CN112881951B - 接口插拔模拟电路 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例提供了一种接口插拔模拟电路，涉及测试技术领域，该接口插拔模拟电路包括第一接口、第二接口，电源管理芯片，处理器及开关模块；开关模块的活动端与第一接口连接，第一固定端和第二固定端均与第二接口连接；电源管理芯片用于检测充电电流，当充电电流大于电流阈值时，处理器向开关模块的控制端输出控制信号，使活动端在第一固定端与第二固定端之间切换，以模拟充电器的插拔，每当活动端切换一次连接关系时，在充电器与电子设备之间完成一次断开‑再连接的操作，如此反复进行，无须消耗人力实现充电器接头的插拔，自动模拟反复插拔进行压力测试，提高测试效率。

Description

接口插拔模拟电路
技术领域
本发明涉及测试技术领域，具体而言，涉及一种接口插拔模拟电路。
背景技术
随着智能手机、平板电脑等电子设备的快速发展，电子设备所采用的电池容量也越来越高，2000mAh以上容量的电池已成为标配，常用的5V1A的充电已经远远不能满足实际要求了。因此，各种大功率充电应运而生，各厂家高压充电标准相继出现。高压/大电流充电增加了售后出现各种充电故障的几率，分析故障机有时候需要复现故障，对于充电偶然性识别异常的问题，往往需要消耗人力去做压力测试，通过不断的充电器插拔动作来复现问题。
发明内容
本发明的目的包括，例如，提供了一种接口插拔模拟电路，其能够自动模拟充电器的接口插拔，无须人力重复插拔充电器。
本发明的实施例可以这样实现：
第一方面，本发明提供一种接口插拔模拟电路，所述接口插拔模拟电路包括第一接口、第二接口，电源管理芯片，处理器及开关模块；
所述第一接口用于连接充电器，第二接口用于连接电子设备的充电接口；
所述开关模块设置于所述第一接口与所述第二接口之间；所述开关模块包括控制端、活动端、第一固定端与第二固定端；所述控制端与所述处理器连接，所述活动端与所述第一接口连接，所述第一固定端和所述第二固定端均与所述第二接口连接；
所述第一接口与所述第二接口之间还设置有精密电阻，所述电源管理芯片用于检测所述精密电阻的充电电流，并将充电电流发送至所述处理器；
所述处理器用于当所述充电电流大于电流阈值时，向所述控制端输出控制信号，以使所述活动端从与所述第一固定端连接切换至与所述第二固定端连接，或从与所述第二固定端连接切换至与所述第一固定端连接，以模拟充电器的插拔。
在可选的实施方式中，所述开关模块包括三极管与继电器，所述继电器包括所述活动端、所述第一固定端与所述第二固定端；
所述继电器包括线圈，所述线圈的一端与所述第一接口连接，所述线圈的另一端与所述三极管的集电极连接，所述三极管的发射极接地，所述三极管的基极形成所述控制端，与所述处理器的通用I/O端口连接。
在可选的实施方式中，当所述处理器的通用I/O端口输出的控制信号为高电平信号时，所述三极管导通，所述线圈通电，所述活动端从与所述第一固定端连接切换至与所述第二固定端连接；
当所述处理器的通用I/O端口输出的控制信号为低电平信号时，所述三极管截止，所述线圈断电，所述活动端从与所述第二固定端连接切换至与所述第一固定端连接。
在可选的实施方式中，当所述充电电流大于所述电流阈值时，所述处理器的通用I/O端口输出信号切换其输出的控制信号的电平状态。
在可选的实施方式中，所述电源管理芯片包括第一电流检测引脚CS_N以及第二电流检测引脚CS_P，所述第一电流检测引脚CS_N与所述精密电阻的第一端连接，所述第二电流检测引脚CS_P与所述精密电阻的第二端连接，用于检测获取流经所述精密电阻电流。
在可选的实施方式中，所述接口插拔模拟电路包括存储器，所述存储器与所述处理器连接，所述处理器用于生成切换日志，并将所述切换日志存储在所述存储器。
在可选的实施方式中，所述开关模块包括二极管，所述二极管的阳极与线圈的第二端连接，二极管的阴极与线圈的第一端连接，所述二极管用于消耗所述线圈断电时产生的反向电动势。
在可选的实施方式中，所述三极管的基极与所述处理器的通用I/O端口之间设置有第一电阻，以防止电流过大损坏所述处理器。
相对于现有技术，本发明实施例至少具有以下有益效果：
