CN111158419B - 一种供电电路、电流采集方法和电子设备 - Google Patents

一种供电电路、电流采集方法和电子设备 Download PDF

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    • G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
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    • G05F1/561—Voltage to current converters

Abstract

本发明实施例公开了一种供电电路、电流采集方法和电子设备，以解决相关技术中的供电电路成本高、电流误差大的问题。该供电电路包括第一供电模块、第二供电模块、电流采集模块和开关元件；其中，所述第一供电模块与第一负载电路连接；所述第二供电模块通过所述开关元件和所述第一负载电路连接；所述电流采集模块与所述第二供电模块连接；其中，在所述第一供电模块停止对第一负载电路供电，且所述开关元件处于闭合状态的情况下，所述电流采集模块采集所述第二供电模块的电流。

Description

一种供电电路、电流采集方法和电子设备
技术领域
本发明实施例涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种供电电路、电流采集方法和电子设备。
背景技术
在电子设备的开发过程中，通常需要对多个供电电路的电流进行分解，以确定各个供电电路的工作电流大小，目前主要是通过制作电路板的方式实现。
图1是现有技术中的供电电路结构示意图，图1示意性地显示出两个供电电路，这两个供电电路分别由低压差线性稳压器(Low Dropout Regulator，LDO)和直流降压器(Direct Current/Direct Current，DC/DC)供电。从图1可以看出，每个供电电路中均串联有采样电阻，通过配合外接的印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)来采集各个供电电路的电流。
然而，采用制作电路板的方式需要单独制作PCB，耗费额外的人力财力，成本较高；同时，每个供电电路都串联了采样电阻，对整个系统的电源效率会有一定影响，且测试出的电流存在误差(通常是电流偏大)。因此，有必要提供新的电流采集方案，以解决上述技术问题。
发明内容
本发明实施例提供一种供电电路、电流采集方法和电子设备，以解决相关技术中的供电电路成本高、电流误差大的问题。
为了解决上述技术问题，本发明实施例是这样实现的：
第一方面，提供了一种供电电路，包括：第一供电模块、第二供电模块、电流采集模块和开关元件；
其中，所述第一供电模块与第一负载电路连接；
所述第二供电模块通过所述开关元件和所述第一负载电路连接；
所述电流采集模块与所述第二供电模块连接；
其中，在所述第一供电模块停止对第一负载电路供电，且所述开关元件处于闭合状态的情况下，所述电流采集模块采集所述第二供电模块的电流。
第二方面，提供了一种如第一方面所述的供电电路的电流采集方法，所述方法包括：
控制所述第一供电模块停止对所述第一负载电路供电，控制所述第二供电模块对所述第一负载电路进行供电；
控制所述电流采集模块采集所述第二供电模块的电流。
第三方面，提供了一种如第一方面所述的供电电路，包括：
第一控制模块，用于控制所述第一供电模块停止对所述第一负载电路供电，控制所述第二供电模块对所述第一负载电路进行供电；
第二控制模块，控制所述电流采集模块采集所述第二供电模块的电流。
第四方面，提供了一种电子设备，该电子设备包括如第一方面和/或第三方面所述的供电电路。
在本发明实施例中，通过新增第二供电模块、电流采集模块和开关元件，即可通过第二供电模块采集第一供电模块的第一负载电路的电流。由于电流采集模块与第二供电模块连接，因此在第一负载电路中可以省略采样电阻，解决了采集的电流误差大的问题；同时，无需额外制作PCB，便于降低额外制作PCB所需要的成本。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是现有技术中的供电电路结构示意图；
图2是本发明一个实施例提供的供电电路结构示意图；
图3是本发明一个实施例提供的电流采集方法流程示意图；
图4是本发明另一个实施例提供的供电电路结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为解决相关技术中的供电电路成本高、电流误差大的问题，本发明的一个实施例提供一种供电电路，主要包括：第一供电模块、第二供电模块、电流采集模块和开关元件；其中，所述第一供电模块与第一负载电路连接；所述第二供电模块通过所述开关元件和所述第一负载电路连接；所述电流采集模块与所述第二供电模块连接；其中，在所述第一供电模块停止对第一负载电路供电，且所述开关元件处于闭合状态的情况下，所述电流采集模块采集所述第二供电模块的电流。
上述第一供电模块、第二供电模块、电流采集模块和开关元件均可以集成在电子设备的电源管理芯片内部。本说明书各个实施例中提到的电源管理芯片还可以用其他的一些技术术语来表示，例如，电源集成电路(Integrated Circuit，IC)、电源管理集成电路(Power Management Integrated Circuit，PMIC)、电源管理单元(Power ManagementUnit，PMU)等。
通常情况下，在不采集第一供电模块的第一负载电路的电流时，开关元件是处于断开状态，第二供电模块不对上述第一负载电路供电，第一供电模块对其第一负载电路进行供电。
