一种供电电路、终端设备及其供电控制方法与流程

文档序号:15095393发布日期:2018-08-04 14:26阅读:158来源:国知局

本发明实施例涉及供电技术领域,尤其涉及一种供电电路、终端设备及其供电控制方法。



背景技术:

目前终端设备的供电电路通常包括与终端设备的电源模块连接的升降压模块,以及并联接入升降压模块的N个低压差线性稳压器(Low Dropout Regulator,LDO),N为正整数;且各LDO的输出端与至少一个负载(如前后置摄像头、全面屏、图形处理器或者指纹传感器,等等)连接。升降压模块对电源模块输出的电压进行升降压;而各LDO将升降压模块输出的电压减去超额的电压即压差,以向与其连接的负载提供工作所需的电压。

其中,在上述供电电路中,通常调节升降压模块的输出电压的最小值,等于所有LDO的输入电压(即预设输出电压与预设压差之和)中的最大值。但是,由于升降压模块将其输出电压由输出端输入至各LDO时,升降压模块与各LDO之间的线路会消耗电能,使各LDO实际输入电压降低,引起各LDO输出至其负载的电压降低,从而导致负载的工作稳定性降低,甚至影响负载的正常工作。

可见,目前的终端设备存在因供电电路中的线路消耗电能引起LDO的输出电压降低,而导致负载的工作稳定性降低的问题。



技术实现要素:

本发明实施例提供一种供电电路、终端设备及其供电控制方法,以解决目前的终端设备存在因供电电路中的线路消耗电能引起LDO的输出电压降低,而导致负载的工作稳定性降低的问题。

为解决上述技术问题,本发明是这样实现的:

第一方面,本发明实施例提供了一种供电电路,应用于终端设备,所述终端设备包括至少一个负载;所述供电电路包括检测子电路、控制子电路以及N个低压差线性稳压器LDO,N为正整数,其中:

所述LDO的输出端与对应的负载连接;

所述检测子电路用于检测N个所述LDO的输入端接入的实时输入电压,并将N个所述LDO的实时输入电压发送至所述控制子电路;

所述控制子电路用于判断所述LDO的实时输入电压是否满足预设条件,并当所述实时输入电压满足预设条件时,控制所述LDO的输出端的实时电压为所述实时输入电压;

其中,当所述实时输入电压不满足预设条件时,所述LDO的输出端的实时电压小于所述实时输入电压。

第二方面,本发明实施例还提供一种终端设备,包括至少一个负载,所述终端设备还包括供电电路,所述供电电路包括检测子电路、控制子电路以及N个低压差线性稳压器LDO,N为正整数,其中:

所述LDO的输出端与对应的负载连接;

所述检测子电路用于检测N个所述LDO的输入端接入的实时输入电压,并将N个所述LDO的实时输入电压发送至所述控制子电路;

所述控制子电路用于判断所述LDO的实时输入电压是否满足预设条件,并当所述实时输入电压满足预设条件时,控制所述LDO的输出端的实时电压为所述实时输入电压;

其中,当所述实时输入电压不满足预设条件时,所述LDO的输出端的实时电压小于所述实时输入电压。

第三方面,本发明实施例还提供一种终端设备的供电控制方法,应用于上述终端设备,所述终端设备的供电控制方法包括:

所述检测子电路检测N个所述LDO的输入端接入的实时输入电压,并将N个所述LDO的实时输入电压发送至所述控制子电路;

所述控制子电路判断所述LDO的实时输入电压是否满足预设条件,并当所述实时输入电压满足预设条件时,控制所述LDO的输出端的实时电压为所述实时输入电压;

其中,当所述实时输入电压不满足预设条件时,所述LDO的输出端的实时电压小于所述实时输入电压。

在本发明实施例中,供电电路包括检测子电路、控制子电路以及N个低压差线性稳压器LDO,N为正整数,其中:LDO的输出端与对应的负载连接;检测子电路用于检测N个LDO的输入端接入的实时输入电压,并将N个LDO的实时输入电压发送至控制子电路;控制子电路用于判断LDO的实时输入电压是否满足预设条件,并当实时输入电压满足预设条件时,控制LDO的输出端的电压为实时输入电压;其中,当实时输入电压不满足预设条件时,LDO的输出端的实时电压为小于实时输入电压。这样,供电电路可以根据各LDO的实时输入电压,控制LDO的输出端的实时电压,从而使LDO可以提供与其对应的负载正常工作所需的合适电压,提升负载的工作稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明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发明的一些实施例,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是本发明实施例提供的一种供电电路的电路结构示意图;

