CN110426641A - 电源电量检测装置、供电装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电源电量检测装置、供电装置和电子设备。其中，电源电量检测装置包括开关电路和检测电路，开关电路包括受控端、采集端，以及分别与电源两极连接的连接端，开关电路用于通过受控端接收第一控制信号以进入与电源导通的第一状态；检测电路包括与受控端连接的控制端，以及耦接于采集端的检测端，检测电路用于产生第一控制信号并输出至开关电路的受控端，以及在开关电路处于第一状态下通过检测端采集电源的当前电量信号，并基于当前电量信号确定第一控制信号的产生频率。上述方案能够降低检测电源电量过程中的能耗。

Description

电源电量检测装置、供电装置和电子设备

技术领域

本申请涉及电子技术领域，特别是涉及一种电源电量检测装置、供电装置和电子设备。

背景技术

随着电子技术及信息技术的发展，人们在工作、学习、生活中越来越频繁地使用诸如手机、平板电脑等电子设备，而为了使电子设备具有一定的便携性、可移动性，往往采用诸如干电池、锂电池等可独立供电的电源。尽管此类电子设备大多采用低功耗的设计架构，电量消耗较小，但依然不可避免地在使用一段时间后，更换电源或者对电源进行充电。故此，有必要在此类电子设备中加入电源电量检测装置，以监控电源电量，确保电子产品正常工作。

然而，电源电量检测装置本身也会消耗能源，在电源电量有限的情况下，电源电量检测装置如果消耗的能源较多，必然会对电源的正常供电造成影响，进而影响到电子设备的正常使用。有鉴于此，如何降低检测电源电量过程的能耗成为亟待解决的问题。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种电源电量检测装置、供电装置和电子设备，能够降低检测电源电量过程中的能耗。

为了解决上述问题，本申请第一方面提供了一种电源电量检测装置，包括开关电路和检测电路，开关电路包括受控端、采集端，以及分别与电源两极连接的连接端，开关电路用于通过受控端接收第一控制信号以进入与电源导通的第一状态；检测电路包括与受控端连接的控制端，以及耦接于采集端的检测端，检测电路用于产生第一控制信号并输出至开关电路的受控端，以及在开关电路处于第一状态下通过检测端采集电源的当前电量信号，并基于当前电量信号确定第一控制信号的产生频率。

为了解决上述问题，本申请第二方面提供了一种供电装置，包括上述第一方面中的电源电量检测装置，以及连接于电源电量检测装置的两个连接端之间的电源。

为了解决上述问题，本申请第三方面提供了一种电子设备，包括外壳，以及上述第二方面中的供电装置，且供电装置容置于外壳内。

上述方案，电源电量检测装置的开关电路包括受控端、采集端和分别与电源两极连接的连接端，开关电路用于通过受控端接收第一控制信号以进入与电源导通的第一状态，电源电量检测装置的检测电路包括与受控端连接的控制端，以及耦接于采集端的检测端，检测电路用于产生第一控制信号，并输出至开关电路的受控端，此外，检测电路还用于在开关电路处于第一状态时通过检测端采集电源的当前电量信号，并基于当前电量信号确定第一控制信号的产生频率，也就是说电源电量检测装置并不是在电源的充、放电时间内一直处于工作状态，而是基于检测到的当前电量信号，以第一控制信号的产生频率为工作频率，而对电源进行检测，故此，可以降低检测电源电量过程中的能耗。

附图说明

图1是本申请电源电量检测装置一实施例的框架示意图；

图2是本申请电源电量检测装置工作时一实施例的流程示意图；

图3是本申请供电装置一实施例的框架示意图；

图4是本申请电子设备一实施例的框架示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本申请实施例的方案进行详细说明。

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、接口、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请。

本文中术语“系统”和“网络”在本文中常被可互换使用。本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。此外，本文中的“多”表示两个或者多于两个。

请参阅图1，图1是本申请电源电量检测装置10一实施例的框架示意图。具体而言，电源电量检测装置10包括开关电路11和检测电路12，开关电路11包括受控端111、采集端112，以及分别与电源20两极连接的连接端113。电源20包括但不限于干电池、锂电池等等。开关电路11用于通过受控端111接收第一控制信号以进入与电源20导通的第一状态。

