CN111404254A - 供电控制电路及电子设备 - Google Patents

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CN111404254A CN202010236994.2A CN202010236994A CN111404254A CN 111404254 A CN111404254 A CN 111404254A CN 202010236994 A CN202010236994 A CN 202010236994A CN 111404254 A CN111404254 A CN 111404254A
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Abstract

本公开提供了一种供电控制电路及电子设备。供电控制电路包括：与电子设备的***模块连接的***供电端、与***供电端连接的开关模块、以及与开关模块连接的储能模块，通过开关模块连接至***供电端。当***供电端的电压小于阈值时，储能模块通过开关模块经***供电端给***模块供电，这缓冲了因电源模块的电量较低且***模块的负载较大而迅速拉低***供电端的电压的问题，保证各个元器件正常工作，进而保证电子设备正常工作。

Description

供电控制电路及电子设备
技术领域
本公开涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种供电控制电路及电子设备。
背景技术
电子设备包括主板，主板包括电源模块和***模块。当对电子设备充电时，通过适配器连接电源与电子设备，以对电源模块和***模块充电。当未对电子设备充电时，电源模块为***模块供电，然而当电源模块的电量较低，且***模块的负载较大时，电源模块的电压会被快速拉低，当低于部分元器件的下限电压时，这些元器件将不能正常工作，甚至导致电子设备关机。
发明内容
本公开提供了一种改进的供电控制电路及电子设备。
本公开的一个方面提供一种供电控制电路，用于电子设备，所述供电控制电路包括：
***供电端，与所述电子设备的***模块连接；
开关模块，与所述***供电端连接；及
储能模块，与所述开关模块连接，通过所述开关模块连接至所述***供电端，当所述***供电端的电压小于阈值时，所述储能模块通过所述开关模块经所述***供电端给所述***模块供电。
可选地，所述开关模块包括：第一开关单元和第二开关单元；
所述第一开关单元与所述第二开关单元、所述储能模块及所述***供电端连接，所述第一开关单元包括并联的单向导通件和通断件；
所述第二开关单元与所述***供电端连接；
当所述***供电端的电压小于所述阈值时，所述第二开关单元断开，使所述通断件断开，所述储能模块通过所述单向导通件为所述***供电端供电。
可选地，当所述***供电端的电压大于或等于所述阈值时，所述第二开关单元导通，使所述通断件导通，所述***供电端通过所述通断件为所述储能模块充电。
可选地，所述单向导通件包括二极管，所述通断件包括第一功率开关管，所述第一功率开关管包括栅极、第一端及第二端，所述第一功率开关管的栅极与所述第二开关单元连接，所述第一端与所述储能模块连接，所述第二端与所述***供电端连接；
所述二极管的正极与所述第一端连接，负极与所述第二端连接。
可选地，所述二极管与所述第一功率开关管集成为第一功率开关模组，所述二极管为体二极管。
可选地，所述第二开关单元包括第二功率开关管，所述第二功率开关管包括栅极、第三端及第四端，所述第二功率开关管的栅极与所述***供电端连接，所述第三端与第一开关单元连接，所述第四端与接地端连接。
可选地，所述供电控制电路还包括：第一分压模块，连接于所述***供电端和所述第二开关单元之间，所述第一分压模块包括与所述第一开关单元连接的第一分压输出端，所述第一分压模块用于对所述***供电端的电压进行分压，通过所述第一分压输出端输出分压后的电压给所述第一开关单元。
可选地，所述供电控制电路还包括第一电容，一端连接于所述第一分压模块及所述第一开关单元之间，另一端接地。
可选地，所述供电控制电路还包括：第二分压模块，连接于所述***供电端和接地端之间，所述第二分压模块包括与所述第二开关单元连接的第二分压输出端，所述第二分压模块用于对所述***供电端的电压进行分压，通过所述第二分压输出端输出分压后的电压给所述第二开关单元。
可选地，所述供电控制电路还包括第二电容，一端连接于所述第二分压模块及所述第二开关单元之间，另一端接地。
可选地，所述储能模块包括储能电容，一端与所述第一开关单元连接，另一端接地。
本公开的另一个方面提供一种电子设备，所述电子设备包括：
电源模块；
***模块，与所述电源模块连接；及
上述提及的任一种所述的供电控制电路，所述供电控制电路与所述***模块连接。
