睡眠-喚醒模式的能量管理電路和能量管理方法技術

一種用于用電器的睡眠?喚醒模式的能量管理電路和能量管理方法，電路包括電源的整流電路、直流升壓電路、低壓差線性穩壓器和用電器，在所述的整流電路、直流升壓電路之后設置超級電容、定時器電路、開關電路和復位電路。所述的定時電路控制用電器(芯片)的睡眠的時間，開關電路作為電源能量流入的使能信號，復位電路連接后續用電器(芯片)，接收工作完成的結束信號等。用戶可以根據實際需要選擇睡眠的具體時間，達到節省功耗與正常工作的平衡。

Sleep wake patterns of the energy management circuit and energy management method

For a wake-up mode energy management circuit and energy management method of electric appliance with sleep rectifier circuit, including power circuit, the DC boost circuit, low dropout linear regulator and the use of electrical appliances, the rectifier, DC boost circuit after the setting of the super capacitor, a timer circuit, switch circuit and reset circuit. The use of electrical appliances timing circuit the control (chip) sleep time switching circuit as the power flow into the enable signal, the reset circuit is connected with the subsequent appliances (chip), etc. the receiving end signal. The user can choose the specific time of sleep according to the actual needs, so as to save the power consumption and balance the normal work.

【技術實現步驟摘要】
睡眠-喚醒模式的能量管理電路和能量管理方法
本專利技術涉及電源、用電器，特別是一種用于用電器的睡眠-喚醒模式的能量管理電路和能量管理方法，用戶根據實際需要選擇睡眠的具體時間，達到節省功耗與正常工作的平衡。
技術介紹
目前主流的芯片能量管理方式是將電源能量經過簡單的整流、升壓等處理，并通過低壓差線性穩壓器得到較為穩定的電壓后，供后續用電器(芯片)使用。如文獻【Y.-J.Huang,T.-H.Tzeng,T.-W.Lin,C.-W.Huang,P.-W.Yen,P.-H.Kuo,C.-T.Lin,andS.-S.Lu,"ASelf-PoweredCMOSReconfigurableMulti-SensorSoCforBiomedicalApplications,"IEEEJ.Solid-StateCircuits,vol.49,no.4,pp.851–866,Apr.2014.】中所述，能量管理主要由整流電路和直流升壓電路組成，并根據輸入電源的類型，通過處理得到用電器需要的電壓。具體結構如圖1所示。上述結構雖然能較好的為用電器提供充足的能量，但是其能量的供給方式是連續的；即不斷為用電器供能，使其一直工作。此種方式的缺點是用電器連續工作會浪費不必要的功耗；尤其是在用電器為氣壓監測芯片、溫度測量芯片等一些實時性要求不高的應用中，這樣密集的工作模式沒有必要。于是，本專利技術設計了一種間斷的、可調控睡眠(非工作)時間的電源管理方法。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有的芯片能量管理技術中連續供能帶來的功耗浪費的問題。提供一種用于用電器的睡眠-喚醒的能量管理電路和睡眠-喚醒的能量管理方法，使系統整體的功耗大幅降低。本專利技術的技術解決方案如下：一種用于用電器的睡眠-喚醒的能量管理電路，包括電源的整流電路、直流升壓電路、低壓差線性穩壓器和用電器，其特點在于在所述的整流電路、直流升壓電路之后設置超級電容、定時器電路、開關電路和復位電路，所述的超級電容的輸出端分別與所述的定時器電路的第一輸入、開關電路的第一輸入和復位電路的第一輸入端相連，所述的開關電路的第一輸出端經所述的低壓差線性穩壓器與所述的用電器相連，所述的定時器電路的輸出端與所述的開關電路的第二輸入端相連，所述的開關電路的第二輸出端與所述的復位電路的第二輸入端相連，所述的用電器的輸出端與所述的定時器電路第二輸入端相連，所述的復位電路的輸出端與所述的用電器的第二輸入端相連。