可选地，第二供电模块提供的第二供电电压大于或等于所述第一供电模块提供的第一供电电压；所述第二供电电压和所述第一供电电压的差值在预设区间内。该预设区间，例如可以是0至50毫伏。可选地，第二供电电压和所述第一供电电压的差值是30毫伏。
上述第二供电模块提供的第二供电电压大于或等于所述第一供电模块提供的第一供电电压，主要是便于在采集第一供电模块的第一负载电路的电流时，控制模块方便控制第二供电模块对第一负载电路进行供电，方便控制第一供电模块停止对第一负载电路供电。
上述第一供电模块，可以是现有技术中已有的供电模块，第一供电模块可以是多个，每一个第一供电模块对应有一个第一负载电路，第二供电模块可以是一个，第二供电模块通过开关元件分别和多个第一负载电路连接。
本发明实施例提供的供电电路，通过新增第二供电模块、电流采集模块和开关元件，即可通过第二供电模块采集第一供电模块的第一负载电路的电流。由于电流采集模块与第二供电模块连接，因此在第一负载电路中可以省略采样电阻，解决了采集的电流误差大的问题；同时，无需额外制作PCB，便于降低额外制作PCB所需要的成本。
需要说明的是，在电源管理芯片中现有的第一供电模块的数量通常是多个，新增的第二供电模块的类型可以和第一供电模块相同，例如，第一供电模块是LDO模块，第二供电模块也可以是LDO模块，因此，从电源管理芯片的内部布局上而言，仅仅相当于是多了一个第一供电模块(实际增加的是第二供电模块)，不需要过多的成本，因此，新增一个第二供电模块的成本要远低于额外制作PCB所需要的成本。
本发明实施中的第二供电模块集成在电源管理芯片内部，第二供电模块可以由电子设备的电池提供电能，同样能够使适用于对供电电压需要经常进行调整的第一供电模块。
另外，相关技术中采用制作电路板的方式，由于PCB是单独设计，和实际电子设备工作原理有区别，不能测试或采集耦合状态下的电流，本发明实施提供的供电电路同样可以采集耦合状态下的电流。
可选地，上述实施例提供的供电电路中的电流采集模块包括采样电阻和模数转换器(Analog to Digital Converter，ADC)单元，采样电阻分别与第二供电模块、开关元件和ADC单元连接。具体例如，采样电阻连接在第二供电模块和开关元件之间，ADC单元连接采样电阻。
在第一供电模块是多个时，采样电阻的一端与第二供电模块连接，另一端通过开关元件分别与多个第一供电模块连接，相当于是这多个第一供电模块的多个第一负载电路共用这一个采样电阻，便于节约成本，降低第一供电模块正常工作时的电阻消耗的电能。
由于在不采集第一供电模块的第一负载电路的电流时，通常是控制第二供电模块停止对第一负载电路供电，可以通过控制第二供电模块呈高阻态来实现，也可以通过控制上述开关元件的断开来实现。
该实施例通过控制开关元件断开来控制第二供电模块停止对第一负载电路供电，相对于控制第二供电模块呈高阻态的控制方式而言，可以节约资源消耗。
可选地，第一供电模块可以是多个，第一供电模块可以是多个LDO模块；也可以是多个DC/DC模块；也可以同时包括(一个或多个)LDO模块和(一个或多个)DC/DC模块。
可选地，上述多个第一供电模块可以连接多个第一负载电路，这多个第一负载电路可以不同，例如，一个第一负载电路是摄像头电路，用于为摄像头供电；另一个第一负载电路是中央处理器电路，用于为中央处理器供电；再一个第一负载电路是电子设备的屏幕显示电路，用于为屏幕供电。
可选地，第二供电模块可以是一个，第二供电模块可以是DC/DC模块；第二供电模块还可以是LDO模块。
LDO模块的体积通常小于DC/DC模块，因此，在第二供电模块是LDO模块时，便于实现电源管理芯片的集成，便于节约电源管理芯片的体积。
可选地，上述多个实施例提供的供电电路还可以包括存储模块，存储模块也可以集成在电源管理芯片内部，存储模块与电流采集模块连接；存储模块用于存储电流采集模块采集的电流，以便于电子设备的应用处理器(Application Processor，AP)查看调用。
为详细说明本发明实施例提供的供电电路，以下将结合一个具体的实施例进行说明。
如图2所示，本发明的一个实施例提供一种供电电路，主要包括：电源管理芯片10，电源管理芯片10包括LDO0模块101、采样电阻102、控制模块103、采集模块104(对应于前文提到的ADC单元)、存储模块105、开关S1、开关S2、LDO模块106以及DC/DC模块107，以下将对上述供电电路的结构及工作原理进行详细介绍。
LDO0模块101对应于前文各个实施例中的第二供电模块，LDO模块106和DC/DC模块107对应于前文各个实施例中的第一供电模块，采样电阻102加采集模块104对应于前文各个实施例中的电流采集模块。
实际上，电源管理芯片10中LDO模块106和DC/DC模块107的数量还可以更多，图2中只是示意性地各显示出一个。
上述多个LDO模块106和多个DC/DC模块107中的每一个均可以连接有负载电路，这些负载电路可以不同，例如，一个LDO模块106和摄像头电路连接，用于为摄像头供电；另一个LDO模块106和电子设备的屏幕电路连接，用于为屏幕供电；一个DC/DC模块107和中央处理器电路连接，用于为中央处理器供电；等等。
上述控制模块103分别和LDO0模块101、LDO模块106、DC/DC模块107以及采集模块104连接。实际上，控制模块103还可以与电子设备的AP连接；控制模块103还可以与开关S1和开关S2连接，能够用于控制开关S1和开关S2的开启或闭合。开关S1和开关S2可以是两个独立的开关，还可以是一个开关模块内的两个子开关。
LDO0模块101的输出端与采样电阻102的第一端连接，采样电阻102的第二端分别和开关S1和开关S2连接，开关S1和LDO模块106的输出端连接，开关S2和DC/DC模块107的输出端连接。
采集模块104连接在采样电阻102的两端，采集模块104可以通过获取采样电阻102两端的电压，即可计算得到流经采样电阻102的电流大小。
