CN112882560B - 电源管理方法、电源装置、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种电源管理方法,电源装置,电子设备及存储介质,涉及电源技术领域。所述电源管理方法,应用于电源装置,所述电源装置包括至少一个电阻模块和供电模块,所述供电模块用于向至少一个硬件模块供电,所述供电模块与每个所述硬件模块的之间的供电线路连接一个电阻模块,所述方法包括:获取每个所述硬件模块输出的电流信号;基于所述电流信号确定每个所述硬件模块的参考电压;根据每个所述硬件模块的所述参考电压和每个所述硬件模块的所述电流信号调节每个所述电阻模块的电阻值;控制所述供电模块基于每个调节后的所述电阻模块的电阻值向该电阻模块对应的硬件模块供电。因此,能够实现PM I C动态输出硬件模块的供电电压,从而能够减少功耗。
Description
技术领域
本申请涉及电源技术领域,更具体地,涉及一种电源管理方法、电源装置、电子设备及存储介质。
背景技术
目前的采用集成电源管理电路(Power Management IC,PMIC)供电时,通常预先根据各个模块的典型电路设计所需电压,在寄存器中配置各个模块的供电电压,PMIC根据寄存器的配置给各个模块供电。寄存器中配置的各个模块的供电电压为固定值,存在无法调控供电电压、功耗大的缺点。
发明内容
本申请提出了一种电源管理方法,电源装置,电子设备及存储介质,以改善上述缺陷。
第一方面,本申请实施例提供了一种电源管理方法,应用于电源装置,所述电源装置包括至少一个电阻模块和供电模块,所述供电模块用于向至少一个硬件模块供电,所述供电模块与每个所述硬件模块的之间的供电线路连接一个电阻模块,所述方法包括:获取每个所述硬件模块输出的电流信号;基于所述电流信号确定每个所述硬件模块的参考电压;根据每个所述硬件模块的所述参考电压和每个所述硬件模块的所述电流信号调节每个所述电阻模块的电阻值;控制所述供电模块基于每个调节后的所述电阻模块的电阻值向该电阻模块对应的硬件模块供电。
第二方面,本申请实施例提供了一种电源装置,所述电源装置包括电阻模块;供电模块,用于基于所述电阻模块的电阻值向至少一个硬件模块供电;采样模块,用于获取至少一个所述硬件模块输出的电流信号;控制模块,用于基于所述电流信号确定每个所述硬件模块的参考电压,根据所述参考电压和所述电流信号生成控制信号,所述控制信号用于调节电阻模块的电阻值。
第三方面,本申请实施例提供了一种电子设备,其特征在于,包括至包括电源装置和至少一个硬件模块,所述电源装置用于执行上述方法。
第四方面,本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有处理器可执行的程序代码,所述程序代码被所述处理器执行时使所述处理器执行上述方法。
本申请提供的电源管理方法,电源装置,电子设备及存储介质,所述电源管理方法,应用于电源装置,所述电源装置包括至少一个电阻模块和供电模块,所述供电模块用于向至少一个硬件模块供电,所述供电模块与每个所述硬件模块的之间的供电线路连接一个电阻模块,所述方法包括:获取每个所述硬件模块输出的电流信号;基于所述电流信号确定每个所述硬件模块的参考电压;根据每个所述硬件模块的所述参考电压和每个所述硬件模块的所述电流信号调节每个所述电阻模块的电阻值;控制所述供电模块基于每个调节后的所述电阻模块的电阻值向该电阻模块对应的硬件模块供电。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,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的附图。
图1示出了本申请一实施例提供的电源装置的应用环境示意图。
图2示出了本申请一实施例提供的电源装置的模块框图。
图3示出了本申请另一实施例提供的电源装置的应用环境示意图。
图4示出了本申请一实施例提供的电源管理方法的方法流程图。
图5示出了本申请一实施例提供的采样电路的结构示意图。
图6示出了本申请另一个实施例提供的电源管理方法的方法流程图。
图7示出了本申请又一个实施例提供的电源管理方法的方法流程图。
图8示出了本申请再一个实施例提供的电源管理方法的方法流程图。
图9示出了本申请一实施例提供的PID算法的模块示意图。
图10示出了本申请一实施例提供的电子设备的模块框图。
图11示出了本申请一实施例提供的电源管理装置的模块框图。
图12示出了本申请实施例的用于保存或者携带实现根据本申请实施例的电源管理方法的程序代码的存储单元。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,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。
