CN101827166B - 低电告警电路及具有所述电路的智能移动通信设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低电告警电路及具有所述电路的智能移动通信设备，包括应用处理器和用于收发射频信号的通信模块；所述通信模块连接电池，接收电池输出的电压并对电池电压进行检测，当电池电压降低到低电告警电压时，通信模块输出低电唤醒信号至应用处理器，通过应用处理器产生告警提示。本发明借助智能移动通信设备中现有的通信模块和应用处理器来完成对电池电压的检测和低电告警任务，从而无需增加系统的硬件电路结构，避免了硬件成本的升高。与此同时，借助通信模块在系统休眠状态下仍需定时启动以与基站进行信息交互的固有工作模式，来同时进行对电池电压的定时检测及低压告警，从而降低了系统在休眠状态下执行低电告警动作所带来的功耗损失。

Description

低电告警电路及具有所述电路的智能移动通信设备

技术领域

本发明属于电源检测技术领域，具体地说，是涉及一种电源低电告警电路以及采用所述低电告警电路设计的智能移动通信设备。

背景技术

目前市场上绝大多数智能手机都是采用AP+Modem的设计方案，即在作为主控的应用处理器AP基础上搭配连接通信模块Modem的架构形式。其中，通信模块负责射频数据的接收与发送；应用处理器完成内部数据的集中处理以及手机内部各功能模块的集中控制。

现有手机在非操作情况下，为了节约电量，应用处理器会将绝大多数功能模块设置为休眠低电状态，仅仅保留通信模块的RF、系统实时时钟RTC以及电池电压检测等少量需要实时工作的模块持续运行。伴随着智能手机行业飞速的发展，越来越多的新功能新模块被集成进来，然而市场对手机轻薄化的追求却一直未变。因此，如何用更加轻薄的电池实现更多功能的支持是目前智能手机研究领域需要解决的主要问题之一。

在此背景下，进一步降低手机功耗可以说是解决上述问题的关键。目前，降低手机功耗的方法和环节有很多种，而降低手机低电检测告警动作所带来的功耗损失是其中的一个方面。

在手机设计中，当电池电压过低时，手机会对用户进行提醒。在手机操作过程中，系统有很多方法可以实时地获得当前电池的电量并反馈给用户。然而，在手机进入省电休眠状态下，绝大多数电路均处于关闭或者休眠状态，手机如何实现休眠状态下的低电告警机制，目前智能手机领域常用的方法主要有以下两种：

1、将电池电压连接到应用处理器的模数转换接口ADC上，参见图1中的通路I。应用处理器在休眠状态下定时唤醒自己，并启动ADC电路进行电压读取，以判断电池的剩余电量。其缺点是：在应用处理器处于休眠状态时，需要不时的启动，打开ADC检测通路，对电池电压进行读取。这个动作的发生会造成应用处理器的频繁启动，而应用处理器的启动是相当耗电的，从而使得系统的待机电流在无形中被提高了。

2、在系统电路中增加一个低电中断电路，参见图1中的通路II，该电路类似于一个低电比较器电路，不受系统休眠等状态的影响，而且耗电微小，几乎可以忽略。其功能是：当电池电压降低到用户设置的参考电压时，低电比较器产生一个中断来唤醒应用处理器，并通知应用处理器“电池已经进入低电状态”，进而通过应用处理器产生低电告警提示，并通过手机的显示屏和扬声器输出。采用这种设计方法避免了应用处理器在手机电压较高的情况下频繁启动造成的系统耗电，使用方便。但缺点是增加了一部分硬件电路，从而造成系统硬件成本的升高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低电检测告警电路，在不增加系统硬件成本的前提下，实现了系统在休眠状态下的电池电量检测以及低电告警功能，降低了系统的待机功耗。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种低电告警电路，包括应用处理器和用于收发射频信号的通信模块；所述通信模块连接电池，接收电池输出的电压并对电池电压进行检测，当电池电压降低到低电告警电压时，通信模块输出低电唤醒信号至应用处理器，通过应用处理器产生告警提示。

进一步的，在所述通信模块中包括模数转换器，通过所述模数转换器的接口连接电池，读取电池电压。

又进一步的，在所述通信模块中还包括在系统处于休眠模式下定时开启射频接收机的定时启动单元，所述定时启动单元在定时开启射频接收机的同时输出控制信号启动模数转换器，读取电池电压，以避免额外造成的待机功耗。

再进一步的，在所述定时启动单元中包含有启动频率调整模块，所述启动频率调整模块与模数转换器通信，在模数转换器检测到电池电压降低到临界值时，即接近于低电告警电压时，加快启动模数转换器的频率。

