CN112736301B - 一种锂电池极低电SoC芯片自保护方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种锂电池极低电SoC芯片自保护方法和设备。其中的方法包括以下步骤：A、配置不上电阈值，并且通过ADC单元对所述电池的电压进行实时采样；B、确定电池电压低于所述的不上电阈值，使该ADC单元产生高有效的不上电信号到所述的SoC芯片，并禁止所述SoC芯片的电源使能控制IO输出高；C、确定电池电压达到所述的不上电阈值，ADC单元拉低所述的不上电信号，并允许连接至所述SoC芯片的电源使能控制IO输出高。其中的设备包括SoC芯片，该SoC芯片包括含有ADC单元的电源管理控制模块，该电源管理控制模块被配置执行上述方法。本发明的方法能够有效地保护SoC芯片避免在电池极低电量的供电状态下上电,保证SoC芯片安全可靠地在电池充足的情况下上电。

Description

一种锂电池极低电SoC芯片自保护方法及设备
技术领域
本发明一般涉及一种SoC芯片自保护方法及相关硬件，尤其涉及一种锂电池极低电SoC芯片自保护方法、芯片、设备、运算设备可读介质等。其中，自保护的方式包括在锂电池极低电情况下禁止SoC上电，等待锂电池充电到电量充足后允许SoC上电。
背景技术
目前带有锂电池的移动消费电子产品使用广泛，对锂电池的使用管理直接影响到产品的体验，特别是深度休眠场景下锂电池极端低电的处理是一个难点。
目前SoC芯片供电方案中，锂电池常用低电处理方式为：使用SoC芯片自带ADC或者外部IC采样电池电压进行低电监测，SoC ADC模块电源会随着产品深度休眠而掉电。在电池低电情况下，产品上电必须软件OS参与加载ADC驱动才能开启ADC采样，ADC采样判断为低电则软件OS提示产品低电然后走关机流程。该方式的风险在于，在电池低电情况下软件OS加载ADC驱动进行采样之前，软件OS无法得知当前锂电池剩余电量，有可能锂电池剩余电量接近电池本身的欠压保护点。由此，在软件OS加载ADC驱动期间就可能触发电池欠压保护，导致SoC芯片直接异常掉电，或者没触发电池欠压保护但电池处于低电量低电压状态，导致SoC芯片工作在异常电压状态。
发明内容
本发明提供一种锂电池极低电SoC芯片自保护方法及相关硬件和设备，旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，比如解决此锂电池极低电量(比如是小于或等于5％电量)下SoC芯片安全上电的问题。
本发明的技术方案涉及一种SoC芯片自保护方法，该SoC芯片在锂电池供电的设备中工作，所述方法包括以下步骤：
A、配置不上电阈值，并且通过ADC单元对所述电池的电压进行实时采样；
B、确定电池电压低于所述的不上电阈值，ADC单元主动产生高有效的不上电信号到所述的SoC芯片，并禁止所述SoC芯片的电源使能控制IO输出高；
C、确定电池电压达到所述的不上电阈值，ADC单元主动拉低所述的不上电信号，并允许连接至所述SoC芯片的电源使能控制IO输出高。
在本发明的一些方面，所述步骤A包括：
在SoC芯片第一次冷启之后，通过软件OS配置所述的不上电阈值，然后允许软件OS后续不再介入；
配置所述的ADC单元在所述设备或芯片的深度休眠模式下仍然对所述锂电池进行电压采样。
在本发明的一些方面，所述步骤A还包括：根据所述设备的剩余电量动态调整所述ADC单元对所述电池的电压的实时采样频率，比如可以在电量低的情况下减少采样频率，以降低采样芯片的功耗。
在本发明的一些方面，所述步骤B包括：
监测所述的锂电池的电压；
确定该电压大于所述的不上电阈值，使ADC单元拉低所述的不上电信号，并允许连接至所述SoC芯片的电源使能控制IO输出高。
在本发明的一些方面，所述步骤B还包括：
以一持续时间监测所述的锂电池的电压；
当该电压在一时间段内持续大于所述的不上电阈值，使ADC单元拉低所述的不上电信号，并允许连接至所述SoC芯片的电源使能控制IO输出高。
在本发明的一些方面，所述步骤C包括：
确定电池电压在一时间段内持续达到所述的不上电阈值，使ADC单元拉低所述的不上电信号，并允许连接至所述SoC芯片的电源使能控制IO输出高。
本发明的技术方案还涉及一种SoC芯片，所述的SoC芯片包括含有ADC单元的电源管理控制模块，该电源管理控制模块被配置用于执行上述的方法。
