CN107942125A - 内置电池式电子产品的用电测试电路及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种内置电池式电子产品的用电测试电路及其控制方法，其具有依次连接的电流测试电路、电子产品接口、测试开关、用电电路、电池供电开关、内置电池，工作模式控制单元检测电子产品接口上的状态，当检测到电子产品接口上未插入插头时，实施正常用电模式，控制测试开关断开、控制电池供电开关导通；当检测到电子产品接口上插入电流测试电路时，实施检测模式，控制测试开关导通、控制电池供电开关断开；本发明利用电子产品现有的接口，在不改动手机外观的条件下即可实现对手机整机电流进行检测；同时具有电路简单，成本低廉，通用性强的优点。
Description
技术领域
本发明涉及电流检测电路，尤其涉及一种能对内置电池式电子产品进行用电测试的测试电路及其控制方法。
背景技术
由于当前手机等移动电子产品对外观要求越来越高，很多中高端手机为了满足手机轻、薄的设计要求，把电池设置为内置不可拆卸的结构。不可拆卸的内置电池满足了外观的设计要求，但组装完成后的手机无法进行电流测试。现有的测试方法和手机端口已经不能满足整机电流测试的需求。
因此，如何在现有的手机测试环境中，在不改动手机外观的条件下，通过对手机现有的接口，设计一种能够满足手机整机电流检测的检测电路是业界亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明是要解决现有技术的上述问题，提出一种能对内置电池式电子产品进行用电测试的测试电路及其控制方法。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是设计一种内置电池式电子产品的用电测试电路，其具有设置在电子产品外部可插接在电子产品接口上的电流测试电路，以及设置在电子产品内部的测试开关、电池供电开关、工作模式控制单元，其中测试开关串接在电子产品接口与用电电路之间，电池供电开关串接在用电电路与内置电池之间；工作模式控制单元检测电子产品接口上的状态，当检测到电子产品接口上未插入插头时，实施正常用电模式，控制测试开关断开、控制电池供电开关导通；当检测到电子产品接口上插入电流测试电路时，实施检测模式，控制测试开关导通、控制电池供电开关断开；当检测到电子产品接口上插入OTG插头时，实施OTG连接模式，控制测试开关断开、控制电池供电开关导通，并反馈一个OTG识别信号。
所述电流测试电路插头与OTG插头复用所述电子产品接口中的同一个复用PIN脚，当电流测试电路插入时向复用PIN脚输出3.8V电压，当OTG插头插入时使复用PIN脚接地；当插入普通插头或未插入任何插头时，复用PIN脚悬空；工作模式控制单元检测复用PIN脚的电压值以判别插入设备的种类。
所述工作模式控制单元具有1.8V电源端、OTG识别端、二极管、第一百零七至第一百一十一电阻，其中1.8V电源端通过第一百零七电阻连接二极管的阳极和OTG识别端，二极管的阴极连接所述复用PIN脚；复用PIN脚与地之间串接第一百零八电阻和第一百零九电阻，第一百零八电阻和第一百零九电阻的连接点连接所述测试开关的使能端；复用PIN脚与地之间串接第一百一十电阻和第一百一十一电阻，第一百一十电阻和第一百一十一电阻的连接点连接所述电池供电开关的使能端；测试开关和电池供电开关采用负载开关；所述测试开关的使能端高电平有效，所述电池供电开关的使能端低电平有效。
所述电池供电开关的使能端与地之间串接一个延时电容。
所述复用PIN脚与地之间串接双向TVS管。
所述电子产品接口采用Micro USB插座，其第五PIN脚为地脚，其第四PIN脚为所述复用PIN脚。
本发明还提出的一种内置电池式电子产品的用电测试电路的控制方法：检测电子产品接口上的状态，当检测到电子产品接口上未插入插头时，实施正常用电模式，断开电子产品接口向用电电路供电的线路，由内置电池向用电电路供电；当检测到电子产品接口上插入电流测试电路时，实施检测模式，断开内置电池向用电电路供电的线路，由电流测试电路向用电电路供电、并进行测试；当检测到电子产品接口上插入OTG插头时，实施OTG连接模式，断开电子产品接口向用电电路供电的线路，由内置电池向用电电路供电，并反馈一个OTG识别信号。
所述电流测试电路插头与OTG插头复用所述电子产品接口中的同一个复用PIN脚，当电流测试电路插入时向复用PIN脚输出3.8V电压，当OTG插头插入时使复用PIN脚接地；当插入普通插头或未插入任何插头时，复用PIN脚悬空；检测复用PIN脚的电压值以判别插入设备的种类。
