CN116699296B - 负载检测电路和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种负载检测电路和电子设备，负载检测电路包括：负载接口，用于连接负载；数字可控电流舵电路，输入端用于接入电源电压，数字可控电流舵电路用于在负载接口接入负载的初始阶段，输出第一预设大小的可控电流至负载接口，以为接入的负载提供充电电流；负载供电需求识别控制电路，负载供电需求识别控制电路的输入端与数字可控电流舵电路的输出端连接，负载供电需求识别控制电路的检测端与负载接口连接，负载供电需求识别控制电路用于检测负载接口的电压，以确定接入的负载的供电需求，并根据供电需求控制数字可控电流舵电路输出与负载匹配的可控电流至负载接口，以为接入的负载提供检测电流。本发明旨在提高负载检测的准确度。

Description

负载检测电路和电子设备

技术领域

本发明涉及负载检测领域，特别涉及一种负载检测电路和电子设备。

背景技术

负载检测电路通常指在微功耗级别的条件下实现对负载的检测和测量，并输出负载的电信号，主要用于电源管理、便携式设备、物联网等领域。而目前负载检测电路对于负载检测灵敏度较低，有的甚至无法检测到一些较小的负载，这使得负载检测电路在一些精度要求较高的场景中难以应用。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种负载检测电路和电子设备，旨在提高负载检测的灵敏度。

为实现上述目的，本发明提出一种负载检测电路，包括：

负载接口，用于连接负载；

数字可控电流舵电路，所述数字可控电流舵电路的输入端用于接入电源电压，所述数字可控电流舵电路用于在所述负载接口接入负载的初始阶段，输出第一预设大小的可控电流至负载接口，以为接入的负载提供充电电流；

负载供电需求识别控制电路，所述负载供电需求识别控制电路的输入端与所述数字可控电流舵电路的输出端连接，所述负载供电需求识别控制电路的检测端与所述负载接口连接，所述负载供电需求识别控制电路用于检测所述负载接口的电压，以确定接入的负载的供电需求，并根据所述供电需求控制所述数字可控电流舵电路输出与所述负载匹配的可控电流至所述负载接口，以为接入的负载提供检测电流。

可选地，所述负载供电需求识别控制电路的输出端用于连接控制芯片，所述负载供电需求识别控制电路用于在根据所述负载接口的电压值检测到负载接入时，输出接入信号至所述控制芯片，所述负载供电需求识别控制电路还用于在根据所述负载接口的电压值检测到负载未接入时，输出休眠信号至所述控制芯片。

可选地，所述负载供电需求识别控制电路包括：

负载供电需求识别电路，所述负载供电需求识别电路的检测端与所述负载接口连接，所述负载供电需求识别电路用于检测所述负载接口的电压，以确定接入的负载的供电需求，并输出供电需求信号；

负载供电控制电路，所述负载供电控制电路的受控端与所述负载供电需求识别电路的输出端连接，所述负载供电控制电路的输入端与所述数字可控电流舵电路的输出端连接，所述负载供电控制电路的输出端与所述负载接口连接，所述负载供电控制电路用于根据所述供电需求信号控制所述数字可控电流舵电路输出与所述负载匹配的可控电流至所述负载接口，以为接入的负载提供检测电流。

可选地，所述负载供电需求识别电路包括第一PMOS管、比较器、与门、电平迁移器和多个反相电路，所述第一PMOS管的栅极用于接入电源电压，所述第一PMOS管的源极为所述负载供电需求识别电路的输入端，所述第一PMOS管的漏极与所述负载接口连接，所述比较器的正向输入端用于接入外部电源，所述比较器的反向输入端与所述负载接口连接，所述与门的第一输入端与所述比较器的输出端连接，并用于连接控制芯片，所述与门的第二输入端与多个所述反相电路串联后的输出端连接，所述与门的输出端与所述电平迁移器的输入端连接，所述电平迁移器的输出端用于连接控制芯片，多个所述反相电路串联后的受控端与所述数字可控电流舵电路的输出端连接，多个所述反相电路串联后的输入端用于接入外部电源。

可选地，每一所述反相电路包括第一NMOS管和第二PMOS管，所述第一NMOS管的栅极和所述第二PMOS管的栅极互连，且为所述反相电路的受控端，所述第二PMOS管的源极为所述反相电路的输入端，所述第二PMOS管的漏极和所述第一NMOS管的漏极互连，且为所述反相电路的输出端，所述第一NMOS管的源极接地。

