专利名称：电源转换方法及移动终端的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，特别涉及移动终端内的电源转换技术。
背景技术：
移动终端一般由电池供电，通常移动终端内部需要多种类型的电压，由电源转换电路提供。其中为数字基带核电压供电采用DC-DC(直流-直流)实现。基带芯片根据不同业务类型分为:睡眠模式，待机模式，语音通话模式，高速数据接入(High Speed PacketAccess，简称“HSPA”)模式，长期演进(Long Term Evolution，简称“LTE”)高速数据业务模式。目前传统的DC-DC采用二极管整流，由于二极管上的固有压降，导致这部分功耗很大，尤其在重载的时候，严重影响了 DC-DC的效率(即电源转换电路的效率)。虽然采用同步整流以后，整流管导通电阻可以做到很低，大大提高DC-DC的效率，如图1所示。图1中的曲线A表示采用二极管整流PFM (脉冲频率调制)/PWM (脉冲宽度调制)混合控制效率随负载的关系；图1中的曲线B表示采用同步整流PFM/PWM混合控制效率随负载的关系；图1中的曲线C表示采用同步整流PWM控制效率随负载的关系。本发明的发明人发现，DC-DC的效率通常在某个负载电流下处于最佳，其余位置则低于此值。其原因在于，电源转换电路的电流型降压DC转换器的典型结构中(如图2所示)，无论移动终端是处于待机、轻载或重载状态(即移动终端工作于不同业务类型时)，各虚框中的输出功率管都处于开启状态，从而致使移动终端的整体转换效率不够理想，而且，电源转换效率的不够理想，也会影响到电池的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电源转换方法及移动终端，使得移动终端在不同的业务类型下，均可获得较高的转换效率，延长电池寿命。为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种电源转换方法，包含以下步骤:检测移动终端的当前负载情况；根据移动终端的负载与电源转换电路中输出功率管的最优开启数目的关系，决定当前负载情况下电源转换电路中输出功率管的最优开启数目；其中，所述移动终端的负载越大，所述最优开启数目越大；开启所述电源转换电路中的输出功率管，开启的输出功率管的数目等于或最接近于所述决定的最优开启数目。本发明的实施方式还提供了一种移动终端，包含:检测模块，用于检测移动终端的当前负载情况；最优开启数目决策模块，用于根据移动终端的负载与电源转换电路中输出功率管的最优开启数目的关系，决定当前负载情况下电源转换电路中输出功率管的最优开启数目；其中，所述移动终端的负载越大，所述最优开启数目越大；控制模块，用于开启所述电源转换电路中的输出功率管，开启的输出功率管的数目等于或最接近于所述决定的最优开启数目。本发明实施方式相对于现有技术而言，通过利用移动终端的负载与电源转换电路中输出功率管的最优开启数目的正比关系，决定当前负载情况下电源转换电路中输出功率管的最优开启数目，控制输出功率管的开启数目等于或最接近于决定的最优开启数目。由于针对基带芯片的不同业务类型，移动终端的负载也会有所不同，因此，根据负载情况决定当前输出功率管的最优开启数目，即根据配置的业务类型动态调整输出功率管的开启数目，而无需将所有的输出功率管都保持在开启状态，从而可使得移动终端在不同的业务类型下，均可获得较高的电源转换效率，也延长了电池的使用寿命。另外，既可以通过误差放大器检测所述移动终端的当前负载情况，也可以通过电流感应器检测所述移动终端的当前负载情况，使得本发明的实现方式可灵活多变地实现。另外，将所述电源转换电路中输出功率管预先分成至少2组，开启一组输出功率管时该组输出功率管内包含的所有输出功率管均被开启。在所述开启电源转换电路中的输出功率管的步骤中，根据决定的最优开启数目，选择需开启的输出功率管组。其中，需开启的输出功率管组为包含的输出功率管数目等于或最接近于所述最优开启数目的一个输出功率管组；或者，需开启的输出功率管组为包含的输出功率管数目总和，等于或最接近于所述最优开启数目的多个输出功率管组。通过对输出功率管进行分组，在开启电源转换电路中的输出功率管时，只需向输出功率管组输出逻辑控制信号，即可实现输出功率管的开启、关闭控制。实现简单，而且能直接应用在现有的电流型降压DC转换器的典型结构中，从而能与现有技术较好地兼容。