在本发明的一些方面，所述的ADC单元在所述的深度休眠模式下仍然被供电以执行电池电压采样。
本发明的技术方案还涉及一种移动运算设备，包括锂电池和所述的SoC芯片。
本发明的技术方案还涉及一种运算设备可读存储介质，其上储存有应用程序指令，所述应用程序指令被SoC芯片内部处理器执行时实施上述的方法。
本发明的有益效果如下。
允许在SoC芯片中引入一个极小面积的PMC模块对锂电池电压进行实时采样检测，根据电池剩余电量情况硬件自动控制SoC芯片电源的上电，规避SoC芯片每次上电软件OS参与ADC驱动加载期间触发电池欠压保护的风险。根据本发明的方法能够有效地保护SoC芯片避免在电池极低电量的供电状态下上电,保证SoC芯片安全可靠地在电池充足的情况下上电。
附图说明
图1所示为根据本发明的硬件模块的示意图。
图2所示为一实施例中根据本发明的方法总体流程图。
图3所示为具体实施例中根据本发明的方法的流程图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。
需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。本文所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。
参照图1，在根据本发明的SoC芯片自保护的方案中，SoC芯片内部集成一个电源管理控制模块(以下称为PMC模块)。PMC模块实现一个ADC进行电池电压采样和芯片供电电源使能控制IO。PMC模块在深度休眠时不会掉电，能够对电池电压进行采样监测和控制电源使能IO。优选地，在SoC芯片中可以引入一个极小面积的PMC模块对锂电池电压进行实时采样检测，根据电池剩余电量情况硬件自动控制SoC芯片电源的上电，规避SoC芯片每次上电软件OS参与ADC驱动加载期间触发电池欠压保护的风险。
参照图2，在一些实施例中，根据本发明的SoC芯片自保护方法，包括以下步骤：
A、配置不上电阈值(比如是SoC芯片的允许的最低上电电压值)，并且通过ADC单元对所述电池的电压进行实时采样；
B、确定电池电压低于所述的不上电阈值，ADC单元主动产生高有效的不上电信号到所述的SoC芯片，并禁止所述SoC芯片的电源使能控制IO输出高；
C、确定电池电压达到所述的不上电阈值，ADC单元主动拉低所述的不上电信号，并允许连接至所述SoC芯片的电源使能控制IO输出高。
在一些实施例中，所述步骤A包括：在SoC芯片第一次冷启之后，通过软件OS配置所述的不上电阈值，然后允许软件OS后续不再介入；配置所述的ADC单元在深度休眠模式下仍然对所述锂电池进行电压采样。
在一些实施例中，所述步骤A还可以包括：确定所述设备的剩余电量低于一电量阈值(比如15％，或者是设备低电量状态时的上限值)，再通过所述ADC单元对所述电池的电压进行实时采样。由此，可以在针对性的低电量场合下再激活ADC单元的采集工作，节省硬件采集运算资源。
在一些实施例中，所述步骤A还可以包括：根据所述设备的剩余电量动态调整所述ADC单元对所述电池的电压的实时采样频率。比如，可以在极低电量的临界值时，降低采样频率；可以在剩余电量充裕的时候，恢复实时采样频率。
在一些实施例中，所述步骤B包括：监测所述的锂电池的电压(比如是充电电压或者放电电压)；确定该电压大于所述的不上电阈值，使ADC单元拉低所述的不上电信号，并允许连接至所述SoC芯片的电源使能控制IO输出高。
在一些实施例中，所述步骤B还可以包括：以一持续时间监测所述的锂电池的电压；确定该电压在一时间段(比如1分钟)内持续大于所述的不上电阈值，使ADC单元拉低所述的不上电信号，并允许连接至所述SoC芯片的电源使能控制IO输出高。由此，可以避免用户对设备锂电池的充电时间过短(比如1秒)，或者接入快完全没电的移动电源进行充电，而没有进行实质充电的情况。同理，在一些实施例中，所述步骤C包括：确定电池电压在一时间段内持续达到所述的不上电阈值，使ADC单元拉低所述的不上电信号，并允许连接至所述SoC芯片的电源使能控制IO输出高。
参照图3，在一个具体的充电场景下的实施例中，根据本发明的方法可以包括如下步骤。
S101、SoC第一次冷启动，在第一次冷启之后便无需软件OS参与，硬件自动监测锂电池剩余电量和控制SoC芯片电源的上电；
S102、软件OS配置PMC模块，包括配置不上电阈值和使能ADC元件进行采样；
