CN105866507B - 电源设备、终端电流检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电源设备、终端电流检测方法及系统，用于在适配器同时连接电源设备和终端设备时，检测终端设备的供电电流。其中，终端电流检测方法包括：控制电源设备周期性的暂停充电；在电源设备暂停充电期间，通过检测适配器提供的输入电流，得到终端设备的供电电流。本发明提供的电源设备、终端电流检测方法使用方便，系统结构简单，能够较精确地检测终端设备的供电电流。

Description

电源设备、终端电流检测方法及系统

技术领域

本发明涉及电路参数检测技术领域，特别涉及一种电源设备、终端电流检测方法及系统。

背景技术

电源设备在同时连接适配器和终端设备时，适配器在对电源设备充电的同时也对终端设备供电，电源设备需要检测适配器对终端设备的供电电流，从而智能分配适配器对电源设备的充电电流和对终端设备的充电电流。

由于目前常用的电路中，已不再使用输出功率管，从而对终端设备电流的检测，需要经由适配器的输入电流和电源设备充电电流间接作差得到。但是，通常适配器的输入电流和电源设备充电电流比终端设备轻载电流阈值高一个数量级以上，而且电流检测电路对适配器的输入电流和电源设备充电电流的检测往往存在一定误差，两者作差得到的终端设备供电电流偏差会更大。因此，上述传统的终端电流检测方法精确度较低。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种电源设备、终端电流检测方法及系统，在适配器同时连接电源设备和终端设备时，能精确检测到终端设备的供电电流。

本发明提供的终端电流检测方法，用于在适配器同时连接电源设备和终端设备时，检测所述终端设备的供电电流，包括以下步骤：

控制所述电源设备周期性的暂停充电；

在所述电源设备暂停充电期间，通过检测所述适配器提供的输入电流，得到所述终端设备的供电电流。

作为一种可实施方式，本发明的终端电流检测方法，还包括以下步骤：

设置所述电源设备的单次充电时长和单次暂停充电时长，所述单次暂停充电时长小于所述单次充电时长。

作为一种可实施方式，所述电源设备包括输入功率管和充电单元，所述输入功率管的输入端连接所述适配器，输出端分别连接所述充电单元和所述终端设备；

所述方法还包括以下步骤：

在所述电源设备暂停充电期间,实时调节所述输入功率管的导通阻抗，使得所述输入功率管的输入端与输出端之间的压差大于预设的阈值，或者达到预设的最大调节限制。

作为一种可实施方式，所述在电源设备暂停充电期间,实时调节所述输入功率管的导通阻抗，使得所述输入功率管的输入端与输出端之间的压差大于预设的阈值，或者达到预设的最大调节限制，包括以下步骤：

设置所述阈值或最大调节限制；

检测所述输入功率管的输入端与输出端之间的压差；

若所述输入功率管的输入端与输出端之间的压差小于所述阈值，则增大所述输入功率管的导通阻抗，直至所述输入功率管的输入端与输出端之间的压差大于所述阈值，或者达到所述最大调节限制。

基于同一发明构思，本发明还提供一种电源设备，包括电流检测电路、控制单元以及充电单元；

所述控制单元分别与所述电流检测电路和充电单元电连接，控制所述充电单元周期性地暂停充电，并在所述充电单元暂停充电的同时控制所述电流检测电路对连接所述电源设备的适配器提供的输入电流进行检测，以获取与所述电源设备连接的终端设备的供电电流。

作为一种可实施方式，所述电源设备还包括第一输入功率管；

所述第一输入功率管的输入端连接所述适配器和所述电流检测电路，输出端分别连接所述充电单元和所述终端设备，控制端连接所述控制单元；

在所述电流检测电路检测所述终端设备的供电电流的同时，所述控制单元实时调节所述第一输入功率管的导通阻抗，使得所述第一输入功率管的输入端与输出端之间的压差大于预设的阈值，或者达到预设的最大调节限制。

作为一种可实施方式，所述充电单元包括第二输入功率管、第三输入功率管、电感以及充电电池；

所述第二输入功率管的输入端连接所述第一输入功率管的输出端，所述第二输入功率管的输出端和所述第三输入功率管的输入端通过所述电感连接所述充电电池，所述第三输入功率管的输出端接地；