本公开实施例提供的技术方案至少具有以下有益效果：
当***供电端的电压小于阈值时，储能模块通过开关模块经***供电端给***模块供电，这缓冲了因电源模块的电量较低且***模块的负载较大而迅速拉低***供电端的电压的问题，保证各个元器件正常工作，进而保证电子设备正常工作。
附图说明
图1所示为本公开根据一示例性实施例示出的电子设备与适配器连接的电路框图；
图2所示为图1中供电控制电路的框图；
图3所示为图1中供电控制电路的电路图；
图4所示为图3中供电控制电路为***模块供电的示意图；
图5所示为图3中供电控制电路被充电的示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施例并不代表与本公开相一致的所有实施例。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。除非另作定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。除非另行指出，“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
在本公开说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
图1所示为本公开根据一示例性实施例示出的电子设备与适配器100连接的电路框图。参考图1，电子设备包括：电源模块210、***模块220及供电控制电路300。其中，电源模块210与***模块220连接，电源模块210用于为***模块220供电。供电控制电路300与***模块220连接。示例性地，供电控制电路300连接至***模块220与电源模块210之间。当为电子设备充电时，通过适配器100给***模块220、电源模块210及供电控制电路300供电。当未对电子设备充电时，通过电源模块210为***模块220供电。
示例性地，电源模块210和***模块220集成于主板，供电控制电路300与主板分离设置。示例性地，电源模块210、***模块220及供电控制电路300集成于主板。
示例性地，电源模块210包括两串两并的电芯。电源模块210的供电电压可为7.7V。
本公开实施例提供的电子设备包括但不限于：手机、平板电脑、笔记本电脑、iPad、数字广播终端、消息收发设备、游戏控制台、医疗设备、健身设备、个人数字助理等智能设备。
图2所示为图1中供电控制电路300的框图。参考图2，供电控制电路300包括：***供电端Vsys、开关模块310及储能模块320。
继续参考图1，***供电端Vsys与电子设备的***模块220连接，供电控制电路300可通过***供电端Vsys为***模块220供电。***供电端Vsys还与电源模块210及适配器100连接，电源模块210可通过***供电端Vsys为***模块220供电，适配器100可通过***供电端Vsys为供电控制电路300供电。
继续参考图2，开关模块310与***供电端Vsys连接。储能模块320与开关模块310连接，通过开关模块310连接至***供电端Vsys。
当***供电端Vsys的电压小于阈值时，储能模块320通过开关模块310经***供电端Vsys给***模块220供电。需要说明的是，“阈值”可以为***模块220中元器件正常工作时的下限电压。当未对电子设备充电，电源模块210的电量较低，且***模块220的负载较大时，电源模块210的电压容易被快速拉低，***供电端Vsys的电压与电源模块210的电压相等，也会被拉低，甚至小于部分元器件的下限电压，导致元器件不能正常工作，甚至导致电子设备关机。使储能模块320通过开关模块310经***供电端Vsys给***模块220供电，这缓冲了***供电端Vsys的电压被快速拉低的问题，保证各个元器件正常工作，进而保证电子设备正常工作。
当***供电端Vsys的电压大于或等于阈值时，***供电端Vsys通过开关模块310为储能模块320充电。示例性地，当通过适配器100为电子设备充电时，适配器100可通过***供电端Vsys为储能模块320充电。示例性地，当未给电子设备充电时，且电源模块210所存储的电量较大时，电源模块210可通过***供电端Vsys为储能模块320充电。
至此，本公开实施例提供的供电控制电路300，当***供电端Vsys的电压小于阈值时，储能模块320通过开关模块310经***供电端Vsys给***模块220供电，这缓冲了因电源模块210的电量较低且***模块220的负载较大而迅速拉低***供电端Vsys的电压的问题，保证各个元器件正常工作，进而保证电子设备正常工作。
图3所示为图1中供电控制电路300的电路图，以下结合图3对本公开实施例提供的供电控制电路300作进一步阐述：
