一种低功耗电源管理模块及户外监测设备的制作方法

allin2025-12-20  19


本技术涉及电源管理,特别涉及一种低功耗电源管理模块及户外监测设备。


背景技术:

1、对于大多数的户外监测场景而言,均缺少对户外监测设备供电的市电电源,而户外监测设备需要能够在没有市电电源供电的条件下长时间工作。

2、对户外监测设备而言,在电池供电的条件下,需要户外监测设备能够通过降低自身功耗来延长设备续航能力。

3、现一般采用外部光伏系统来为户外监测设备提供长时间的续航能力,此种方式虽然可以不依赖市电工作,但是设备自身的功耗并没有降低,对光伏系统的光照条件、电池的容量都会有较大要求,当不具备良好的光照条件时,就会出现电能“入不敷出”的问题,即光伏板充电的能量低于设备消耗的能量,进而导致系统因耗尽电池电源而停止工作。


技术实现思路

1、针对现有技术的不足,本实用新型的目的在于提供一种低功耗电源管理模块及户外监测设备,旨在解决现有技术中通过外部光伏系统为户外监测设备的电池充电,当不具备良好的光照条件时,因户外监测设备本身的功耗较高,易导致充电能量低于设备消耗能量,影响户外监测设备的正常工作的技术问题。

2、为了实现上述目的,本实用新型第一方面提供了一种低功耗电源管理模块,包括与太阳能充电板电性连接的锂电池充电单元,所述锂电池充电单元通过锂电池电性连接低压差线性稳压器,所述低压差线性稳压器用于将所述锂电池的输出电压转换为稳定电压,所述低压差线性稳压器分别电性连接微控制器、数字外设及负载设备,所述低压差线性稳压器与所述数字外设之间设置第一电子开关,所述低压差线性稳压器与所述负载设备之间设置第二电子开关,所述微控制器电性连接所述第一电子开关及所述第二电子开关,以控制所述第一电子开关及所述第二电子开关的通断,所述微控制器内设置rtc闹铃单元,所述rtc闹铃单元用于切换所述微控制器的运行模式,所述运行模式包括工作模式及休眠模式。

3、与现有技术相比,本实用新型的有益效果在于:通过设置与所述太阳能充电板电性连接的所述锂电池充电单元,为所述锂电池持续充电,完成电量供应需求,通过设置与所述微控制器电性连接的所述第一电子开关及所述第二电子开关,控制为所述数字外设及所述负载设备的供电的通断,同时结合所述微控制器自身的所述运行模式的切换,可使系统进入休眠模式,极大地降低了自身的静态功耗和部分动态功耗,提升了所述锂电池的续航能力。

4、进一步,所述低功耗电源管理模块还包括二极管组,所述二极管组包括第一二极管及第二二极管,所述第一二极管的一端连接外部电源,所述第一二极管的另一端连接所述低压差线性稳压器,所述第二二极管设置于所述太阳能充电板与所述锂电池充电单元之间。

5、更进一步,所述二极管组还包括第三二极管,所述第三二极管设置于所述外部电源与所述锂电池充电单元之间。

6、更进一步,所述锂电池与与所述低压差线性稳压器之间设置场效应管开关,所述场效应管开关与所述第一二极管之间组成电源切换电路,以切换对所述低压差线性稳压器的供电。

7、更进一步,所述场效应管开关包括电阻r1及mos管q1,所述mos管q1的栅极通过所述电阻r1接地,所述mos管q1的源极连接所述锂电池,所述mos管q1的漏极连接所述低压差线性稳压器。

8、更进一步,所述低压差线性稳压器包括芯片,所述芯片的静态电流为10ua~50ua。

9、更进一步,所述第一电子开关包括与所述微控制器电性连接的电阻r20,所述电阻r20电性连接n沟道场效应管q3,所述n沟道场效应管q3通过p沟道场效应管t2连接所述数字外设。

10、第二方面,本实用新型还提供了一种户外监测设备,包括如上述第一方面所述的低功耗电源管理模块。



技术特征:

1.一种低功耗电源管理模块,其特征在于,包括与太阳能充电板电性连接的锂电池充电单元,所述锂电池充电单元通过锂电池电性连接低压差线性稳压器,所述低压差线性稳压器用于将所述锂电池的输出电压转换为稳定电压,所述低压差线性稳压器分别电性连接微控制器、数字外设及负载设备,所述低压差线性稳压器与所述数字外设之间设置第一电子开关,所述低压差线性稳压器与所述负载设备之间设置第二电子开关,所述微控制器电性连接所述第一电子开关及所述第二电子开关,以控制所述第一电子开关及所述第二电子开关的通断,所述微控制器内设置rtc闹铃单元,所述rtc闹铃单元用于切换所述微控制器的运行模式,所述运行模式包括工作模式及休眠模式。

2.根据权利要求1所述的低功耗电源管理模块,其特征在于,所述低功耗电源管理模块还包括二极管组,所述二极管组包括第一二极管及第二二极管,所述第一二极管的一端连接外部电源,所述第一二极管的另一端连接所述低压差线性稳压器,所述第二二极管设置于所述太阳能充电板与所述锂电池充电单元之间。

3.根据权利要求2所述的低功耗电源管理模块,其特征在于,所述二极管组还包括第三二极管,所述第三二极管设置于所述外部电源与所述锂电池充电单元之间。

4.根据权利要求2所述的低功耗电源管理模块,其特征在于,所述锂电池与所述低压差线性稳压器之间设置场效应管开关,所述场效应管开关与所述第一二极管之间组成电源切换电路,以切换对所述低压差线性稳压器的供电。

5.根据权利要求4所述的低功耗电源管理模块,其特征在于,所述场效应管开关包括电阻r1及mos管q1,所述mos管q1的栅极通过所述电阻r1接地,所述mos管q1的源极连接所述锂电池,所述mos管q1的漏极连接所述低压差线性稳压器。

6.根据权利要求1所述的低功耗电源管理模块,其特征在于,所述低压差线性稳压器包括芯片,所述芯片的静态电流为10ua~50ua。

7.根据权利要求1所述的低功耗电源管理模块,其特征在于,所述第一电子开关包括与所述微控制器电性连接的电阻r20,所述电阻r20电性连接n沟道场效应管q3,所述n沟道场效应管q3通过p沟道场效应管t2连接所述数字外设。

8.一种户外监测设备,其特征在于,包括如权利要求1~7任一项所述的低功耗电源管理模块。


技术总结
本技术提供一种低功耗电源管理模块及户外监测设备,模块包括与太阳能充电板电性连接的锂电池充电单元,锂电池充电单元通过锂电池电性连接低压差线性稳压器,低压差线性稳压器分别电性连接微控制器、数字外设及负载设备,低压差线性稳压器与数字外设及负载设备之间分别设置第一电子开关及第二电子开关,微控制器用于控制第一电子开关及第二电子开关的通断,微控制器内设置用于模式切换的RTC闹铃单元。通过控制数字外设及负载设备的供电的通断,同时结合微控制器自身的运行模式的切换,可使系统进入休眠模式,极大地降低了自身的静态功耗和部分动态功耗,提升了锂电池的续航能力。

技术研发人员:王辅宋,刘付鹏,刘文峰
受保护的技术使用者:江西飞尚科技有限公司
技术研发日:20240416
技术公布日:2024/10/31
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