可选地，所述负载供电控制电路包括第二NMOS管，所述第二NMOS管的栅极为所述负载供电控制电路的受控端，所述第二NMOS管的漏极为所述负载供电控制电路的输入端，所述第二NMOS管的源极为所述负载供电控制电路的输出端。

可选地，所述负载供电需求识别控制电路和所述数字可控电流舵电路的数量为多个，每一所述负载供电需求识别控制电路的电源输入端用于接入第一电源电压，每一所述数字可控电流舵电路的电源输入端用于接入第二电源电压，多个所述数字可控电流舵电路的输出端与多个所述负载供电需求识别控制电路的输入端一一对应连接，多个所述负载供电需求识别控制电路并联连接，多个所述数字可控电流舵电路并联连接。

可选地，所述负载检测电路还包括：

偏置电路，所述偏置电路的输入端用于接入外部电源，所述偏置电路的输出端与所述数字可控电流舵电路的电源输入端和所述负载供电需求识别控制电路的电源输入端连接，所述偏置电路还用于将外部电源转换并输出第一电源电压和第二电源电压至所述负载供电需求识别控制电路，所述偏置电路用于将外部电源转换并输出第三电源电压至数字可控电流舵电路。

可选地，所述负载检测电路还包括：

逻辑电路，所述逻辑电路用于接入外部控制信号，并根据外部控制信号输出对应的逻辑信号；

电源选择电路，所述电源选择电路具有多个电源输入端，每一所述电源输入端用于接入一个外部电源，所述电源选择电路的输出端与所述偏置电路的输入端连接，所述电源选择电路的受控端与所述逻辑电路的输出端连接，所述电源选择电路用于接收并根据所述逻辑信号，选择对应的外部电源输出至所述偏置电路。

本发明还提出一种电子设备，包括控制芯片及如上所述的负载检测电路。

本发明技术方案通过负载接口、数字可控电流舵电路和负载供电需求识别控制电路构成负载检测电路，其中，负载接口用于连接负载；数字可控电流舵电路的输入端可以接入电源电压，数字可控电流舵电路可以在负载接口接入负载的初始阶段，输出第一预设大小的可控电流至负载接口，以为接入的负载提供充电电流；负载供电需求识别控制电路的输入端与数字可控电流舵电路的输出端连接，负载供电需求识别控制电路的检测端与负载接口连接，负载供电需求识别控制电路可以检测负载接口的电压，以确定接入的负载的供电需求，并根据供电需求控制数字可控电流舵电路输出与负载匹配的可控电流至负载接口，以为接入的负载提供检测电流。本发明旨在提高负载检测的准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明负载检测电路一实施例的功能模块示意图；

图2为本发明负载检测电路另一实施例的功能模块示意图；

图3为本发明负载检测电路中负载供电需求识别控制电路一实施例的电路结构示意图；

图4为本发明负载检测电路中数字可控电流舵电路一实施例的电路结构示意图；

图5为本发明负载检测电路中偏置电路一实施例的电路结构示意图；

图6为本发明负载检测电路中逻辑电路和电源选择电路一实施例的电路结构示意图；

图7为本发明负载检测电路又一实施例的功能模块示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作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。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……），则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种负载检测电路。负载检测电路通常应用于电子设备，电子设备具有控制芯片。电子设备比如无线耳机和充电盒，无线耳机在放入充电盒和从充电盒内拿出时的情况不同，充电盒需要对无线耳机的情况作出判断，即对负载进行检测，识别出负载的状态，才能选择对应的功能，通常是通过负载检测电路检测负载的状态和供电需求，再输出信号至电子设备的控制芯片，使控制芯片控制电子设备执行对应功能。电子设备包括但不限于无线耳机，也可以应用在其他需要检测负载的场景。

参照图1，在本发明一实施例中，所述负载检测电路包括：

负载接口VO，用于连接负载；

数字可控电流舵电路10，所述数字可控电流舵电路10的输入端用于接入电源电压，所述数字可控电流舵电路10用于在所述负载接口VO接入负载的初始阶段，输出第一预设大小的可控电流至负载接口VO，以为接入的负载提供充电电流；