图1是根据现有技术中的不同控制模式和整流方式的效率对比示意图；图2是根据现有技术中的电源转换电路的电流型降压DC转换器的典型结构示意图；图3是根据本发明第一实施方式的电源转换方法流程图；图4是根据本发明第一实施方式中的电流型降压DC转换器的典型结构示意图；图5是根据本发明第一实施方式的仿真结果示意图；图6是电源转换电路中导通损耗、开关损耗，总损耗和输出功率管的开启数目的关系不意图；图7是根据本发明第一实施方式中的效率随工作模式的关系示意图；图8是根据本发明第三实施方式移动终端结构示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。本发明的第一实施方式涉及一种电源转换方法。具体流程如图3所示。
在步骤310中，移动终端检测当前的负载情况。本领域技术人员可以理解，各个负载阶段的电流消耗情况会有所不同。在移动终端中，主要有以下几种处于不同负载阶段的工作模式:(1)睡眠模式:此时电感电流很小，内部固定损耗和开关驱动损耗所占比例很大。为提高效率应尽可能减小内部电路静态功耗，关闭没有用到的功能模块。(2)待机模式(400uA):此时负载非常轻，D⑶C工作于PFM模式，内部静态电流所占比重较大，因此尽量减小内部静态电流有助于提高效率。(3)语音通话模式(20mA-50mA):此时所带负载较轻，工作于PFM模式效率更高，PFM模式到PWM模式的切换阈值一般在30 50mA之间，负载较轻时减小power管数目有助于减小充放电损耗，但同时也增加了 power管的导通电阻，在内部静态电流很小的情况下，负载越轻，效率越高。(4) HSPA模式(80mA):中等负载一般在7，80mA到I，200mA之间，此时有可能工作于DCM模式，也有可能工作于PWM模式，此时开关损耗和导通损耗所占比重相当，因此采用最优的输出功率管数目有利于提高效率，此时电感电流有可能会下降到0，因此需要比较准确的过零比较器，防止反向电流。(5) LTE模式(500-800mA):此时所带负载较重，DCDC工作于PWM模式，此时效率与导通电阻关系密切，希望利用最大的输出功率管数目来减小导通电阻，提高效率。在本实施方式中，通过误差放大器检测移动终端的当前负载情况。由于电源转换电路的电流型降压DC转换器的典型结构中，误差放大器的输出VC与移动终端的当前负载关系密切，如果负载增加，VOUT随即降低，很快反应到VC电压升高，因为误差放大器具有几千倍的增益，VOUT的很小变化就可以使VC变化很大，因此可以敏锐地检测到移动终端的当前负载情况，得知移动终端当前是处于哪种负载阶段的工作模式。接着，在步骤320中，根据移动终端的负载与电源转换电路中输出功率管的最优开启数目的关系，决定当前负载情况下电源转换电路中输出功率管的最优开启数目。其中，移动终端的负载越大，最优开启数目越大。具体地说，设N型MOS管(NMOS)的输出功率管的导通电阻为R_，P型MOS管(PMOS)的输出功率管的导通电阻为Rpm，则每个周期的导通损耗P_dS:
权利要求
1.一种电源转换方法，其特征在于，包含以下步骤: 检测移动终端的当前负载情况； 根据移动终端的负载与电源转换电路中输出功率管的最优开启数目的关系，决定当前负载情况下电源转换电路中输出功率管的最优开启数目；其中，所述移动终端的负载越大，所述最优开启数目越大； 开启所述电源转换电路中的输出功率管，开启的输出功率管的数目等于或最接近于所述决定的最优开启数目。
2.根据权利要求1所述的电源转换方法，其特征在于，所述移动终端的负载与电源转换电路中输出功率管的最优开启数目的关系为: 电源转换电路中输出功率管的最优开启数目为当前负载情况下导通损耗等于开关损耗时需开启的输出 功率管数目。