所述第二输入功率管的控制端和第三输入功率管的控制端分别与所述控制单元连接。

基于同一发明构思，本发明还提供一种终端电流检测系统，包括适配器和终端设备，还包括上述的电源设备；

所述电源设备一端连接所述适配器，另一端连接所述终端设备。

本发明相比于现有技术的有益效果在于：

本发明提供的电源设备、终端电流检测方法及系统，在适配器同时连接电源设备和终端设备时，通过控制电源设备周期性的暂停充电，在电源设备暂停充电期间，通过检测适配器提供的输入电流，得到终端设备的供电电流。适配器同时连接电源设备和终端设备时，周期性将电源设备充电断开一小段时间，此时由于没有电源设备充电电流，适配器提供的输入电流就等于终端设备的供电电流，所以通过检测适配器提供的输入电流就能得到终端设备的供电电流。这样就避免了通过检测适配器输出电流和电源设备充电电流，并对两个电流作差来得到终端设备电流而产生的检测精确度低的问题。本发明提供的电源设备、终端电流检测方法及系统使用方便，系统结构简单，能够较精确地检测终端设备的供电电流。

附图说明

图1为本发明提供的终端电流检测方法的一实施例的流程图；

图2为本发明提供的终端电流检测方法的另一实施例的流程图；

图3为本发明提供的电源设备的一实施例的结构图；

图4为本发明提供的终端电流检测系统的一实施例的结构图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。

请参阅图1，本发明实施例一提供的终端电流检测方法，用于在适配器同时连接电源设备和终端设备时，检测终端设备的供电电流，包括以下步骤：

S100、控制电源设备周期性的暂停充电；

S200、在电源设备暂停充电期间，通过检测适配器提供的输入电流，得到终端设备的供电电流。

本实施例在适配器同时连接电源设备和终端设备时，周期性将电源设备充电断开一小段时间，此时由于没有电源设备充电电流，适配器提供的输入电流就等于终端设备的供电电流。所以，通过检测适配器的输入电流就能得到终端设备的供电电流。这样就避免了通过检测适配器输出电流和电源设备充电电流，并对两个电流作差来得到终端设备电流而产生的检测精确度低的问题。上述终端电流检测方法，使用方便，能够较精确地检测终端设备的供电电流。

如图2所示，作为一种可实施方式，在上述步骤S100之前，还包括以下步骤：

S001、设置电源设备的单次充电时长和单次暂停充电时长，单次暂停充电时长小于单次充电时长。

通过优化设计电源设备的充电时间和暂停充电时间，使得充电时间比停止充电时间长，从而减小对电源设备整体充电时间的影响。例如，可以在适配器同时向电源设备和终端设备充电几十秒后，使得电源设备停止充电几毫秒，在这几毫秒内适配器只向终端设备供电，即通过检测适配器的输入电流就能精确的得到终端设备的供电电流。

上述检测过程可以通过电源设备实现，作为一种可实施方式，电源设备可以包括相互连接的控制单元和充电单元，由控制单元控制充电单元周期性的暂停充电。进一步地，电源设备还可以包括电流检测电路，该电流检测电路连接上述控制单元，在电源设备暂停充电期间，控制单元控制电流检测电路检测适配器提供的输入电流，得到终端设备的供电电流。

在此种应用场景下，可以设置电流检测电路和输入功率管并联，在电源设备停止充电时，电流检测电路通过检测输入功率管的电流就可以得到适配器的输入电流，即终端设备的供电电流。同时，控制单元还可以实时调节输入功率管的导通阻抗，使输入功率管的输入端与输出端之间的压差保持在一定阈值以上，以进一步提升电流检测的精度。

作为一种可实施方式，电源设备还可以包括输入功率管，输入功率管的控制端连接控制单元，输入端连接适配器，输出端分别连接充电单元和终端设备，即正常工作时，适配器的输入电流经过该输入功率管到达充电单元和终端设备。

可以从输入功率管的输入端检测适配器提供的输入电流，得到终端设备的供电电流。同时，实时调节输入功率管的导通阻抗，使得输入功率管的输入端与输出端之间的压差在预设的阈值以上，或者达到预设的最大调节限制。

