CN111654093A - 电压控制装置、方法以及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电压控制装置、方法以及存储介质。该装置包括：电源控制器和嵌入式控制器，嵌入式控制器分别与电源控制器以及电池连接，在终端设备处于关机状态且终端设备连接有电源适配器时，嵌入式控制器检测到电池的电量大于预设值时向电源控制器发送变压控制信号，电源控制器根据变压控制信号，控制电源适配器降低输出电压。实现电源适配器在终端设备关机状态且电池满电量的状态下，及时调整电源适配器的输出电压，避免不必要的电能损耗。

Description

电压控制装置、方法以及存储介质

技术领域

本申请涉及供电控制技术领域，尤其涉及一种电压控制装置、方法以及存储介质。

背景技术

随着电子技术的不断发展，终端设备常配备有电源适配器，作为提供电压的开关电源，维持终端设备的用电，并对终端设备的电池进行充电。

目前，电源适配器向终端设备提供固定电压值的供电电压。当终端设备处于关机状态时电源适配器需要向终端设备输出维持终端设备运转所必须的电压，同时，若终端设备的电池电量不足，则电源适配器还需对电池进行充电。

然而，若电池电量充足，电源适配器仍会以固定的电压值向终端设备进行供电，使得电能消耗过大。

发明内容

本申请提供一种电压控制装置、方法以及存储介质，实现了对电源适配器输出电压的控制，使电源适配器在终端设备关机且电池充电完成后输出较小的电压，减少电能的消耗。

第一方面，本申请实施例提供一种电压控制装置，设置于终端设备，包括：嵌入式控制器和电源控制器；

所述嵌入式控制器分别与所述电源控制器以及电池连接；

所述嵌入式控制器被配置为：

获取所述电池的电量；

在所述终端设备处于关机状态且所述终端设备连接有电源适配器时，若所述电池的电量大于预设值，则通过所述电源控制器控制所述电源适配器降低输出电压。

第二方面，本申请实施例提供一种电压控制方法，包括：

获取终端设备的电池的电量；

在终端设备处于关机状态且所述终端设备连接有电源适配器时，若所述电池的电量大于预设值，则生成变压控制信号；

根据所述变压控制信号，控制所述电源适配器降低输出电压。

第三方面，本申请实施例提供一种存储介质，包括：可读存储介质和计算机程序，所述计算机程序用于实现第二方面所述的电压控制方法

本申请实施例提供的电压控制装置、方法以及存储介质，在终端设备处于关机状态且终端设备连接有电源适配器时，当检测到电池的电量大于预设值时，向电源控制器发出变压控制信号，电源控制器接收到变压控制信号后再向电源适配器发出变压控制信号使电源适配器降低输出对应的电压。实现在关机状态下电池电量满电时，及时降低电源适配器的输出电压，避免不必要的电能损耗。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种电压控制装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种电压控制装置的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种电压控制装置的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种电压控制装置的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种电压控制装置的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种电压控制方法的流程示意图；

图7为本申请实施例提供的终端设备的硬件结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本文中使用的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本申请的说明书中通篇提到的“一实施例”或“另一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一实施例中”或“本实施例中”未必一定指相同的实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

目前，终端设备，例如个人计算机PC、笔记本电脑、平板、智能家居家电产品、智能机器人等，服务器，以及工业设备，例如数控设备、程控设备等，各种需要依靠电能维持的设备，常通过电源适配器为其提供供电，该电源适配器例如可以基于任一传输接口，例如通用串行总线C型接口(Universal Serial Bus-Type-C，USB-Type-C)。以笔记本电脑为例，通常笔记本电脑中设置有电池，在不连接电源适配器时，电池可为笔记本电脑提供电能，而在连接了电源适配器时，可通过电源适配器为其提供电能，同时，电源适配器在电池电量不足时，例如电池电量在可充电的设定值以下时，也可以为笔记本中的电池进行充电。应理解，当笔记本电脑处于关机状态且电池电量不足时，所连接的电源适配器会输出电压对电池进行充电，并为笔记本电脑提供较低的电压来维持部分单元的运转，电源适配器会在为电池充满电后，不改变输出电压的大小，继续为笔记本电脑供电，然而笔记本电脑在关机状态下消耗的电能远远小于电源适配器提供的电能，导致了不必要的电能损耗。本申请实施例应用于上述场景之中，通过电压控制装置对电源适配器的输出电压进行控制，使电源适配器在终端设备关机状态下、电池的电量充足时，向终端设备输出较低的电压，减少不必要的电能损耗。