在电子产品接口与用电电路之间串接测试开关，在用电电路与内置电池之间串接电池供电开关，所述测试开关和电池供电开关采用负载开关，所述测试开关的使能端高电平有效，所述电池供电开关的使能端低电平有效；设置连接复用PIN脚、测试开关和电池供电开关使能端的工作模式控制单元，该单元具有1.8V电源端、OTG识别端；当复用PIN脚悬空时，实施正常用电模式，控制测试开关断开，控制电池供电开关导通；当复用PIN脚有3.8V电压时，实施检测模式，控制测试开关导通，控制电池供电开关断开；当复用PIN脚接地时，实施OTG连接模式，控制测试开关断开，控制电池供电开关导通，并通过OTG识别端反馈一个OTG识别信号。
所述电子产品接口采用Micro USB插座，其第五PIN脚为地脚，其第四PIN脚为所述复用PIN脚。
与现有技术相比，本发明利用手机现有的接口，在不改动手机外观的条件下即可实现对手机整机电流进行检测；同时具有电路简单，成本低廉，通用性强的优点。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的原理框图；
图2为本发明较佳实施例的电路图；
图3为OTG插头各PIN脚定义图；
图4为电流测试插头各PIN脚定义图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明公开了一种内置电池式电子产品的用电测试电路，参看图1示出的原理框图，其中电子产品现有的零部件是：内置电池、用电电路（电子产品内所有的用电零部件，也就是做整机电流测试的对象）、电子产品接口。本发明的主旨是要通过一些开关的切换，将用电电路与内置电池分离开、与电子产品外部的电流测试电路连接，继而进行整机电流测试，以解决现有技术不方便测试的缺陷。
参看图1所述，电流测试电路具有设置在电子产品外部可插接在电子产品接口上的电流测试电路，以及设置在电子产品内部的测试开关、电池供电开关、工作模式控制单元，其中测试开关串接在电子产品接口与用电电路之间，电池供电开关串接在用电电路与内置电池之间；工作模式控制单元检测电子产品接口上的状态，当检测到电子产品接口上未插入插头时，实施正常用电模式，控制测试开关断开、控制电池供电开关导通；当检测到电子产品接口上插入电流测试电路时，实施检测模式，控制测试开关导通、控制电池供电开关断开。不言而喻，电流测试电路需要连接一个电流测试插头方可与电子产品接口进行连接。OTG（On-The-Go的缩写）是近年发展起来的技术，主要应用于各种不同的设备或移动设备间的联接，进行数据交换。为了在插入OTG插头时电子产品能用内置电池正常供电，同时和插入的OTG设备（如Pad、移动电话、消费类设备、数码照相机、摄像机、打印机等）进行数据交换，所述工作模式控制单元还需检测电子产品接口上是否插入OTG插头，当插入OTG插头时，实施OTG连接模式，控制测试开关断开、控制电池供电开关导通，并向电子产品的控制系统反馈一个OTG识别信号。电子产品的控制系统得到OTG识别信号方通过电子产品接口与OTG设备进行数据交换。
在较佳实施例中，所述电流测试电路插头与OTG插头复用所述电子产品接口中的同一个复用PIN脚，当电流测试电路插入时向复用PIN脚输出3.8V电压，当OTG插头插入时使复用PIN脚接地；当插入普通插头或未插入任何插头时，复用PIN脚悬空；工作模式控制单元检测复用PIN脚的电压值以判别插入设备的种类。
参看图2示出的较佳实施例的电路图，所述工作模式控制单元具有1.8V电源端、OTG识别端（EINTO_IDDIG）、二极管D501、第一百零七至第一百一十一电阻，其中1.8V电源端通过第一百零七电阻R107连接二极管的阳极和OTG识别端，二极管的阴极连接所述复用PIN脚（Micro USB插座的第四PIN脚）；复用PIN脚与地之间串接第一百零八电阻R108和第一百零九电阻R109，第一百零八电阻和第一百零九电阻的连接点连接所述测试开关的使能端；复用PIN脚与地之间串接第一百一十电阻R110和第一百一十一电阻R111，第一百一十电阻和第一百一十一电阻的连接点连接所述电池供电开关的使能端；测试开关和电池供电开关采用负载开关；所述测试开关的使能端高电平有效，所述电池供电开关的使能端低电平有效。所述电池供电开关的使能端与地之间串接一个延时电容C112。所述复用PIN脚与地之间串接双向TVS管T111。所述电子产品接口采用Micro USB插座，其第五PIN脚为地脚，其第四PIN脚为所述复用PIN脚。
下面结合图2、3、4，详述本发明三种模式的工作原理。