在本发明的描述中,术语“第一”、“第二”等等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语 “相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接或可以相互通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1,图1示出了本申请一实施例提供的电源装置的应用环境示意图。电子设备的电源电路可以包括充电电路、时钟电路、复位电路、电源开关、电源输出电路等。其中,充电电路用于检测电池的电量,并为电池进行充电,充电电路可以保护电池过放电、过压、过充、过温,可以有效地保护电池寿命和使用者的安全;时钟电路用于产生开机所需的时钟信号;复位电路为微处理器提供开机所需的复位信号;电源开关用于在开机时提供触发信号;电源输出电路用于输出各个单元电路所需的供电电压。
其中,电源控制芯片是电源电路的核心。在目前现有的电池供电技术中,电池电压(例如4V/8V)通过电池板连接(Board to board, BTB)送到电源控制芯片,此时开机按键有一定的开机电压,在未按下开机按键时,电源控制芯片未工作,此时电源控制芯片无输出电压。当按下开机键时,开机按键的其中一个引脚(PIN)对地构成了回路,开机按键的电压由高电平变成了低电平,此时由高到低的电压变化被送到电源控制芯片内部的触发电路。触发电路接收到触发信号之后,启动电源控制芯片,其内部的各路稳压器就开始工作。电源控制芯片控制输出电压。在应用到各个模块集成电路(Integrated Circuit,IC)的电压时,软件根据各个模块IC的典型电路设计需要的电压,在PMIC寄存器里配置各模块的供电电压,PMIC根据寄存器的配置给各个模块供电。
然而,目前终端设备上的电池供电技术中寄存器配置的各个模块IC的电压为固定值,PMIC输出至各个模块IC的供电电压无法被调控,供电所需的功耗较大。
因此,为了克服上述缺陷,本申请实施例提供了一种电源管理方法,电源装置,电子设备及存储介质,能够调节PMIC输出至各个模块的供电电压,从而减少功耗。
请参阅图2,图2示出了本申请一实施例提供的电源装置的模块框图。其中,电源装置10包括至少一个电阻模块110、供电模块120、采样模块130和控制模块140。其中供电模块120用于向至少一个硬件模块供电,供电模块120与每个硬件模块的之间的供电线路连接一个电阻模块110;采样模块130,用于获取至少一个硬件模块输出的电流信号;控制模块140,用于基于电流信号确定每个硬件模块的参考电压,根据参考电压和电流信号生成控制信号,控制信号用于调节电阻模块110的电阻值。
作为一种方式,控制模块140可以中央处理器(Central Processing Unit,CPU),通过CPU获取电流信号,进而确定参考电压,根据参考电压和电流信号生成控制信号,从而调节电阻模块110的电阻值。作为另一种方式,可以将电阻模块内置电源控制模块。采样模块可以将采样得到的信号直接反馈到电源控制模块,进而调节电阻模块的电阻值,由电源控制模块输出可调节的电压。从而节约了设计空间,满足了降功耗的要求,且在物料使用上可以得到优化。并且,可以克服电源输出模块输出电压实时变化,其滤波电容的容值却不能实时变化,电源的谐波难以得到抑制这一难点。具体地,请参见后续实施例的描述。
请参阅图3,其示出了本申请另一实施例提供的电源装置的应用环境示意图,其中,采样模块用于获取每个硬件模块(例如IC1、IC2)输出的电流信号,控制模块,用于基于电流信号确定每个硬件模块的参考电压,根据参考电压和电流信号生成控制信号,控制信号用于调节每个硬件模块对应的电阻模块的电阻值,控制供电模块基于每个调节后的电阻模块的电阻值向该电阻模块对应的硬件模块供电。可以理解的是,图3中所示的硬件模块的数量、各模块结构和连接关系等仅为示例,可以根据实际应用进行设置。
请参阅图4,图4示出了本申请一个实施例提供的电源管理方法的流程示意图,该方法应用于上述图2所示的电源装置。对图4所示的实施例进行详细的阐述,该方法具体可以包括步骤S110至步骤S140。
步骤S110:获取每个硬件模块输出的电流信号。