图2是本发明实施例提供的一种LDO的电路结构示意图;

图3是本发明实施例提供的LDO的工作曲线示意图;

图4是本发明实施例提供的另一种供电电路的电路结构示意图;

图5是本发明实施例提供的一种终端设备的供电控制方法的流程示意图。

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。

本发明实施例所述的供电电路,包括检测子电路、控制子电路以及N个低压差线性稳压器LDO,N为正整数,其中:

所述LDO的输出端与对应的负载连接;

所述检测子电路用于检测N个所述LDO的输入端接入的实时输入电压,并将N个所述LDO的实时输入电压发送至所述控制子电路;

所述控制子电路用于判断所述LDO的实时输入电压是否满足预设条件,并当所述实时输入电压不满足预设条件时,控制所述LDO的输出端的实时电压为所述实时输入电压;

其中,当所述实时输入电压不满足预设条件时,所述LDO的输出端的实时电压小于所述实时输入电压。

本发明实施例所述的供电电路,检测子电路检测各LDO的输入端的实时输入电压,控制子电路可以根据检测子电路检测到的实时输入电压,控制LDO的输出端的实时电压,从而使LDO可以提供与其对应的负载正常工作所需的合适电压,提升负载的工作稳定性。

请参见图1,图1是本发明实施例提供的一种供电电路与负载连接的结构示意图,所述供电电路20包括检测子电路22、控制子电路21以及N个低压差线性稳压器LDO23,N为正整数,其中:

所述LDO23的输出端与对应的负载10连接;

所述检测子电路22用于检测N个所述LDO23的输入端接入的实时输入电压,并将N个所述LDO23的实时输入电压发送至所述控制子电路21;

所述控制子电路21用于判断所述LDO23的实时输入电压是否满足预设条件,并当所述实时输入电压满足预设条件时,控制所述LDO的输出端的实时电压为所述实时输入电压;

其中,当所述实时输入电压不满足预设条件时,所述LDO的输出端的实时电压小于所述实时输入电压。

应当说明的是,上述LDO23的输出端与对应的负载10连接,可以是上述N个LDO23中每一LDO23与一负载10连接,且不同LDO23与不同的负载10连接,即上述终端设备包括N个负载10,且N个LDO23与N个负载10一一对应连接;或者,也可以是每一LDO23与多个负载10连接,且各LDO23可以输出满足与其连接的多个负载10工作需求的电压,如:多个工作电压相同的负载10并联接入一个LDO23中。而图1中仅示出了N个LDO23与N个负载10一一对应连接,在此并不进行限定。

另外,上述供电电路20中可以仅设置有一个LDO23,或者,也可以是设置有两个或者两个以上的LDO23,即上述N为大于或者等于2的正整数。而图1中仅示出了上述供电电路20设置有两个或者两个以上LDO23,在此也并不进行限定。

本发明实施例中,上述控制子电路21可以是任何能够实现根据每一LDO23的实时输入电压,控制该LDO23的输出端的实时电压的电路,即该电路可以控制每一LDO输出满足其对应的负载正常工作所需的电压。

其中,上述控制电路可以是用于根据LDO23的实时输入电压,对该LDO23的输出端的实时电压进行控制。例如:每一LDO23包括LDO本体电路以及与LDO本体电路并联连接的切换开关;在LDO的实时输入电压不满足预设条件如大有或者等于一定值时,切换开关断开,使该LDO23内的LDO本体电路工作,使得LDO23的输出端的实时电压为其输入端的实时输入电压与预设压差的差值;而当控制子电路确定LDO的实时输入电压满足预设条件如小于一定值时,控制子电路可以控制该LDO内切换开关导通,使LDO本体电路短路,从而使LDO的输出端的实时电压为其输入端的实时输入电压。

