一种实现低功耗检测电源电压的电路的制作方法

1.本实用新型涉及低功耗电路领域，更具体的说，是一种实现低功耗检测电源电压的电路。


背景技术：

2.电子设备通常需要电源供电才能正常工作，但是供电电源可能会出现供电不稳的情况，从而导致电子设备出现无法正常工作或工作状态不稳定的情况。为了保证电子设备能够正常工作，通常采用电源电压检测电路检测输入电源的电压。
3.现有的在对电源电压进行测量时，一般需要使用分压电阻把电源电压降低至可测量范围，然后才能进行测量。由于分压电路上有电流消耗，当选用阻值大的电阻时，可以降低电流消耗，但是会造成测量误差。在电源电压测量电路中，推荐最大输入电阻一般小于100k,若电源电压是3v，则电流就是3v/100k=30ua,而一般控制电源检测电路的mcu控制单元的功耗才5ua左右，这则大大影响整个系统的待机时间。现在亟需一种能够精确测量电源电压、又不会增大功耗的电源电压检测电路。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种实现低功耗检测电源电压的电路，本实用新型的检测电源电压的电路可以精确的测量待测电源电压，但是又不会增大整个系统的功耗。
5.其技术方案如下：
6.一种实现低功耗检测电源电压的电路，包括mcu控制单元、电压检测单元及电源控制单元，所述电压检测单元、所述电源控制单元分别与所述mcu控制单元相连，所述电源控制单元与所述电压检测单元相连，所述电压检测单元与待测电源相连，所述电源控制单元包括有一个n沟道增强型场效应管q1，所述mcu控制单元通过所述n沟道增强型场效应管q1控制所述电压检测单元的导通及断开。
7.进一步地，所述n沟道增强型场效应管q1与所述电压检测单元串联连接。
8.进一步地，所述电源控制单元还包括下拉电阻r1，所述下拉电阻r1的输入端与所述mcu控制单元相连，所述下拉电阻r1的输出端与所述n沟道增强型场效应管q1相连。
9.进一步地，所述电压检测单元包括分压电阻r2及分压电阻r3，所述分压电阻r2与所述分压电阻r3串联连接，所述分压电阻r2与待测电源相连。
10.进一步地，所述电压检测单元还包括滤波电容c1，所述滤波电容c1与所述分压电阻r3并联连接，所述mcu控制单元与所述滤波电容c1相连。
11.进一步地，所述分压电阻r2为电阻值为20k、精度为0.1%的电阻。
12.进一步地，所述分压电阻r3为电阻值大于3.5k、小于14k，所述分压电阻r3的精度为0.1%。
13.进一步地，所述下拉电阻r1的电阻值大于等于4.7k、小于100k的电阻。
14.进一步地，所述下拉电阻r1接地。
15.进一步地，所述n沟道增强型场效应管q1的门槛电压为1.6v。
16.下面对本实用新型的优点或原理进行说明：
17.1.本实用新型通过设置n沟道增强型场效应管q1控制电压检测单元的导通及断开。当不需要检测时，mcu控制单元输出低电平，此时n沟道增强型场效应管q1的vgs为0v左右，处于截止状态，n沟道增强型场效应管q1的漏电流只有1ua，大大降低了待机功耗。当需要检测电源电压时，mcu控制单元输出逻辑高电平，n沟道增强型场效应管q1的导通电压只有1mv，只影响了0.01%的测量精确度。
18.2.分压电阻r2、分压电阻r3均选用精度为0.1%的电阻，可以提升低功耗检测电源电压的电路的测量精度。
19.3.本实用新型在电源控制单元上设有下拉电阻r1，下拉电阻r1能够保证在mcu控制单元进入休眠状态时，所有的io均进入高阻状态后，mcu控制单元端可以有低电平，从而使n沟道增强型场效应管q1截止。
附图说明
20.图1是本实施例的低功耗检测电源电压的电路的结构简图；
21.图2是本实施例的低功耗检测电源电压的电路的电路图；
22.附图标记说明：
23.10、mcu控制单元；20、电压检测单元；30、电源控制单元。
具体实施方式
24.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语
ꢀ“
相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
25.下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
26.图1是本实施例的低功耗检测电源电压的电路的结构简图；图2是本实施例的低功耗检测电源电压的电路的电路图。