其中,电子设备中可包括有至少一个硬件模块,即模块集成电路(模块IC)。可选地,硬件模块中可以包括有源器件,该有源器件需要在一定的电压下工作。例如,该有源器件可以是晶体管,该晶体管的源极需要外接电源才能正常工作。电源装置可用于向硬件模块进行供电,可以预先配置PMIC的各个输出通道的上电顺序、下电顺序和输出电压,每个输出通道可以对应至少一个硬件模块,当PMIC开始工作时,按照该配置向硬件模块进行供电。
其中,电流信号是由与硬件模块相连接的采样电路采样得到的。可选地,在获取采样电路采样得到的电流信号后,还可以对该电流信号进行模数转化,将采样得到的连续的模拟电流信号转化为离散的数字电流信号,以便后续对电流信号进行处理。可选地,模数转换可以是通过模数转换器进行的,也可以是由控制模块通过模数转换程序进行的。
可选地,采样电路可以根据预设的采样频率对每个硬件模块输出的电流信号进行采样,让采样得到的电流信号发送至控制模块。作为另一种方式,也可以由控制模块发送采样相关的运行参数至采样模块,以使采样模块根据运行参数进行采样。
作为一种方式,电源装置中可以包括有一个采样电路,该采样电路分别对电源装置中的每个硬件模块进行采样,以得到每个硬件模块对应的电流信号。由此,可以避免在电源装置中分别设置多个采样电路所占用的空间,从而节省布局空间。
作为另一种方式,电源装置中每个硬件模块可对应有一个采样电路,可以根据各个硬件模块的特点设置不同的采样电路。例如,根据大电流或者小电流,可以采用不同的采样电路来进行采样。又例如,可以根据不同的采样精度或者采样频率采用不同的采样电路以进行采样。由此,可以提高电流采样的精确度。
具体地,采样电路通常包括一个模拟信号输入,一个控制信号输入和一个模拟信号输出。该电路的作用是在特定时刻接收输入的模拟信号,并在输出端保持该输入的模拟信号的瞬时值直至下次采样开始为止。采样工作在采样状态和保持状态的两种状态之一。在采样状态下,开关接通,尽可能快地跟踪模拟输入信号的变化,直到保持信号的到来;在保持状态下,开关断开,跟踪过程停止,它一直保持在开关断开前输入信号的瞬时值。
在一些实施方式中,采样电路可以采用如图5所示的电路结构。采样放大电路由三极管VT1、三极管VT2、电阻R1,电阻R7、电阻R2,二极管D1、二极管D2、二极管D3、电容C1、电容C2以及电容C3组成。具体地,电容C1的负极与三极管VT1的基极相连接、其正极与硬件模块相连,作为模拟信号的输入端。电阻R1的一端与三极管VT1的发射极相连接、其另一端接地。二极管D3的N极与三极管VT2的发射极相连接,其P极接地。电容C2的正极与三极管VT2的发射极相连接,其负极与二极管D3的P极相连接。电阻R2串接在二极管D3的P极和三极管VT1的基极之间。电容C3的正极经电阻R3后与三极管VT1的发射极相连,其负极作为该采样电路的输出端与控制模块相连。二极管D2的N极与电容C3的正极相连接、其P极与三极管VT2的集电极相连接。二极管D1的N极与电容C3的正极相连接、其P极与三极管VT1的集电极相连接。所述三极管VT2的基极与三极管VT1的集电极相连接。
可以理解的是,上述电路结构仅作为示例,并不对本申请获取采样电流的采样电路进行具体限制。
步骤S120:基于电流信号确定每个硬件模块的参考电压。
其中,参考电压为预先设置的对每个硬件模块的供电电压,即每个硬件模块的工作电压。每个硬件模块对应的参考电压可以是相同的,也可以是不同的。每个硬件模块对应有至少一个参考电压,不同的硬件模块可以对应有不同数量的参考电压。由于电子设备中硬件模块的数量和每个硬件模块的电路结构一般是固定不变的,因此,可以根据每个硬件模块的电路结构、功能、使用状态等特性预先设置参考电压。
在一些实施方式中,可以根据电流信号确定当前电子设备当前的工作状态,进而确定每个硬件模块的参考电压。例如,电子设备的工作状态可以包括正常工作状态和节能工作状态,不同的工作状态分别对应有硬件模块不同的参考电压。可以根据采样电流信号确定当前电子设备的工作状态,进而确定硬件模块对应的参考电压。例如,当电子设备的系统变频时,硬件模块对不同的工作频率对应不同的参考电压。
在一些实施方式中,可以根据电流信号确定每个硬件模块的状态;根据状态确定每个硬件模块的参考电压。具体地,请参见后续实施例。
步骤S130:根据每个硬件模块的参考电压和每个硬件模块的电流信号调节每个电阻模块的电阻值。
电阻模块位于供电模块与每个硬件模块之间的供电的线路上。电阻模块中包括有电阻值可调节的装置,该装置可以是可变电阻。其中,可变电阻可以是数字电位器、可编程电阻阵列、程控电阻等。
其中,对于具有至少一个参考电压的硬件模块,每个硬件模块对应有电阻值。作为一种方式,每个硬件模块对应有一个电阻模块,即电阻模块与硬件模块可以是一一对应的。作为另一种方式,电阻模块可以包括多通道的可变电阻,每个通道对应一个硬件模块。可以理解的是,并不是每个硬件模块都必须对应有可以调节电阻值的电阻模块,对于供电电压稳定不变的硬件模块,可以不具有可调节电阻值的电阻模块。