本发明实施例中,上述每一LDO23是具备降压稳压功能的线性稳压器件。当LDO23处于正常工作模式即线性稳压模式时,可以使用在其线性区域内运行的开关晶体管,从实时输入电压中减去超额的电压即预设压差,从而实现对其输出端的电压进行降压,即LDO23处于线性稳压模式时,该LDO23的输出端的实时电压小于其实时输入电压。

应当说明的是,上述每一LDO23可以是采用共源共栅结构的低压差线性稳压器;或者,也可以是高带宽的低压差线性稳压器,等等。

本发明具体实施例中,所述控制子电路可以具体用于当所述实时输入电压满足预设条件时控制所述LDO处于旁路模式,以控制所述LDO的输出端的实时电压为所述实时输入电压;

其中,当所述实时输入电压不满足预设条件时,所述LDO处于线性稳压模式,以使所述LDO的输出端的实时电压为所述实时输入电压与预设压差之间的差值。

该实施方式中,上述控制子电路可以判断LDO的实时输入电压是否满足预设条件,并在LDO的实时输入电压满足预设条件时,控制LDO处于旁路模式,而在LDO的实时输入电压满足预设条件时,LDO处于线性稳压模式,从而使LDO持续输出合适的电压,且供电电路结构简单,提升电路的可靠性。

如图2所示,目前的LDO23中通常至少包括开关晶体管231以及与开关晶体管231的栅极连接的驱动模块232,驱动模块232用于向开关晶体管231输出工作电压,以控制开关晶体管231进入不同的工作模式。

在具体实施时,所述开关晶体管的第一极为该开关晶体管的源极,所述开关晶体管的第二极为该开关晶体管的漏极;或者,所述开关晶体管的第一极为该开关晶体管的漏极,所述开关晶体管的第二极为该开关晶体管的源极。

举例来说,如图3所示,为具有不同栅源电压VGS的场效应晶体金属氧化物半导体(Metal Oxide Semiconductor,MOS)管的工作特性曲线。其中,驱动模块232输入至开关晶体管231的栅极的工作电压不同,可以使MOS管分别工作在可变电阻区、恒流区以及击穿区,使得MOS管的工作特性发生变化,如MOS管工作在可变电阻区内,MOS管进入旁路(bypass)模式,即相当于一个小电阻,使得MOS管的输出电压接近于输入电压;而LDO正常工作时,MOS管工作在恒流区内,MOS管进入线性稳压模式,使输出端的实时电压等于实时输入电压减去预设压差。

因此,由上可知,上述控制子电路21控制LDO23工作在不同的工作模式,可以通过控制子电路21控制LDO23中驱动模块232输出至开关晶体管231的工作电压实现。

当然,上述控制子电路21控制LDO23工作在不同的工作模式,也可以是通过在供电电路中设置其他用于控制LDO23的工作模式的电路实现,在此并不进行限定。

本发明具体实施例中,所述LDO23包括开关晶体管231以及与所述开关晶体管231的栅极连接的驱动模块232,所述开关晶体管231的第一极与所述检测子电路22连接,所述开关晶体管231的第二极与该LDO23对应的负载10连接;

所述控制子电路21具体用于当所述实时输入电压满足预设条件,控制所述驱动模块232调节所述开关晶体管231的栅极的电压,使得所述开关晶体管232进入可变电阻区,以使所述LDO23工作于所述旁路模式;

其中,当所述实时输入电压不满足预设条件时,所述驱动模块232提供所述开关晶体管231进入恒流区的电压,以使所述LDO23工作于所述线性稳压模式。

该实施方式中,当LDO的实时输入电压不满足预设条件时,其内部的驱动模块232提供开关晶体管231进入恒流区的电压,以使该LDO23处于线性稳压模式,即使得该LDO23的输出电压等于实时输入电压与预设压差的差值;而当LDO23的实时输入电压满足预设条件时,控制子电路21可以控制LDO23的MOS管231进入可变电阻区,使LDO23的输出电压等于或者接近其实时输入电压,从而使LDO23输出合适的电压,以满足对应的负载的正常工作需求。

