CN112751314B - 保护电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种保护电路和电子设备，该保护电路包括电源管理芯片，所述电源管理芯片的第一输入端与电源端连接；基准电压模块，所述基准电压模块的输入端与所述电源管理芯片的输出端连接，所述基准电压模块的第一输出端与接地端连接；采集电压模块，所述采集电压模块的输入端与所述电源管理芯片的输出端连接，所述采集电压模块的第一输出端与接地端连接；比较器，所述比较器的同相输入端与所述采集电压模块的第二输出端连接，所述比较器的反相输入端与所述基准电压模块的第二输出端连接；处理器，所述处理器的输入端与所述比较器的输出端连接，所述处理器的第一输出端与所述电源管理芯片的第二输入端连接。

Description

保护电路及电子设备

技术领域

本发明涉及电子领域，更具体地，涉及一种保护电路和一种电子设备。

背景技术

随着技术的发展，电子设备例如移动终端的功能和集成度越来越高，功耗问题也越来越突出，而功率放大器是移动终端中主要的耗电器件，因此降低功率放大器的功耗已经成为延长移动设备使用寿命的一个关键技术。

相关技术中，为了降低功率放大器的功耗，移动终端存在两种省电模式，一种是平均功率跟踪(Average Power Tracking，APT)模式，另外一种是包络跟踪(EnvelopeTracking，ET)模式。当移动终端工作于APT模式的情况下，其是根据功率放大器的输出功率，阶梯性来自动调整功率放大器的工作电压，该种模式下，仅可降压，不可升压；当移动终端工作于ET模式的情况下，功率放大器的供电电压能够更精准的随输入信号的包络而变化，该种模型下，不仅可以降压，也可以升压，因而效率比APT模式高，APT模式和ET模式的切换是通过功率切换点来实现。

然而，由于ET模式可实现升压输出，即能够输出比电源端更高的电压，同时输出的电压是跟随功率放大器输出功率的包络大小变化，从而在功率放大器输出功率过高时，输出给功率放大器的电压也会偏高，有可能超出功率放大器的额定电压，当功率放大器长时间工作在超出额定电压下，功率放大器存在烧毁的风险。

发明内容

本发明实施例提供一种保护电路，以解决现有技术中功率放大器长时间工作在超出额定电压下，功率放大器存在烧毁的风险的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种保护电路，其包括：

电源管理芯片，所述电源管理芯片的第一输入端与电源端连接；

基准电压模块，所述基准电压模块的输入端与所述电源管理芯片的输出端连接，所述基准电压模块的第一输出端与接地端连接；

采集电压模块，所述采集电压模块的输入端与所述电源管理芯片的输出端连接，所述采集电压模块的第一输出端与接地端连接；

比较器，所述比较器的同相输入端与所述采集电压模块的第二输出端连接，所述比较器的反相输入端与所述基准电压模块的第二输出端连接；

处理器，所述处理器的输入端与所述比较器的输出端连接，所述处理器的第一输出端与所述电源管理芯片的第二输入端连接；

其中，所述比较器将所述采集电压模块输出的采集电压和所述基准电压模块输出的基准电压进行比较，得到比较信号，并将所述比较信号发送至所述处理器；

所述处理器在所述比较信号指示所述采集电压大于所述基准电压的情况下，向电源管理芯片的第二输入端输出控制所述电源管理芯片切换至APT模式的切换信号。

第二方面，本发明实施例还提供一种电子设备，其包括：

如第一方面所述的保护电路。

在本发明实施例中，其提供一种保护电路，该保护电路包括电源管理芯片、基准电压模块、采集电压模块、比较器和处理器，具体的，通过基准电压模块输出基准电压以及通过采集电压模块输出采集电压至比较器，由比较器将基准电压和采集电压进行比较，由于基准电压通常小于功率放大器的额定电压，而采集电压能够表示功率放大器的实时输入电压，因此比较器在采集电压大于基准电压时，会向处理器发送指示采集电压大于基准电压的比较信号，进而由处理器控制电源管理芯片切换至APT模式，由于APT模式下仅可降压，在此，输出至功率放大器的电压通常是小于功率放大器的额定电压，从而降低功率放大器烧毁的风险。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1为本发明实施例提供的第一种保护电路的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的第二种保护电路的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的保护电路的工作流程示意图；