利用上述睡眠-喚醒的能量管理電路進行能量管理的方法，包括下列步驟：1)電源的能量先經過整流電路、直流升壓電路處理后，被儲存在所述的超級電容中，當儲存的電壓達到閾值時，所述的定時器開始計時，此時，所述的開關電路、復位電路和用電器等均未開始工作，用電器處于休眠狀態；2)所述的定時器電路計時數達到設定的閾值時，給開關電路發出使能信號，使開關電路打開，電源的能量從超級電容通過開關電路、低壓差線性穩壓器傳遞到所述的用電器；同時，所述的開關電路給所述的復位電路傳遞使能信號，所述的復位電路發出復位信號；所述的用電器接到開關電路傳遞的能量和復位電路的復位信號后，開始正常工作，此時用電器處于“喚醒”狀態；3)用電器工作結束后，用電器向所述的定時器發出結束信號，所述的定時器重新計數；定時器重新計數時，切斷使能信號；返回步驟1)。本專利技術主要的工作方式是讓用電器工作較短時間(喚醒狀態)后，待機較長時間(睡眠狀態)；用電器在睡眠狀態的功耗遠小于喚醒狀態時的功耗。這兩種狀態不斷循環，從而在整個周期內達到節約功耗的目的。與現有技術相比，本專利技術的技術效果是：1)采用睡眠-喚醒的工作模式，使一個工作周期內的用電器功耗大幅降低；一般情況下，用電器(芯片)進行完整的信號處理、發射所需的時間為毫秒級，但是運用本專利技術后，允許該芯片1秒，或更長時間工作一次；此種情況下，芯片的實際功耗縮小到1‰以下。這不僅讓用電器在工作時間的功耗限制得到減弱，也使得系統中電源模塊的設計難度降低，更易實現。2)定時器作為能量管理模塊的核心器件，可以靈活的調整睡眠-喚醒的相對時間，令用電器的工作方式更為靈活。選取合適的定時器，可以使用電器在1秒、10秒、1分鐘甚至更長的時間內才工作一次，能夠適應不同的應用需要。附圖說明圖1是現有能量管理模塊示意圖圖2是本專利技術能量管理模塊示意圖圖3是本專利技術控制信號時序圖具體實施方式下面結合圖2和圖3的實施例，對本專利技術進行進一步說明。一種用于用電器的睡眠-喚醒的能量管理電路，包括電源的整流電路、直流升壓電路、低壓差線性穩壓器和用電器，在所述的整流電路、直流升壓電路之后設置超級電容、定時器電路、開關電路和復位電路，所述的超級電容的輸出端分別與所述的定時器電路的第一輸入、開關電路的第一輸入和復位電路的第一輸入端相連，所述的開關電路的第一輸出端經所述的低壓差線性穩壓器與所述的用電器相連，所述的定時器電路的輸出端與所述的開關電路的第二輸入端相連，所述的開關電路的第二輸出端與所述的復位電路的第二輸入端相連，所述的用電器的輸出端與所述的定時器電路第二輸入端相連，所述的復位電路的輸出端與所述的用電器的第二輸入端相連。利用上述睡眠-喚醒的能量管理電路進行能量管理的方法包括下列步驟：1)電源的能量先經過整流電路、直流升壓電路處理后，被儲存在所述的超級電容中，當儲存的電壓達到閾值時，所述的定時器開始計時，此時，所述的開關電路、復位電路和用電器等均未開始工作，用電器處于休眠狀態；2)所述的定時器電路計時數達到設定的閾值時，給開關電路發出使能信號，使開關電路打開，電源的能量從超級電容通過開關電路、低壓差線性穩壓器傳遞到所述的用電器；同時，所述的開關電路給所述的復位電路傳遞使能信號，所述的復位電路發出復位信號；所述的用電器接到開關電路傳遞的能量和復位電路的復位信號后，開始正常工作，此時用電器處于“喚醒”狀態；3)用電器工作結束后，用電器向所述的定時器發出結束信號，所述的定時器重新計數；定時器重新計數時，切斷使能信號；返回步驟1)。整個工作周期如圖3所示。圖3的標號說明：1輸入的電源電壓上升到閾值，計時器電路開始工作；2計時達到閾值，計時器電路使能信號，之后開關電路、復位電路與用電器被依次喚醒；3用電器工作結束后，發出結束信號，使計時器復位，并且關閉開關電路、復位電路。4計時器重新計時，進行下一周期的工作。需要說明的是，上述所描述的定時器電路、開關電路、復位電路本身的功耗應遠小于用電器的功耗。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于用電器的睡眠?喚醒的能量管理電路，包括電源的整流電路、直流升壓電路、低壓差線性穩壓器和用電器，其特征在于在所述的整流電路、直流升壓電路之后設置超級電容、定時器電路、開關電路和復位電路，所述的超級電容的輸出端分別與所述的定時器電路的第一輸入、開關電路的第一輸入和復位電路的第一輸入端相連，所述的開關電路的第一輸出端經所述的低壓差線性穩壓器與所述的用電器相連，所述的定時器電路的輸出端與所述的開關電路的第二輸入端相連，所述的開關電路的第二輸出端與所述的復位電路的第二輸入端相連，所述的用電器的輸出端與所述的定時器電路第二輸入端相連，所述的復位電路的輸出端與所述的用電器的第二輸入端相連。

【技術特征摘要】
1.一種用于用電器的睡眠-喚醒的能量管理電路，包括電源的整流電路、直流升壓電路、低壓差線性穩壓器和用電器，其特征在于在所述的整流電路、直流升壓電路之后設置超級電容、定時器電路、開關電路和復位電路，所述的超級電容的輸出端分別與所述的定時器電路的第一輸入、開關電路的第一輸入和復位電路的第一輸入端相連，所述的開關電路的第一輸出端經所述的低壓差線性穩壓器與所述的用電器相連，所述的定時器電路的輸出端與所述的開關電路的第二輸入端相連，所述的開關電路的第二輸出端與所述的復位電路的第二輸入端相連，所述的用電器的輸出端與所述的定時器電路第二輸入端相連，所述的復位電路的輸出端與所述的用電器的第二輸入端相連。2.利用權利要求所述的睡眠-喚醒的能量管理電路進行能量管理的方法，其特征在于...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王國興，余恒威，陳銘易，徐巍，王敏，李龍，王謙，
申請(專利權)人：國網重慶市電力公司電力科學研究院，上海交通大學，
類型：發明
國別省市：重慶,50