CN107102191A - 一种电子设备负载电流的测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电子设备负载电流的测量方法，解决了在不断开电源与负载通路的情况下无法测试负载所耗电流的问题。在本发明提供的电子设备负载电流的测量方法中，待测负载被正常供电，该测量方法包括：在待测负载的两端施加测试电压，其中测试电压高于待测负载被正常供电的工作电压；测量流经待测负载的测试电流。

Description

一种电子设备负载电流的测量方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种电子设备负载电流的测量方法。
背景技术
电子设备的电路中一般都有很多种电源，这些电源从设备中如电池、大容量电容等供电装置中获取电压以供输出。研发调试阶段需要测量电路中各个电源在不同工作情况下的电流值，努力调试力争在不降低设备性能的前提下降低各个电源的功耗。尤其对于移动终端而言，其越来越高的业务集成度(如智能手机集音视频通话、上网、拍照、短信、多媒体、电子游戏等很多功能于一体)在为用户带来更多方便快捷的同时，其对电能的消耗也呈指数趋势增长，所以降低电源功耗成为现如今移动终端设计中的头等大事。
常规测量电源电流的方法是在电源和负载的连接路径上串联0欧姆电阻，则只要测量流过负载的电流便可得到该电源的电流。当需要测量负载电流时，将0欧姆电阻去掉以使电源与负载之间的通路断开，然后在负载上外接一台数控电源(与待测电源具有相同的电压)为其供电，这样经过负载的电流即为待测电源的电流，其可直接从数控电源的显示面板上读出，简单直接。但是因为移动终端本身的体积较小，其内部集成电路板的面积也就更小，而且整个电路板的电源也很多，使得在每个电源上都预留用于测试的0欧姆电阻不大可能，这样在无法断开电源与负载通路的情况下就无法测试负载所消耗的电流。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例致力于提供一种电子设备负载电流的测量方法，以解决在不断开电源与负载通路的情况下无法测试负载所耗电流的问题。
本发明实施例提供的电子设备负载电流的测量方法中，待测负载被正常供电，测量方法包括：在待测负载的两端施加测试电压，其中测试电压高于待测负载被正常供电的工作电压；测量流经待测负载的测试电流。
在一个实施例中，在测量流经待测负载的测试电流数值之后进一步包括：根据测量结果显示测试电流的数值。
在一个实施例中，在待测负载的两端施加测试电压包括：设定在待测负载两端施加测试电压的数值；根据设定的测试电压数值调控并输出测试电压。
在一个实施例中，在测量流经待测负载的测试电流数值之后进一步包括：停止向待测负载输出测试电压。
在一个实施例中，停止向待测负载输出测试电压包括：对测试电流完成测量后直接停止向待测负载输出任何数值的电压。
在一个实施例中，停止向待测负载输出测试电压包括：逐步降低向待测负载输出电压的数值直至低于待测负载被正常供电的工作电压数值，待待测负载切换为由工作电压正常供电后，彻底停止向待测负载输出任何数值的电压。
在一个实施例中，测试电压与工作电压的差值小于工作电压的5％。
在一个实施例中，测试电压与工作电压的差值小于工作电压的1％。
在一个实施例中，在待测负载的两端施加测试电压，测量流经待测负载的测试电流由数控直流电源完成。
在一个实施例中，待测负载由低压差线性电源和/或开关电源提供工作电压，低压差线性电源和/或开关电源实时检测待测负载输入的实际电压，当检测到待测负载输入的实际电压高于工作电压时，停止向待测负载输出电流。
本发明实施例提供的电子设备负载电流的测量方法在不破坏原来电路连通性的情况下，采用在待测负载两端施加比原有工作电压稍高的测试电压来取代原有电源，则通过测量输出的电流即可获得负载在原有电路中所消耗的电流，操作简单方便，实用性强，同时没有分压或分流现象，测量准确度高。另外，在整个测量过程中，不需要断开电源与待测负载的通路，使得待测负载被持续供电，保证了其正常工作，维系了***的稳定性。
附图说明
图1所示为本发明第一实施例提供的一种移动终端负载电流的测量方法的流程图。
图2所示为本发明第二实施例提供的一种移动终端负载电流的测量方法的流程图。
图3所示为本发明第三实施例提供的一种移动终端负载电流的测量方法的流程图。
图4所示为实现本发明第三实施例提供的测量方法的一种电路结构示意图。