附图标记说明：

10-保护电路、20-电源端、110-电源管理芯片、120-基准电压模块、121-第一电阻、122-稳压二极管、130-采集电压模块、131-第二电阻、132-第三电阻、140-比较器、150-处理器、160-收发器、170-功率放大器

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。

本发明实施例提供一种保护电路，应用于电子设备产品中，其中，该电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、可穿戴设备等电子设备。

如图1所示，为本发明实施例提供的一种保护电路的结构示意图。该保护电路10包括：

电源管理芯片110，电源管理芯片110的第一输入端与电源端20连接；

基准电压模块120，基准电压模块120的输入端与电源管理芯片110的输出端连接，基准电压模块120的第一输出端与接地端连接；

采集电压模块130，采集电压模块130的输入端与电源管理芯片110的输出端连接，采集电压模块130的第一输出端与接地端连接；

比较器140，比较器140的同相输入端与采集电压模块130的第二输出端连接，比较器140的反相输入端与基准电压模块140的第二输出端连接；

处理器150，处理器150的输入端与比较器140的输出端连接，处理器150的第一输出端与电源管理芯片110的第二输入端连接。

本实施例中，电源管理芯片110能够将电源端20的VBATT(即：电源电压)通过APT或者ET的方式进行电压输出，输出的电压可以为图1中所示的VCC(即：电路电压)，该VCC能够给功率放大器170供电。

本实施例中，基准电压模块120的第二输出端能够向比较器140的反相输入端输出基准电压，并且，该基准电压通常小于功率放大器170的额定电压，该额定电压为功率放大器170所能承受的最大输入电压。采集电压模块130的第二输出端能够向比较器140的同相输入端输出采集电压，该采集电压能够反映功率放大器170的实时输入电压VCC。

本实施例中，比较器140的同相输入端能够输入采集电压模块130输出的采集电压，比较器140的反相输入端能够输入基准电压模块120输出的基准电压。该比较器140能够将该采集电压和该基准电压进行比较，得到比较信号，并将该比较信号发送至处理器150。

例如在采集电压大于基准电压的情况下，该比较信号可以是指示采集电压大于基准电压的高电平信号。

又例如在采集电压小于基准电压的情况下，该比较信号可以是指示采集电压小于基准电压的低电平信号。

在一个例子中，处理器150在比较信号指示采集电压大于基准电压的情况下，向电源管理芯片110的第二输入端输出控制电源管理芯片110切换至APT模式的切换信号。

例如在该比较信号为指示采集电压大于基准电压的高电平信号的情况下，处理器150的第一输出端能够向电源管理芯片110的第二输入端输出控制电源管理芯片110切换至APT模式的切换信号。由于APT模式下仅可降压，在此，输出至功率放大器170的电压通常是小于功率放大器170的额定电压，从而降低功率放大器170烧毁的风险。

可以理解的是，在该比较信号为指示采集电压小于基准电压的低电平信号的情况下，电源管理芯片110不进行工作模式的切换。

在一个例子中，处理器150在比较信号指示采集电压小于或等于基准电压的情况下，会向电源管理芯片110的第二输入端输出控制电源管理芯片110保持ET模式的保持信号。

例如在该比较信号为指示采集电压小于基准电压的低电平信号的情况下，处理器150的第一输出端能够向电源管理芯片110的第二输入端输出控制电源管理芯片110继续保持ET模式的保持信号。

在一个实施例中，基准电压模块120包括第一电阻121和稳压二极管122，其中：

第一电阻121的第一端为基准电压模块120的输入端，第一电阻121的第二端与稳压二极管122的负极连接，稳压二极管122的正极为基准电压模块120的第一输出端，稳压二极管122的负极为基准电压模块120的第二输出端。