在一些实施例中，参考图3，开关模块310包括：第一开关单元311和第二开关单元312。第一开关单元311与第二开关单元312、储能模块320及***供电端Vsys连接，第一开关单元311包括并联的单向导通件313和通断件314。第二开关单元312与***供电端Vsys连接。当***供电端Vsys的电压小于阈值时，第二开关单元312断开，使通断件314断开，储能模块320通过单向导通件313为***供电端Vsys供电。在另一些实施例中，当***供电端Vsys的电压大于或等于阈值时，第二开关单元312导通，使通断件314导通，***供电端Vsys通过通断件314为储能模块320充电。如此，基于***供电端Vsys的电压大小，供电控制电路300自动控制储能模块320为***供电端Vsys供电，以缓冲因电源模块210的电量较低且***模块220的负载较大而迅速拉低***供电端Vsys的电压的问题，保证电子设备正常工作。以及，供电控制电路300还自动控制通过***供电端Vsys为储能模块320充电，以利于储能模块320蓄电。
进一步地，在一些实施例中，单向导通件313包括二极管D1，通断件314包括第一功率开关管Q1，第一功率开关管Q1包括栅极、第一端及第二端，第一功率开关管Q1的栅极与第二开关单元312连接，第一端与储能模块320连接，第二端与***供电端Vsys连接；二极管D1的正极与第一端连接，负极与第二端连接。第二开关单元312包括第二功率开关管Q2，第二功率开关管Q2包括栅极、第三端及第四端，第二功率开关管Q2的栅极与***供电端Vsys连接，第三端与第一开关单元311连接，第四端与接地端连接。当***供电端Vsys的电压小于阈值时，驱动第二功率开关管Q2断开，使第一功率开关管Q1断开，储能模块320通过二极管D1为***供电端Vsys供电。当***供电端Vsys的电压大于或等于阈值时，驱动第二功率开关管Q2导通，使第一功率开关管Q1导通，***供电端Vsys通过第一功率开关管Q1为储能模块320充电。
示例性地，第一功率开关管Q1包括P型功率开关管，第二功率开关管Q2包括N型功率开关管。第一功率开关管Q1的栅极与第二功率开关管Q2的漏极连接，第一功率开关管Q1的第一端为漏极，与储能模块320连接，第二端为源极，与***供电端Vsys连接。第二功率开关管Q2的栅极与***供电端Vsys连接，第三端为漏极，与第一功率开关管Q1的栅极连接，第四端为源极，与接地端连接。此外，第一功率开关管Q1还可为N型功率开关管以及第二功率开关管Q2还可为P型功率开关管、第一功率开关管Q1还可为P型功率开关管以及第二功率开关管Q2还可为P型功率开关管、第一功率开关管Q1还可为N型功率开关管以及第二功率开关管Q2还可为N型功率开关管，相应地，供电控制电路300还需增加其他电路与第一功率开关管Q1及第二功率开关管Q2配合，本公开对此不作具体限定。
在一些实施例中，二极管D1与第一功率开关管Q1集成为第一功率开关模组，二极管D1为体二极管D1。换言之，体二极管D1与第一功率开关管Q1封装为一体，形成一个部件。集成为一体的第一功率开关模组容易获取，占用空间小，利于简化供电控制电路300。在另一些实施例中，二极管D1与第一功率开关管Q1分属于两个部件，二极管D1为第一功率开关管Q1的外置二极管D1。
在一些实施例中，继续参考图3，第二开关单元312还包括与第二功率开关管Q2并联的二极管D2。在一些实施例中，二极管D2与第二功率开关管Q2集成为第二功率开关模组，二极管D2为体二极管D2。体二极管D2起到防止静电放电(Electro-Static Discharge，ESD)的作用。集成为一体的第二功率开关模组容易获取，占用空间小，利于简化供电控制电路300。
在一些实施例中，请继续参考图3，供电控制电路300还包括：第一分压模块330，连接于***供电端Vsys和第二开关单元312之间，第一分压模块330包括与第一开关单元311连接的第一分压输出端，第一分压模块330用于对***供电端Vsys的电压进行分压，通过第一分压输出端输出分压后的电压给第一开关单元311。第一开关单元311基于第一分压模块330输出分压后的电压而导通或断开。示例性地，第一分压模块330包括第一电阻R1和第二电阻R2，第一电阻R1的一端与***供电端Vsys连接，另一端与第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端与第二开关单元312连接，第一电阻R1与第二电阻R2之间形成第一分压输出端，与第一开关单元311连接。若第一电阻R1上的分压满足第一功率开关管Q1的开启条件，第一功率开关管Q1开启，反之，第一功率开关管Q1断开。