负载供电需求识别控制电路，所述负载供电需求识别控制电路的输入端与所述数字可控电流舵电路10的输出端连接，所述负载供电需求识别控制电路的检测端与所述负载接口VO连接，所述负载供电需求识别控制电路用于检测所述负载接口VO的电压，以确定接入的负载的供电需求，并根据所述供电需求控制所述数字可控电流舵电路10输出与所述负载匹配的可控电流至所述负载接口VO，以为接入的负载提供检测电流。

本实施例中，负载接口VO是对应负载设置的接口，具体形状可以根据负载进行设置，比如应用于无线耳机充电时，负载接口VO的形状则可以根据无线耳机的电源引脚设置。数字可控电流舵电路10可以由多个开关管构成，数字可控电流舵电路10通过接收外部数字控制信号，可以产生并输出可控电流，数字控制信号可以由电子设备中的控制芯片产生，用户可以根据实际需求设置输出至数字可控电流舵电路10的数字控制信号，从而使数字可控电流舵电路10产生用户所需要的电流；比如数字控制信号为高低电平的电信号，通过不同电平的电信号控制数字可控电流舵电路10中的开关管导通或者关断，并控制开关管导通或者关断的时间，从而改变数字可控电流舵电路10中的电流大小，在实际应用中用户可以预设好数字控制信号，使数字可控电流舵电路10在负载接口VO接入负载的初始阶段输出第一预设大小的可控电流至负载接口VO，从而为接入的负载提供充电电流，第一预设大小可以根据用户需求和实际情况设置。

负载供电需求识别控制电路则可以在负载接入后，判断负载对于电源的需求，从而控制数字可控电流舵电路10输出对应的可控电流至负载接口VO给电容充电。比如将数字可控电流舵电路10输出的可控电流分两路或者多路输出，一路在接入负载的初始阶段，为接入的负载提供充电电流，若一路的可控电流无法满足负载的静态功耗需求，此时负载接口VO的电压值会低于预设值，如此就需要将两路或者多路可控电流输出至负载接口VO给负载供电，具体可以通过MOS管等开关器件控制两路或者多路可控电流的输出；若一路的可控电流能够满足负载静态功耗需求，此时负载接口VO的电压值会大于或等于预设值，用一路电流给负载供电即可；预设值的大小则是由构成电路的器件特性、可控电流设置的大小以及负载对静态电流的需求决定。可以理解的是，负载检测电路应用的电子设备，比如无线耳机等设备，无线耳机负载内通常会设置有电容，而对于不同的负载，其电容大小也可能会不同，电容越大，接收到同一电流值的电流时，电容的充电速度越慢；所以对电容较大的负载输出较小的电流，会无法满足负载的充电要求，若对电容较小的负载输出较大的电流，可能会导致电容的电压上升过快或者电路设置的保护电路会将大电流认作一个较高的抖动，从而过滤掉大电流，如此都会影响到电容的电压变化，从而影响对于负载接入检测的灵敏度，所以不同的负载电容会有不同的供电需求，而在负载接口VO接入负载的同时，数字可控电流舵电路10就会给负载电容充电，若充电电流与负载电容相差较大，可能会影响对于负载电压检测的准确度，所以通过外部数字控制信号控制数字可控电流舵电路10的输出与负载电容匹配电流大小，可以使得负载电容正常充电，保持负载接口VO电压值正常上升，从而减小负载电容与充电电流不匹配对负载接口VO电压检测造成的影响，以提高负载检测的准确度。

本发明技术方案通过负载接口VO、数字可控电流舵电路10和负载供电需求识别控制电路构成负载检测电路，其中，负载接口VO用于连接负载；数字可控电流舵电路10的输入端可以接入电源电压，数字可控电流舵电路10可以在负载接口VO接入负载的初始阶段，输出第一预设大小的可控电流至负载接口VO，以为接入的负载提供充电电流；负载供电需求识别控制电路的输入端与数字可控电流舵电路10的输出端连接，负载供电需求识别控制电路的检测端与负载接口VO连接，负载供电需求识别控制电路可以检测负载接口VO的电压，以确定接入的负载的供电需求，并根据供电需求控制数字可控电流舵电路10输出与负载匹配的可控电流至负载接口VO，以为接入的负载提供检测电流。本发明旨在提高负载检测的准确度。

