一种含USB口通信的主控芯片供电电路制造技术

本发明专利技术公开了一种含USB口通信的主控芯片供电电路，包括USB口、降压模块一、主控芯片U1、降压模块二、USB转换口芯片U2，其中，所述降压模块一包括二极管一D1、二极管二D2、二极管三D3，所述降压模块二包括二极管四D4、二极管五D5，本发明专利技术能够使主控芯片U1在增加外部USB口通信的情况下即可安全可靠工作，又不会使电池供电时增加外部的功耗。

【技术实现步骤摘要】
一种含USB口通信的主控芯片供电电路
本专利技术涉及一种利用简易的被动器件来低成本实现USB口通信过程中对主控芯片的安全供电，属于低功耗供电

技术介绍
随着物联网技术的不断发展，使用Lora技术进行无线通信的传感器的应用越来越多。由于Lora传感器低功耗的特性，常会使用两节1.5V的干电池串联得到3V电压对传感器进行供电。基于Lora无线通信的特点，传感器的收发频点、地址与收发密码等与收发本身就有关的信息使用无线配置往往不便，因此通常会增加USB通信功能来进行配置。然而USB口的电压一般为5V，而耐压较低的传感器主控芯片一般不超过3.6V，如使用USB口的5V电压直接供电会导致损坏主控芯片。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种含USB口通信的主控芯片供电电路，仅使用5个二极管和2个电阻的低成本电压控制方案，解决在未装电池的情况下USB口5V电压直接供电损坏主控芯片的问题，并且在电池供电时该部分电路不增加功耗。技术方案：为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种含USB口通信的主控芯片供电电路，包括USB口、降压模块一、电池、主控芯片U1、降压模块二、USB转换口芯片U2，其中，所述降压模块一包括二极管一D1、二极管二D2、二极管三D3，所述USB口的阳极端、二极管一D1、二极管二D2、二极管三D3、主控芯片U1阳极端依次连接，所述USB口的阴极端接地，所述电池的阳极端与二极管三D3的阴极端连接，另一端接地，所述主控芯片U1的阴极端接地；所述降压模块二包括二极管四D4、二极管五D5，所述二极管四D4的阳极端与主控芯片U1的RX管脚连接，所述二极管四D4的阴极端与USB转换口芯片U2的TX管脚连接；所述二极管五D5的阴极端与主控芯片U1的TX管脚连接，所述二极管五D5的阳极端与USB转换口芯片U2的RX管脚连接；所述USB转换口芯片U2的阳极与USB口的阳极端连接，所述USB转换口芯片U2的阴极与USB口的阴极端连接。进一步地：所述降压模块一包括电阻一R1，所述电阻一R1一端与极管二D2的阴极端连接，另一端接地。进一步地：所述降压模块二包括电阻二R2，所述电阻二R2的一端与二极管五D5的阳极端连接，另一端接地。进一步地：包括电池，所述电池的阳极端与二极管三D3的阴极端连接，另一端接地。本专利技术相比现有技术，具有以下有益效果：1、本专利技术增加USB口配置功能。2、在电池供电时不增加额外功耗。3、不需增加5V转3.3V的电平转换芯片。4、不论常规运行还是低功耗休眠下主控芯片均能安全可靠运行。附图说明图1为本专利技术电气示意图。图2为二极管D1～D3导通压降特性图。图3为未装电阻二R2时二极管五D5线路等效电路图。图4为加装电阻二R2时二极管五D5线路等效电路图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术，应理解这些实例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。一种含USB口通信的主控芯片供电电路，如图1所示，包括USB口、降压模块一、电池、主控芯片U1、降压模块二、USB转换口芯片U2、电池，其中：所述降压模块一包括二极管一D1、二极管二D2、二极管三D3、电阻一R1，所述USB口的阳极端、二极管一D1、二极管二D2、二极管三D3、主控芯片U1阳极端依次连接，所述USB口的阴极端接地，所述电池的阳极端与二极管三D3的阴极端连接，另一端接地，所述主控芯片U1的阴极端接地。所述电阻一R1一端与极管二D2的阴极端连接，另一端接地。所述电池的阳极端与二极管三D3的阴极端连接，另一端接地。在主控芯片U1电源端使用3个二极管串联对USB口5V电压进行降压，3个二极管分别为二极管一D1、二极管二D2、二极管三D3，为避免传感器休眠状态时二极管电流过小，导致二极管降压效果不明显。在第二个二极管(二极管二D2)后面并联一个电阻一R1(接地电阻)，给前两个二极管提供毫安级别的导通电流，确保前两个二极管得到1.4V以上的压降。第三个二极管(二极管三D3)除了进一步降压以外还能防止在电池供电时对电阻一R1进行放电。