专利名称：电路系统和控制电源管理的方法
技术领域：
本发明涉及一种电路系统和一种控制这样的电路系统的电源管理的方法。
背景技术：
一些电路因其在复杂的电子组块内的复杂功能而多次被称为平台，这样的一些电路可以集成到由电池供电的电路系统，诸如嵌入式系统。通常，以作为嵌入式系统中的唯一平台为目的来形成这些平台。因此，平台通常具有独立的电源管理集成电路(PMIC，Power Management Integrated Circuit)，该PMIC由电池直接供电且为该平台的所有部分供电并管理该平台的功率电平的启动和关闭顺序。当多于一个平台集成到嵌入式系统中时，可以有两个或更多PMIC，每一 PMIC为其平台的组成部分供电。所述平台可以通过由软件控制的通信总线互相通信。所述平台之一可以作为电源主控器且由此首先启动，接着通过通信总线启动另一(其它)平台且最后命令另一(其它) 平台关闭。通过通信总线管理电源的方式可能根据关闭的原因造成一个或多个问题。如果关闭由电池电量低造成且因该平台中的局部设定造成电源主控器首先关闭，则其它平台可能处于不期望的状态中。如果为了省电而关闭，则该通信总线的方式可能是慢的和/或耗电的，使得省电较少，且在最坏的情况下，如果电源主控器关闭过快使得没有时间使所操作的软件通过总线关闭，则总线方式将丝毫不起作用。由于平台之间的兼容性问题，还可能产生其它问题。因此，目的是提供一种对这些影响不敏感的电源管理方式。
发明内容
发明人已发现，当以作为嵌入式系统中的唯一平台为目的来形成这些平台时，嵌入式系统中的每一平台可以具有电池传感器，如果电池的供给电压下降到预定阈值以下， 电池传感器将关闭该平台的所有部件。由于各平台具有独立的传感器，此关闭可能发生在不同的电池电压电平中。发明人已发现，如果从平台首先关闭，则通常没有问题，因为主平台将能够利用软件处理这种状况。然而，如果主平台首先关闭，则主平台的软件将不能够向所述(多个)从平台发起关闭命令，且因此所述(多个)从平台将继续载电，造成不期望的副效应。发明人已发现，所述主平台还因不同于低电池电压的其它原因而关闭，诸如在用户按下强制关闭键时或者在其它硬件触发事件下，硬件电路强制平台关闭。而且，在这些情况下，主平台的软件可能不能够向所述(多个)从平台发起关闭命令且因此所述(多个) 从平台将继续载电，造成不期望的副效应。本发明基于以上说明的发明人的发现，发明人想到实现一种低功率硬件机构，其自动操控所述(多个)从平台的电池传感器且正好在主平台关闭之后使所述(多个)从平台关闭。这通过以下进行如果主平台的内部电压变低，则暂时强制所述(多个)从平台的电池传感器的电压下降。发明人还注意到，此方法用于选择性地控制(多个)从平台关闭。根据第一方面，提供了一种电路系统，所述电路系统包括主电路；至少一个从电路，所述从电路具有用以检查电源电池的电池状态的电池传感器和用以在所述电池传感器检测到低电池电量时受控关闭的关闭机构；及由所述主电路控制的电池传感器操控电路， 所述电池传感器操控电路布置成操控所述至少一个从电路中的至少之一的所述电池传感器感测到的电池状态，以当自所述主电路提供关闭控制信号时，强制性地使所述至少一个从电路中的至少之一受控关闭。所述电池传感器操控电路可包括连接在所述电源电池和所述电池传感器之间的第一电阻器。所述第一电阻器的电阻低于所述电池传感器的阻抗。在此，所述第一电阻器优选地远低于所述电池传感器的阻抗，例如，比率为1比100或者更高。所述电池传感器操控电路可以具有连接在所述电池传感器和低电压点之间的第一电流阀，使得当提供基于来自所述主电路的所述关闭控制信号的操控控制信号时，所述电流阀将所述电池传感器的电压拉到低电平。低电压点可以是接地端或者负电源电压。可选择地，所述电池传感器操控电路可包括由基于来自所述主电路的所述关闭控制信号的操控控制信号控制的逻辑门。