在一实施例中，所述负载供电需求识别控制电路的输出端用于连接控制芯片，所述负载供电需求识别控制电路用于在根据所述负载接口VO的电压值检测到负载接入时，输出接入信号至所述控制芯片，所述负载供电需求识别控制电路还用于在根据所述负载接口VO的电压值检测到负载未接入时，输出休眠信号至所述控制芯片。

本实施例中，负载供电需求识别控制电路具体可以根据负载接口VO的电压值检测负载是否接入；比如当负载接入后，由于负载内通常会设置有电容，而电容两端的电压不能突变，电容在电子设备刚开始工作时其电压为0，所以负载接口VO的电压会被下拉到电容的电压，也就是0，随后根据低电压判断到负载接入，此时负载供电需求识别控制电路可以输出接入信号至控制芯片，控制芯片控制电子设备开始工作。反之，负载未接入时，可控电流会将负载接口VO的电压拉升至外部电源的电压，此时会检测到高电压，从而判断出负载未接入，此时负载供电需求识别控制电路可以输出休眠信号至控制芯片，控制芯片控制电子设备整体进入休眠状态，从而降低电子设备的整体功耗，本方案中后续可以用vdd_det表示外部电源。

在一实施例中，所述负载供电需求识别控制电路包括：

负载供电需求识别电路20，所述负载供电需求识别电路20的检测端与所述负载接口VO连接，所述负载供电需求识别电路20用于检测所述负载接口VO的电压，以确定接入的负载的供电需求，并输出供电需求信号；

负载供电控制电路，所述负载供电控制电路的受控端与所述负载供电需求识别电路20的输出端连接，所述负载供电控制电路的输入端与所述数字可控电流舵电路10的输出端连接，所述负载供电控制电路的输出端与所述负载接口VO连接，所述负载供电控制电路用于根据所述供电需求信号控制所述数字可控电流舵电路10输出与所述负载匹配的可控电流至所述负载接口VO，以为接入的负载提供检测电流。

本实施例中，负载供电需求识别控制电路由负载供电需求识别电路20和负载供电控制电路构成；在负载接口VO有负载接入时，负载供电需求识别电路20用可以检测所述负载接口VO的电压，从而确定接入的负载的供电需求，并输出供电需求信号至负载供电控制电路，负载供电控制电路则可以根据供电需求信号，控制数字可控电流舵电路10输出与负载匹配的可控电流至负载接口VO，从而为接入的负载提供检测电流。其中，负载供电需求识别电路20可以由比较器COMP1和MOS管等电子元件构成，如此可以起到比较负载接口VO电压和电路中电压的作用，而负载供电控制电路则可以由MOS管等电子元件构成，MOS管源极接入外部电源，栅极连接负载接口VO，通过MOS管的导通和关断，可以起到控制电路中电流大小的作用。具体来说，负载***时，数字可控电流舵电路10输出的第一预设大小的可控电流开始对负载中的电容充电，若该电流能满足负载的静态功耗需求，负载接口VO电压会被上拉至大于外部电源减MOS管一个开启电压的电压VT；即MOS管的栅极和漏极电压差满足：Vgs=Vg-Vs<VT，MOS管会被自动的关闭。其中Vg为MN_SW的栅极电压，Vs为MN_SW的漏极电压，VT则取决于检测电流设置的大小以及负载对静态电流的需求。若第一预设大小的可控电流不能满足负载对静态电流的需求，则需要输出与负载匹配的可控电流至负载接口VO，此时负载接口VO端电压会被维持在小于外部电源减一个MOS管开启电压的电压VT，即MOS管满足：Vgs=Vg-Vs>VT，此时MOS管导通，将数字可控电流舵电路10输出的额外的电流与第一预设大小的可控电流合并为与负载匹配的可控电流，并输出至负载接口VO，以给负载充电。如此可以满足不同负载对电源的需求或者负载在不同情况下对电源的需求。

