理电路设计方案
方案选择在使用手持机时候必须对电源进行有效的管理，节约电源，降低功耗，延长电池的寿命，常用电源管理方案有低功耗管理方案和系统断电管理方案。1． 低功耗管理方案低功耗方案即为在系统不需要测量的时候，让MCU处于深度睡眠，并且关闭FPGA的PLL时钟输出，并且采用三极管关闭液晶以及一些外围电路的电源，这样系统总电流理论上能小于1mA。但是激光测距仪长时间是处于未测量状态，即使电流非常小，时间累计也会消耗很多电流，造成电池使用时间缩短，这种方式显然不是最好的方式。2． 系统断电管理方案系统断电管理方案即为对整个系统电源进行自动控制，当系统未测距时间超过10s，那整个系统的供电系统就会关闭，这样整个系统消耗的电流几乎为0mA（电源管理的开关MOS管需要消耗微小的静态电流）。综合上述两种因素，采用系统断电管理方案显得更加省电，更适合激光测距仪这种手持机。1.1.2 总电源控制方案分析整个电源管理电路由核心供电开关电路和电源转换电路组成，核心供电开关电路如图3.1所示。主要负责总电源的开启和关断，整个电路通过外部按键K3和MCU的管脚对电源实现控制。电路分析主要分析整个电路工作流程，以及K3按键按下与弹起各个电路动作等。以及器件选型方法。图3.1 9V电源管理电路整个电路工作分为四个个阶段：K3按键未按下、K3按键按下、K3按键弹起、MCU续电10s。1． K3按键未按下当K3未按下时候，电池电源未导通，如图3.1所示，在图中标注点2的电压由于电阻R17下拉，此时为低电平，因此N沟道MOS管Q2处于关断状态，此时标注点3的电压由于电阻R14的上拉，此时为9V高电平，P沟道MOS管Q1处于关断状态，因此总电源SW_9V此时电压为0V，整个系统处于断电状态。2． K3按键按下当K3按键按下的时候，电池电源导通，标注点2的电压由于R16和R17分压，此时电压为4.5V，VGS=4.5V满足Q2管的导通电压，Q2管导通后，标注点3相当于接地，电压为0，VGS=-9V满足Q1管的导通电压，因此，当Q1管导通后SW_9V获得电池电源的9V电压，整个系统上电。3． K3按键弹起当系统上电后，MCU初始化完成后，立即对电路进行续电，即MCU输出PWR_CTL为高电平，当K3弹起后，电池通路断开，由于PWR_CTL为高电平，VGS=3V因此Q2管还是处于导通状态，Q1管也处于导通状态，因此，整个系统进入MCU续电状态。4． MCU续电10sMCU续电过程中通过MEAS_KEY持续检测K3是否按下，如果K3按下，开启新一次测量，那定时10s关机时间清零，重新定时10s。当10s内没有再次按下K3那MCU输出PWR_CTL为低电平，Q2管的VGS=0V，Q2管关断，此时标注点3由于上拉变回9V，Q3管的VGS=0V，Q3管也关断，SW_9V为0V，整个系统断电。通过以上的4个步骤完成对总电源的智能管理，当整个系统断电的情况下，只有MOS管Q1和9V相接，由于Q1此时处于关断状态，整个系统耗电等于Q1此时的静态关断电流，由2SJ355数据手册得知，现在消耗电流小于10uA，因此，整个系统消耗电流是非常微小的，实现了超低功耗管理方案。5． 关键器件选型总电源开关电路中，最重要的为二极管D3，MOS管Q2选型，由于本设计中需要MCU输出高电平对Q2管进行续电，为了防止K3按键按下时候的4.5V高电平损害到MCU的IO口，因此需要加上二极管D3，当MCU需要输出高电平3.3V对Q2进行续电情况下，如果采用普通二极管，经过二极管后压降为0.7V，这样造成VGS=2.6V，不能完全打开一般的MOS管，因此，在本设计中，采用的是低压降0.3V的二极管MBR0520以及VGS=2.5V导通的MOS管2N7002。
声明：本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人，不代表凡亿课堂立场。文章及其配图仅供工程师学习之用，如有内容图片侵权或者其他问题，请联系本站作侵删。
相关阅读
进入分区查看更多精彩内容>
暂无评论