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，所描述的实施例仅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做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。
下面实施例仅以电子设备为移动终端，对本申请提供的电子设备负载电流的测量方法进行说明，应当理解，电子设备不仅限于移动终端。
第一实施例
本实施例提供了一种移动终端负载电流的测量方法，其中待测负载被正常供电，如图1所示，该方法具体包括：
步骤101：在待测负载的两端施加测试电压，其中测试电压高于待测负载被正常供电的工作电压。
步骤102：测量流经该待测负载的测试电流。
上述待测负载为纯电阻或者非纯电阻，该非纯电阻主要指负载芯片的等效电阻，如纯电阻与二极管、三极管、电感和电容中一种或多种元件的组合。
待测负载可由LDO(Low Dropout Regulator，即低压差线性电源)和/或开关电源(如：DC/DC电源，直流转直流的电源)等电源正常供电。LDO和/或开关电源可从移动终端的电池、外接直流/交流电源或大容量电容等供电装置获取可供输出的电压。
LDO和/或开关电源实时检测待测负载输入的实际电压，当检测到待测负载输入的实际电压高于工作电压时，停止向待测负载输出电流。具体地，LDO和/或开关电源芯片内部的寄存器可以预先设定其输出的电压数值并按照此设定值对待测负载进行正常供电，当它检测到待测负载输入的实际电压数值高于其预设的电压数值时，就会逐渐减少电源转化以降低自身输出的电源电压。如果外部电源的电压始终不下降，一定时间后LDO和/或开关电源就会进入过压保护，于是停止自身的电源输出，即输出电流截止。
例如，对于DC/DC电源，当其检测到待测负载输入的实际电压数值高于其预设的电压数值时，它就会减小PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)的占空比来使其自身的输出电压降低。再如，对于LDO，当其检测到待测负载输入的实际电压数值高于其预设的电压数值时，它会增加三极管的压差来降低其自身的输出电压。反之，当其检测到待测负载输入的实际电压数值低于或等于其预设的电压数值时，它们则会进行相反的操作来为待测负载正常供电。
当需要测量时，在待测负载的两端施加比原工作电压略高的测试电压，此时LDO和/或开关电源检测到待测负载的输入电压比其自身输出的工作电压高，则会进入过压保护状态，停止自身的电源输出，输出电流截止。则待测负载消耗的电流全部由测试电压供给，即此时测量所得的电流值即为流经待测负载的测试电流数值。
本领域的技术人员理解，移动终端如手机等电子产品在正常工作时，其负载的功率基本是不变的，所以此时测试电压向待测负载提供的供电功率可以看作为待测负载在正常工作时的功率。因测试电压提供的电压只比工作电压略高一点点，所以测试电流只比正常工作输出的电流略小一点点，大小差异几乎可以忽略不计。又因为测试电压与工作电压差值不大且正常工作供电电源为LDO电源和/或开关电源，保证了测试电压输出的电流不会反灌到原供电电源中，则测试电流就是待测负载所消耗的电流。这样便可间接认为测量所得的测试电流数值就是待测负载在正常工作时所消耗的电流数值。
当测量完成后便可停止为待测负载输出测试电压，此时待测负载自动切换为由原来的LDO电源和/或开关电源供电即可。
本发明实施例提供的移动终端负载电流的测量方法在不破坏原来电路连通性的情况下，采用在待测负载两端施加比原有工作电压稍高的测试电压来取代原有电源，则通过测量输出的电流即可获得负载在原有电路中所消耗的电流，操作简单方便，实用性强，同时没有分压或分流现象，测量准确度高。另外，在整个测量过程中，不需要断开电源与待测负载的通路，使得待测负载被持续供电，保证了其正常工作，维系了***的稳定性。
第二实施例
如图2所示，本实施例提供了一种移动终端负载电流的测量方法，其中待测负载被正常供电，该方法具体包括如下步骤：
步骤201：设定在待测负载两端施加测试电压的数值，其中测试电压高于待测负载被正常供电的工作电压。
步骤202：根据设定的测试电压数值调控并输出测试电压。
步骤203：测量流经待测负载的测试电流数值。
与第一实施例中相同，待测负载可由LDO和/或开关电源正常供电。LDO和/或开关电源向待测负载输出工作电压，同时对待测负载输入的实际电压进行实时检测，当其检测到待测负载输入的实际电压高于工作电压时就会进入过压保护状态，于是停止自身的电源输出，即输出电流截止。