在获取每个硬件模块的参考电压后,可以根据每个硬件模块的电流信号确定是否需要调节该硬件模块对应的电阻模块的电阻值。从而根据需要调节的硬件模块的参考电压调节该硬件模块的电阻。
在一些实施方式中,可以存储有每个硬件模块上一时刻的电流信号对应的参考电压,如果当前的参考电压与上一时刻的参考电压不同,则将该硬件模块作为目标硬件模块,即需要调节电阻模块从而调节供电电压的硬件模块。
在一些实施方式中,可以获取每个硬件模块的参考电压对应的参考电流;当硬件模块的参考电流与电流信号的差值大于第二预设阈值时,将硬件模块作为目标硬件模块;调节目标硬件模块对应的电阻模块的电阻值。具体地,请参见后续实施例。
步骤S140:控制供电模块基于每个调节后的电阻模块的电阻值向该电阻模块对应的硬件模块供电。
其中,供电模块与每个所述硬件模块的之间的供电线路连接一个电阻模块,电阻模块与硬件模块是一一对应的,通过改变电阻模块的阻值,可以改变供电模块输出至与该电阻模块相连接的硬件模块的供电电压,从而可以分别调节对各个硬件模块的供电电压。可以使得供电模块输出至硬件模块的电压接近该硬件模块的参考电压。
在一些实施方式中,可以通过比例积分微分算法(Proportional IntegralDerivative, PID)来控制供电模块供电。可以获取每个硬件模块的参考电压对应的参考电流,然后根据电流信号和参考电流的差值得到电流误差值,进而通过比例积分微分算法获取电流误差值对应的电流调节量,根据电流调节量控制供电模块基于每个调节后的电阻模块的电阻值向该电阻模块对应的硬件模块供电。具体地,请参见后续实施例。
在一些实施方式中,还可以将当前各个硬件模块输入的电流信息发送至对应的硬件模块,以使硬件模块可以基于电流信号执行性能提高操作,以进一步地提高供电性能,减少功耗。其中,性能提高操作可以包括热节流操作、电力控制操作、或动态电压频率调整操作中的至少一个。
本申请实施例,获取每个硬件模块输出的电流信号;基于电流信号确定每个硬件模块的参考电压;根据每个硬件模块的参考电压和每个硬件模块的电流信号调节每个电阻模块的电阻值;控制供电模块基于每个调节后的电阻模块的电阻值向该电阻模块对应的硬件模块供电。通过获取每个硬件模块输出的电流信号确定每个硬件模块的参考电压,进而根据参考电压和电流信号调节硬件模块对应的电阻模块以改变对硬件模块的供电电压,输出至各个模块的供电电压可以调节,从而减少功耗。
请参阅图6,图6示出了本申请一个实施例提供的电源管理方法的流程示意图。下面将针对图6所示的实施例进行详细的阐述,该方法具体可以包括步骤S210至步骤S250。
步骤S210:获取每个硬件模块输出的电流信号。
步骤S220:根据电流信号确定每个硬件模块的状态。
其中,每个硬件模块的状态用于表征当前该硬件模块的运行状态。由于硬件模块的结构是相对固定的,可以视为稳定不变的,当调用该硬件模块以实现功能时,该硬件模块输出的电流信号会增大。因此,可以通过电流信号来确定每个硬件模块的状态。
其中,各个硬件模块的状态可以是不同的,可以根据各个硬件模块的电流分别确定各个硬件模块的状态。对于一些需要较大供电电压或者使用状态较为频繁地发生改变的硬件模块,可以将该硬件模块的使用状态设置为更多的状态,并设置较高的采样频率更加实时地获取该硬件模块的电流信息,从而可以获取该硬件模块更为准确的工作情况,进而调节输出电压。
在一些实施方式中,每个硬件模块的状态包括工作状态和非工作状态。具体地,若电流信号大于第一预设阈值,则确定硬件模块为工作状态;若电流信号小于或等于第一预设阈值,则确定硬件模块为非工作状态。其中,第一预设阈值可以根据硬件模块的电气特性参数预先测试得到不同状态对应的电流,从而可以根据当前硬件模块输出的电流信号确定该模块的状态。
步骤S230:根据状态确定每个硬件模块的参考电压。
在获取每个硬件模块的状态后,可以根据状态来确定每个硬件模块的参考电压。具体地,PMIC的寄存器中可存储有根据硬件模块预设的多个参考电压,以及参考电压和硬件模块状态的对应关系,可以根据每个硬件模块的状态从寄存器中调用对应的该模块当前状态所对应的参考电压。
作为一种方式,硬件模块的状态可以包括硬件模块工作在最低功耗状态,以及最佳性能状态,可以根据单位时间内硬件模块的功耗来确定对应的参考电压。例如,对于显示屏,可以将显示屏的屏幕亮度最低所对应的单位时间内的功耗,作为显示屏单位时间内的最低功耗,从而确定最低功耗状态对应的参考电压。