更进一步的，所述应用处理器通过其I/O口或者中断接口连接通信模块，接收所述通信模块输出的低电唤醒信号。

优选的，所述应用处理器通过其ADC接口连接电池，在系统启动运行过程中对电池电压进行检测，并将产生的告警提示通过系统扬声器和/或显示屏输出，提醒用户电量过低。

基于上述低电告警电路结构，本发明又提供了一种采用所述低电告警电路设计的智能移动通信设备，利用智能移动通信设备中现有的用于收发射频信号的通信模块来对设备内部的电池电压进行检测，并在电池电压降低到低电告警电压时，输出低电唤醒信号至应用处理器来产生告警提示，从而在系统处于休眠状态下，也可以借助通信模块的定时启动工作模式来实现对电池电量的定时检测和及时告警，从而显著降低了系统的待机功耗，节约了电池能量。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的低电告警电路可以借助智能移动通信设备中现有的通信模块和应用处理器来完成对电池电压的检测和低电告警任务，从而无需增加系统的硬件电路结构，避免了硬件成本的升高。与此同时，借助通信模块在系统休眠状态下仍需定时启动以与基站进行信息交互的固有工作模式，来同时进行对电池电压的定时检测及低压告警，从而尽可能地降低了系统在休眠状态下执行低电告警动作所带来的功耗损失，节约了电池能量，为轻薄电池实现更多功能提供了电力支持。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是现有手机为实现低电告警功能所采用的两种电池电压检测电路的原理框图；

图2是本发明所提出的低电告警电路的一种实施例的电路原理框图；

图3是图2中通信模块的一种实施例的内部功能模块图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细地描述。

本发明针对现有智能移动通信设备休眠状态下的低电告警机制进行优化，力求在不增加系统硬件成本以及不影响用户使用感受的情况下，尽可能地降低系统低电告警动作所带来的功率损耗。为实现这一目的，本发明提出了一种借助智能移动通信设备内部现有的通信模块和应用处理器以及它们传统的工作模式来实现系统低电告警的电路结构，从而降低了系统的待机功耗。

下面以智能手机为例，通过一个具体的实施例来详细阐述所述低电告警电路的具体设计方式及其工作过程。

实施例一，参见图2所示，本实施例的低电告警电路借助手机内部现有的通信模块和应用处理器进行电路设计，利用通信模块来检测手机内部电池输出的电压，并与设定的低电告警电压进行比较，若电池电压降低到低电告警电压时，通信模块向应用处理器输出低电唤醒信号，以通知应用处理器向用户输出告警提示。

在本实施例中，可以利用通信模块中的模数转换器ADC来具体完成对电池电压的接收与检测。对于目前市面上的绝大多数通信模块，比如高通、展讯、MTK等，其内部都集成有ADC电路。利用ADC电路的接口连接电池的电压输出端，接收电池电压并进行模拟电压到数字信号的转换，进而与事先写入通信模块的低电告警电压值进行比较，在检测到电池电压降低到设定的低电告警电压值时，产生低电唤醒信号，发送至应用处理器，进而利用应用处理器产生告警提示，一方面控制智能手机显示屏显示低电告警图标或动画；另一方面控制智能手机扬声器发出低电告警提示音，以提醒用户及时充电。

本实施例之所以采用智能手机内部的通信模块来进行电池电压的检测，主要是考虑到通信模块在智能手机处于休眠状态下的工作特性，即通信模块在智能手机处于休眠模式下时，需要定时启动，瞬间打开其内部射频接收机进行与基站的信息交互。如果利用通信模块在定时启动的过程中同时对电池电压进行读取和检测，则无需消耗额外的待机功耗即可实现系统的低电告警功能。

图3为通信模块的内部功能模块图，主要包括控制单元、模数转换器ADC、射频接收机、射频发射机和定时启动单元等组成部分。其中，控制单元在接收到应用处理器发出的休眠信号时，控制其内部各功能模块进入休眠状态，以降低待机功耗。此时，定时启动单元按照设定频率定时瞬间开启射频接收机与基站进行信号交互，以避免漏接来电。若未被呼叫，则重新转入休眠模式；若有呼叫，则输出唤醒信号至应用处理器，通过应用处理器控制整机系统进入运行状态，以输出来电提示。

在本实施例中，为了实现低电告警检测，定时启动单元在定时开启射频接收机的同时，同步启动模数转换器ADC，以定时读取电池电压，由此来减少为了进行低电告警检测而单独唤醒通信模块的动作，达到减低待机功耗的设计目的。为了在电池电压降低到低电告警电压时，系统能够及时地输出告警提示，本实施例在定时启动单元中还内置有启动频率调整模块。所述启动频率调整模块可以根据电池电压的不同，动态地调整模数转换器ADC读取电池电压的频率。在电池电压较高时，降低启动模数转换器ADC读取电池电压的频率；反之，当电池电压逐渐降低并接近于低电告警电压时，比如到达设定的临界值时，提高模数转换器ADC的启动频率，从而及时地读取当前的电池电压，并在电池电压到达设定的低电告警电压时，通过控制单元输出低电唤醒信号至应用处理器，以通知低电状态。在本实施例中，可以具体利用应用处理器的通用I/O口或者中断接口INT来接收通信模块输出的低电唤醒信号，进而控制整机系统从休眠状态转入运行模式，产生告警提示并通过智能手机显示屏和扬声器输出。