上述步骤201如可通过按键等方式对测试电压数值进行设定，具体可设定测试电压与工作电压的差值小于工作电压的5％，为了使测量的精度更高，甚至可以将二者间的差值设为1％以内。该方式可通过如键盘和D/A转换器实现，如通过键盘输入电压数值后，由D/A转换器将其转换成模拟信号传送至控制单元。控制单元再控制电压按照设定的测试电压数值输出。该控制单元具体可由单片机实现，如选用STC89C52或AT89C51等型号。
步骤202如可选用输出电压可灵活稳定调节的LDO或开关电源实现，即根据控制单元的指令调控并输出测试电压，如设定的测试电压数值为1.81V，则LDO或开关电源对电压数值进行调控，调为1.81V并输出给待测负载即可。
步骤203如可选用霍尔电流传感器(如ACS712)与A/D转换器(如ADC0804)等实现。当LDO和/或开关电源输出电流截止时，待测负载消耗的电流全部由测试电压供给，即此时测量所得的电流值即为流经待测负载的测试电流数值。
因移动终端如手机等电子产品在正常工作时，其负载的功率基本是不变的，而测试电压提供的电压只比工作电压略高一点点，所以测试电流只比正常工作输出的电流略小一点点，大小差异几乎可以忽略不计。则可认为测量所得的测试电流数值就是待测负载在正常工作时所消耗的电流数值。
利用本实施例提供的移动终端负载电流的测量方法将测试电压设定为不高于原有电源输出工作电压的5％甚至控制在1％以内，通过测量输出的电流数值即可得到待测负载在正常工作时所消耗的电流，没有多余的分压或分流因素，且因设定的测试电压与工作电压相差无几，使得测量结果更为准确。
需要说明的是，实现上述各步骤201-203的部件并不限于本实施例中所列举的器件，本领域的技术人员完全可以根据具体需求而做不同选择，本发明对此不做限定。
第三实施例
第三实施例与前述第二实施例基本相同，在下文中将主要描述不同之处，相同的部分将不再重复描述。
在本实施例提供的移动终端负载电流的测量方法中，如图3所示，在测量流经待测负载的测试电流数值之后，进一步包括：
步骤304：根据测量结果显示测试电流的数值。
这一步骤方便使用人员对测试数据进行读取，从而轻松地知道待测负载在原回路中消耗电流的大小。
步骤305：停止向待测负载输出测试电压。
具体地，对测试电流完成测量后可直接停止向待测负载输出任何数值的电压，然后待测负载自动切换为由原供电电源供电；也可逐步降低向待测负载输出电压的数值直至低于待测负载被正常供电的工作电压数值，持续一段时间后，待测负载就会切换为由工作电压正常供电，最后彻底停止向待测负载输出任何数值的电压。
此实施例中的其它步骤301-303与图2所示的实施例中的步骤201-203基本相同，不再重复描述。
其中，待测负载可由LDO电源和/或开关电源(如：DC/DC电源，直流转直流的电源)等电源正常供电。上述步骤301-305可由数控直流电源实现，其测量的具体过程为，首先通过数控直流电源的键盘如“+”、“-”按键设定输出的测试电压数值，其中设定的测试电压数值略高于待测负载被正常供电的工作电压。如待测负载被LDO电源和/或开关电源正常供电时的工作电压为1.8V，则可设置数控直流电源输出的测试电压为1.81V。然后数控直流电源内部的直流稳压电路根据设定的测试电压数值进行调控并输出电压，这时原电路中的LDO电源和/或开关电源检测到待测负载输入的实际电压比其自身输出的工作电压更高，则会进入过压保护状态，停止电压输出，随即电流输出停止。此时待测负载立即切换由数控直流电源供电，也就是说，待测负载的电流消耗全部由数控直流电源供给，则数控直流电源测量所得的电流输出结果就是待测负载所消耗的电流，其可与数控直流电源输出的电压数值一同显示在显示面板上。
由于待测负载两端施加的测试电压比原来正常工作时提供的工作电压稍高一点点，而待测负载在工作时的功率基本不变，所以其与数控直流电源组成新回路的电流只比原回路电流略小一点点，大小差异几乎可以忽略不计，所以可认为测量所得的电流输出数值就是负载在原有电路中所消耗的电流，用户可直接从数控直流电源的显示面板上直接读取。对于数控直流电源的显示精度，可根据本领域的技术人员的具体需求而做不同设定，如对精度要求很高，则可将其精度设计为精确到毫安级别。
当测量完成后，数控直流电源内部的直流稳压电路可停止向待测负载输出测试电压。具体地，数控直流电源可先命令直流稳压电路停止输出电压，之后待测负载就会自动切换为由原来的供电电源供电；数控直流电源也可调控其直流稳压电路输出的电压渐渐降低直至低于原来供电电源的输出电压，持续一段时间后，待测负载也会切换为由原供电电源供电，然后数控直流电源再命令直流稳压电路彻底停止电压输出。
