电量信息采集电路和设备的制作方法

1.本技术涉及电池充放电技术领域，特别涉及一种电量信息采集电路和设备。


背景技术：

2.在电子设备（例如，手机）中，电池的充放电电路中设置有电量信息采集电路，以便检测电池的电量。随着电子设备的充电速度越来越快，电池的充放电电路中的电流越来越大，导致电量信息采集电路消耗的电能增加，从而降低了电子设备的充电速度和效率。


技术实现要素：

3.本技术提供了一种电量信息采集电路和设备，能够提高电子设备的充电速度和效率。
4.第一方面，本技术实施例提供一种电量信息采集电路，应用于电子设备，电子设备包括：电池组，电池组包括第一电池，电量信息采集电路包括：第一电量计ic、处理模块以及阻抗提供模块；其中，阻抗提供模块位于第一电池的充放电支路中；第一电量计ic与阻抗提供模块并联；处理模块分别与阻抗提供模块以及电量计ic连接；电量计ic用于检测阻抗提供模块在充放电支路中的电压，将电压发送给处理模块；处理模块用于：根据电压以及阻抗提供模块当前的阻抗计算第一电流，根据第一电流控制阻抗提供模块调节阻抗提供模块的阻抗。
5.该电量信息采集电路中，根据电压以及阻抗提供模块当前的阻抗控制阻抗提供模块调节阻抗提供模块的阻抗，从而在电池的充放电支路电流较小时，可以控制阻抗提供模块将阻抗调节至相对较大的阻抗，在电池的充放电支路电流较大时，可以控制阻抗提供模块将阻抗调节至相对较小的阻抗，从而能够降低阻抗提供模块消耗的电能以及产生的热量，提高电子设备的充电速度和效率。
6.在一种可能的实现方式中，处理模块用于：根据第一电流控制阻抗提供模块调节阻抗提供模块的阻抗，包括：处理模块用于：从预设的若干个连续的电流区间中确定第一电流所属的电流区间，控制阻抗提供模块调节阻抗至电流区间对应的阻抗。
7.在一种可能的实现方式中，若干个连续的电流区间包括：第一电流区间和第二电流区间，第一电流区间中的电流大于第二电流区间中的电流，第一电流区间对应的阻抗低于第二电流区间对应的阻抗。
8.在一种可能的实现方式中，阻抗提供模块包括：第一电阻以及第一开关管；第一电阻位于第一电池的充放电之路中，第一开关管与第一电阻并联；处理模块用于：从预设的若干个电流区间中确定第一电流所属的电流区间，控制阻抗提供模块调节阻抗至电流区间对应的阻抗，包括：
处理模块用于：在第一电流不小于预设第一阈值时，控制第一开关管导通；在第一电流小于预设第一阈值时，控制第一开关管断开。
9.在一种可能的实现方式中，阻抗提供模块包括：第一电阻以及第一可变电阻；第一电阻位于第一电池的充放电之路中，第一可变电阻与第一电阻并联；处理模块用于：从预设的若干个电流区间中确定第一电流所属的电流区间，控制阻抗提供模块调节阻抗至电流区间对应的阻抗，包括：处理模块用于：从预设的若干个电流区间中确定第一电流所属的电流区间，控制阻抗提供模块调节第一可变电阻的阻抗至电流区间对应的阻抗。
10.在一种可能的实现方式中，第一电阻的阻值与电量计ic的检测精度相同。
11.在一种可能的实现方式中，阻抗提供模块包括第二可变电阻；第二可变电阻位于第一电池的充放电支路中；处理模块用于：从预设的若干个电流区间中确定第一电流所属的电流区间，控制阻抗提供模块调节阻抗至电流区间对应的阻抗，包括：处理模块用于：从预设的若干个电流区间中确定第一电流所属的电流区间，控制阻抗提供模块调节第二可变电阻的阻抗至电流区间对应的阻抗。
12.在一种可能的实现方式中，处理模块是soc。
13.第二方面，本技术实施例提供一种电源组件，包括第一方面任一项的电量信息采集电路。
14.第三方面，本技术实施例提供一种电子设备，包括第一方面任一项的电量信息采集电路。
附图说明
15.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，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的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
16.图1为本技术电子设备一个实施例的结构示意图；图2为本技术电子设备中电池的充放电电路结构示意图；图3为本技术电量信息采集电路一个实施例的结构示意图；图4为本技术电量信息采集电路另一个实施例的结构示意图；图5为本技术电量信息采集电路又一个实施例的结构示意图；图6为本技术电量信息采集电路再一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
17.本技术的实施方式部分使用的术语仅用于对本技术的具体实施例进行解释，而非旨在限定本技术。
18.在电子设备（例如，手机）中，电池的充放电电路中设置有电量信息采集电路，以便检测电池的电量。随着电子设备的充电速度越来越快，电池的充放电电路中的电流越来越大，导致电量信息采集电路消耗的电能增加，从而降低了电子设备的充电速度和效率。