本实施例中，第一电阻121和稳压二极管122组成基准电压模块120。稳压二极管122工作在反向击穿状态时，其工作电流在很大范围内变化而其两端的电压基本保持不变。在此，由于稳压二极管122的存在，基准电压V1必然会小于稳压二极管122的稳压值，在此，通过选择合适的稳压二极管122的稳压值例如2V，可以使得基准电压V1的值小于或等于2V，从而建立基准电压V1。

在一个实施例中，采集电压模块130包括第二电阻131和第三电阻132，其中：

第二电阻131的第一端为采集电压模块130的输入端，第二电阻131的第二端与第三电阻132的第一端连接连接，第三电阻132的第二端为采集电压模块130的第一输出端，第二电阻131的第二端与第三电阻132的第一端为采集电压模块130的第二输出端。

本实施例中，第二电阻131和第三电阻132组成采集电压模块130，且，第二电阻131和第三电阻132的大小相同，考虑电阻的分压作用，在此，当第二电阻131＝第三电阻132时，采集电压V2＝VCC/2。例如当VCC＝3V时，V2＝1.5V；当VCC＝4V时，V2＝2V；当VCC＝5V时，V2＝2.5V。

在一个实施例中，第一电阻121、第二电阻131和第三电阻132的大小相同，以保证基准电压V1和采集电压V2能够在同一维度进行比较。

在一个实施例中，保护电路10还包括收发器160，其中：

收发器160的第一输入端与处理器150的第二输出端连接，收发器160的第二输入端与处理器150的第三输出端连接。

本实施例中，处理器150的第二输出端可以向收发器160的第一输入端发送同相信号，以及，处理器150的第三输出端可以向收发器160的第二输入端发送正交信号，收发器160能够将该同相信号和正交信号转化为射频信号并输出。

在一个实施例中，保护电路10还包括功率放大器170，其中：

功率放大器170的第一输入端与收发器160的输出端连接，功率放大器170的第二输入端与电源管理芯片110的输出端连接。

本实施例中，功率放大器170的第一输入端接收收发器160发送的射频信号，会将该射频信号放大并输出。

在一个实施例中，保护电路还包括开关(图中未示出)和天线(图中未示出)，其中：

开关的第一端与功率放大器170的输出端连接，开关的第二端与天线连接。

本实施例中，功率放大器170将射频信号放大并输出至开关，并通过开关将该放大后的射频信号发送至天线，从而实现电子设备的正常通信。

在本发明实施例中，其提供一种保护电路，该保护电路包括电源管理芯片、基准电压模块、采集电压模块、比较器和处理器，具体的，通过基准电压模块输出基准电压以及通过采集电压模块输出采集电压至比较器，由比较器将基准电压和采集电压进行比较，由于基准电压通常小于功率放大器的额定电压，而采集电压能够表示功率放大器的实时输入电压，因此比较器在采集电压大于基准电压时，会向处理器发送指示采集电压大于基准电压的比较信号，进而由处理器控制电源管理芯片切换至APT模式，由于APT模式下仅可降压，在此，输出至功率放大器的电压通常是小于功率放大器的额定电压，从而降低功率放大器烧毁的风险。

接下来示出一个例子的保护电路的工作过程：

S10，判断电源管理芯片110是否工作于ET模式，如是，则执行步骤S20，反之，流程结束。

S20，在电源管理芯片110工作于ET模式的情况下，比较器140将采集电压模块130输出的采集电压和基准电压模块120输出的基准电压进行比较，得到比较信号并发送至处理器150。

S30，处理器150判断该比较信号是否为指示采集电压大于基准电压的高电平信号，如是，则执行步骤S40，反之，执行步骤S50。

S40，处理器150在比较信号为指示采集电压大于基准电压的高电平信号的情况下，控制电源管理芯片110切换至APT模式。

S50，处理器150在比较信号为指示采集电压小于基准电压的低电平信号的情况下，控制电源管理芯片110继续保持ET工作模式。

根据该例子，其在ET供电模式下，能够将基准电压和功率放大器的实时输入电压进行比较，当实时输入电压大于基准电压时，电源管理芯片110将工作模式切换回APT工作模式，从而降低功率放大器烧毁的风险。