本申请实施例中，电压控制装置可设置于上述任一终端设备、服务器或者工业设备等，可根据任一设备的实际状态，对与终端设备、服务器或工业设备连接的电源适配器的输出电压进行控制。

图1为本申请实施例提供的一种电压控制装置的结构示意图。如图1所示，电压控制装置10，包括：电源控制器(Power Delivery Controller)11和嵌入式控制器(EmbeddedController)12；电源控制器11与嵌入式控制器12连接。

嵌入式控制器12还与终端设备的电池30连接，获取电池30的电量，例如嵌入式控制器12通过两线式串行总线(Inter－Integrated Circuit，I²C)协议与电池30进行通信，周期性的读取电池30的电量。

示例性的，嵌入式控制器12在终端设备处于关机状态且终端设备连接有电源适配器时，当检测到电池电量大于预设值时，通过电源控制器11控制与电源控制器11连接的电源适配器20降低输出电压。

在一种具体的实现方式中，确定电池的电量是否大于预设值，应理解，该预设值可以为电池容量的98％、99％、100％等，若电池的电量大于预设值，则嵌入式控制器12生成变压控制信号，并将变压控制信号发送至电源控制器11，变压控制信号用于指示电源控制器控制电源适配器降低输出电压，示例性的，变压控制信号可直接指示电源控制器控制电源适配器输出第二电压，电源控制器11在接收到变压控制信号后，向电源适配器20发出电压请求信号。

电源适配器20当前输出的电压为第一电压，电源适配器20接收到电压请求信号后，由输出第一电压切换为输出第二电压，该第二电压小于第一电压。

示例性的，电源适配器20接收到电压请求信号后，根据电压请求信号，确定输出电压的电压值，示例性的，电源适配器20中预设置有多个输出电压值，例如12V、9V等，当电源适配器20接收到电源控制器11发送的电压请求信号，假设电源适配器20当前输出的电压为12V，接收到电压请求信号后，输出9V电压，或者电源适配器20按照电源控制器发送的电压请求信号指示的输出电压进行电压输出。

示例性的，嵌入式控制器12还用于监测终端设备是否处于关机状态；嵌入式控制器12还用于通过与之连接的电源控制器11获知终端设备是否与电源适配器20连接。

本申请实施例提供的电压控制装置10包括电源控制器11和嵌入式控制器12，在终端设备处于关机状态且终端设备连接有电源适配器时，检测到电池的电量大于预设值时，通过电源控制器向电源适配器发出电压变更请求信号来降低输出电压。实现在关机状态下且电池电量充足时，及时降低电源适配器的输出电压，避免不必要的电能损耗。

图2为本申请实施例提供的一种电压控制装置的结构示意图。如图2所示，示例性的，电源控制器11与电源适配器20通过配置通道(Configuration Channel，CC)协议引脚(包括CC1引脚和CC2引脚)连接，该协议引脚为基于CC协议的通信引脚，为传输符合CC协议的信号提供传输通道。

电源控制器11与嵌入式控制器12通过I²C引脚(包括串行时钟SCL引脚和串行数据SDA引脚)连接。电源控制器11的SCL引脚连接至嵌入式控制器12的SCL0引脚，电源控制器11的SDA引脚连接至嵌入式控制器12的SDA0引脚，其中SCL0和SDA0为嵌入式控制器12的多组SCL和SDA引脚中的任一组。