S103、ADC元件对锂电池电压进行实时采样，并判断是否低于所述的不上电阈值；
S104、SoC芯片部分下电(PMC模块不下电)，比如进入深度休眠模式；
S105、用户需求使芯片上电，比如按电源按键退出深度休眠模式；
S106、判断当前锂电池电压是否低于不上电阈值，如果低于该阈值则执行下一步骤S107，否则跳转执行步骤S109、使ADC的不上电信号输出低，PMC模块允许电源使能IO输出高，使SoC上电；
S107、ADC单元输出一个高有效不上电信号到PMC模块，而PMC模块禁止电源使能IO输出高，使SoC芯片无法上电；
S108、通过充电接口，监测用户使设备插入充电电源，锂电池电压大于不上电阈值后，使ADC的不上电信号输出低，PMC模块允许电源使能IO输出高，使SoC上电。
返回参考图1，在一些实施例中，本发明还涉及一种移动运算设备，包括锂电池、USB电源充电接口和上述的SoC芯片。该移动运算设备比如可以实施为智能手机、平板电脑、掌上游戏机、POS刷卡机等。
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，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，均应包含在本发明保护的范围之内。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。

Claims (9)

1.一种SoC芯片自保护方法，该SoC芯片在锂电池供电的设备中工作，其特征在于，所述SoC芯片集成有电源管理控制模块，所述电源管理模块用于使能ADC单元进行采样以及向所述SOC芯片的供电电源输出使能控制IO，所述方法包括以下步骤：
A、通过软件OS配置所述电源管理控制模块包括配置不上电阈值，并且通过所述ADC单元对所述电池的电压进行实时采样，及配置所述ADC单元在所述设备或所述SoC芯片的深度休眠模式下仍然对所述锂电池进行电压采样；
B、确定电池电压低于所述的不上电阈值，ADC单元主动产生高有效的不上电信号到所述电源管理控制模块，以禁止所述电源管理控制模块连接至所述SoC芯片的电源使能控制IO输出高；
C、确定电池电压达到所述的不上电阈值，ADC单元主动拉低所述的不上电信号到所述电源管理控制模块，以允许所述电源管理控制模块连接至所述SoC芯片的电源使能控制IO输出高。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤A包括：
在SoC芯片第一次冷启之后，通过软件OS配置所述的不上电阈值，然后允许软件OS后续不再介入。
3.据权利要求1或2所述的方法，其中，所述步骤A还包括：
根据所述设备的剩余电量动态调整所述ADC单元对所述电池的电压的实时采样频率。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述步骤B包括：
监测所述的锂电池的电压；
当该电池电压大于所述的不上电阈值，ADC单元拉低所述的不上电信号，并允许连接至所述SoC芯片的电源使能控制IO输出高。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述步骤B还包括：
以一持续时间监测所述的锂电池的电压；
确定电池电压在一时间段内持续大于所述的不上电阈值，ADC单元拉低所述的不上电信号，并允许连接至所述SoC芯片的电源使能控制IO输出高。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤C包括：
确定电池电压在一时间段内持续达到所述的不上电阈值，ADC单元拉低所述的不上电信号，并允许连接至所述SoC芯片的电源使能控制IO输出高。
7.一种SoC芯片，其特征在于，所述的SoC芯片包括含有ADC单元的电源管理控制模块，所述的ADC单元在所述设备或芯片的深度休眠模式下仍然被供电以执行电池电压采样，该电源管理控制模块被配置用于执行如权利要求1至6中任一项所述的方法。
8.一种移动运算设备，包括锂电池，其特征在于，还包括如权利要求7所述的SoC芯片。
9.一种运算设备可读存储介质，其特征在于，其上储存有程序指令，所述程序指令被处理器执行时实施如权利要求1至6中任一项所述的方法。
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