本发明实施例还提供一种电子设备，该电子设备包括上述电路实施例部分提供的任一种保护电路。

在本实施例中，电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、可穿戴设备等。

在本实施例中，由于本发明实施例提供的电子设备包括上述保护电路实施例部分提供的任一种保护电路，因此，本发明实施提供的电子设备能够实现与上述保护电路实施例部分提供的任一种保护电路相同功能。即，通过基准电压模块输出基准电压以及通过采集电压模块输出采集电压至比较器，由比较器将基准电压和采集电压进行比较，由于基准电压通常小于功率放大器的额定电压，而采集电压能够表示功率放大器的实时输入电压，因此比较器在采集电压大于基准电压时，会向处理器发送指示采集电压大于基准电压的比较信号，进而由处理器控制电源管理芯片切换至APT模式，由于APT模式下仅可降压，在此，输出至功率放大器的电压通常是小于功率放大器的额定电压，从而降低功率放大器烧毁的风险。

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。

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 (9)

1.一种保护电路，其特征在于，包括：

电源管理芯片110，所述电源管理芯片110的第一输入端与电源端20连接；

基准电压模块120，所述基准电压模块120的输入端与所述电源管理芯片110的输出端连接，所述基准电压模块120的第一输出端与接地端连接；

采集电压模块130，所述采集电压模块130的输入端与所述电源管理芯片110的输出端连接，所述采集电压模块130的第一输出端与接地端连接；

比较器140，所述比较器140的同相输入端与所述采集电压模块130的第二输出端连接，所述比较器140的反相输入端与所述基准电压模块130的第二输出端连接；

处理器150，所述处理器150的输入端与所述比较器140的输出端连接，所述处理器150的第一输出端与所述电源管理芯片110的第二输入端连接；

功率放大器170，所述功率放大器与所述电源管理芯片110的输出端连接；

其中，所述比较器140将所述采集电压模块130输出的采集电压和所述基准电压模块120输出的基准电压进行比较，得到比较信号，并将所述比较信号发送至所述处理器150；

所述处理器150在所述比较信号指示所述采集电压大于所述基准电压的情况下，向电源管理芯片110的第二输入端输出控制所述电源管理芯片110切换至APT模式的切换信号；

所述处理器150在所述比较信号指示所述采集电压小于或等于所述基准电压的情况下，向所述电源管理芯片110的第二输入端输出控制所述电源管理芯片110保持ET模式的保持信号。

2.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述基准电压模块120包括第一电阻121和稳压二极管122，

所述第一电阻121的第一端为所述基准电压模块120的输入端，所述第一电阻121的第二端与所述稳压二极管122的负极连接，所述稳压二极管122的正极为所述基准电压模块120的第一输出端，所述稳压二极管122的负极为所述基准电压模块120的第二输出端。

3.根据权利要求2所述的保护电路，其特征在于，所述采集电压模块130包括第二电阻131和第三电阻132，

所述第二电阻131的第一端为所述采集电压模块130的输入端，所述第二电阻131的第二端与所述第三电阻132的第一端连接，所述第三电阻132的第二端为所述采集电压模块130的第一输出端，所述第二电阻131的第二端与所述第三电阻132的第一端为所述采集电压模块130的第二输出端。

4.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述保护电路还包括收发器160，

所述收发器160的第一输入端与所述处理器150的第二输出端连接，所述收发器160的第二输入端与所述处理器150的第三输出端连接。

5.根据权利要求4所述的保护电路，其特征在于，

所述功率放大器170的第一输入端与所述收发器160的输出端连接，所述功率放大器170的第二输入端与所述电源管理芯片110的输出端连接。

6.根据权利要求5所述的保护电路，其特征在于，所述保护电路还包括开关，

所述开关的第一端与所述功率放大器170的输出端连接。

7.根据权利要求6所述的保护电路，其特征在于，所述保护电路还包括天线，

所述开关的第二端与所述天线连接。

8.根据权利要求3所述的保护电路，其特征在于，

所述第一电阻121、所述第二电阻131和所述第三电阻132的大小相同。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

如权利要求1-8中任一项所述的保护电路。

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