所述降压模块二包括二极管四D4、二极管五D5、电阻二R2，所述二极管四D4的阳极端与主控芯片U1的RX管脚连接，所述二极管四D4的阴极端与USB转换口芯片U2的TX管脚连接；所述二极管五D5的阴极端与主控芯片U1的TX管脚连接，所述二极管五D5的阳极端与USB转换口芯片U2的RX管脚连接。所述电阻二R2的一端与二极管五D5的阳极端连接，另一端接地；所述USB转换口芯片U2的阳极与USB口的阳极端连接，所述USB转换口芯片U2的阴极与USB口的阴极端连接。在主控芯片U1的RX管脚与USB转串口芯片的TX管脚间串联一个二极管四D4，二极管四D4阳极接主控芯片RX管脚，阴极接USB转串口芯片TX管脚。二极管四D4用来防止5V供电的USB转串口芯片通过TX管脚将主控芯片电源电压充高。在主控芯片的TX管脚与USB转串口芯片的RX管脚间串联一个二极管五D5，二极管五D5阳极接USB转串口芯片RX管脚，阴极接主控芯片TX管脚。二极管五D5防止USB口不使用时，电池供电时主控芯片由TX管脚向USB转串口芯片的RX管脚放电造成损耗。在主控芯片TX管脚串联的二极管五D5阳极接一个电阻二R2(接地电阻)。电阻二R2用于主控芯片低功耗工作时防止USB转串口芯片的5V电压经RX管脚内部上拉电阻、串联二极管五D5与主控芯片TX上拉电阻后向主控芯片电源提供4V以上电压。增加接地电阻二R2后，将USB转串口芯片的RX管脚电压降低到3.3V以下，使得主控芯片在休眠状态下仍能安全供电。而电池供电时，主控芯片TX管脚被串联的二极管五D5挡住，不会向电阻二R2(接地电阻)放电。主控芯片U1使用南京仁珏的M-HL9-LFP，USB转串口芯片U2使用南京沁恒的CH340C，二极管一D1、二极管二D2、二极管三D3使用VISHAY的1N4148WS，二极管三D3、二极管四D4使用长电科技的B5819WS。原理分析主控芯片U1的电压工作范围为1.8V～3.6V，本专利技术在装电池情况下使用USB口通信时，主控芯片U1直接由电池供电，不受USB口电压影响。因此主要分析该专利技术电路在不装电池的情况下进行USB口的通信时，U1仍能处于正常工作电压范围。1、降压模块一电路分析：D1、D2、D3的降压曲线如图2所示。(1)仅使用D1～D3，不使用电阻一R1会出现的问题情况分析：当二极管电流IF降低时二极管的压降VF会明显降低，如25℃下10uA电流仅有0.4V的压降，3个二极管仅有1.2V压降，如果没有电阻一R1，仅靠3个二极管仅能降压到3.8V，尤其当Lora传感器在休眠状态时U1电流可以低于10uA，在此情况下降压效果会更本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含USB口通信的主控芯片供电电路，其特征在于：包括USB口、降压模块一、主控芯片U1、降压模块二、USB转换口芯片U2，其中，所述降压模块一包括二极管一D1、二极管二D2、二极管三D3，所述USB口的阳极端、二极管一D1、二极管二D2、二极管三D3、主控芯片U1阳极端依次连接，所述USB口的阴极端接地，所述主控芯片U1的阴极端接地；所述降压模块二包括二极管四D4、二极管五D5，所述二极管四D4的阳极端与主控芯片U1的RX管脚连接，所述二极管四D4的阴极端与USB转换口芯片U2的TX管脚连接；所述二极管五D5的阴极端与主控芯片U1的TX管脚连接，所述二极管五D5的阳极端与USB转换口芯片U2的RX管脚连接；所述USB转换口芯片U2的阳极与USB口的阳极端连接，所述USB转换口芯片U2的阴极与USB口的阴极端连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种含USB口通信的主控芯片供电电路，其特征在于：包括USB口、降压模块一、主控芯片U1、降压模块二、USB转换口芯片U2，其中，所述降压模块一包括二极管一D1、二极管二D2、二极管三D3，所述USB口的阳极端、二极管一D1、二极管二D2、二极管三D3、主控芯片U1阳极端依次连接，所述USB口的阴极端接地，所述主控芯片U1的阴极端接地；所述降压模块二包括二极管四D4、二极管五D5，所述二极管四D4的阳极端与主控芯片U1的RX管脚连接，所述二极管四D4的阴极端与USB转换口芯片U2的TX管脚连接；所述二极管五D5的阴极端与主控芯片U1的TX管脚连接，所述二极管五D5的阳极端与USB转换口芯片U2的RX管脚连接；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晨，孙强，赵明逸，金石，张甫堂，凌扬，严洪峰，
申请(专利权)人：大唐泰州热电有限责任公司，江苏金智科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32