其中,上述控制子电路21判断各LDO23的实时输入电压是否满足预设条件,可以是控制子电路21预设有与各LDO23对应的参考电压,在LDO23的实时输入电压小于对应的参考电压,此时该LDO23的输出电压过低,会降低该LDO23对应的负载的工作稳定性;而LDO23的实时输入电压大于或者等于对应的参考电压,此时该LDO23的输出电压能够满足对应的负载的正常工作。

另外,根据LDO23的工作原理,即其输出电压为输入电压减去预设压差,而终端设备中会预先设定每一LDO23对应的预设输出电压,该预设输出电压为LDO23对应的负载正常工作所需的额定电压,以为控制LDO23的输出电压提供参考。

具体地,所述控制子电路21可以具体用于判断所述实时输入电压是否小于预设输出电压与预设压差之和,并当判断到所述实时输入电压小于预设输出电压与预设压差之和时,确定所述实时输入电压满足预设条件;当判断到所述实时输入电压大于或者等于预设输出电压与预设压差之和时,确定所述实时输入电压不满足预设条件。

这样,将各LDO23的预设输出电压与预设压差之和,作为判断其实时输出电压是否满足预设条件的参考电压,从而使控制子电路21能够更准确地判断出各LDO23在当前的实时输入电压下,是否能够输出LDO23对应的负载正常工作所需的电压,进一步提升负载的工作稳定性。

需要说明的是,如图2所示,上述每一LDO23中除设置有开关晶体管231以及驱动模块232之外,还可以设置有其他组件,例如:过温保护模块233、限流模块234、电压反馈模块235、放电模块236、恒流源237、反相器238以及电阻R1和电阻R2,等等。由于LDO23的具体结构以及工作实现过程为本领域技术人员所熟知,在此并不进行赘述。

本发明实施例中,上述检测子电路22与上述N个LDO23的输入端连接,且上述检测子电路22可以是任何能够检测上述N个LDO23中每一LDO23的输入端接入的实时输入电压的电路,例如:上述检测子电路22可以包括与控制子电路21连接的N个电压计,且不同的电压计与不同的LDO23的输入端电连接,每一电压计检测对应的LDO23的输入端的实时输入电压并发送至控制子电路21。

具体地,所述检测子电路可以包括N个数模转换ADC模块,N个所述ADC模块与N个所述LDO23一一对应,所述ADC模块用于检测与该ADC模块对应的所述LDO23的实时输入电压;

N个所述ADC模块设置于所述控制子电路内;或者,所述ADC模块设置于与该ADC模块对应的所述LDO23内。

该实施方式中,由于ADC模块可以直接收集与其对应的LDO23的输入端的实时输入电压的数据,而无需控制子电路21对检测子电路22检测的数据进行重新配置或者处理,从而可以减少控制子电路21的响应时间,提升供电电路20调节其LDO23的输出电压的及时性。

另外,上述N个ADC模块可以是设置于控制子电路21内;或者,也可以是上述每一ADC模块设置于其对应的LDO23内,从而在安装供电电路的过程中,无需单独预留检测子电路的安装空间,减小供电电路在终端设备中占据的安装空间。当然,上述N个ADC模块也可以是独立设置于上述控制子电路21或者LDO23之外,在此并不进行限定。

需要说明的是,如图4所示,上述N个LDO23中每一LDO23的输入端与升降压子电路24的输出端连接,且该升降压子电路24与终端设备的电源模块连接,升降压子电路24可以将电源模块的输出电压进行升降压调节,并向N个LDO23输出合适的电压。而为保证每一LDO23对应的负载的正常工作需求,上述升降压子电路24的输出电压应当满足:该输出电压的最小值大于或者等于N个LDO23的预设电压与压差之和的最大值。

其中,上述升降压子电路10可以是任何能够实现对输入电源输入的电压进行升压或者降压的电路,例如:上述升降压子电路10可以是由开关管、二极管D1、电容以及电感L等组成的升降压(Buck-Boost)变换电路,等等,在此并不进行限定。