27.如图1、图2所示，本实施例公开一种实现低功耗检测电源电压的电路。该检测电源电压的电路包括mcu控制单元10、电压检测单元20及电源控制单元30。其中，所述电压检测单元20、所述电源控制单元30分别与所述mcu控制单元10相连，所述电源控制单元30与所述电压检测单元20相连，所述电压检测单元20与待测电源相连。所述电源控制单元30至少包括有一个n沟道增强型场效应管q1，所述mcu控制单元10通过所述n沟道增强型场效应管q1控制所述电压检测单元20的导通及断开。
28.mcu控制单元10为mcu控制芯片，其型号为stm32l071系列或stm8l系列。
29.本实施例通过设置n沟道增强型场效应管q1控制电压检测单元20的导通及断开。当不需要检测时，mcu控制单元10输出低电平，此时n沟道增强型场效应管q1的vgs为0v左右，处于截止状态，n沟道增强型场效应管q1的漏电流只有1ua，大大降低了待机功耗。当需
要检测电源电压时，mcu控制单元10输出逻辑高电平，n沟道增强型场效应管q1的导通电压只有1mv，只影响了0.01%的测量精确度。
30.进一步地，所述n沟道增强型场效应管q1与所述电压检测单元20串联连接。所述n沟道增强型场效应管q1的门槛电压为1.6v。
31.进一步地，所述电源控制单元30还包括下拉电阻r1，所述下拉电阻r1接地。所述下拉电阻r1的输入端与所述mcu控制单元10相连，所述下拉电阻r1的输出端与所述n沟道增强型场效应管q1相连。优选地，所述下拉电阻r1的电阻值大于等于4.7k、小于100k。
32.当mcu控制单元10进入待机状态时，io口处于高阻状态，由于有下拉电阻r1的作用，mcu控制单元10端为低电平，n沟道增强型场效应管q1的vgs为0v，处于截止状态，功耗较低，进一步降低功耗。
33.进一步地，所述电压检测单元20包括分压电阻r2及分压电阻r3，所述分压电阻r2与所述分压电阻r3串联连接，所述分压电阻r2与待测电源相连。优选地，所述分压电阻r2为电阻值为20k、精度为0.1%的电阻。所述分压电阻r3为电阻值大于3.5k、小于14k的电阻，分压电阻r3的精度为0.1%。
34.本实施例的分压电阻r2与分压电阻r3的精度均为0.1%,分压电阻r2与分压电阻r3能够提高待测电源电压的检测精度。
35.进一步地，所述电压检测单元20还包括滤波电容c1，所述滤波电容c1与所述分压电阻r3并联连接，所述mcu控制单元10与所述滤波电容c1相连。所述滤波电容c1的电容值为100nf。本实施例通过设置滤波电容c1能够令电压检测单元的性能更加稳定，
36.以下以一个具体的例子对本实施例做进一步详细说明：
37.在该实施例中，待测电源电压设置为7.2v，分压电阻r2阻值为20k，分压电阻r3的阻值为10k，下拉电阻r1的阻值为4.7k，滤波电容c1的电容值为100nf，n沟道增强型场效应管q1的门槛电压为1.6v。
38.当整个系统上电工作，在不需要检测待测电源电压时，mcu控制单元10输出逻辑低电平，此时n沟道增强型场效应管q1的vgs为0v左右，处于截止状态，漏电流只有1ua，大大降低了整个系统的待机功耗。
39.当需要检测待测电源电压时，mcu控制单元10输出逻辑高电平，约3.3v，此时n沟道增强型场效应管q1的vgs=3.3v左右。n沟道增强型场效应管q1处于完全导通状态，导通电压为1mv,此时mcu控制电源10测得的电压再乘以3即为待测电源电压。由于n沟道增强型场效应管q1的导通电压只有1mv,只影响了0.01%的测量精度。
40.当整个系统进入待机状态时，io口处于高阻状态，由于下拉电阻r1的作用，mcu控制单元10端为低电平，vgs=0v, n沟道增强型场效应管q1处于截止状态，功耗为1ua，在待机状态下功耗较低。
41.由上述实施例可知，本实用新型通过设置电源控制单元30，并在电源控制单元上设置n沟道增强型场效应管及下拉电阻r1，令检测电源电压的电路在上电且不需要检测待测电源电压时、以及待机状态上，其功耗都较低，降低了待机功耗。同时，在需要检测电源电压时其对电压的测量精度影响较小，几乎可以忽略不计。
42.本实用新型的实施方式不限于此，按照本实用新型的上述内容，利用本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可
以做出其它多种形式的修改、替换或组合，均落在本实用新型权利保护范围之内。