所述逻辑门可以是比如逻辑反相器电路之类的非门或电平位移器。所述电池传感器操控电路还可包括信号提供电路，所述信号提供电路包括串联连接在所述电源电池和低电压点之间的第二电阻器和第二电流阀，使得当自所述主电路提供高电压时，所述第二电流阀将在所述第二电阻器和所述第二电流阀之间提供的所述信号的电压拉到低电平，且当自所述主电路提供低电压时，所述信号为高电平；及信号高通滤波器，所述信号高通滤波器被提供所述信号且输出操控控制信号。由所述主电路提供到所述第二电流阀的所述电压可以是所述主电路的内部电压。由此，当所述主电路断电时，所述从电路断电。所述主电路的关闭控制信号可以在主电路关闭时控制所述至少一个从电路中的所有从电路关闭。可选择地，来自主电路的关闭控制信号可以选择性地控制所述至少一个从电路中的一个或多个关闭。根据第二方面，提供了一种控制如第一方面所述的电路系统的电源管理的方法。 所述方法包括操控由所述至少一个从电路中的至少之一的所述电池传感器感测到的电池状态，以在自所述主电路提供关闭控制信号时强制性地使所述至少一个从电路中的至少之一受控关闭。所述方法还包括当由来自所述主电路的所述关闭控制信号关闭所述主电路时，控制所述至少一个从电路中的全部从电路关闭。所述方法还包括由来自所述主电路的所述关闭控制信号选择性地控制所述至少一个从电路中的一个或多个从电路关闭
图1是示意性地示出根据实施方式的电路系统的框图；图2示意性地示出了根据实施方式的主电路、从电路及电池传感器操控电路；图3示意性地示出了根据实施方式的主电路、一些从电路和电池传感器操控电路；
图4示意性地示出了根据实施方式，基于主电路断电而从电路关闭的时序图；图5示意性地示出了根据实施方式的主电路、从电路和电池传感器操控电路；图6示意性地示出了根据实施方式的主电路、从电路和电池传感器操控电路；图7示意性地示出了根据实施方式的主电路、从电路和电池传感器操控电路。
具体实施例方式图1是示意性地示出根据实施方式的电路系统100的框图。电路系统100包括主电路102和一个或多个从电路104。对于每一从电路104，通过电池电压传感器来监控电池电压。通过在主电路102的控制下操控(多个)电池电压传感器，可以根据各个从电路104 的关闭方案来强制性地关闭一个或多个从电路104。因此，所述(多个)电池电压传感器由一个或多个电池传感器操控电路106控制。(多个)电池传感器操控电路106连接到主电路102以接收用以关闭的控制信号。该控制信号可以是专用控制信号，使得一个或多个从电路104可以选择性地关闭，或者该控制信号可以是主电路102的内部电压，使得当主电路 102关闭时，从电路104也关闭。在电池传感器输入的高阻抗下，可以通过电池传感器操控电路106来监控电池。当没有提供关闭控制信号时，电池状态由电池传感器控制并且当电池电压低时，从电路104关闭。当提供关闭控制信号时，尽管电池电压可能充足，但从电路 104将经历低电池电压，且将进行关闭。下文中，在复杂电子组块的意义上，术语“平台”有时用作上文使用的术语“电路” 的等效词。图2示意性地示出了根据实施方式的主电路、从电路和电池传感器操控电路。电池电压由从平台即平台S的电池电压传感器监控。在电池传感器输入的高阻抗下，电池可以由该电池和传感器之间的电阻器Rs监控，其中电阻器Rs的电阻远小于电池传感器的阻抗。在主平台即平台M突然关闭的情况下，从平台即平台S的电池电压传感器可以由电流阀拉到低电平，所述电流阀例如为晶体管I。为了避免电力自电池电压Vwft通过断开状态的电阻器泄露到接地端，电流阀仏可以设置成因信号高通滤波器&和Cf而仅暂时性导电。进入高通滤波器的信号可以是主平台即平台M的内部电压VDDM，该内部电压Vddm利用电阻器&和例如为晶体管Qm的电流阀反向，使得当主平台关闭时，从平台关闭，在下文参照图4进一步说明。