存储模块105和采集模块104连接，存储模块105可以用于存储采集模块104采集到的电流。
从图2还可以看出，DC/DC模块107的供电电路(对应于前文实施例中的第一负载电路)中还包括有功率电感201以及电容202。功率电感201可以起到储能的作用；电容202可以起到稳压滤波的功能。DC/DC模块107的供电电路中还连接有负载，如电子设备的摄像头等，该负载在图2中未图示。
LDO模块106的供电电路(对应于前文实施例中的第一负载电路)中还包括有电容202，电容202可以起到稳压滤波的功能。LDO模块106的供电电路中还连接有负载，如电子设备的显示屏幕等，该负载在图2中未图示。
以上主要介绍了供电电路的主要结构，以下将对采集电流时的工作流程进行说明：
1、选择需要采集电流的供电电路，如LDO模块106的供电电路，或DC/DC模块107的供电电路。该实施例假设采集LDO模块106的供电电路的电流。
2、确认需要采集电流的供电电路后，电子设备的AP发出指令，控制模块103控制上述供电电路由LDO模块106供电逐渐切换到由LDO0模块101供电。控制模块103具体可以控制开关S1闭合，同时控制LDO0模块101供电。
在切换的过程中，LDO模块106继续保持供电，避免切换过程中LDO模块106断开而造成的问题。该实施例中，LDO0模块101的供电电压比LDO模块106的正常工作的电压高30mV。
3、电流采集通道稳定工作后，控制模块103控制LDO模块106呈高阻态，相当于断开LDO模块106正常工作时的通道，所有电流全部从LDO0模块101供给LDO模块106的供电电路。
4、采集模块104采集流经采样电阻102的电流。
采集模块104具体可以是ADC采集模块，可以把精密的采样电阻102两端的电压进行AD转换然后，利用欧姆电路计算出实时电流。
5、将采集的电流数据存储到存储模块105中。
通过上述方法，可以对电源管理芯片10内所有的LDO模块106和DC/DC模块107的供电电路进行电流采集，并将采集到的电流存储到存储模块105中。
可选地，电子设备的AP还可以通过读取存储模块105中的电流数据，生产文件。这样，电子设备的开发测试人员得到相应文件并进行电流数据分析，至此，电流采集的过程完成。
本发明实施例极大的提高了系统耗电分解的效率，解决了传统分解电流方案的各种缺陷。特别是在物联网(The Internet of Things，IOT)设备中，面积越来越小的情况，本发明实施例的优势尤其明显。
基于本发明上述各个实施例提供的供电电路，本发明实施例还提供一种电流采集方法，如图3所示，该方法300包括如下步骤：
S302：控制第一供电模块停止对第一负载电路供电，控制第二供电模块对第一负载电路进行供电。
该实施例可以从多个第一供电模块中确定出一个第一供电模块。该第一供电模块与第一负载电路连接，主要用于为第一负载电路中的负载供电。
上述第一负载电路中的负载正常工作时是由第一供电模块供电，在测试第一负载电路的电流时，可以由第二供电模块暂时供电。
需要说明的是，该实施例对S302中的两个子步骤的执行顺序不进行限制，可以是先控制第一供电模块停止对第一负载电路供电，再控制第二供电模块对第一负载电路进行供电；也可以是先控制第二供电模块对第一负载电路进行供电，再控制第一供电模块停止对第一负载电路供电；还可以是两个子步骤同时执行。
该实施例具体可以由控制模块来执行。
S304：控制电流采集模块采集第二供电模块的电流。
该步骤具体可以由控制模块和电流采集模块来执行。
在本发明实施例中，通过新增第二供电模块、电流采集模块和开关元件，即可通过第二供电模块采集第一供电模块的第一负载电路的电流。由于电流采集模块与第二供电模块连接，因此在第一负载电路中可以省略采样电阻，解决了采集的电流误差大的问题；同时，无需额外制作PCB，便于降低额外制作PCB所需要的成本。
可选地，作为一个实施例，所述方法300还包括：在不采集所述第二供电模块的电流的情况下：控制所述第二供电模块停止对所述第一负载电路供电，控制所述第一供电模块对所述第一负载电路进行供电。
基于本发明上述各个实施例提供的供电电路，本发明实施例还提供一种供电电路，如图4所示，包括：
第一控制模块402，可以用于控制所述第一供电模块停止对所述第一负载电路供电，控制所述第二供电模块对所述第一负载电路进行供电；
第二控制模块404，可以用于控制所述电流采集模块采集所述第二供电模块的电流。
本发明实施例提供的供电电路能够达到与前文几个实施例中介绍的供电电路相同或等同的技术效果，在此不再赘述。
可选地，作为一个实施例，上述供电电路，还包括第三控制模块405，可以用于：
在不采集所述第二供电模块的电流的情况下，控制所述第二供电模块停止对所述第一负载电路供电，控制所述第一供电模块对所述第一负载电路进行供电。
基于本发明上述各个实施例提供的供电电路，本发明实施例还提供一种电子设备，该电子设备包括如前文任意一个实施例描述的供电电路。
上述电子设备包括但不限于手机、平板电脑、个人数字处理器、车载电脑、相机、音乐播放器、手提电脑、电子书阅读器或导航仪等。
本发明实施例提供的电子设备能够达到与前文几个实施例中介绍的供电电路相同或等同的技术效果，在此不再赘述。
本说明书中的各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的通常是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的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(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