需要说明的是，一般情况下，适配器的输入电流在1A至3A左右，输入功率管的设计也是据此优化，尺寸通常较大。而终端设备的供电电流的大小通常处于毫安级别，有时会在100mA以下。当电流检测电路和输入功率管并联时，如果终端设备供电电流较小，在暂停充电期间，输入功率管两端压差将非常小。所以，本实施例提供的终端电流检测方法，可根据输入功率管两端压差的大小实时调节功率管的导通阻抗，以保证输入功率管两端压差在一定阈值以上，从而提高电流检测精度。

上述最大调节限制可以是调节次数的上限。例如，终端设备的供电电流非常小，如果终端设备断开连接，输入功率管两端压差可能无法调节到预设阈值以上，则在此情况下，可以在调节次数达到最大调节限制后，停止调节输入功率管的导通阻抗，以达到提高电流检测精度的目的。

作为一种可实施方式，在电源设备暂停充电期间,实时调节输入功率管的导通阻抗，使得输入功率管的输入端与输出端之间的压差大于预设的阈值，或者达到预设的最大调节限制，包括以下步骤：

设置阈值或最大调节限制；

检测输入功率管的输入端与输出端之间的压差；

若输入功率管的输入端与输出端之间的压差小于该阈值，则增大输入功率管的导通阻抗，直至输入功率管的输入端与输出端之间的压差大于该阈值，或者达到该最大调节限制。

例如，适配器的最大输入电流为3A，Q1为NMOS管，其导通阻抗为20mΩ。当测试终端设备的供电电流(简称终端电流)时，将电源设备充电断开。通过检测Q1的漏极和源极(简称DS)之间的压降来检测电流。比如，已知Q1的导通阻抗为20mΩ，其DS之间压降为60mV，则电流为60mV/20mΩ＝3A。在暂停充电以检测终端电流时，至少保证Q1的DS之间压降为50mV(预设的阈值)，否则将Q1关断3/4，只留下1/4保持工作，即Q1的导通阻抗为之前的4倍；如果Q1的DS之间压降仍小于50mV，则继续将保持工作部分的Q1关断3/4，只保留1/4；以此类推，直至Q1的DS之间压降不低于50mV。也可限定Q1最大关断次数，达到最大关断次数之后，即使DS压降仍旧小于50mV，也不再继续关断Q1。电流检测完成之后，则电源设备重新开始充电。

再如，设定Q1最大切关断数为4次，当终端电流为100mA时，电源设备充电暂停期间，Q1上电流为100mA，DS压降为2mV，低于50mV，此时将Q1关断3/4，只留下1/4保持工作，即Q1的导通阻抗变成之前的4倍，为80mΩ。此时，再检测Q1上的压降，其DS压降为8mV，低于50mV，继续将保持工作部分的Q1关断3/4，只留下1/4保持工作，即Q1的导通阻抗为之前的4倍，为320mΩ。此时，再检测Q1上的压降，其DS压降为32mV，低于50mV，继续将Q1关断3/4，只留下1/4，即Q1的导通阻抗为之前的4倍，为1280mΩ。此时，再检测Q1上的压降，其压降为128mV，大于50mV，可以得到电流为128mV/1280mΩ＝100mA。电流检测完成后，则电源设备重新开始充电。

上述阈值可以根据具体的检测精度要求来设定，每次关断Q1的比例和最大关断次数可以根据具体的器件参数以及检测精度要求来设定。本发明提供的终端电流检测方法使用方便，能够较精确地检测终端设备的供电电流。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种实现上述方法的电源设备，参见图3，电源设备200包括电流检测电路210、控制单元220、充电单元230以及输入功率管Q1。

其中，充电单元230由输入功率管Q2和输入功率管Q3、电感以及充电电池组成。控制单元220分别与电流检测电路210、充电单元230以及输入功率管Q1电连接，控制充电单元230周期性的暂停充电，在充电单元230暂停充电的同时控制电流检测电路210对与电源设备200连接的适配器提供的输出电流进行检测，获取与电源设备200连接的终端设备的供电电流。

继续参见图3，输入功率管Q1还可以与电流检测电路210并联，其输入端连接适配器，输出端分别连接充电单元230和终端设备。在电源设备200停止充电时，电流检测电路210通过检测输入功率管Q1的电流就可以得到适配器提供的输出电流，即终端设备的供电电流。