嵌入式控制器12与电池30通过I²C引脚(包括SCL引脚和SDA引脚)连接。嵌入式控制器12的SCL1引脚连接至电池30的SCL引脚，嵌入式控制器12的SDA1引脚连接至电池30的SDA引脚，其中SCL1和SDA1为嵌入式控制器12的多组SCL和SDA引脚中的任一组。

示例性的，电压控制装置10还包括电源适配器连接器(图中未示出)，电源适配器连接器用于提供与电源适配器20连接的接口，使电源控制器11能够通过电源适配器连接器与电源适配器20连接。

示例性的，电压控制装置10还包括电池连接器(图中未示出)，电池连接器用于提供与电池30连接的接口，使嵌入式控制器12能够通过电池连接器与电池30连接。

图3为本申请实施例提供的一种电压控制装置的结构示意图。进一步地，为了在电池电量充足时降低对电能的消耗，如图3所示，本申请实施例提供的电压控制装置10还包括：充电控制器(Charge Controller)13和充电开关单元14。

其中，充电控制器13分别与嵌入式控制器12和充电开关单元14连接；充电开关单元14还连接在电源适配器20和电池30之间。

嵌入式控制器12在确定电池30的电量大于预设值时，除了生成变压控制信号，还生成停止充电控制信号，该停止充电控制信号用于指示停止向电池充电。示例性的，嵌入式控制器12将生成的停止充电控制信号发送至充电控制器13，充电控制器13接收到停止充电控制信号后，控制充电开关单元14的开关关闭，在充电开关单元14的开关关闭后，电流不再输入至电池30的电源输入引脚，即停止向电池30充电。

示例性的，充电控制器13与嵌入式控制器12通过I²C引脚连接，充电控制器13与电池30通过I²C引脚连接

在一种具体的实现方式中，充电控制器13的SCL引脚和电池30的SCL引脚均与嵌入式控制器12的SCL1引脚连接，充电控制器13的SDA引脚和电池30的SDA引脚均与嵌入式控制器12的SDA1引脚连接。

充电控制器13的电池驱动(BATDRV)引脚与充电开关单元14的G端口连接。

充电开关单元14的S端口与电源适配器20的VBUS引脚连接，VBUS引脚为电源适配器20向终端设备供电的电源输出引脚。充电开关单元14的D端口与电池30的BAT引脚连接，BAT引脚为电池进行充电时的电源输入引脚。

示例性的，充电开关单元14可以是三极管或者场效应晶体管(Field EffectTransistor，FET)，例如可以是结型场效应晶体管(Junction FET，JFET)，或者金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide Semiconductor FET，MOS FET)，简称MOS管。

图4为本申请实施例提供的一种电压控制装置的结构示意图。

结合图4所示，在对电池30充电时，充电开关单元14处于打开状态，使电源适配器输出的电压对电池进行充电，当充电控制器13接收到嵌入式控制器的停止充电控制信号时，充电控制器13通过BATDRV引脚向MOS管的G端口(即栅极)发送控制电压，使MOS管关闭，电源适配器20输出的电压不再对电池30进行充电。

如图4所示，本申请实施例中电压控制装置10还包括：负载开关单元15。

负载开关单元15的使能端EN可以与电源控制器11的A引脚连接，接收电源控制器11输出的使能控制信号；或者，负载开关15的使能端EN可以与嵌入式控制器12的B引脚连接，接收嵌入式控制器12输出的使能控制信号。

负载开关单元15根据使能控制信号，确定向负载输出电压或者停止向负载输出电压；负载包括电池和/或耗电单元(图中未示出)，耗电单元为终端设备在关机状态下存在电量消耗的单元。图4中所示的输出VSYS的端口用于连接终端设备的耗电单元。

示例性的，电源适配器20的VBUS引脚一般为一组VBUS引脚，如图4所示的VBUS1至VBUS4，类似的，负载开关单元15中与电源适配器20的VBUS引脚连接的也为一组VBUS引脚，如图4所示的VBUS1至VBUS5。负载开关单元15的电压输出(VOUT)引脚与充电开关单元14连接，VOUT引脚为一组引脚，包括VOUT1至VOUT4。在负载开关单元15和充电开关单元14之间，设置有连接耗电单元的电压输出端口(输出+VSYS)。