参照图3，在一实施例中，所述负载供电需求识别电路20包括第一PMOS管MP1、比较器COMP1、与门AND、电平迁移器LTH和多个反相电路，所述第一PMOS管MP1的栅极用于接入电源电压，所述第一PMOS管MP1的源极为所述负载供电需求识别电路20的输入端，所述第一PMOS管MP1的漏极与所述负载接口VO连接，所述比较器COMP1的正向输入端用于接入外部电源，所述比较器COMP1的反向输入端与所述负载接口VO连接，所述与门AND的第一输入端与所述比较器COMP1的输出端连接，并用于连接控制芯片，所述与门AND的第二输入端与多个所述反相电路串联后的输出端连接，所述与门AND的输出端与所述电平迁移器LTH的输入端连接，所述电平迁移器LTH的输出端用于连接控制芯片，多个所述反相电路串联后的受控端与所述数字可控电流舵电路10的输出端连接，多个所述反相电路串联后的输入端用于接入外部电源。

每一所述反相电路包括第一NMOS管MN_SW和第二PMOS管MPdet，所述第一NMOS管MN_SW的栅极和所述第二PMOS管MPdet的栅极互连，且为所述反相电路的受控端，所述第二PMOS管MPdet的源极为所述反相电路的输入端，所述第二PMOS管MPdet的漏极和所述第一NMOS管MN_SW的漏极互连，且为所述反相电路的输出端，所述第一NMOS管MN_SW的源极接地。

本实施例中，反相电路可以为三个，并且串联设置，反相电路中第一NMOS管MN_SW的栅极和第二PMOS管MPdet的栅极接收到高电平时，第一NMOS管MN_SW导通，第二PMOS管MPdet关断，此时反相电路输出端电压被下拉至地，第一NMOS管MN_SW的栅极和第二PMOS管MPdet的栅极接收到低电平时，第一NMOS管MN_SW关断，第二PMOS管MPdet导通，此时反相电路输入端电压被拉高；因为负载接口VO端电压并不固定，采用标准反相器必然会导致其进入放大区，造成非常大的静态功耗，所以该处反相器利用逐级放大的思路进行处理，第一级反相器翻转电压在1v左右，第二级和第三级主要构成buffer，将第一级反相器输出增强，最终输出和loadon信号进行与逻辑，loadon接口可以是比较器COMP1的输出端，这样可以避免负载接口VO电压抖动带来的影响，同时保证了该电路几乎没有静态功耗。当负载***后，首先判断到负载存在，假设电容电量为0，那么负载接口VO端电压会被下拉至0，随后触发到供电判断模块电路，insert信号跳高，控制电路就会根据用途对芯片进行例如通信、放电的操作，insert信号可以由电平迁移器LTH的输出端输出，负载供电需求识别电路20的电源除电平迁移器LTH外均接vdd_det，这是因为负载检测电路电源是变化的，若该电路电源保持vdda，会导致反相器的翻转门限变化，进而判断错误，产生的信号转换成vdda电平大小，保证数字接收到的信号为标准电平，防止数字电路的晶体管进入饱和区。若负载持续存在，当电容电量超过供电判断模块的门限时，要再次执行控制电路的操作，就需要耳机将该接口电压下拉至0，触发到供电需求。insert信号只是一个脉冲信号，其门限虽然和电容电压的大小相关，但在消抖处理时，只取上升沿部分。若负载***后处于平衡状态，MPdet在饱和区，比较器COMP1正端接vdd_det，负端接负载接口VO，本实施例中比较器COMP1设置的输入偏置电压Vos=200mV；此时比较器COMP1两端的压差Vdiff约等于vdd_det-2Vov。Vdiff大于Vos时，能识别到负载存在。Vov为过驱动电压。

参照图3，在一实施例中，所述负载供电控制电路包括第二NMOS管，所述第二NMOS管的栅极为所述负载供电控制电路的受控端，所述第二NMOS管的漏极为所述负载供电控制电路的输入端，所述第二NMOS管的源极为所述负载供电控制电路的输出端。

本实施例中，负载接入后，数字可控电流舵电路10输出的两条或多条支路电流均开始对电容充电，若第一预设大小的可控电流能满足负载的静态功耗需求，负载接口VO电压会被上拉至大于vdd_det减MN_SW一个开启电压的电压值，该电压值取决于检测电流设置的大小以及负载对静态电流的需求；即MN_SW满足：Vgs=Vg-Vs<VT，MN_SW会被自动的关闭。若第一预设大小的可控电流不能满足负载对静态电流的需求，则输出与负载匹配的可控电流至负载接口VO，负载接口VO端电压会被维持在小于vdd_det减一个MN_SW开启电压的电压值，即MN_SW满足：Vgs=Vg-Vs>VT。