19.以电子设备是手机为例，手机电池的充放电电路中设置有电量信息采集电路，用
以检测电池所在充放电支路中的电流，进而可以根据该电流计算电池容量，用以进行充放电控制以及向用户做电池容量提醒等。
20.在一个实例中，电量信息采集电路可以包括：检流电阻和电量计集成电路芯片（integrated circuit chip，ic），检流电阻设置于电池的充放电支路中，电量计ic用于检测检流电阻两端的电压。电量信息采集电路中的检流电阻会消耗电能并产生热量。尤其是随着电池充电速度的加快，充电功率不断增加，在电池充电过程中，电池的充放电支路中传输的电流增大，检流电阻的电能消耗和产生的热量也随之增大。检流电阻产生的热量会导致电量信息采集电路的热量增加，进而降低电子设备的充电速度和效率，再加上检流电阻消耗的电能，将进一步降低电子设备的充电速度和效率。
21.在一个实例中，为了减少检流电阻在电池充放电过程中尤其是充电过程中消耗的电能以及产生的热量，可以减小检流电阻的阻抗，然而，已有电量计ic的检测精度无法满足检流电阻变小时的检测精度要求，从而检流电阻的阻抗减小会导致与检流电阻协作的已有电量计ic的检测精度降低，进而影响电池容量的检测结果。举例来说，假设原有检流电阻为5毫欧（mohm），电量计ic的检测精度为5毫欧，从而检流电阻与电量计ic的检测精度相匹配，电量计ic能够准确检测检流电阻两端的电压，进而可以基于该电压准确的计算电池容量；然而，如果检流电阻减小至2毫欧，而电量计ic的检测精度仍为5毫欧，会导致电量计ic的检测精度降低，进而影响电池容量的检测结果。
22.尤其是当手机电池的充放电支路中电流较小时，电量计ic的检测结果的误差会非常大。原因主要在于：电量计ic采样的是检流电阻两端的电压，如果电流较小，则检流电阻两端的电压相对较小，电量计ic的检测精度低的情况下，采样该较小的电压时采样结果的误差较大，进而导致计算得到的充放电支路的电流不准确，通过q=it 来计算电池容量（电流对时间积分得到电量）时，就会有很大的误差，长期使用会有计算得到的电池容量跳变的问题，进而导致向用户显示的电池容量跳变，严重影响用户使用体验。例如下表1所示，可以看到在电池的充放电支路中电流为100ma以下时，检测结果的平均偏差会远远大于手机中电量计ic的误差范围要求——2%。
23.表1
而如果在检流电阻减小时采用检测精度高的电量计ic，则会增加电量信息采集电路的成本。
24.为此，本技术提供一种电量信息采集电路，在使用检测精度较低的电量计ic的情况下，既能够保证电量计ic的检测精度，又能够减少电量信息采集电路的电能消耗和产生的热量，在降低成本的同时提高电子设备中电池的充电效率和速度。
25.本技术电量信息采集电路可以应用于设置有电池的电子设备。例如，上述电子设备可以是手机、平板电脑（pad）、个人计算机（personal computer，pc）、可穿戴设备（例如，智能手表、智能眼镜等）等。
26.图1为电子设备100的一种结构示意图，如图1所示，电子设备100可以包括：处理器110、存储器120和电源130；处理器110和存储器120之间可以通过内部连接通路互相通信，传递控制和/或数据信号，该存储器120用于存储计算机程序，该处理器110用于从该存储器120中调用并运行该计算机程序。
27.电源130，用于给终端设备中的各种器件或电路提供电源，例如图1所示，可以为处理器110和存储器120提供电源。
28.除此之外，为了使得电子设备100的功能更加完善，该电子设备100还可以包括收发器、输入单元、显示单元、音频电路、摄像头和传感器等中的一个或多个，所述音频电路还可以包括扬声器、麦克风等。其中，显示单元可以包括显示屏。
29.以下结合上述电子设备100对本技术电量信息采集电路进行示例性说明。
30.图2为本技术实施例提供的一种电量信息采集电路适用场景示意图，如图2所示，该场景中包括：充电管理电路210、用电电路220、充放电电路230、电池组240、电量信息采集电路250、以及处理单元260。其中，充电管理电路210、充放电电路230以及电池组240可以是上述电源130中包括的结构。
31.用电电路220可以包括上述处理器110、存储器120、收发器、输入单元、显示单元等电子设备中需要消耗电能的器件。
32.电池组240中可以包括若干个电池，图2中以包括第一电池bat1和第二电池bat2为例。
33.充电管理电路210的vbus端用于连接电子设备的充电接口的充电电压管脚，例如如果充电接口是type
‑
c接口，充电电压端可以是type
‑
c接口的vbus管脚，接收充电器侧提供的供电电压；充电管理电路210的vsys端连接电子设备中的用电电路220，为电子设备中的用电电路220提供系统电压；充电管理电路210的vbat端分别连接充放电电路230中第一支路和第二支路的第一端。充电管理电路210用于对vbus端与vbat端之间的传输线路、vbus端与vsys端之间的传输线路、vbat端与vsys端之间的传输线路进行管理。