图5为本申请实施例提供的一种电压控制装置的结构示意图。作为一种示例，本申请实施例中的电压控制装置10还包括第一MOS管Q1、第二MOS管Q2和电感L1。Q1的栅极与充电控制器13的HIDRV1引脚连接，该HIDRV1引脚用于向Q1的栅极输出控制电压，以控制Q1打开或者关闭，类似的，Q2的栅极与充电控制器13的HIDRV2引脚连接，该HIDRV2引脚用于向Q2的栅极输出控制电压，以控制Q2打开或者关闭。

示例性的，当电源适配器输出的电压大于电池所需的电压时，通过Q1降低电路中的电压，当电源适配器输出的电压小于电池电压时，通过Q2降低电路中的电压。

Q1的漏极D与负载开关单元15的VOUT引脚连接，Q1的源极S与电感L1的一端连接，电感L1的另一端与Q2的源极S连接，Q2的漏极D与充电开关单元14的源极S连接，充电开关单元14的漏极D与电池30的BAT引脚连接。

其中，电感L1用于降低输入负载的电压。

在Q2和充电开关单元14之间设置有连接耗电单元的电压输出端口(输出+VSYS)。

可选的，电源控制器11的主控芯片为CCG5芯片；嵌入式控制器12的主控芯片为IT5571芯片；充电控制器13的主控芯片为bq25700A芯片。

本申请实施例提供一种电压控制方法，可应用于上述任一实施例的电压控制装置中。图6为本申请实施例提供的一种电压控制方法的流程示意图。如图6所示，本申请实施例至少包括步骤S103至S105。

S103：获取终端设备的电池的电量。

示例性的，获取终端设备的电池的电量可以是周期性获取的。

S104：在终端设备处于关机状态且终端设备连接有电源适配器时，若电池的电量大于预设值，则生成变压控制信号。

其中，变压控制信号用于指示电源控制器控制电源适配器降低输出电压。

S105：根据电压控制信号，控制电源适配器降低输出电压。

示例性的，电源控制器接收到变压控制信号后，向电源适配器发出电压请求信号。

其中，电压请求信号用于请求电源适配器降低输出电压。

示例性的，电源适配器根据电压请求信号，降低输出电压，或者输出电压请求信号所请求的电压。

本申请实施例在终端设备处于关机状态且终端设备连接有电源适配器时，获取终端设备的电池的电量，并在电池的电量大于预设值时，生成变压控制信号，电源控制器在接收到变压控制信号后，控制电源适配器降低输出电压，避免在终端设备关机后，电池电量充足时，电源适配器仍输出较大的电压，造成不必要的电能损耗。

在上述实施例的基础上，结合图6所示，本申请实施例还包括步骤S101和S102。

S101：确定终端设备是否处于关机状态。

示例性的，终端设备关机时，嵌入式控制器会接收到关机信号，根据该关机信号确定终端设备是否处于关机状态。若确定终端设备处于关机状态，则执行步骤S102，否则，继续等待关机指令。

S102：确定终端设备是否与电源适配器连接。

示例性的，电源适配器与终端设备连接后，与电源控制器建立连接，进而电源控制器能够确定终端设备是否与电源适配器连接。若是，则执行上述实施例中的步骤S103，否则，继续等待电源适配器与终端设备连接。

应理解，本申请实施例对S101、S102和S103的执行顺序不做限定。

图7为本申请实施例提供的终端设备的硬件结构示意图。如图7所示，本实施例提供的终端设备010可以包括：上述实施例中所述的电压控制装置011、存储器012、处理器013；可选的还可以包括总线014。其中，总线014用于实现各元件之间的连接。