检测电路12包括与受控端111连接的控制端121，以及耦接于采集端112的检测端122，检测电路12用于产生第一控制信号并输出至开关电路11的受控端111，以及在开关电路11处于第一状态下通过检测端122采集电源20的当前电量信号，并基于当前电量信号确定第一控制信号的产生频率。当开关电路11进入与电源20导通的第一状态时，采集端112的电势值不为0，从而可以基于开关电路11内部电路结构，通过检测端122采集得到电源20的当前电量信号。当采集到电源20的当前电量信号时，可以进一步基于当前电量信号确定第一控制信号的产生频率。在一个实施场景中，为了进一步降低电源电量检测装置10在检测电源电量过程中的能耗，还可以将产生频率设置为与当前电量信号所表征的电源电量呈负相关关系，也就是说，当当前电量信号所表征的电源电量越少，第一控制信号的产生频率越高，反之，当当前电量信号所表征的电源电量越大，第一控制信号的产生频率越低，从而当电源具有较高电量时，以较低的工作频率检测电源电量，而当电源具有较低电量时，以较高的工作频率检测电源电量，进而不仅可以进一步降低检测电源电量过程中的能耗，还可以进一步确保在低电量时，及时检测电源电量，尽可能地确保电子设备正常工作。

上述方案，电源电量检测装置10的开关电路11包括受控端111、采集端112和分别与电源20两极连接的连接端113，开关电路11用于通过受控端111接收第一控制信号以进入与电源20导通的第一状态，电源电量检测装置10的检测电路12包括与受控端111连接的控制端121，以及耦接于采集端112的检测端122，检测电路12用于产生第一控制信号，并输出至开关电路11的受控端111，此外，检测电路12还用于在开关电路11处于第一状态时通过检测端122采集电源20的当前电量信号，并基于当前电量信号确定第一控制信号的产生频率，也就是说电源电量检测装置10并不是在电源20的充、放电时间内一直处于工作状态，而是基于检测到的当前电量信号，以第一控制信号的产生频率为工作频率，而对电源20进行检测，故此，可以降低检测电源20电量过程中的能耗。

请继续参阅图1，为了进一步降低检测电源20电量过程中的能耗，检测电路12还用于在采集到当前电量信号后产生第二控制信号并输出至开关电路11的受控端111，开关电路12还用于通过受控端111接收第二控制信号以进入与电源20断开的第二状态，从而使得检测电路12在采集到当前电量信号后，电源20和开关电路11之间的通路就断开，从而进一步减少了电源20维持导通状态的总时长，进而降低了检测电源20电量时的能耗。

请继续参阅图1，当前电量信号为电压信号，具体地，可以是采集端112处的电势值，检测电路12具体用于确定与电压信号匹配的产生频率。检测电路12具体用于从多组预设电压范围中，选出电压信号所在的预设电压范围，并确定与所在的预设电压范围匹配的产生频率。例如，多组预设电压范围可以包括：[1.4，+∞)，[1.2，1.4)，[0，1.2)，其中，“[”表示包括端点值，“)”表示不包括端点值。当然，多组预设电压范围也可以是其他范围，具体的组数也可以是其他组数，例如2组、4组、5组等等，本实施例在此不做具体限制。此外，为了确保可以在电源20电量从0％～100％整个周期中均可以对电源20进行电量检测，多组预设电压范围的并集可以涵盖电源20电量从0％～100％变化时采集端112处的电势值。此外，为了避免采集端112处的电势值位于多个预设电压范围内，任意两组预设电压范围的交集为空集。预设电压范围的上限值与电源20满电时两极之间的电压为正相关关系，也就是说，电源20满电时两极之间的电压越大，预设电压范围的上限值越大，例如：某一电源20满电量时两极之间的电压为1.5伏，则为了确定当前电源20是处于电量充足状态还是处于电量不足状态，相应地可以设置多组预设电压范围[0.75，+∞)，[0.5，0.75)，[0，0.5)，由此可见，相较于满电量时两极之间的电压为2.8伏的电源20，满电量时两极之间的电压为1.5伏的电源20所对应的预设电压范围的上限值较小，当电源20满电量时两极之间的电压为其他值时，可以以此类推，本实施例在此不再一一举例。为了进一步降低检测电源20电量过程中的能耗，预设电压范围的下限值与产生频率为负相关关系，也就是说，预设电压范围的下限值越大，第一控制信号的产生频率越低，即电源20的电量越充足，检测电源20电量的频率就越低，反之，预设电压范围的下限值越小，第一控制信号的产生频率越高，即电源20的电量越枯竭，检测电源20电量的频率就越高，进而不仅可以进一步降低检测电源电量过程中的能耗，还可以进一步确保在低电量时，及时检测电源电量，尽可能地确保电子设备正常工作。在一个实施场景中，为了尽可能地确保电子设备的正常使用，检测电路12还用于判断电压信号所在的预设电压范围为低电量电压范围时，产生低电量报警信号。