在一些实施方式中,当每个硬件模块的状态包括工作状态和非工作状态时,工作状态对应第一参考电压,非工作状态对应第二参考电压,第一参考电压大于第二参考电压。也就是说,当硬件模块处于工作状态的参考电压大于非工作状态的参考电压,从而可以当硬件模块处于工作状态时输出更大的电压以使该硬件模块具有更好的工作性能,当硬件模块处于非工作状态时,可以输出更小的电压以节省功耗,从而更为灵活地进行供电,节省功耗。
步骤S240:根据每个硬件模块的参考电压和每个硬件模块的电流信号调节每个电阻模块的电阻值。
步骤S250:控制供电模块基于每个调节后的电阻模块的电阻值向该电阻模块对应的硬件模块供电。
本申请实施例,获取每个硬件模块输出的电流信号;根据电流信号确定每个硬件模块的状态;根据状态确定每个硬件模块的参考电压;根据每个硬件模块的参考电压和每个硬件模块的电流信号调节每个电阻模块的电阻值;控制供电模块基于每个调节后的电阻模块的电阻值向该电阻模块对应的硬件模块供电。通过对硬件模块的不同的状态设定不同的参考电压,根据获取的电流信号确定硬件模块的状态,进而确定该状态对应的参考电压,可以实时地调节该模块对应的参考电压,从而更具有针对性地调节各个模块的供电电压,进一步减少功耗。
请参阅图7,图7示出了本申请一个实施例提供的电源管理方法的流程示意图。下面将针对图7所示的实施例进行详细的阐述,该方法具体可以包括步骤S310至步骤S360。
步骤S310:获取每个硬件模块输出的电流信号。
步骤S320:基于电流信号确定每个硬件模块的参考电压。
步骤S330:获取每个硬件模块的参考电压对应的参考电流。
由于硬件模块的结构是相对固定的,可以视为稳定不变的,因此,可以预先通过测试或者计算得到每个硬件模块对应的电阻值。从而可以根据每个硬件模块的电阻值,计算参考电压对应的参考电流。可选地,也可以将参考电压对应的参考电流存储在寄存器中,基于电流信号可以确定每个硬件模块的参考电流。
步骤S340:当硬件模块的参考电流与电流信号的差值大于第二预设阈值时,将硬件模块作为目标硬件模块。
其中,目标硬件模块用于表征需要调节电阻模块的电阻值的硬件模块。具体地,当硬件模块的使用状态改变时,该硬件模块的输出电流也会发生改变。由于参考电流是根据采样得到的电流信号实时地确定得到的期望硬件模块输出的电流,当采样电流与期望电流差值相差较大时,可以认为该硬件模块当前的使用状态发生了改变,该硬件模块对应的参考电压发生了改变。因此,可以根据不同参考电压对应的参考电流设置第二预设阈值,当硬件模块的参考电流与电流信号的差值大于第二预设阈值时,将硬件模块作为目标硬件模块。可以理解的是,不同的硬件模块对应的第二预设阈值可以是不同的。
步骤S350:调节目标硬件模块对应的电阻模块的电阻值。
其中,电阻模块可以包括有阶段性可变电阻,即电阻值不连续改变的电阻,也可以包括连续性可变电阻,即可以连续地改变电阻值的电阻。可以根据目标硬件模块的参考电流和对该目标硬件模块对应的供电线路中的电阻值进行调节,以改变对目标硬件模块的供电电压。
在一些实施方式中,电源模块中还可以包括有寄存器,可以获取寄存器存储的目标硬件模块的参考电压对应的预设电阻值;将目标硬件模块对应的电阻模块的电阻值调节至预设电阻值。
具体地,可以根据各个模块的电气特性和参考电压,预先设置参考电压对应的电阻值,将电阻值存储在寄存器中。当该硬件模块被设置为目标硬件模块时,获取寄存器中存储的目标硬件模块的参考电压所对应的预设电阻值。进而,根据预设电阻值可以生成控制电阻模块的电阻值由当前阻值变换至预设电阻值的控制信号,进而根据控制信号将目标硬件模块对应的电阻模块的电阻值调节至预设电阻值。
步骤S360:控制供电模块基于每个调节后的电阻模块的电阻值向该电阻模块对应的硬件模块供电。
本申请实施例,获取每个硬件模块输出的电流信号;基于电流信号确定每个硬件模块的参考电压;当硬件模块的参考电流与电流信号的差值大于第二预设阈值时,将硬件模块作为目标硬件模块;调节目标硬件模块对应的电阻模块的电阻值;控制供电模块基于每个调节后的电阻模块的电阻值向该电阻模块对应的硬件模块供电。通过比较参考电流与电流信号,可以判断当前硬件模块的状态是否发生改变,从而调节状态发生改变的硬件模块对应的电阻值,以实现动态的供电电压的调节,从而能够减少功耗。
请参阅图8,图8示出了本申请一个实施例提供的电源管理方法的流程示意图。下面将针对图8所示的实施例进行详细的阐述,该方法具体可以包括步骤S410至步骤S470。
步骤S410:获取每个硬件模块输出的电流信号;
步骤S420:基于电流信号确定每个硬件模块的参考电压;
步骤S430:根据每个硬件模块的参考电压和每个硬件模块的电流信号调节每个电阻模块的电阻值;