正常用电模式：普通USB插头的第4 PIN脚是悬空的，电子产品接口插入和不插入USB插头第4 PIN脚（即复用PIN脚）状态不变，电压皆为1.5-1.8V。该电压是1.8V电源通过R107,D501供给的。此时,测试开关（U100）因其使能端（EN）为低电平（1.2V以上为高电平）而断开，电池供电开关（U101）因其使能端（EN）为低电平（1.2V以下为低电平）而导通。内置电池经电池供电开关给电子产品供电，电子产品正常工作。
OTG连接模式：如图3所示，OTG插头第4 PIN脚是接地的，当电子产品接口插入OTG插头时,复用PIN脚接地，二极管D501导通，OTG识别端（EINTO_IDDIG）电压被拉低（约0.3V），送出一个OTG识别信号，电子产品识别到有OTG设备插入，通过电子产品接口进行数据交换。测试开关U100因其使能端EN为低电平而断开，电池供电开关因其使能端EN为低电平而导通。内置电池经电池供电开关给电子产品供电，电子产品正常工作。
检测模式：如图4所示，电流测试插头外接3.8V直流电源，当插入电流测试插头时，复用PIN脚为3.8V，二极管D501截止，OTG识别端（EINTO_IDDIG）电压为1.8V，电子产品识别到所插入设备不是OTG设备。测试开关U100因其使能端EN为高电平而导通，电池供电开关U101因其使能端EN为高电平而断开。内置电池被断开不再供电，外接电源经电子产品接口、测试开关U100给电子产品供电，电子产品正常工作,此时可以精确测量电子产品各模式下的工作电流，完成整机电流测试。
需要指出在较佳实施例中，所述电池供电开关的使能端与地之间串接一个延时电容C112。在正常用电模式下，测试开关断开，电池供电开关导通，内置电池经电池供电开关向用电电路供电，此时复用PIN脚为低电平。当插入电流测试插头时，复用PIN脚为3.8V，测试开关立刻导通，外部的3.8V向用电电路供电，电池供电开关并不立刻断开，内置电池继续供电；随后复用PIN脚上的3.8V向延时电容C112充电，充电一小段时间后电池供电开关才断开，由外部3.8V电源单独供电。藉此设计可以提高电子产品的供电稳定性。调节C112的容值即可调节延时时长。
本发明还公开了一种内置电池式电子产品的用电测试电路的控制方法：检测电子产品接口上的状态，当检测到电子产品接口上未插入插头时，实施正常用电模式，断开电子产品接口向用电电路供电的线路，由内置电池向用电电路供电；当检测到电子产品接口上插入电流测试电路时，实施检测模式，断开内置电池向用电电路供电的线路，由电流测试电路向用电电路供电、并进行测试；当检测到电子产品接口上插入OTG插头时，实施OTG连接模式，断开电子产品接口向用电电路供电的线路，由内置电池向用电电路供电，并反馈一个OTG识别信号。参看图1示出的原理框图，其中电子产品现有的零部件是：内置电池、用电电路（电子产品内所有的用电零部件，也就是做整机电流测试的对象）、电子产品接口。本发明的主旨是要通过一些开关的切换，将用电电路与内置电池分离开、与电子产品外部的电流测试电路连接，继而进行整机电流测试，以解决现有技术不方便测试的缺陷。
在较佳实施例中，所述电流测试电路插头与OTG插头复用所述电子产品接口中的同一个复用PIN脚，当电流测试电路插入时向复用PIN脚输出3.8V电压，当OTG插头插入时使复用PIN脚接地；当插入普通插头或未插入任何插头时，复用PIN脚悬空；检测复用PIN脚的电压值以判别插入设备的种类。结合图2、3、4，普通USB插头的第4 PIN脚是悬空的，OTG插头第4 PIN脚是接地的，电流测试插头第4 PIN脚外接3.8V直流电源。
参看图2，在电子产品接口与用电电路之间串接测试开关（U100），在用电电路与内置电池之间串接电池供电开关（U101），所述测试开关和电池供电开关采用负载开关，所述测试开关的使能端高电平有效，所述电池供电开关的使能端低电平有效；设置连接复用PIN脚、测试开关和电池供电开关使能端的工作模式控制单元，该单元具有1.8V电源端、OTG识别端（EINTO_IDDIG）；当复用PIN脚悬空时，实施正常用电模式，控制测试开关断开，控制电池供电开关导通；当复用PIN脚有3.8V电压时，实施检测模式，控制测试开关导通，控制电池供电开关断开；当复用PIN脚接地时，实施OTG连接模式，控制测试开关断开，控制电池供电开关导通，并通过OTG识别端反馈一个OTG识别信号。
所述电子产品接口采用Micro USB插座，其第五PIN脚为地脚，其第四PIN脚为所述复用PIN脚。
图2所示较佳实施例电路图的工作原理前文已详述，在此不再赘述。
以上实施例仅为举例说明，非起限制作用。任何未脱离本申请精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于本申请的权利要求范围之中。