本发明实施例的供电电路,包括检测子电路、控制子电路以及N个低压差线性稳压器LDO,N为正整数,其中:LDO的输出端与对应的负载连接;检测子电路用于检测N个LDO的输入端接入的实时输入电压,并将N个LDO的实时输入电压发送至控制子电路;控制子电路用于判断LDO的实时输入电压是否满足预设条件,并当实时输入电压满足预设条件时,控制LDO的输出端的电压为实时输入电压;其中,当实时输入电压不满足预设条件时,LDO的输出端的实时电压为小于实时输入电压。这样,供电电路可以根据各LDO的实时输入电压,控制LDO的输出端的实时电压,从而使LDO可以提供与其对应的负载正常工作所需的合适电压,提升负载的工作稳定性。

基于上述供电电路,本发明实施例还提供一种终端设备,所述终端设备还包括供电电路,所述供电电路包括检测子电路、控制子电路以及N个低压差线性稳压器LDO,N为正整数,其中:

所述LDO的输出端与对应的负载连接;

所述检测子电路用于检测N个所述LDO的输入端接入的实时输入电压,并将N个所述LDO的实时输入电压发送至所述控制子电路;

所述控制子电路用于判断所述LDO的实时输入电压是否满足预设条件,并当所述实时输入电压不满足预设条件时,控制所述LDO的输出端的实时电压为所述实时输入电压;

其中,当所述实时输入电压不满足预设条件时,所述LDO的输出端的实时电压小于所述实时输入电压。

由于终端设备本身的结构为本领域技术人员所熟知,而供电电路的具体结构在上述实施例中已进行描述,在此不再对终端设备的具体结构进行赘述。

本发明实施例中,上述终端设备可以包括:手机、平板电脑(Tablet Personal Computer)、膝上型电脑(Laptop Computer)、个人数字助理(personal digital assistant,简称PDA)、移动上网装置(Mobile Internet Device,MID)或可穿戴式设备(Wearable Device)等。

请参见图5,图5是本发明实施例提供的一种终端设备的供电控制方法的流程示意图,应用于上述终端设备,如图5所示,方法包括如下步骤:

步骤501、所述检测子电路检测N个所述LDO的输入端接入的实时输入电压,并将N个所述LDO的实时输入电压发送至所述控制子电路;

步骤502、所述控制子电路判断所述LDO的实时输入电压是否满足预设条件;

步骤503、当所述实时输入电压不满足预设条件时,所述控制子电路控制所述LDO的输出端的实时电压为所述实时输入电压;

其中,当所述实时输入电压不满足预设条件时,所述LDO的输出端的实时电压小于所述实时输入电压。

可选的,上述步骤503,包括:

当所述实时输入电压满足预设条件时,所述控制子电路控制所述LDO处于旁路模式,以使所述LDO的输出端的实时电压为所述实时输入电压;

其中,当所述实时输入电压不满足预设条件时,所述LDO处于线性稳压模式,以使所述LDO的输出端的实时电压为所述实时输入电压与预设压差之间的差值。

可选的,所述控制子电路控制所述LDO处于旁路模式,包括:

所述控制子电路控制所述驱动模块调节所述开关晶体管的栅极的电压,使得所述开关晶体管进入可变电阻区,以控制所述LDO工作于所述旁路模式;其中,当所述实时输入电压不满足预设条件时,所述驱动模块提供所述开关晶体管进入恒流区的电压,以使所述LDO工作于所述线性稳压模式。

可选的,所述控制子电路判断所述实时输入电压是否满足预设条件,包括:

所述控制子电路判断所述实时输入电压是否小于预设输出电压与预设压差之和;

当判断到所述实时输入电压小于预设输出电压与预设压差之和时,所述控制子电路确定所述实时输入电压满足预设条件;

当判断到所述实时输入电压之大于或者等于预设输出电压与预设压差之和时,所述控制子电路确定所述实时输入电压不满足预设条件。

应当说明的是,当上述控制子电路确定实时输入电压不满足预设条件时,供电电路可以不进行任何操作,即保持LDO正常工作在稳压线性模式,使得对其输出端的实时电压进行降压,即使其输出端的实时电压小于实时输入电压。

需要说明的是,本实施例作为与上述实施例中供电电路对应的实施方式,其具体的实施方式可以参见上述实施例的相关说明,为了避免重复说明,本实施例不再赘述,且还可以达到相同有益效果。

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。

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