34.充放电电路230包括若干个支路，每个支路对应电池组240中的一个电池，图2中以包括第一支路和第二支路为例。第一支路用于对第一电池bat1进行充放电，第二支路用于对第二电池bat2进行充放电。第一支路的第二端连接第一电池bat1的正极；第二支路的第二端连接第二电池bat2的正极。第一支路和第二支路的具体实现本技术实施例不作限定。第一电池bat1的充放电支路可以包括上述第一支路和第一电池bat1，第二电池bat2的充放电支路可以包括上述第二支路和第二电池bat2。
35.电量信息采集电路250用于：分别对第一电池和第二电池的电量信息进行采集，将采集得到的电量信息发送给处理单元260；处理单元260用于：根据上述电量信息对电池的充放电进行控制，例如图2中所示，控制充放电电路230中各个支路的通断、阻抗等等，这里不赘述。处理单元260可以是图1中所示的电子设备的处理器110，也可以是处理器110之外设置的其他处理器。
36.如图3所示，以电量信息采集电路对第一电池的电量信息进行采集为例，本技术电量信息采集电路可以包括：阻抗提供模块31、第一电量计ic32以及处理模块33；其中，阻抗提供模块31可以设置于第一电池bat1的充放电支路中，例如图3中所示，第一电池bat1的负极通过阻抗提供模块31接地；第一电量计ic32与阻抗提供模块31并联；处理模块33分别与第一电量计ic32以及阻抗提供模块31连接。
37.第一电量计ic32用于检测阻抗提供模块31在第一电池的充放电支路中的两端的电压，将检测得到的电压发送给处理模块33；处理模块33用于：在第一电池bat1充放电时，根据第一电量计ic32检测到的电压确定阻抗提供模块31的阻抗，控制阻抗提供模块31调节阻抗至确定的阻抗；阻抗提供模块31用于：在处理模块33的控制下调节阻抗至确定的阻抗。
38.可选地，处理模块33用于根据第一电量计ic32检测到的电压确定阻抗提供模块31的阻抗，具体可以通过以下方式实现：处理模块33中可以预设若干个连续的电流区间，每个电流区间对应一个阻抗，电流相对较小的电流区间对应的阻抗大于电流相对较大的电流区间对应的阻抗；处理模块33可以根据第一电量计ic32检测到的电压以及阻抗提供模块31当前的阻抗计算第一电流，根据第一电流所属电流区间得到电流区间对应的阻抗。
39.举例来说，假设预设一阈值a，从而将电流划分为小于阈值a以及大于等于阈值a的两个电流区间，小于阈值a的电流区间对应阻抗b1，大于等于阈值a的电流区间对应阻抗b2，b1大于b2。通过以上的实现方案，在电池的充放电支路电流较小时，阻抗提供模块31可以将阻抗调节至相对较大的阻抗，在电池的充放电支路电流较大时，阻抗提供模块31可以将阻抗调节至相对较小的阻抗，从而在配合第一电量计ic检测精度的条件下，降低检流电阻的电能消耗。需要说明的是，上述阈值a的选择需要保证第一电量计ic在电池的充放电支路中电流较小时的检测精度，具体数值本技术实施例不作限定。
40.图3所示的电路中，根据第一电量计ic检测到的电压确定阻抗提供模块的阻抗，控制阻抗提供模块调节阻抗至确定的阻抗，从而在电池的充放电支路电流较小时，阻抗提供模块可以将阻抗调节至相对较大的阻抗，在电池的充放电支路电流较大时，阻抗提供模块可以将阻抗调节至相对较小的阻抗，从而在保证第一电量计ic的检测精度的条件下，降低了电路对于第一电量计ic的检测精度需求，从而降低电路实现成本；而且，在电池的充放电支路电流较小时，阻抗提供模块可以将阻抗调节至相对较大的阻抗，在电池的充放电支路电流较大时，阻抗提供模块可以将阻抗调节至相对较小的阻抗，也能够降低阻抗提供模块消耗的电能以及产生的热量，从而提高电子设备的充电速度和效率。
41.在一种可能的实现方式中，如图4所示，阻抗提供模块31可以包括：第一电阻r1、以及第一开关管s1，其中，第一开关管s1与第一电阻r1并联，第一电阻r1的两端分别作为阻抗
提供模块31的两端，其中一端连接第一电池bat1的负极，另一端接地；第一开关管s1的控制端连接处理模块33；处理模块33具体可以用于：当第一电流不小于预设第一阈值时，向第一开关管s1输出低电平信号，控制第一开关管s1断开；当第一电流小于预设第一阈值时，向第一开关管s1输出高电平信号，控制第一开关管s1导通。
42.通过处理模块33的上述处理，在电池的充放电支路电流较小时，阻抗提供模块31可以将阻抗调节至相对较大的阻抗，在电池的充放电支路电流较大时，阻抗提供模块31可以将阻抗调节至相对较小的阻抗，从而在配合第一电量计ic检测精度的条件下，降低检流电阻的电能消耗以及产生的热量，提高电子设备的充电速度和效率。
43.举例来说：第一电阻r1的阻值可以匹配第一电量计ic的检测精度，例如第一电阻r1是5毫欧（mohm），则第一电量计ic的检测精度也可以是5mohm。
