一种降低飞行时间测距传感器应用功耗的方法与流程

本发明属于一种降低测距传感器应用功耗的方法，尤其是涉及一种降低飞行时间测距传感器应用功耗的方法。

背景技术：

1、目前的飞行时间(tof)测距传感器应用系统，都是采用是“ldo(low dropoutregulator，低压差线性稳压器)电源+mcu(微控制单元，microcontroller unit)芯片+tof模组+周边电路”的电路方案(如图1所示)。飞行时间测距模组(tof模组)的工作原理：tof模组发射的红外光，被障碍物反射后，返回到tof模组的接收器，再通过内部高速tdc芯片，检测这束红外光的来回时间差，从而来确定障碍物距离的远近。由于飞行时间测距模组(tof模组)检测到的时间差，跟接收信号的强弱及角度无关，只与障碍物的距离有关。因此，飞行时间测距模组(tof模组)具有“抗色差”及“抗镜面”的特性，广泛应用于各种测距场景中。

2、现有的ldo电源都采用ldo稳压芯片作为电源的稳压器，向飞行时间测距模组(tof模组)、mcu芯片及周边电路提供稳定的电压(电路框图如图1所示)。ldo稳压芯片的工作原理：通过调节内部大功率mos管的栅电位，来达到稳定输出电压的目的，输入端高出输出端的电压，会以线性的方式将多余的电压转化为热量，这就导致非常低的转换效率，其效率计算公式为：η＝vout/vin×100％。

3、目前的飞行时间(tof)测距传感器应用系统，在采用四节电池供电的应用场景中，比如应用于感应洁具中，其输入电压vin最高为6.4v，其输出电压vout为3.3v。此应用系统中的ldo电源，采用ldo稳压芯片作为电源的稳压器，计算出其效率约为52％，这样的ldo电源转换效率非常低。由于tof模组本身的工作能耗普遍比较高，而ldo电源如此低的电源转换效率，将大大降低电池的使用效率，缩短电池的续航时间。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种能够解决上述问题中的一种降低飞行时间测距传感器应用功耗的方法。

2、根据本发明的一个方面，提供了一种降低飞行时间测距传感器应用功耗的方法，包括：

3、dc/dc电源，用于向与其连接的各电路提供电源，将一定范围内的直流电压转换为稳定的直流电压；

4、tof模组，与dc/dc电源电连接，用于实现飞行时间测距；

5、mcu芯片，用于控制与其连接的各电路的运作；

6、周边电路，与mcu电路、dc/dc电源电连接；

7、mcu芯片通过i2c总线与tof模组通信连接，控制tof模组完成相应操作；

8、dc/dc电源为开关电源，包括dc/dc转换器，会根据输入和输出的电压，调整dc/dc转换器内部pwm的频率或占空比，控制电压的稳定输出。

9、在一些实施方式中，tof模组集成有vcsel、spad像素阵列、时间数字转换器和信号处理电路。由此，便于tof模组实现飞行时间测距的要求。

10、在一些实施方式中，周边电路包括外部动作部件的驱动电路、电压检测电路、工作状态指示电路、掉电保护电路和遥控信号检测电路，mcu芯片控制外部动作部件的驱动、供电电压的检测、工作状态的指示、掉电的保护、遥控信号的解码。

11、在一些实施方式中，dc/dc电源可以为降压型dc/dc电源，适用于输入电压高于输出工作电压的应用场景，将输入电压降低至工作电压。

12、在一些实施方式中，dc/dc电源可以为升压型dc/dc电源，适用于输入电压低于输出工作电压的应用场景，将输入电压升高至工作电压。

13、在一些实施方式中，dc/dc电源可以为升降压型dc/dc电源，适用于输入电压范围比较宽，有时高于输出工作电压，有时低于输出工作电压的应用场景，将输入电压降低或升高至工作电压。

14、在一些实施方式中，dc/dc电源还包括输入电容，用于滤除电源中的各种噪声。

15、在一些实施方式中，dc/dc电源还包括输出电感，用于储存磁能，确保电流的稳定输出。

16、在一些实施方式中，dc/dc电源还包括分压电路，分压电路包括分压电阻。通过分压电阻形成分压网络，反馈输出电压给dc/dc转换器内部的控制电路，调整其内部pwm的占空比或频率，控制电压的稳定输出。

17、在一些实施方式中，dc/dc电源还包括输出电容，输出电容用于滤除开关纹波，确保输出电压的稳定纯净。

18、本发明的有益效果如下：

19、通过采用dc/dc电源作为飞行时间(即tof)测距传感器应用系统的供电电源，提高了电源的转换效率，使测距应用系统的产品能耗，达到产品相应的能耗标准；

20、通过“dc/dc电源、mcu芯片、tof模组和周边电路”的核心组合，充分发挥了飞行时间测距模组“抗色差”及“抗镜面”特性的同时，降低了整个飞行时间测距测距传感器应用系统的能耗，大幅提升电池的续航时间；

21、通过dc/dc电源，会根据输入和输出的电压，调整dc/dc转换器内部pwm的占空比或频率，使得电源的转换效率最高可以达到95％以上，相较于现有的ldo电源，使得电源转换效率可以提高35％左右，从而降低飞行时间测距传感器应用系统35％左右的能耗，即提高了电池35％左右的使用效率，大幅提升电池的续航时间。

1.一种降低飞行时间测距传感器应用功耗的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种降低飞行时间测距传感器应用功耗的方法，其特征在于，所述tof模组集成有vcsel、spad像素阵列、时间数字转换器和信号处理电路。

3.根据权利要求1所述的一种降低飞行时间测距传感器应用功耗的方法，其特征在于，所述周边电路包括外部动作部件的驱动电路、电压检测电路、工作状态指示电路、掉电保护电路和遥控信号检测电路，所述mcu芯片控制外部动作部件的驱动、供电电压的检测、工作状态的指示、掉电的保护、遥控信号的解码。

4.根据权利要求3所述的一种降低飞行时间测距传感器应用功耗的方法，其特征在于，所述dc/dc电源为降压型dc/dc电源，用于将输入电压降低至工作电压。

5.根据权利要求3所述的一种降低飞行时间测距传感器应用功耗的方法，其特征在于，所述dc/dc电源为升压型dc/dc电源，用于将输入电压升高至工作电压。

6.根据权利要求3所述的一种降低飞行时间测距传感器应用功耗的方法，其特征在于，所述dc/dc电源为升降压型dc/dc电源，用于将输入电压降低或升高至工作电压。

7.根据权利要求4～6任一项所述的一种降低飞行时间测距传感器应用功耗的方法，其特征在于，所述dc/dc电源还包括输入电容，用于滤除电源中的各种噪声。

8.根据权利要求7所述的一种降低飞行时间测距传感器应用功耗的方法，其特征在于，所述dc/dc电源还包括输出电感，用于储存磁能。

9.根据权利要求7所述的一种降低飞行时间测距传感器应用功耗的方法，其特征在于，所述dc/dc电源还包括分压电路，分压电路包括分压电阻，并形成分压网络。

10.根据权利要求7所述的一种降低飞行时间测距传感器应用功耗的方法，其特征在于，所述dc/dc电源还包括输出电容，输出电容用于滤除开关纹波。