所述存储器012存储计算机执行指令；

所述处理器013执行所述存储器012存储的计算机执行指令。

其中，存储器012和处理器013之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可以通过一条或者多条通信总线或信号线实现电性连接，如可以通过总线014连接。存储器012中存储有实现数据访问控制方法的计算机执行指令，包括至少一个可以软件或固件的形式存储于存储器012中的软件功能模块，处理器013通过运行内部存储器存储的或存储在存储器012内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。

存储器012可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，简称：RAM)，只读存储器(Read Only Memory，简称：ROM)，可编程只读存储器(ProgrammableRead-Only Memory，简称：PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-OnlyMemory，简称：EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，简称：EEPROM)等。其中，存储器012用于存储程序，处理器013在接收到执行指令后，执行程序。进一步地，上述存储器012内的软件程序以及模块还可包括操作系统，其可包括各种用于管理系统任务(例如内存管理、存储设备控制、电源管理等)的软件组件和/或驱动，并可与各种硬件或软件组件相互通信，从而提供其他软件组件的运行环境。

处理器013可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器013可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称：CPU)、网络处理器(Network Processor，简称：NP)等。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。可以理解，图7的结构仅为示意，还可以包括比图7中所示更多或者更少的组件，或者具有与图7所示不同的配置。图7中所示的各组件可以采用硬件和/或软件实现。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机执行指令，计算机执行指令被处理器执行，用于控制上述实施例所述的电压控制方法。

本实施例中的计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质，或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备，可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如SSD)等。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种电压控制装置，其特征在于，设置于终端设备，包括：嵌入式控制器和电源控制器；

所述嵌入式控制器分别与所述电源控制器以及电池连接；

所述嵌入式控制器被配置为：

获取所述电池的电量；

在所述终端设备处于关机状态且所述终端设备连接有电源适配器时，若所述电池的电量大于预设值，则通过所述电源控制器控制所述电源适配器降低输出电压。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述嵌入式控制器具体被配置为：

在所述电池的电量大于预设值时，生成变压控制信号，所述变压控制信号用于指示所述电源控制器控制所述电源适配器由输出第一电压切换为输出第二电压，所述第二电压小于所述第一电压；

将所述变压控制信号发送至所述电源控制器，使所述电源控制器根据所述变压控制信号请求所述电源适配器输出所述第二电压。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：充电控制器和充电开关单元；

所述充电控制器分别与所述嵌入式控制器和所述充电开关单元连接；所述充电开关单元还与所述电池连接；

所述充电控制器被配置为：

接收所述嵌入式控制器发送的停止充电控制信号，所述停止充电控制信号用于指示停止向所述电池充电；

根据所述停止充电控制信号，控制所述充电开关单元的开关关闭。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述嵌入式控制器还被配置为：

在所述电池的电量大于预设值时，生成所述停止充电控制信号；

将所述停止充电控制信号发送至所述充电控制器。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：负载开关单元；

所述负载开关单元连接在所述电源适配器和所述充电开关单元之间；

所述负载开关单元根据使能控制信号，确定向负载输出电压或者停止向负载输出电压；所述负载包括电池和/或耗电单元，所述耗电单元为所述终端设备在关机状态下存在电量消耗的单元；所述使能控制信号为所述电源控制器和/或所述嵌入式控制器输出的。

6.根据权利要求3至5任一项所述的装置，其特征在于，所述充电开关单元包括场效应晶体管。

7.根据权利要求1至5任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：电源适配器连接器和电池连接器；

所述电源控制器通过所述电源适配器连接器与所述电源适配器连接；

所述嵌入式控制器通过所述电池连接器与所述电池连接。

8.一种电压控制方法，其特征在于，包括：

获取终端设备的电池的电量；

在终端设备处于关机状态且所述终端设备连接有电源适配器时，若所述电池的电量大于预设值，则生成变压控制信号；

根据所述变压控制信号，控制所述电源适配器降低输出电压。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述电池的电量大于预设值时，生成停止充电控制信号；

根据所述停止充电控制信号，停止向所述电池进行充电。

10.一种存储介质，其特征在于，包括：可读存储介质和计算机程序，所述计算机程序用于实现权利要求8或9所述的电压控制方法。

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