步骤S440:控制供电模块基于每个调节后的电阻模块的电阻值向该电阻模块对应的硬件模块供电
步骤S450:获取每个硬件模块的参考电压对应的参考电流。
步骤S460:根据电流信号和参考电流的差值得到电流误差值。
当采样得到的电流信号为模拟信号时,通过模数转换器将模拟信号转换为数值信号,然后将参考电流和电流信号相减,以得到当前采样电流对应的电流误差值。
步骤S470:通过比例积分微分算法获取电流误差值对应的电流调节量。
如图9所示的PID算法的示意图中,可以由按偏差的比例(Proportion,P)、积分(Integral,I)和微分(Derivative,D)进行控制的PID控制器。其中,测量元件用于获取控制对象的实际值。适用于“一阶滞后+纯滞后”与“二阶滞后+纯滞后”的控制对象。PID算法是根据控制对象输出反馈来进行校正的控制方式,在测量出实际值与理论值之间发生偏差时,通过比例、积分、微分调节并反馈到控制路线上。
可以理解的是,在本申请中PID算法中理论值可以是参考电流,测量元件可以是采样电路,实际值为采样得到的电流信号,执行模块可以是供电模块。可以根据实际应用的需要,选择P、PI、PD、PID等方式进行控制。
其中,PID算法可以通过以下方式进行计算:
其中,为积分时间常数,/>微分时间常数,/>为比例增益,/>为差值函数,即上述电流误差值,/> 作为 PID 控制器的输出和被控对象的输入。具体地,可以将获取电流误差值,以及电流误差值对应的积分分量和微分分量,进而根据比例增益获取该电流误差值对应的电流调节量。
可选地,PID算法可以采用位置式PID算法,也可以采用增量式PID算法,位置式PID算法的输出与整个过去的状态有关,用到了误差的累加值;而增量式PID算法的输出只与当前和上一时刻的误差有关。
可以使用软件程序实现控制,也可以使用硬件开关切换多套硬件电路,可以实现多组PID之间的切换。可选地,PID算法中可以采用固定的参数,也可以根据电流误差值采用可变的参数,从而根据误差值更实时地获取电流调节量。例如,使用PI参数进行的PID算法中,当电流误差值较大时,可以使用较小的PI参数以避免超调过大,而当电流误差值较小时,可以使用较大的PI参数,在保证超调可控的前提下以提高响应时间和稳定性。
步骤S480:根据电流调节量控制供电模块基于每个调节后的电阻模块的电阻值向该电阻模块对应的硬件模块供电。
可以基于电流调节量调节供电模块输出的电流,以使供电模块基于每个调节后的电阻模块的电阻值进行供电,从而硬件模块的输出电流接近参考电流,即硬件模块的电压信号接近参考电压,实现稳定的供电。
作为一种方式,可以将当前的电流信号于电流调节量相加得到期望电流值,根据期望电流值调节供电模块中该硬件模块对应的电压变换器的占空比或者工作频率,从而实现供电电流的调节。
本申请实施例,可以根据电流信号和参考电流的差值得到电流误差值,通过PID算法获取电流误差值对应的电流调节量,从而根据电流调节量控制供电模块基于每个调节后的电阻模块的电阻值向该电阻模块对应的硬件模块供电。因此,可以通过PID算法控制供电模块的对每个硬件模块的供电电压稳定在参考电压,提高供电电压的稳定性。
请参阅图10,图10示出了一种电子设备,该电子设备1000包括电源装置1010和至少一个硬件模块1020,所述电源装置用于执行上述的电源管理方法。该电子设备1000可以是智能手机、平板电脑、电子书等能够运行应用程序的电子设备。其中,硬件模块1020可以包括处理器、存储器、屏幕、电池等器件。
处理器可以包括一个或者多个处理核。处理器利用各种接口和线路连接整个电子设备1000内的各个部分,通过运行或执行存储在存储器内的指令、程序、代码集或指令集,以及调用存储在存储器内的数据,执行电子设备1的各种功能和处理数据。可选地,处理器可以采用数字信号处理(Digital Signal Processing,DSP)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)、可编程逻辑阵列(Programmable Logic Array,PLA)中的至少一种硬件形式来实现。处理器可集成中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、图像处理器(Graphics Processing Unit,GPU)和调制解调器等中的一种或几种的组合。其中,CPU主要处理操作系统、用户界面和应用程序等;GPU用于负责显示内容的渲染和绘制;调制解调器用于处理无线通信。可以理解的是,上述调制解调器也可以不集成到处理器中,单独通过一块通信芯片进行实现。