44.如果第一支路中的电流较大，达到预设第一阈值，例如在第一电池进行充放电等场景下，则处理模块33可以控制第一开关管s1导通，从而使得a、b两点之间的阻抗降低，从而减少了第一支路上的电能消耗。
45.如果第一支路中的电流较小，小于预设第一阈值，例如第一电池未进行充放电，则处理模块33可以控制第一开关管s1断开，从而使得a、b两点之间的阻抗为5mohm，满足第一电量计ic的检测精度。
46.可选地，上述第一开关管可以是nmos管等阻抗可控的开关管。
47.在另一种可能的实现方式中，如图5所示，阻抗提供模块31可以包括：第一电阻r1、以及第一可变电阻r2，其中，第一可变电阻r2与第一电阻r1并联，第一电阻r1的两端分别作为阻抗提供模块31的两端，其中一端连接第一电池bat1的负极，另一端接地；第一可变电阻r2的控制端连接处理模块33；处理模块33具体可以用于：从预设的若干个电流区间中确定第一电流所属的电流区间，控制阻抗提供模块调节第一可变电阻的阻抗至电流区间对应的阻抗。
48.以通过第一阈值将电流划分为2个电流区间为例，处理模块33具体可以用于：当第一电流不小于预设第一阈值时，控制第一可变电阻r2为第一电阻值；当第一电流小于预设第一阈值时，控制第一可变电阻r2为第二电阻值。第一电阻值小于第二电阻值。
49.在另一种可能的实现方式中，如图6所示，阻抗提供模块31可以包括：第二可变电阻r3，其中，第二可变电阻r3的两端分别作为阻抗提供模块31的两端，其中一端连接第一电池bat1的负极，另一端接地，第二可变电阻r3的控制端连接处理模块33；处理模块33具体可以用于：从预设的若干个电流区间中确定第一电流所属的电流区间，控制阻抗提供模块调节第二可变电阻的阻抗至电流区间对应的阻抗。
50.以通过第一阈值将电流划分为划分2个电流区间为例，处理模块33具体可以用于：当第一电流不小于预设第一阈值时，控制第一可变电阻r2为第三电阻值；当第一电流小于预设第一阈值时，控制第一可变电阻r2为第四电阻值。第三电阻值小于第四电阻值。
51.需要说明的是，以上图4~图6所示阻抗提供模块31仅为示例，还可以使用其他阻抗可变的电路结构实现上述的阻抗提供模块，本技术实施例不限制。
52.可选地，上述实施例中的处理模块33可以是上述的处理单元260，也可以是处理单元260之外设置的处理器。可选地，处理模块33可以是片上系统（system on chip，soc），可
以通过soc的通用输入输出（general
‑
purpose input/output，gpio）端口输出控制信号，以控制阻抗提供模块31的阻抗变化，例如通过gpio的高低电平信号来控制第一开关管的导通和断开。
53.需要说明的是，以上的图3~图5所示实施例中以对第一电池bat1的电量信息进行采集为例进行说明，在实际应用中，可以将第一电池bat1替换为第二电池bat2等电池组中的其他电池。
54.需要说明的是，多个电池可以共用电量信息采集电路中的处理模块33，也可以分别为每一个电池设置一个处理模块33，本技术实施例不作限定。
55.本技术提供一种电源组件，包括上述任一实施例提供的电量信息采集电路。
56.本技术提供一种电子设备，包括上述任一实施例提供的电量信息采集电路。
57.本技术实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示单独存在a、同时存在a和b、单独存在b的情况。其中a，b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项”及其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项或复数项的任意组合。例如，a，b和c中的至少一项可以表示：a，b，c，a和b，a和c，b和c或a和b和c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
58.本领域普通技术人员可以意识到，本文中公开的实施例中描述的各单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
59.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，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
60.在本技术所提供的几个实施例中，任一功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器（read
‑
only memory；以下简称：rom）、随机存取存储器（random access memory；以下简称：ram）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
61.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。