请继续参阅图1，当前电量信号为电源的分压信号，开关电路11包括第一分压元件114、第二分压元件115，以及连接于第一分压元件114与第二分压元件115之间的开关元件116，采集端112位于第一分压元件114和第二分压元件115之间，在一个实施场景中，第一分压元件、第二分压元件为电阻，例如，第一分压元件和第二分压元件均为10kΩ的电阻。在一个实施场景中，检测电路12包括微控制单元(Micro Control Unit，MCU)。具体而言，检测电路12还用于基于分压信号以及第一分压元件和第二分压元件之间的分压关系，确定得到电源20两极的电压值，例如，采集端112处采集得到的分压信号为1.2伏，且第一分压元件和第二分压元件之间的分压关系为1:1，则可以确定电源20两极的电压值为2.4伏。如图1所示，第一分压元件114和第二分压元件115的一端作为连接端113分别与电源20的两极连接，且第一分压元件114和第二分压元件115中与电源20的负极相连的元件的另一端作为采集端112，即图1中，与电源20的负极相连的第二分压元件115的另一端作为采集端112。开关元件116包括受控端111，受控端111接收第一控制信号，以使第一分压元件114和第二分压元件115连接，从而使开关电路11处于和电源20导通的第一状态，或者受控端111接收第二控制信号，以使第一分压元件114和第二分压元件115断开，从而使开关电路11处于和电源20断开的第二状态。

在一个实施场景中，上述多组预设电压范围可以具体根据电源20满电时两极之间的电压和第一分压元件114和第二分压元件115之间的分压关系设置。如图1所示，第一分压元件114和第二分压元件115之间的分压关系为1:1，且电源20在满电状态下两极之间的电压大于或等于2.8伏(如3.6伏至2.8伏之间)，此时在第一状态下，采集端112处的电势值大于或等于1.4伏，则可以设置第一个预设电压范围为[1.4，1.8)，以表示电源20电量充足，并设置与其关联的第一控制信号的产生频率为1/60Hz，即第一控制信号每分钟产生一次；还可以设置第二个预设电压范围为[1.2，1.4)，以表示电源20电量不充足，但是仍可供电子设备正常使用，并设置与其关联的第一控制信号的产生频率为1/10Hz，即第一控制信号每十秒钟产生一次；还可以设置第三个预设电压范围为[0，1.2)，以表示电源20电量不充足，即将难以维持电子设备正常工作，并设置与其关联的第一控制信号的产生频率为1Hz，即第一控制信号每秒钟产生一次。

请继续参阅图1，在一个实施场景中，当前电量信号为模拟信号，检测电路12为数字电路，电源电量检测装置10还包括连接于开关电路11的采集端112和检测电路12的检测端122之间的转换电路13，用于将模拟信号转换为数字信号，转换电路13可以是模数转换器(Analog-to-Digital Converter，ADC)。

请结合参阅图2，图2是本申请电源电量检测装置10工作时一实施例的流程示意图。以第一分压元件114和第二分压元件115之间的分压关系为1:1，且电源20在满电状态下两极之间的电压大于或等于2.8伏为例，具体而言，可以包括如下步骤：