进一步地，控制单元220还可以根据输入功率管Q1两端压差的大小实时调节输入功率管Q1的导通阻抗，以保证输入功率管Q1两端压差在预设阈值以上，或者达到预设的最大调节限制，进一步提升电流检测的精度。具体的调节过程可参照上述方法的实现过程，此处不再冗述。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种实现上述方法的终端电流检测系统，参见图4，该系统包括适配器100、上述电源设备200以及终端设备300，适配器100同时连接电源设备200和终端设备300，正常工作时，适配器100的输出电流一部分流入电源设备200进行充电，另一部分对终端设备300供电。

本实施例提供的电源设备以及终端电流检测系统，可周期性的暂停电源设备的充电电池充电，并在电源设备暂停充电期间对适配器提供的输出电流进行检测，获取终端设备的供电电流。避免了通过检测适配器输出电流和电源设备充电电流，并对两个电流作差来得到终端设备电流而产生的检测精确度低的问题。上述电源设备和终端电流检测系统，结构简单，使用方便，能够较精确地检测终端设备的供电电流。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种终端电流检测方法，用于在适配器同时连接电源设备和终端设备时，检测所述终端设备的供电电流，其特征在于，包括以下步骤：

控制所述电源设备周期性的暂停充电；

在所述电源设备暂停充电期间，通过检测所述适配器提供的输入电流，得到所述终端设备的供电电流。

2.根据权利要求1所述的终端电流检测方法，其特征在于，还包括以下步骤：

设置所述电源设备的单次充电时长和单次暂停充电时长，所述单次暂停充电时长小于所述单次充电时长。

3.根据权利要求1或2所述的终端电流检测方法，其特征在于，所述电源设备包括输入功率管和充电单元，所述输入功率管的输入端连接所述适配器，输出端分别连接所述充电单元和所述终端设备；

所述方法还包括以下步骤：

在所述电源设备暂停充电期间,实时调节所述输入功率管的导通阻抗，使得所述输入功率管的输入端与输出端之间的压差大于预设的阈值，或者达到预设的最大调节次数限制。

4.根据权利要求3所述的终端电流检测方法，其特征在于，所述在电源设备暂停充电期间,实时调节所述输入功率管的导通阻抗，使得所述输入功率管的输入端与输出端之间的压差大于预设的阈值，或者达到预设的最大调节次数限制，包括以下步骤：

设置所述阈值或最大调节限制；

检测所述输入功率管的输入端与输出端之间的压差；

若所述输入功率管的输入端与输出端之间的压差小于所述阈值，则增大所述输入功率管的导通阻抗，直至所述输入功率管的输入端与输出端之间的压差大于所述阈值，或者达到所述最大调节次数限制。

5.一种电源设备，其特征在于，包括电流检测电路、控制单元以及充电单元；

所述控制单元分别与所述电流检测电路和充电单元电连接，控制所述充电单元周期性地暂停充电，并在所述充电单元暂停充电的同时控制所述电流检测电路对连接所述电源设备的适配器提供的输入电流进行检测，以获取与所述电源设备连接的终端设备的供电电流。

6.根据权利要求5所述的电源设备，其特征在于，所述电源设备还包括第一输入功率管；

所述第一输入功率管的输入端连接所述适配器和所述电流检测电路，输出端分别连接所述充电单元和所述终端设备，控制端连接所述控制单元；

在所述电流检测电路检测所述终端设备的供电电流的同时，所述控制单元实时调节所述第一输入功率管的导通阻抗，使得所述第一输入功率管的输入端与输出端之间的压差大于预设的阈值，或者达到预设的最大调节次数限制。

7.根据权利要求6所述的电源设备，其特征在于，所述充电单元包括第二输入功率管、第三输入功率管、电感以及充电电池；

所述第二输入功率管的输入端连接所述第一输入功率管的输出端，所述第二输入功率管的输出端和所述第三输入功率管的输入端通过所述电感连接所述充电电池，所述第三输入功率管的输出端接地；

所述第二输入功率管的控制端和第三输入功率管的控制端分别与所述控制单元连接。

8.一种终端电流检测系统，包括适配器和终端设备，其特征在于，还包括权利要求5至7任一项所述的电源设备；

所述电源设备一端连接所述适配器，另一端连接所述终端设备。