Claims (10)
1.一种内置电池式电子产品的用电测试电路，其特征在于：具有设置在电子产品外部可插接在电子产品接口上的电流测试电路，以及设置在电子产品内部的测试开关、电池供电开关、工作模式控制单元，其中测试开关串接在电子产品接口与用电电路之间，电池供电开关串接在用电电路与内置电池之间；
工作模式控制单元检测电子产品接口上的状态，当检测到电子产品接口上未插入插头时，实施正常用电模式，控制测试开关断开、控制电池供电开关导通；当检测到电子产品接口上插入电流测试电路时，实施检测模式，控制测试开关导通、控制电池供电开关断开；当检测到电子产品接口上插入OTG插头时，实施OTG连接模式，控制测试开关断开、控制电池供电开关导通，并反馈一个OTG识别信号。
2.如权利要求1所述的内置电池式电子产品的用电测试电路，其特征在于：所述电流测试电路插头与OTG插头复用所述电子产品接口中的同一个复用PIN脚，当电流测试电路插入时向复用PIN脚输出3.8V电压，当OTG插头插入时使复用PIN脚接地；当插入普通插头或未插入任何插头时，复用PIN脚悬空；工作模式控制单元检测复用PIN脚的电压值以判别插入设备的种类。
3.如权利要求2所述的内置电池式电子产品的用电测试电路，其特征在于：所述工作模式控制单元具有1.8V电源端、OTG识别端、二极管（D501）、第一百零七至第一百一十一电阻，其中1.8V电源端通过第一百零七电阻（R107）连接二极管的阳极和OTG识别端，二极管的阴极连接所述复用PIN脚；复用PIN脚与地之间串接第一百零八电阻（R108）和第一百零九电阻（R109），第一百零八电阻和第一百零九电阻的连接点连接所述测试开关的使能端；复用PIN脚与地之间串接第一百一十电阻（R110）和第一百一十一电阻（R111），第一百一十电阻和第一百一十一电阻的连接点连接所述电池供电开关的使能端；测试开关和电池供电开关采用负载开关；所述测试开关的使能端高电平有效，所述电池供电开关的使能端低电平有效。
4.如权利要求3所述的内置电池式电子产品的用电测试电路，其特征在于：所述电池供电开关的使能端与地之间串接一个延时电容（C112）。
5.如权利要求4所述的内置电池式电子产品的用电测试电路，其特征在于：所述复用PIN脚与地之间串接双向TVS管（T111）。
6.如权利要求5所述的内置电池式电子产品的用电测试电路，其特征在于：所述电子产品接口采用Micro USB插座，其第五PIN脚为地脚，其第四PIN脚为所述复用PIN脚。
7.一种内置电池式电子产品的用电测试电路的控制方法，其特征在于：检测电子产品接口上的状态，
当检测到电子产品接口上未插入插头时，实施正常用电模式，断开电子产品接口向用电电路供电的线路，由内置电池向用电电路供电；
当检测到电子产品接口上插入电流测试电路时，实施检测模式，断开内置电池向用电电路供电的线路，由电流测试电路向用电电路供电、并进行测试；
当检测到电子产品接口上插入OTG插头时，实施OTG连接模式，断开电子产品接口向用电电路供电的线路，由内置电池向用电电路供电，并反馈一个OTG识别信号。
8.如权利要求7所述的内置电池式电子产品的用电测试电路的控制方法，其特征在于：所述电流测试电路插头与OTG插头复用所述电子产品接口中的同一个复用PIN脚，当电流测试电路插入时向复用PIN脚输出3.8V电压，当OTG插头插入时使复用PIN脚接地；当插入普通插头或未插入任何插头时，复用PIN脚悬空；检测复用PIN脚的电压值以判别插入设备的种类。
9.如权利要求8所述的内置电池式电子产品的用电测试电路的控制方法，其特征在于：在电子产品接口与用电电路之间串接测试开关，在用电电路与内置电池之间串接电池供电开关，所述测试开关和电池供电开关采用负载开关，所述测试开关的使能端高电平有效，所述电池供电开关的使能端低电平有效；设置连接复用PIN脚、测试开关和电池供电开关使能端的工作模式控制单元，该单元具有1.8V电源端、OTG识别端；
当复用PIN脚悬空时，实施正常用电模式，控制测试开关断开，控制电池供电开关导通；
当复用PIN脚有3.8V电压时，实施检测模式，控制测试开关导通，控制电池供电开关断开；
当复用PIN脚接地时，实施OTG连接模式，控制测试开关断开，控制电池供电开关导通，并通过OTG识别端反馈一个OTG识别信号。
10.如权利要求9所述的内置电池式电子产品的用电测试电路的控制方法，其特征在于：所述电子产品接口采用Micro USB插座，其第五PIN脚为地脚，其第四PIN脚为所述复用PIN脚。
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