存储器可以包括随机存储器(Random Access Memory,RAM),也可以包括只读存储器(Read-Only Memory)。存储器可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器可包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储用于实现操作系统的指令、用于实现至少一个功能的指令(比如触控功能、声音播放功能、图像播放功能等)、用于实现下述各个方法实施例的指令等。存储数据区还可以存储终端在使用中所创建的数据(比如电话本、音视频数据、聊天记录数据)等。
请参阅图11,其示出了本申请实施例提供的电源管理装置1100的模块框图。该电源管理装置1100应用于上述电子设备。下面将针对图11所示的框图进行阐述,所述电源管理装置1100包括:电流信号获取模块1110、参考电压确定模块1120、电阻调节模块1130以及供电控制模块1140,其中:
电流信号获取模块1110,用于获取每个所述硬件模块输出的电流信号。
参考电压确定模块1120,用于基于所述电流信号确定每个所述硬件模块的参考电压。
进一步地,参考电压确定模块1120可以包括状态确定子模块和电压确定子模块,其中:
状态确定子模块,用于根据所述电流信号确定每个所述硬件模块的状态。
电压确定子模块,用于根据所述状态确定每个所述硬件模块的所述参考电压。
进一步地,所述状态包括工作状态和非工作状态,所述状态确定子模块可以包括第一状态确定单元和第二状态确定单元,其中:
第一状态确定单元,用于若所述电流信号大于第一预设阈值,则确定所述硬件模块为工作状态。
第二状态确定单元,用于若所述电流信号小于或等于所述第一预设阈值,则确定所述硬件模块为非工作状态。
进一步地,所述工作状态对应第一参考电压,所述非工作状态对应第二参考电压,所述第一参考电压大于所述第二参考电压。
电阻调节模块1130,用于根据每个所述硬件模块的所述参考电压和每个所述硬件模块的所述电流信号调节每个所述电阻模块的电阻值。
进一步地,所述电阻调节模块可以包括参考电流确定子模块、目标硬件模块确定子模块和电阻调节子模块,其中:
参考电流确定子模块,用于获取每个所述硬件模块的所述参考电压对应的参考电流。
目标硬件模块确定子模块,用于当所述硬件模块的所述参考电流与所述电流信号的差值大于第二预设阈值时,将所述硬件模块作为目标硬件模块。
电阻调节子模块,用于调节所述目标硬件模块对应的所述电阻模块的所述电阻值。
进一步地,所述电源装置还可以包括寄存器,所述电阻调节子模块可以包括:电阻值获取单元和电阻值调节单元,其中:
电阻值获取单元,用于获取所述寄存器存储的所述目标硬件模块的所述参考电压对应的预设电阻值。
电阻值调节单元,用于将所述目标硬件模块对应的所述电阻模块的电阻值调节至所述预设电阻值。
供电控制模块1140,用于控制所述供电模块基于每个调节后的所述电阻模块的电阻值向该电阻模块对应的硬件模块供电。
进一步地,供电控制模块1140可以包括参考电流获取子模块、误差值获取子模块、调节量获取子模块和供电控制子模块,其中:
参考电流获取子模块,用于获取每个所述硬件模块的所述参考电压对应的参考电流。
误差值获取子模块,用于根据所述电流信号和所述参考电流的差值得到电流误差值。
调节量获取子模块,用于通过比例积分微分算法获取所述电流误差值对应的电流调节量。
供电控制子模块,用于根据所述电流调节量控制所述供电模块基于每个调节后的所述电阻模块的电阻值向该电阻模块对应的硬件模块供电。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述电子设备、装置和模块的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中,模块相互之间的耦合可以是电性,机械或其它形式的耦合。
另外,在本申请各个实施例中的各硬件模块可以集成在一个处理模块中,也可以是各个模块单独物理存在,也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件硬件模块的形式实现。
请参考图12,其示出了本申请实施例提供的一种计算机可读存储介质的结构框图。该计算机可读介质1200中存储有程序代码,所述程序代码可被处理器调用执行上述方法实施例中所描述的方法。