本实施例通过对通信模块中的模数转换器ADC的启动步骤进行优化，可以使得低电告警动作仅仅对通信模块的待机电流产生极其微弱的影响，从而可以通过很小的功率损耗来完成系统的低电告警功能。

当然，也可以直接通过通信模块中的软件处理来实现定时启动模数转换器ADC并动态调整ADC读取电池电压频率的功能，本实施例并不仅限于以上举例。通过设定ADC读取电池电压与射频接收机定时开启的同步机制，可以进一步减少ADC读取电池电压所带来的功耗损失。

在本实施例中，对电池电压的检测可以设计成完全由通信模块具体完成的方式，即手机无论处于休眠状态还是操作状态，均由通信模块中的ADC来读取电池电压，并进行低电告警检测。当然，也可以设计成在智能手机处于正常运行模式下由应用处理器来对电池电压进行检测，而当手机进入休眠状态后，再由应用处理器将电池电压的读取任务转交给通信模块来执行的设计方式，本实施例对此不进行具体限制。

当采用上述第二种设计方式来构建低电告警电路时，需要将电池的电压输出端同时与应用处理器的模数转换接口A/D相连接，如图2所示。在手机处于运行模式时，通过应用处理器来实时地读取电池电压，以对电池的剩余电量进行检测，实现实时的低电告警功能。

在本实施例中，通信模块的工作电源可以直接由手机电池输出提供，即利用电池输出的电压VBATT直接为通信模块供电，并与此同时进行电池电压的读取及检测。而应用处理器由于内部存在多个供电领域，且各个电源域的上电时序和电压的有效范围有严格的要求，这就决定了不能直接将波动较大的电池电压VBATT供给应用处理器，而是需要先将电池电压VBATT供给应用处理器专属的电源管理芯片，再由电源管理芯片产生应用处理器所需的不同供电领域的稳定电源供给应用处理器，如图2所示。

本发明的低电告警电路在不增加系统硬件成本的同时，充分利用通信模块在休眠状态下定时开启射频接收机的工作特性来同步进行电池电压的定时检测，从而显著降低了智能手机低电告警动作所造成的功率损耗，为智能手机实现长时间待机提供了技术上的支持。

当然，上述低电告警电路同样适用于除手机以外的其它移动通信设备，比如PDA或者步话机等，本发明并不仅限于以上举例。

应当指出的是，以上所述仅是本发明的一种优选实施方式而已，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种低电告警电路，其特征在于：包括应用处理器和用于收发射频信号的通信模块；所述通信模块连接电池，接收电池输出的电压并对电池电压进行检测，当电池电压降低到低电告警电压时，通信模块输出低电唤醒信号至应用处理器，通过应用处理器产生告警提示；在所述通信模块中包括模数转换器，通过所述模数转换器的接口连接电池，读取电池电压；在所述通信模块中还包括在系统处于休眠模式下定时开启射频接收机的定时启动单元，所述定时启动单元在定时开启射频接收机的同时启动模数转换器，读取电池电压。

2.根据权利要求1所述的低电告警电路，其特征在于：在所述定时启动单元中包含有启动频率调整模块，所述启动频率调整模块与模数转换器通信，在模数转换器检测到电池电压降低到临界值时，加快启动模数转换器的频率。

3.根据权利要求1或2所述的低电告警电路，其特征在于：所述应用处理器通过其I/O口或者中断接口连接通信模块，接收所述通信模块输出的低电唤醒信号。

4.根据权利要求1或2所述的低电告警电路，其特征在于：所述应用处理器通过其ADC接口连接电池，在系统启动运行过程中对电池电压进行检测，并将产生的告警提示通过系统扬声器和/或显示屏输出。

5.一种智能移动通信设备，包括电池、应用处理器和用于收发射频信号的通信模块；其特征在于：所述通信模块连接电池，接收电池输出的电压并对电池电压进行检测，当电池电压降低到低电告警电压时，通信模块输出低电唤醒信号至应用处理器，通过应用处理器产生告警提示；在所述通信模块中包括模数转换器，通过所述模数转换器的接口连接电池，读取电池电压；在所述通信模块中还包括在系统处于休眠模式下定时开启射频接收机的定时启动单元，所述定时启动单元在定时开启射频接收机与基站进行信息交互的同时启动模数转换器，读取电池电压。

6.根据权利要求5所述的智能移动通信设备，其特征在于：在所述定时启动单元中包含有启动频率调整模块，所述启动频率调整模块与模数转换器通信，在模数转换器检测到电池电压降低到临界值时，加快启动模数转换器读取电池电压的频率。

Images