可选择地，进入高通滤波器的信号可以是由主平台即平台M提供的控制信号，该信号可能由电阻器&和例如为晶体管Qm的电流阀反向或缓冲，使得从平台通过主平台而选择性关闭。表1说明了元件值的大小的示例。& IOOkQ& IM ΩCf IyFI s lkQ表1.根据实施方式的元件值的示例大小图3示意性地示出了根据实施方式的主电路即平台Μ、一些从电路即平台Si、平台 S2、平台S3和电池传感器操控电路。此处，同一电池传感器操控电路用于一些从平台即平台Si、平台S2、平台S3。功能与参照图2所说明的功能类似。
图4示意性地示出了根据实施方式基于主电路断电而从电路关闭的时序图。上部的曲线示出了主平台的内部电压VDDM，下部的曲线示出了所接收到的从平台感测到的电池电压的信号。因此，感测到的电压中的压降将发起从平台的关闭。因此想法是，除了在主平台将其电压关闭的时候外，将从平台的电池传感器的电压保持在电池电压。参照图2和图 3，优选地元件和Cf选择为使得电流阀A长时间导电，以使(多个)从平台的电池传感器能够检测低电压，从而(多个)从平台发起它(它们)的正常关闭顺序。在自主平台提供控制信号的情况下，这可以是控制信号的固有性质。优选地选择电流阀A使得其可以处理在启动主平台时出现在栅极上的负电压。例如，这可以通过选择可以处理负电压的晶体管A或者选择具有导电且不产生任何负电压的内置二极管的晶体管A或者利用导电且不产生任何负电压的外部二极管来实现。由反相器Rm、％和高通滤波器CF、&以及又一个反相器&、Α构成的上述设计参照图2和图3说明，该设计由于低复杂性、低功耗和可靠而尤其有利。一些部件可以利用逻辑门替换，如将参照图5到图7在下文说明的，但会造成较高的成本和/或较高的功耗。图5示意性地示出了根据实施方式的主电路、从电路和电池传感器操控电路。与参照图2说明的电池传感器操控电路相比，具有电阻器&和电流阀A的反相器布置由逻辑门500替换，逻辑门500例如为非门。图6示意性地示出了根据实施方式的主电路、从电路和电池传感器操控电路。与参照图5说明的电池传感器操控电路相比，省略了信号高通滤波器&和(^。如果从平台即平台S能够接纳恒定的低电量的电池传感器，则这是可能的。图7示意性地示出了根据实施方式的主电路、从电路和电池传感器操控电路。与参照图2说明的电池传感器操控电路相比，反相器&、(4和高通滤波器CF、&以及又一个反相器&、Qs已由逻辑门替换，此处为电平位移器700。此处，需要考虑电平位移器700的电流消耗以及电平位移器700在平台关闭时是否接收来自电池电压的电力供应的问题。所公开的方式具有若干优势。如背景技术中所述，利用通信总线来关闭(多个) 从平台仅在正常状态下起作用。在主平台突然关闭的情况下，(多个)从平台将继续导通。根据本发明的实施方式操控(多个)从平台的电池电压传感器的优势在于，所述 (多个)从平台将以与它(它们)最初的设计目的相同的方式起作用。本发明仅添加了一新功能，而对(多个)平台的现有功能没有副效应。根据本发明的其它实施方式，添加信号高通滤波器&和Cf的优势在于，所述传感器暂时降压，使本发明能够利用低值电阻器&，所述低值优选地远低于电池传感器的输入阻抗，这几乎不会影响电池测量值。同时，由于在任一电阻器两端没有压降，则断开模式中的垒间线电流消耗将仅是通过电流阀ι和Qm的任何电势泄漏。操控所述(多个)从平台的电池传感器的优势在于，由于不切断电源供应，则不需要大型功率晶体管。仅需要低成本、小尺寸的晶体管和无源元件。因此，可能利用电池和所有从平台之间的功率晶体管来避免切断供给所述(多个)从平台的电力且可能利用主平台的内部电压来控制功率晶体管。当所述(多个)从平台具有高电流消耗时，这会耗费较大型功率晶体管的PCB面积及功率晶体管两端的压降。