本申请提供的接口插拔模拟电路，包括第一接口、第二接口，电源管理芯片，处理器及开关模块；开关模块设置于所述第一接口与所述第二接口之间；所述开关模块包括控制端、活动端、第一固定端与第二固定端；所述控制端与所述处理器连接，所述活动端与所述第一接口连接，所述第一固定端和所述第二固定端均与所述第二接口连接；所述电源管理芯片用于检测所述第一接口与所述第二接口之间的充电电流，并将充电电流发送至所述处理器；所述处理器用于当所述充电电流大于电流阈值时，向所述控制端输出控制信号，以使所述活动端从与所述第一固定端连接切换至与所述第二固定端连接，或从与所述第二固定端连接切换至与所述第一固定端连接，活动端在第一固定端与第二固定端之间反复切换，以模拟充电器的插拔，无须人工重复插拔充电器。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本实施例提供的接口插拔模拟电路的功能模块示意图；
图2为本实施例提供的开关模块的示意图；
图3为本实施例提供的另一种接口插拔模拟电路的功能模块示意图。
图标：100-接口插拔模拟电路；110-第一接口；120-开关模块；P4-控制端；P1-活动端；P2-第一固定端；P3-第二固定端；Q1-三极管；SW-继电器；D1-二极管；130-第二接口；140-电源管理芯片；150-处理器；160-精密电阻；170-存储器；210-充电器；220-电子设备。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
随着智能手机、平板电脑等电子设备的快速发展，电子设备所采用的电池容量也越来越高，2000mAh以上的大容量的电池已成为标配，常用的5V1A的充电已经远远不能满足实际要求了。因此，各种大功率充电应运而生，各厂家高压充电标准相继出现，例如高通QC1.0、QC2.0、QC3.0、QC4.0等。
高压/大电流充电增加了售后出现各种充电故障的几率，分析故障机有时候需要复现故障，对于充电偶然性识别异常的问题，往往需要消耗人力去做压力测试，通过不断的充电器插拔动作来复现问题。
为了改善需要消耗人力不断进行插拔充电器这一动作，本申请提供了一种接口插拔模拟装置，自动模拟充电接口的插拔。请参阅图1，图1示出了本实施例提供的一种接口插拔模拟电路100的功能模块示意图。
本实施例提供的接口插拔模拟电路100包括第一接口110、第二接口130，电源管理芯片140，处理器150及开关模块120。其中，第一接口110用于连接充电器210，第二接口130用于连接电子设备220的充电接口。
开关模块120设置于第一接口110与第二接口130之间，控制第一接口110与第二接口130之间的通断状态，以模拟充电器210接头的插拔，其中开关模块120包括控制端P4、活动端P1、第一固定端P2与第二固定端P3，该控制端P4与处理器150连接，活动端P1与第一接口110连接，第一固定端P2和第二固定端P3均与第二接口130连接，也就是说，活动端P1等同于与充电器210连接，第一固定端P2与第二固定端P3等同于均与电子设备220的充电接口连接。
电源管理芯片140用于检测第一接口110与第二接口130之间的充电电流，并将充电电流发送至处理器150。
为了便于检测第一接口110与第二接口130之间的充电电流，在一些可能的实现方式中，第一接口110与第二接口130之间设置有精密电阻160，精密电阻160的第一端与第一接口110连接，精密电阻160的第二端与继电器SW的活动端P1连接，电源管理芯片140包括第一电流检测引脚CS_N以及第二电流检测引脚CS_P，第一电流检测引脚CS_N与精密电阻160的第一端连接，第二电流检测引脚CS_P与精密电阻160的第二端连接，利用第一电流检测引脚CS_N与第二电流检测引脚CS_P检测获取流经精密电阻160的电流，该电流即为第一接口110与第二接口130之间的充电电流。
在具体实现过程中，电源管理芯片140可以检测精密电阻160两端的电压，根据I＝U/R，将精密电阻160两端的电压与精密电阻160阻值的比值确定为充电电流。计算得到于本实施例中，利用精密电阻160检测充电电流，但并不限于此，还可以采用其他的组件，能够实现对充电电流的检测即可。
处理器150用于当充电电流大于电流阈值时，向开关模块120的控制端P4输出控制信号，以使活动端P1切换与第一固定端P2或第二固定端P3的导通状态，即当活动端P1与第一固定端P2连接时，切换至与第二固定端P3连接，或者当活动端P1与第二固定端P3连接时，切换至与第一固定端P2连接，通过活动端P1切换与第一固定端P2或第二固定端P3的导通状态，模拟充电器210接头的插拔。