步骤S201：检测电路12产生第一控制信号，以使开关元件116闭合。

在一个实施场景中，当电子设备上电初始化时，检测电路12首先产生一个第一控制信号，以使开关元件16闭合，从而检测电源20的当前电量信号。

步骤S202：转换电路13通过开关电路11的采集端112采集得到当前电量信号，并将转换得到的数字信号传至检测电路12。

转换电路13将采集得到的模拟信号转换为数字信号，并传输至检测电路12，以使检测电路12得到采集端112处的电势值。

步骤S203：检测电路12判断采集端112处的电势值是否不小于第一阈值，若是，则执行步骤S204，否则执行步骤S205。

若电势值不小于第一阈值，如1.4伏，则说明电源20的电量充足，否则说明电源20的电量不充足。

步骤S204：检测电路12产生第二控制信号，以使开关元件116断开，并启动定时器设置产生第一控制信号的产生频率为第一频率。

若电势值不小于第一阈值，如1.4伏，表示电源20的电量充足，则产生第二控制信号，使得开关元件116断开，并启动检测电路12所包含的微控制单元的定时器设置产生第一控制信号的产生频率为第一频率，如1/60Hz，也就是说设置每分钟产生一个第一控制信号。

步骤S205：检测电路12判断采集端112处的电势值是否不小于第二阈值，若是，则执行步骤S206，否则执行步骤S207。

若电势值小于第一阈值，如1.4伏，表示电源20的电量不充足，此时继续判断是否不小于第二阈值，如1.2伏，若是，则表示电源20的电量虽然不充足，但是能够供电子设备正常使用，否则，表示电源20的电量不充足，且难以维持电子设备正常使用。

步骤S206：检测电路12产生第二控制信号，以使开关元件116断开，并启动定时器设置产生第一控制信号的产生频率为第二频率。

若电势值小于第一阈值，如1.4伏，且不小于第二阈值，如1.2伏，表示电源20的电量不充足，但仍可供电子设备正常使用，则产生第二控制信号，以使开关元件116断开，并启动检测电路12的微控制单元的定时器设置产生第一控制信号的产生频率为第二频率，如1/10Hz，也就是说设置每十秒钟产生一个第一控制信号。

步骤S207：检测电路12产生第二控制信号，以使开关元件116断开，并启动定时器设置产生第一控制信号的产生频率为第三频率，产生低电量报警信号。

若电势值小于第二阈值，如1.2伏，表示电源20的电量不充足，且难以维持电子设备的正常使用，则产生第二控制信号，以使开关元件116断开，并启动检测电路12的微控制单元的定时器设置产生第一控制信号的产生频率为第三频率，如1Hz，也就是说设置每秒钟产生一个第一控制信号。

上述步骤S204、步骤S206、步骤S207中，第一频率小于第二频率，且第二频率小于第三频率，第一阈值大于第二阈值，且上述步骤S204、步骤S206、步骤S207之后，还包括：

步骤S208：检测电路12判断定时器是否定时溢出，若是，则执行步骤S209，否则重新步骤S210。

当定时器溢出时，则表明此时需要新产生一个第一控制信号，以继续对电源20进行电量检测。否则，则表示尚未达到产生新的第一控制信号的时机，则继续执行判断定时器是否溢出的步骤。

步骤S209：重新执行步骤S201及其后续步骤。

当定时器溢出时，则表明此时需要新产生一个第一控制信号，以继续对电源20进行电量检测。

步骤S210：重新执行步骤S208。

当定时器未溢出时，则说明根据第一控制信号的产生频率尚未到达产生第一控制信号的时刻。

上述方案，电源电量检测装置10并不是在电源20的充、放电时间内一直处于工作状态，而是基于检测到的当前电量信号，以第一控制信号的产生频率为工作频率，而对电源20进行检测，故此，可以降低检测电源20电量过程中的能耗。