3.根据权利要求1所述的电源转换方法，其特征在于，将所述电源转换电路中输出功率管预先分成至少2组,开启一组输出功率管时该组输出功率管内包含的所有输出功率管均被开启； 在所述开启电源转换电路中的输出功率管的步骤中，包含以下子步骤: 根据决定的最优开启数目，选择需开启的输出功率管组；其中，需开启的输出功率管组为: 包含的输出功率管数目等于或最接近于所述最优开启数目的一个输出功率管组；或者， 包含的输出功率管数目总和，等于或最接近于所述最优开启数目的多个输出功率管组。
4.根据权利要求3所述的电源转换方法，其特征在于， 通过误差放大器检测所述移动终端的当前负载情况； 在所述决定当前负载情况下电源转换电路中输出功率管的最优开启数目的步骤中，将所述误差放大器输出的电压值与预设的基准电压值进行比较，根据比较的差值大小决定所述最优开启数目； 在所述开启电源转换电路中的输出功率管的步骤中，通过向输出功率管组输出逻辑控制信号，开启需开启的输出功率管组中所包含的输出功率管，关闭其他输出功率管组中所包含的输出功率管。
5.根据权利要求3所述的电源转换方法，其特征在于， 通过电流感应器检测所述移动终端的当前负载情况； 在所述开启电源转换电路中的输出功率管的步骤中，通过向输出功率管组输出逻辑控制信号，开启需开启的输出功率管组中所包含的输出功率管，关闭其他输出功率管组中所包含的输出功率管。
6.—种移动终端,其特征在于,包含: 检测模块，用于检测移动终端的当前负载情况； 最优开启数目决策模块，用于根据移动终端的负载与电源转换电路中输出功率管的最优开启数目的关系，决定当前负载情况下电源转换电路中输出功率管的最优开启数目；其中，所述移动终端的负载越大，所述最优开启数目越大；控制模块，用于开启所述电源转换电路中的输出功率管，开启的输出功率管的数目等于或最接近于所述决定的最优开启数目。
7.根据权利要求6所述的移动终端，其特征在于， 所述移动终端的负载与电源转换电路中输出功率管的最优开启数目的关系为: 电源转换电路中输出功率管的最优开启数目为当前负载情况下导通损耗等于开关损耗时需开启的输出功率管数目。
8.根据权利要求6所述的移动终端，其特征在于，所述电源转换电路中的输出功率管包含在至少2组输出功率管组中，开启一组输出功率管时该组输出功率管内包含的所有输出功率管均被开启； 所述控制模块在开启所述电源转换电路中的输出功率管时，根据所述最优开启数目决策模块决定的最优开启数目，选择需开启的输出功率管组；其中，需开启的输出功率管组为: 包含的输出功率管数目等于或最接近于所述最优开启数目的一个输出功率管组；或者， 包含的输出功率管数目总和，等于或最接近于所述最优开启数目的多个输出功率管组。
9.根据权利要求8所述的移动终端，其特征在于， 所述检测模块利用误差放大器检测所述移动终端的当前负载情况； 所述最优开启数目决策模块将所述误差放大器输出的电压值与预设的基准电压值进行比较，根据比较的差值大小决定所述最优开启数目； 所述控制模块通过向输出功率管组输出逻辑控制信号，开启需开启的输出功率管组中所包含的输出功率管，关闭其他输出功率管组中所包含的输出功率管。
10.根据权利要求8所述的移动终端，其特征在于， 所述检测模块利用电流感应器检测所述移动终端的当前负载情况； 所述控制模块通过向输出功率管组输出逻辑控制信号，开启需开启的输出功率管组中所包含的输出功率管，关闭其他输出功率管组中所包含的输出功率管。
全文摘要
本发明涉及通信领域，公开了一种电源转换方法及移动终端。本发明中，通过利用移动终端的负载与电源转换电路中输出功率管的最优开启数目的正比关系，决定当前负载情况下电源转换电路中输出功率管的最优开启数目，控制输出功率管的开启数目等于或最接近于决定的最优开启数目。由于针对基带芯片的不同业务类型，移动终端的负载也会有所不同，根据配置的业务类型动态调整输出功率管的开启数目，而无需将所有的输出功率管都保持在开启状态，从而可使得移动终端在不同的业务类型下，均可获得较高的电源转换效率，也延长了电池的使用寿命。
文档编号H02M3/155GK103166457SQ20111041552
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月14日 优先权日2011年12月14日
发明者陈敏, 苏国彬, 刘迪军 申请人:联芯科技有限公司