每当活动端P1切换一次连接关系时，即在充电器210与电子设备220之间完成一次断开-再连接的操作，当活动端P1断开与第一固定端P2或第二固定端P3的连接时，充电器210与电子设备220断开，模拟充电接头的拔出，当活动端P1再次与第二固定端P3或第一固定端P2连接时，充电器210与电子设备220重新连接，模拟充电器210接头的重新插入。当充电器210与电子设备220断开连接时，充电电流为零，当充电器210与电子设备220重新连接时，充电电流从零开始增长，当充电电流达到电流阈值时，处理器150输出控制信号，令活动端P1切换连接状态，进行一次插拔的模拟，然后充电电流再次增长，直至达到电流阈值，处理器150再次输出控制信号令活动端P1切换连接状态，进行再一次插拔的模拟，如此反复进行，无须消耗人力实现充电器210接头的插拔，自动模拟反复插拔进行压力测试，提高测试效率。
在一些可能的实现方式中，请参阅图2，开关模块120包括三极管Q1与继电器SW，其中继电器SW包括活动端P1、第一固定端P2与第二固定端P3(即前述开关模块120的活动端P1、第一固定端P2与第二固定端P3)，三极管Q1包括基极、集电极及发射极。
继电器SW的活动端P1与所述第一接口110连接，继电器SW的第一固定端P2和第二固定端P3均与所述第二接口130连接。继电器SW包括线圈，继电器SW线圈的一端与第一接口110连接，线圈的另一端与三极管Q1的集电极连接，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的基极形成开关模块120的控制端P4，与处理器150的通用I/O端口(附图中标示为GPIO)连接。
当处理器150的通用I/O端口输出的控制信号为高电平信号时，三极管Q1导通，线圈的一端通过第一接口110连接充电器210提供的电源，另一端通过三极管Q1接地形成回路，线圈通电，继电器SW的磁芯产生磁力吸合，继电器SW的活动端P1从与第一固定端P2连接切换至与第二固定端P3连接；当处理器150的通用I/O端口输出的控制信号为低电平信号时，三极管Q1截止，线圈断电，继电器SW的磁芯消磁，活动端P1从与第二固定端P3连接切换至与第一固定端P2连接。
上述处理器150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150可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、、数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
需要说明的是，上述线圈通电时活动端P1从与第一固定端P2连接切换至与第二固定端P3连接是因为本实施例提供的继电器SW未通电状态下活动端P1是与第一固定端P2连接的，并非是对本实施例进行限定，若继电器SW未通电状态下，活动端P1与第二固定端P3连接，那么当三极管Q1导通，线圈通电时，活动端P1即从与第二固定端P3连接切换至与第一固定端P2连接。
为了避免继电器SW切换的时间过短，于本实施例中，利用电源管理芯片140对第一接口110与第二接口130之间的充电电流进行检测，同时处理器150根据充电电流的大小对开关模块120的状态进行控制，例如，当充电电流大于电流阈值时，处理器150的通用I/O端口输出信号切换其输出的控制信号的电平状态，例如，处理器150的通用I/O端口输出低电平信号，当充电电流增长至大于电流阈值时，处理器150的通用I/O端口输出高电平信号；或者，若处理器150的通用I/O端口输出高电平信号，当充电电流增长至大于电流阈值时，处理器150的通用I/O端口输出低电平信号。
电源管理芯片140检测得到充电电流，将充电电流发送至处理器150，处理器150根据充电电流的大小调整通用I/O端口输出的控制信号的电平状态，当充电电流增长至大于电流阈值时，通用I/O端口输出的控制信号的电平状态改变一次，继电器SW的活动端P1切换导通的方式，完成一次充电器210接头拔插的模拟。
在一种可能的实现方式中，请参阅图3，接口插拔模拟电路100包括存储器170，存储器170与处理器150连接，处理器150用于生成切换日志，并将切换日志存储在存储器170。例如，该切换日志可以包括以下内容：切换时间、充电电流的大小等。
由于充电器210的充电功率可能较大，为了避免损坏开关模块120、处理器150的内部元器件，还需对部分器件设置保护。请继续参阅图2，例如，开关模块120包括二极管D1，二极管D1的阳极与线圈的第二端连接，二极管D1的阴极与线圈的第一端连接，二极管D1用于消耗线圈断电时产生的反向电动势。由于线圈存在电感，当线圈断电时会产生反向电动势，线圈的另一端与三极管Q1连接，可能会损坏三极管Q1，因此在线圈的两端并联一个反向的二极管D1，当线圈断电产生反向电动势，可以由该二极管D1将其消耗，避免损坏三极管Q1。