在一些实施例中，供电控制电路300还包括：第二分压模块340，连接于***供电端Vsys和接地端之间，第二分压模块340包括与第二开关单元312连接的第二分压输出端，第二分压模块340用于对***供电端Vsys的电压进行分压，通过第二分压输出端输出分压后的电压给第二开关单元312。第二开关单元312基于第二分压模块340输出分压后的电压而导通或断开。示例性地，第二分压模块340包括第三电阻R3和第四电阻R4，第三电阻R3的一端与***供电端Vsys连接，另一端与第四电阻R4的一端连接，第四电阻R4的另一端接地，第三电阻R3和第四电阻R4之间形成有第二分压输出端，与第二开关单元312连接。若第四电阻R4上的分压满足第二功率开关管Q2的开启条件，第二功率开关管Q2开启，反之，第二功率开关管Q2断开。
在一些实施例中，供电控制电路300还包括第一电容C1，一端连接于第一分压模块330及第一开关单元311之间，另一端接地。示例性地，第一电容C1的一端连接于第一电阻R1和第二电阻R2之间，另一端接地。通过第一电容C1可调节第一功率开关管Q1的开启速度。在一些实施例中，供电控制电路300还包括第二电容C2，一端连接于第二分压模块340及第二开关单元312之间，另一端接地。示例性地，第二电容C2的一端连接于第三电阻R3与第四电阻R4之间，另一端接地。通过第二电容C2可调节第二功率开关管Q2的开启速度。
在一些实施例中，储能模块320包括储能电容C3，一端与第一开关单元311连接，另一端接地。储能电容C3可存储电量及输出电能，利于简化供电控制电路300。
基于上述，在本公开实施例中，当未对电子设备充电时，比如电源模块210通过直流模式(DC Mode)为***供电端Vsys供电，***供电端Vsys的电压等于电源模块210的电压。当电源模块210的电量较低，且***模块220的负载较大使***供电端Vsys的电压小于阈值时，开关模块310基于接收到的电压而调整工作状态，使储能模块320能够通过开关模块310为***供电端Vsys供电。当电源模块210的电量较高，且***模块220的负载较大使***供电端Vsys的电压小于阈值时，同样地，储能模块320能够通过开关模块310为***供电端Vsys供电。当电源模块210的电量较高，且***模块220的负载使***供电端Vsys的电压大于或等于阈值时，开关模块310基于接收到的电压而调整工作状态，使***供电端Vsys能够通过开关模块310为储能模块320充电。
当通过适配器100对电子设备充电时，比如适配器100通过交流模式(AC Mode)为***供电端Vsys供电，***供电端Vsys的电压等于适配器100的电压。通常适配器100的充电电压较高，这使***供电端Vsys的电压大于或等于阈值，开关模块310基于接收到的电压而调整工作状态，使***供电端Vsys能够通过开关模块310为储能模块320充电。
图4所示为图3中供电控制电路300为***模块220供电的示意图，图5所示为图3中供电控制电路300被充电的示意图。在图4和图5中，箭头表示电流流通方向。以下结合图3～图5对本公开实施例提供的供电控制电路300的工作原理进行更为详细地阐述：
继续参考图3，当未对电子设备充电时，***供电端Vsys的电压等于电源模块210的电压，第三电阻R3与第四电阻R4之间的第二分压输出端输出第四电阻R4上的分压给第二功率开关管Q2的栅极(gate)。参考图4，当***供电端Vsys的电压小于阈值，且当第四电阻R4上的分压Vsys×R4/(R3+R4)小于第二功率开关管Q2的开启电压Vgsth2时，也即作用于第二功率开关管Q2的电压
Figure BDA0002431328520000091
第二功率开关管Q2断开。第二功率开关管Q2断开使第二电阻R2处于浮动状态，这使第一电阻R1两端的电压为零，达不到第一功率开关管Q1的开启电压Vgsth1，也即-Vgs1＜-Vgsth1，第一功率开关管Q1断开。此时，储能电容C3可通过体二极管D1为***供电端Vsys供电。当***供电端Vsys的电压大于或等于阈值时，与下述控制方式相同，此处不再赘述。
当通过适配器100为电子设备充电时，***供电端Vsys的电压等于适配器100的电压，第三电阻R3与第四电阻R4之间的第二分压输出端输出第四电阻R4上的分压给第二功率开关管Q2的栅极(gate)。参考图5，当***供电端Vsys的电压大于或等于阈值，且当第四电阻R4上的分压Vsys×R4/(R3+R4)大于第二功率开关管Q2的开启电压Vgsth2时，也即
Figure BDA0002431328520000101