请参阅图3，图3是本申请供电装置30一实施例的框架示意图，如图3所示，供电装置30包括上述任一实施例中的电源电量检测装置10，以及连接于电源电量检测装置10的两个连接端113之间的电源20。本实施例中，电源20包括但不限于干电池、锂电池等等。

上述方案，并不是在电源20的充、放电时间内一直处于工作状态，而是基于检测到的当前电量信号，以第一控制信号的产生频率为工作频率，而对电源20进行检测，故此，可以降低检测电源20电量过程中的能耗。

请参阅图4，图4是本申请电子设备40一实施例的框架示意图，具体而言，电子设备40包括外壳41，以及上述实施例中的供电装置(未图示)，此外，供电装置容置于外壳41内。图4所示，具体为一种电池监控摄像机，本实施例中，电子设备40包括但不限于：诸如烟雾报警装置的传感装置、智能手机、平板电脑、电子书阅读器、笔记本电脑、数码相机、以及诸如智能手表、智能手环等可穿戴设备。

上述方案，并不是在电源的充、放电时间内一直处于工作状态，而是基于检测到的当前电量信号，以第一控制信号的产生频率为工作频率，而对电源进行检测，故此，可以降低检测电源电量过程中的能耗。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性、机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施方式方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

Claims (13)

1.一种电源电量检测装置，其特征在于，包括：

开关电路，包括受控端、采集端，以及分别与电源两极连接的连接端，所述开关电路用于通过所述受控端接收第一控制信号以进入与所述电源导通的第一状态；

检测电路，包括与所述受控端连接的控制端，以及耦接于所述采集端的检测端，所述检测电路用于产生所述第一控制信号并输出至所述开关电路的受控端，以及在所述开关电路处于第一状态下通过所述检测端采集所述电源的当前电量信号，并基于所述当前电量信号确定所述第一控制信号的产生频率。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测电路还用于在采集到所述当前电量信号后产生第二控制信号并输出至所述开关电路的受控端；

所述开关电路还用于通过所述受控端接收第二控制信号以进入与所述电源断开的第二状态。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述当前电量信号为电压信号；

所述检测电路具体用于确定与所述电压信号匹配的所述产生频率。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述检测电路具体用于从多组预设电压范围中，选出所述电压信号所在的预设电压范围；并确定与所述所在的预设电压范围匹配的所述产生频率；和/或

所述检测电路还用于判断所述电压信号所在的预设电压范围为低电量电压范围时，产生低电量报警信号。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，

所述预设电压范围的下限值与所述产生频率为负相关关系；和/或，

所述预设电压范围的上限值与所述电源满电时两极之间的电压为正相关关系。

6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述当前电量信号为所述电源的分压信号；

所述开关电路包括第一分压元件、第二分压元件，以及连接于所述第一分压元件与所述第二分压元件之间的开关元件；

所述采集端位于所述第一分压元件和第二分压元件之间。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述检测电路还用于基于所述分压信号以及所述第一分压元件和第二分压元件之间的分压关系，确定得到所述电源两极的电压值。

8.根据权利要6所述的装置，其特征在于，

所述第一分压元件和所述第二分压元件的一端作为所述连接端分别与所述电源的两极连接，且所述第一分压元件和所述第二分压元件中与所述电源的负极相连的元件的另一端作为所述采集端，所述开关元件包括所述受控端，所述受控端接收所述第一控制信号，以使所述第一分压元件和所述第二分压元件连接，或接收第二控制信号，以使所述第一分压元件和所述第二分压元件断开。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，

所述第一分压元件、所述第二分压元件为电阻；和/或，

所述检测电路包括微控制单元。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述当前电量信号为模拟信号，所述检测电路为数字电路，所述装置还包括连接于所述开关电路的采集端和所述检测电路的检测端之间的转换电路，用于将模拟信号转换为数字信号。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述转换电路包括模数转换器。

12.一种供电装置，其特征在于，包括：如权利要求1至11任一项所述的电源电量检测装置，以及连接于所述电源电量检测装置的两个连接端之间的电源。

13.一种电子设备，其特征在于，包括：外壳，以及如权利要求12所述的供电装置，且所述供电装置容置于所述外壳内。