此外，在三极管Q1的基极与处理器150的通用I/O端口之间也设置有第一电阻，以防止电流过大损坏处理器150。
需要说明的是，由于该接口插拔模拟电路100中的部分器件为有源器件，因此该接口插拔模拟电路100还包括供电模块(图未示)，于本实施例中，供电模块可以采用电池，供电模块与电源管理芯片140、处理器150等器件连接，用于为上述器件提供电源。
综上所述，本申请提供了一种接口插拔模拟电路，包括第一接口、第二接口，电源管理芯片，处理器及开关模块；开关模块设置于所述第一接口与所述第二接口之间；所述开关模块包括控制端、活动端、第一固定端与第二固定端；所述控制端与所述处理器连接，所述活动端与所述第一接口连接，所述第一固定端和所述第二固定端均与所述第二接口连接；所述电源管理芯片用于检测所述第一接口与所述第二接口之间的充电电流，并将充电电流发送至所述处理器；所述处理器用于当所述充电电流大于电流阈值时，向所述控制端输出控制信号，以使所述活动端从与所述第一固定端连接切换至与所述第二固定端连接，或从与所述第二固定端连接切换至与所述第一固定端连接，活动端在第一固定端与第二固定端之间反复切换，以模拟充电器的插拔，无须人工重复插拔充电器。每当活动端切换一次连接关系时，在充电器与电子设备之间进行一次断开-再连接的操作，当活动端断开与第一固定端或第二固定端的连接时，充电器与电子设备断开时，模拟充电接头的拔出，当活动端再次与第二固定端或第一固定端连接时，充电器与电子设备重新连接，模拟充电器接头的重新插入，如此反复进行，无须消耗人力实现充电器接头的插拔，自动模拟反复插拔进行压力测试，提高测试效率。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种接口插拔模拟电路，其特征在于，所述接口插拔模拟电路包括第一接口、第二接口，电源管理芯片，处理器及开关模块；
所述第一接口用于连接充电器，第二接口用于连接电子设备的充电接口；
所述开关模块设置于所述第一接口与所述第二接口之间；所述开关模块包括控制端、活动端、第一固定端与第二固定端；所述控制端与所述处理器连接，所述活动端与所述第一接口连接，所述第一固定端和所述第二固定端均与所述第二接口连接；
所述第一接口与所述第二接口之间还设置有精密电阻，所述电源管理芯片用于检测所述精密电阻的充电电流，并将充电电流发送至所述处理器；所述充电电流为所述精密电阻两端的电压与所述精密电阻的比值；
所述处理器用于当所述充电电流大于电流阈值时，向所述控制端输出控制信号，以使所述活动端从与所述第一固定端连接切换至与所述第二固定端连接，或从与所述第二固定端连接切换至与所述第一固定端连接，以模拟充电器的插拔；
所述开关模块包括三极管与继电器，所述继电器包括所述活动端、所述第一固定端与所述第二固定端；
所述继电器包括线圈，所述线圈的一端与所述第一接口连接，所述线圈的另一端与所述三极管的集电极连接，所述三极管的发射极接地，所述三极管的基极形成所述控制端，与所述处理器的通用I/O端口连接；
当所述处理器的通用I/O端口输出的控制信号为高电平信号时，所述三极管导通，所述线圈通电，所述活动端从与所述第一固定端连接切换至与所述第二固定端连接；
当所述处理器的通用I/O端口输出的控制信号为低电平信号时，所述三极管截止，所述线圈断电，所述活动端从与所述第二固定端连接切换至与所述第一固定端连接。
2.根据权利要求1所述的接口插拔模拟电路，其特征在于，当所述充电电流大于所述电流阈值时，所述处理器的通用I/O端口输出信号切换其输出的控制信号的电平状态。
3.根据权利要求1所述的接口插拔模拟电路，其特征在于，所述电源管理芯片包括第一电流检测引脚CS_N以及第二电流检测引脚CS_P，所述第一电流检测引脚CS_N与所述精密电阻的第一端连接，所述第二电流检测引脚CS_P与所述精密电阻的第二端连接，用于检测获取流经所述精密电阻电流。
4.根据权利要求1所述的接口插拔模拟电路，其特征在于，所述接口插拔模拟电路包括存储器，所述存储器与所述处理器连接，所述处理器用于生成切换日志，并将所述切换日志存储在所述存储器。
5.根据权利要求1所述的接口插拔模拟电路，其特征在于，所述开关模块包括二极管，所述二极管的阳极与线圈的第二端连接，二极管的阴极与线圈的第一端连接，所述二极管用于消耗所述线圈断电时产生的反向电动势。
6.根据权利要求1所述的接口插拔模拟电路，其特征在于，所述三极管的基极与所述处理器的通用I/O端口之间设置有第一电阻，以防止电流过大损坏所述处理器。
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