计算机可读存储介质1200可以是诸如闪存、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、EPROM、硬盘或者ROM之类的电子存储器。可选地,计算机可读存储介质1200包括非易失性计算机可读介质(non-transitory computer-readable storage medium)。计算机可读存储介质1100具有执行上述方法中的任何方法步骤的程序代码1210的存储空间。这些程序代码可以从一个或者多个计算机程序产品中读出或者写入到这一个或者多个计算机程序产品中。程序代码1210可以例如以适当形式进行压缩。
最后应说明的是:以上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,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种电源管理方法,其特征在于,应用于电源装置,所述电源装置包括至少一个电阻模块和供电模块,所述供电模块用于向至少一个硬件模块供电,所述供电模块与每个所述硬件模块的之间的供电线路连接一个电阻模块,所述方法包括:
获取每个所述硬件模块输出的电流信号;
基于所述电流信号确定每个所述硬件模块的参考电压;
所述基于所述电流信号确定每个所述硬件模块的参考电压,包括:
根据所述电流信号确定每个所述硬件模块的状态;
根据所述状态确定每个所述硬件模块的所述参考电压;
根据每个所述硬件模块的所述参考电压和每个所述硬件模块的所述电流信号调节每个所述电阻模块的电阻值;
控制所述供电模块基于每个调节后的所述电阻模块的电阻值向该电阻模块对应的硬件模块供电。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述状态包括工作状态和非工作状态,所述根据所述电流信号确定每个所述硬件模块的状态,包括:
若所述电流信号大于第一预设阈值,则确定所述硬件模块为工作状态;
若所述电流信号小于或等于所述第一预设阈值,则确定所述硬件模块为非工作状态。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述工作状态对应第一参考电压,所述非工作状态对应第二参考电压,所述第一参考电压大于所述第二参考电压。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法,其特征在于,所述根据每个所述硬件模块的所述参考电压和每个所述硬件模块的所述电流信号调节每个所述电阻模块的电阻值,包括:
获取每个所述硬件模块的所述参考电压对应的参考电流;
当所述硬件模块的所述参考电流与所述电流信号的差值大于第二预设阈值时,将所述硬件模块作为目标硬件模块;
调节所述目标硬件模块对应的所述电阻模块的所述电阻值。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述电源装置还包括寄存器,所述调节所述目标硬件模块对应的所述电阻模块的所述电阻值,包括:
获取所述寄存器存储的所述目标硬件模块的所述参考电压对应的预设电阻值;
将所述目标硬件模块对应的所述电阻模块的电阻值调节至所述预设电阻值。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述控制所述供电模块基于每个调节后的所述电阻模块的电阻值向该电阻模块对应的硬件模块供电,包括:
获取每个所述硬件模块的所述参考电压对应的参考电流;
根据所述电流信号和所述参考电流的差值得到电流误差值;
通过比例积分微分算法获取所述电流误差值对应的电流调节量;
根据所述电流调节量控制所述供电模块基于每个调节后的所述电阻模块的电阻值向该电阻模块对应的硬件模块供电。
7.一种电源装置,其特征在于,包括:
电阻模块;
供电模块,用于基于所述电阻模块的电阻值向至少一个硬件模块供电;
采样模块,用于获取至少一个所述硬件模块输出的电流信号;
参考电压确定模块,用于基于所述电流信号确定每个所述硬件模块的参考电压,其中,所述参考电压确定模块包括状态确定子模块和电压确定子模块;所述状态确定子模块,用于根据所述电流信号确定每个所述硬件模块的状态;所述电压确定子模块,用于根据所述状态确定每个所述硬件模块的所述参考电压;
控制模块,用于根据所述参考电压和所述电流信号生成控制信号,所述控制信号用于调节电阻模块的电阻值。
8.一种电子设备,其特征在于,包括电源装置和至少一个硬件模块,所述电源装置用于执行如权利要求1-6任一项所述的方法。
9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有处理器可执行的程序代码,所述程序代码被所述处理器执行时使所述处理器执行如权利要求1-6任一项所述方法。
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