上述的控制调控并输出测试电压，控制测量与显示测试电流数值及控制停止向待测负载输出测试电压等过程均可由数控直流电源内部的单片机执行，其单片机的具体型号可由设计人员根据不同需求而做不同选择，本发明对此不做限定。
下面将根据本实施例中的方法提供具体的电路结构来说明本技术方案，这将有助于对本发明的理解。但是，应该理解，本发明所提供的方法并不局限于利用下述的电路结构来实现。
如图4所示，待测的电路回路中包含电源模块10和待测负载20两个器件，其中，电源模块10可为LDO电源和/或开关电源，Us代表电源模块10所提供的工作电压，RL代表待测负载20的阻值，则被测量前回路中的电流为I1＝Us/RL。需要测量时，在待测负载20的两端连接数控直流电源30，数控直流电源30输出的测试电压UDC比原来电源模块10提供的工作电压Us稍高一点点，如原来电源模块10输出的工作电压Us为2.9V，则数控直流电源30输出的测试电压UDC可设置为2.92V。当这个外部电源施加到待测负载20上时，原电路中的电源模块10检测到待测负载20输入的实际电压比其自身输出的工作电压Us更高，则会进入过压保护状态，停止电压输出，随即电流输出停止，即I1＝0。则数控直流电源30立即取代原来电路中的电源模块10重新为待测负载20供电形成新的回路，设定新回路的电流为I2。考虑到待测负载20的功率基本不变，新回路的电压UDC只比原回路的电压Us略高一点点，所以新回路的电流I2只比原回路电流I1略小一点点，大小差异几乎可以忽略不计，所以可认为I2跟之前的I1相等。因新回路的电流I2可直接从数控直流电源30的显示面板上读出来，因此也就可以轻松地知道待测负载20在原回路中消耗电流的大小了。
利用本实施例提供的移动终端负载电流的测量方法，可在不破坏原来电路连通性的情况下，在待测负载两端施加比原有电源电压稍高的电压来取代原有电源，通过测量输出的电流即可获得待测负载在原有电路中所消耗的电流，操作简单，测量准确度高。同时，测量所得的输出电流结果可直接被读取，更加方便了用户的使用。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电子设备负载电流的测量方法，其中，待测负载被正常供电，其特征在于，所述方法包括：
在所述待测负载的两端施加测试电压，其中所述测试电压高于所述待测负载被正常供电的工作电压；
测量流经所述待测负载的测试电流。
2.根据权利要求1所述的电子设备负载电流的测量方法，其特征在于，在所述测量流经所述待测负载的测试电流数值之后进一步包括：根据测量结果显示所述测试电流的数值。
3.根据权利要求1所述的电子设备负载电流的测量方法，其特征在于，所述在所述待测负载的两端施加测试电压包括：
设定在所述待测负载两端施加测试电压的数值；
根据设定的测试电压数值调控并输出所述测试电压。
4.根据权利要求1所述的电子设备负载电流的测量方法，其特征在于，在所述测量流经所述待测负载的测试电流数值之后进一步包括：停止向所述待测负载输出所述测试电压。
5.根据权利要求4所述的电子设备负载电流的测量方法，其特征在于，所述停止向所述待测负载输出所述测试电压包括：对所述测试电流完成测量后直接停止向所述待测负载输出任何数值的电压。
6.根据权利要求4所述的电子设备负载电流的测量方法，其特征在于，所述停止向所述待测负载输出所述测试电压包括：逐步降低向所述待测负载输出电压的数值直至低于所述待测负载被正常供电的工作电压数值，待所述待测负载切换为由所述工作电压正常供电后，彻底停止向所述待测负载输出任何数值的电压。
7.根据权利要求1所述的电子设备负载电流的测量方法，其特征在于，所述测试电压与所述工作电压的差值小于所述工作电压的5％。
8.根据权利要求7所述的电子设备负载电流的测量方法，其特征在于，所述测试电压与所述工作电压的差值小于所述工作电压的1％。
9.根据权利要求1所述的电子设备负载电流的测量方法，其特征在于，所述在所述待测负载的两端施加测试电压和测量流经所述待测负载的测试电流由数控直流电源完成。
10.根据权利要求1所述的电子设备负载电流的测量方法，其特征在于，所述待测负载由低压差线性电源和/或开关电源提供工作电压，所述低压差线性电源和/或开关电源实时检测所述待测负载输入的实际电压，当检测到所述待测负载输入的实际电压高于所述工作电压时，停止向所述待测负载输出电流。
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