第二功率开关管Q2导通。第二功率开关管Q2导通时，使第二电阻R2接地，使第一电阻R1和第二电阻R2之间的第一分压输出端输出第一电阻R1上的分压给第一功率开关管Q1的栅极(gate)，且大于第一功率开关管Q1的开启电压时，也即-Vgs1＞-Vgsth1，第一功率开关管Q1导通。此时，***供电端Vsys通过第一功率开关管Q1为储能电容C3充电。
本公开实施例提供的供电控制电路300及电子设备，当***供电端Vsys的电压小于阈值时，结合第一分压模块330和第二分压模块340的分压，使第二开关单元312和第一开关单元311断开，储能模块320通过第一开关单元311的单向导通件313为***供电端Vsys供电，这缓冲了因电源模块210的电量较低且***模块220的负载较大而迅速拉低***供电端Vsys的电压的问题，保证各个元器件正常工作，进而保证电子设备正常工作。当***供电端Vsys的电压大于或等于阈值时，结合第一分压模块330和第二分压模块340的分压，使第二开关单元312和第一开关单元311导通，***供电端Vsys通过第一功率开关管Q1为储能模块320充电。此外，该供电控制电路300的结构简单，价格低廉，利于推广应用。
本公开上述各个实施例，在不产生冲突的情况下，可以互为补充。
以上所述仅为本公开的较佳实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开保护的范围之内。

Claims (12)

1.一种供电控制电路，其特征在于，用于电子设备，所述供电控制电路包括：
***供电端，与所述电子设备的***模块连接；
开关模块，与所述***供电端连接；及
储能模块，与所述开关模块连接，通过所述开关模块连接至所述***供电端，当所述***供电端的电压小于阈值时，所述储能模块通过所述开关模块经所述***供电端给所述***模块供电。
2.根据权利要求1所述的供电控制电路，其特征在于，所述开关模块包括：第一开关单元和第二开关单元；
所述第一开关单元与所述第二开关单元、所述储能模块及所述***供电端连接，所述第一开关单元包括并联的单向导通件和通断件；
所述第二开关单元与所述***供电端连接；
当所述***供电端的电压小于所述阈值时，所述第二开关单元断开，使所述通断件断开，所述储能模块通过所述单向导通件为所述***供电端供电。
3.根据权利要求2所述的供电控制电路，其特征在于，当所述***供电端的电压大于或等于所述阈值时，所述第二开关单元导通，使所述通断件导通，所述***供电端通过所述通断件为所述储能模块充电。
4.根据权利要求2所述的供电控制电路，其特征在于，所述单向导通件包括二极管，所述通断件包括第一功率开关管，所述第一功率开关管包括栅极、第一端及第二端，所述第一功率开关管的栅极与所述第二开关单元连接，所述第一端与所述储能模块连接，所述第二端与所述***供电端连接；
所述二极管的正极与所述第一端连接，负极与所述第二端连接。
5.根据权利要求4所述的供电控制电路，其特征在于，所述二极管与所述第一功率开关管集成为第一功率开关模组，所述二极管为体二极管。
6.根据权利要求2所述的供电控制电路，其特征在于，所述第二开关单元包括第二功率开关管，所述第二功率开关管包括栅极、第三端及第四端，所述第二功率开关管的栅极与所述***供电端连接，所述第三端与第一开关单元连接，所述第四端与接地端连接。
7.根据权利要求2所述的供电控制电路，其特征在于，所述供电控制电路还包括：第一分压模块，连接于所述***供电端和所述第二开关单元之间，所述第一分压模块包括与所述第一开关单元连接的第一分压输出端，所述第一分压模块用于对所述***供电端的电压进行分压，通过所述第一分压输出端输出分压后的电压给所述第一开关单元。
8.根据权利要求7所述的供电控制电路，其特征在于，所述供电控制电路还包括第一电容，一端连接于所述第一分压模块及所述第一开关单元之间，另一端接地。
9.根据权利要求2所述的供电控制电路，其特征在于，所述供电控制电路还包括：第二分压模块，连接于所述***供电端和接地端之间，所述第二分压模块包括与所述第二开关单元连接的第二分压输出端，所述第二分压模块用于对所述***供电端的电压进行分压，通过所述第二分压输出端输出分压后的电压给所述第二开关单元。
10.根据权利要求9所述的供电控制电路，其特征在于，所述供电控制电路还包括第二电容，一端连接于所述第二分压模块及所述第二开关单元之间，另一端接地。
11.根据权利要求2所述的供电控制电路，其特征在于，所述储能模块包括储能电容，一端与所述第一开关单元连接，另一端接地。
12.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
电源模块；
***模块，与所述电源模块连接；及
权利要求1～11任一项所述的供电控制电路，所述供电控制电路与所述***模块连接。
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