权利要求
1.一种电路系统，包括主电路；至少一个从电路，所述从电路具有用以检查电源电池的电池状态的电池传感器和用以在所述电池传感器检测到低电池电量时受控关闭的关闭机构；及由所述主电路控制的电池传感器操控电路，所述电池传感器操控电路布置成操控所述至少一个从电路中的至少之一的所述电池传感器感测到的电池状态，以当自所述主电路提供关闭控制信号时，强制性地使所述至少一个从电路中的至少之一受控关闭。
2.如权利要求1所述的电路系统，其中，所述电池传感器操控电路包括第一电阻器(Rs)，所述第一电阻器连接在所述电源电池和所述电池传感器之间，其中， 所述第一电阻器(Rs)的电阻低于、优选地远低于所述电池传感器的阻抗；及第一电流阀(Qs)，所述第一电流阀连接在所述电池传感器和低电压点之间，使得当提供基于来自所述主电路的所述关闭控制信号的操控控制信号时，所述电流阀将所述电池传感器的电压拉到低电平。
3.如权利要求1所述的电路系统，其中，所述电池传感器操控电路包括由基于来自所述主电路的所述关闭控制信号的操控控制信号控制的逻辑门。
4.如权利要求3所述的电路系统，其中，所述逻辑门是非门或电平位移器。
5.如权利要求2到4中任一项所述的电路系统，其中，所述电池传感器操控电路还包括信号提供电路，所述信号提供电路包括串联连接在所述电源电池和低电压点之间的第二电阻器(Rm)和第二电流阀(Qm)，使得当自所述主电路提供高电压时，所述第二电流阀 (Qffl)将在所述第二电阻器(Rm)和所述第二电流阀(Qm)之间提供的信号的电压拉到低电平， 且当自所述主电路提供低电压时，所述信号为高电平；及信号高通滤波器( ，Cf)，所述信号高通滤波器( ，Cf)被馈入所述信号且输出所述操控控制信号。
6.如权利要求5所述的电路系统，其中由所述主电路提供到所述第二电流阀(Qm)的电压是所述主电路的内部电压。
7.如权利要求1到6中任一项所述的电路系统，其中，来自所述主电路的所述关闭控制信号在所述主电路关闭时控制所述至少一个从电路中的所有从电路关闭。
8.如权利要求1到6中任一项所述的电路系统，其中，来自所述主电路的所述关闭控制信号选择性地控制所述至少一个从电路中的一个或多个关闭。
9.一种控制电路系统的电源管理的方法，所述电路系统包括主电路、至少一个从电路以及由所述主电路控制的电池传感器操控电路，所述至少一个从电路具有用以检查电源电池的电池状态的电池传感器和用以在所述电池传感器检测到低电池电量时受控关闭的关闭机构，所述方法包括操控由所述至少一个从电路中的至少之一的电池传感器感测到的电池状态，以在自所述主电路提供关闭控制信号时，强制性地使所述至少一个从电路中的至少之一受控关闭。
10.如权利要求9所述的方法，所述方法还包括当由来自所述主电路的所述关闭控制信号关闭所述主电路时，控制所述至少一个从电路中的全部从电路关闭。
11.如权利要求9所述的方法，所述方法还包括由来自所述主电路的所述关闭控制信号选择性地控制所述至少一个从电路中的一个或多个从电路关闭。
全文摘要
公开了一种电路系统。所述电路系统包括主电路；至少一个从电路，所述从电路具有用以检查电源电池的电池状态的电池传感器和用以在所述电池传感器检测到低电池电量时受控关闭的关闭机构；及由所述主电路控制的电池传感器操控电路。所述电池传感器操控电路布置成操控所述至少一个从电路中的至少之一的所述电池传感器感测到的电池状态，以当自所述主电路提供关闭控制信号时，强制性地使所述至少一个从电路中的至少之一受控关闭。本发明还公开了一种控制这样的电路系统的电源管理的方法。
文档编号G06F1/30GK102257451SQ200980150838
公开日2011年11月23日 申请日期2009年12月8日 优先权日2008年12月16日
发明者延斯·托尔芬格 申请人:意法爱立信有限公司