Claims (11)

1.一种供电电路，其特征在于，包括：第一供电模块、第二供电模块、电流采集模块和开关元件；
其中，所述第一供电模块与第一负载电路连接；
所述第二供电模块通过所述开关元件和所述第一负载电路连接；
所述电流采集模块与所述第二供电模块连接，所述第二供电模块通过所述电流采集模块与所述开关元件连接；
其中，在所述第一供电模块停止对第一负载电路供电，且所述开关元件处于闭合状态的情况下，所述电流采集模块采集所述第二供电模块的电流。
2.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述电流采集模块包括采样电阻和模数转换器ADC单元；
所述采样电阻分别与所述第二供电模块、所述开关元件和所述ADC单元连接。
3.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述供电电路包括多个所述第一供电模块和一个所述第二供电模块；
所述第二供电模块通过所述开关元件分别和多个所述第一负载电路连接。
4.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述第一供电模块包括低压差线性稳压器和直流降压器的至少之一。
5.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述第二供电模块包括低压差线性稳压器。
6.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，还包括存储模块，所述存储模块与所述电流采集模块连接；
所述存储模块用于存储所述电流采集模块采集的电流。
7.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，
所述第二供电模块提供的第二供电电压大于或等于所述第一供电模块提供的第一供电电压；所述第二供电电压和所述第一供电电压的差值在预设区间内。
8.一种如权利要求1至7任一项所述的供电电路，其特征在于，包括：
第一控制模块，用于控制所述第一供电模块停止对所述第一负载电路供电，控制所述第二供电模块对所述第一负载电路进行供电；
第二控制模块，用于控制所述电流采集模块采集所述第二供电模块的电流。
9.一种电流采集方法，其特征在于，应用于如权利要求1至8任一项所述的供电电路，所述方法包括：
控制所述第一供电模块停止对所述第一负载电路供电，控制所述第二供电模块对所述第一负载电路进行供电；
控制所述电流采集模块采集所述第二供电模块的电流。
10.根据权利要求9所述的电流采集方法，其特征在于，所述方法还包括：
在不采集所述第二供电模块的电流的情况下：
控制所述第二供电模块停止对所述第一负载电路供电，控制所述第一供电模块对所述第一负载电路进行供电。
11.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的供电电路。
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