参照图2，在一实施例中，所述数字可控电流舵电路10包括：

检测电流舵电路11，所述检测电流舵电路11的输出端与所述负载供电需求识别控制电路的输入端连接，所述检测电流舵电路11用于根据外部数字控制信号产生检测电流，并输出至所述负载供电需求识别控制电路；

维持电流舵电路12，所述维持电流舵电路12的输出端与所述负载供电需求识别控制电路的输入端连接，所述维持电流舵电路12用于根据外部数字控制信号产生维持电流，并输出至所述负载供电需求识别控制电路；

所述负载供电需求识别控制电路用于在负载接入，并检测出所述负载接口VO的电压值大于或等于预设电压值时，控制所述检测电流输出至所述负载接口VO；所述负载供电需求识别控制电路还用于在负载接入，并检测出所述负载接口VO的电压值小于预设电压值时，控制所述检测电流和所述维持电流输出至所述负载接口VO。

本实施例中，数字可控电流舵电路10可以由检测电流舵电路11和维持电流舵电路12构成，负载供电需求识别控制电路在负载接入时，可以根据可控电流和负载接口VO的电压值判断负载的供电需求，输出接入信号至控制芯片，并输出检测电流或维持电流至负载接口VO，从而给负载供电；当负载***后，检测电流舵电路11和维持电流舵电路12输出的电流均开始对负载中的电容充电，若检测电流能满足负载的静态功耗需求，负载接口VO电压会被上拉至大于vdd_det减MN_SW一个开启电压的电压VT；即MN_SW满足：Vgs=Vg-Vs<VT，MN_SW会被自动的关闭。其中Vgs为MN_SW的栅极和漏极电压差，Vg为MN_SW的栅极电压，Vs为MN_SW的漏极电压，VT则取决于检测电流设置的大小以及负载对静态电流的需求。若检测电流不能满足负载对静态电流的需求，则维持电流会起作用，负载接口VO端电压会被维持在小于vdd_det减一个MN_SW开启电压的电压VT，即MN_SW满足：Vgs=Vg-Vs>VT。如此可以满足不同负载对电源的需求或者负载在不同情况下对电源的需求。

在一实施例中，所述负载供电需求识别控制电路和所述数字可控电流舵电路10的数量为多个，每一所述负载供电需求识别控制电路的电源输入端用于接入第一电源电压，每一所述数字可控电流舵电路10的电源输入端用于接入第二电源电压，多个所述数字可控电流舵电路10的输出端与多个所述负载供电需求识别控制电路的输入端一一对应连接，多个所述负载供电需求识别控制电路并联连接，多个所述数字可控电流舵电路10并联连接。

本实施例中，设置多个负载供电需求识别控制电路和多个数字可控电流舵电路10，可以实现多通道检测功能，可以适用具有多通道的电子设备，如此控制信号可以共用也可以分开控制，并由上述说明可知，在空载的情况下每额外配备一组负载供电需求识别控制电路和数字可控电流舵电路10仅增加了一个比较器COMP1，对于电路的功耗也是增加一个比较器COMP1的静态功耗，可以保持低功耗的应用场景。

参照图5，在一实施例中，所述负载检测电路还包括：

偏置电路50，所述偏置电路50的输入端用于接入外部电源，所述偏置电路50的输出端与所述数字可控电流舵电路10的电源输入端和所述负载供电需求识别控制电路的电源输入端连接，所述偏置电路50还用于将外部电源转换并输出第一电源电压和第二电源电压至所述负载供电需求识别控制电路，所述偏置电路50用于将外部电源转换并输出第三电源电压至数字可控电流舵电路10。

本实施例中，偏置电路50可以为比较器COMP1、电流舵提供合适的电压偏置，为了降低功耗，本方案可以采用电压偏置，使得偏置电路50静态电流固定为1uA，修改内部偏置管的尺寸比例可以实现更低的静态电流，受工艺误差影响其值下限为0.1uA。电路采用自偏置电流镜结构，也可采用其他结构，这个电路分别产生三个电压偏置：vbp、vbn和det_gate，第一电源电压vbp和第二电源电压det_gate提供至数字可控电流舵电路10以及负载***检测电路中的第一PMOS管MP1。第三电源电压vbn主要提供至比较器COMP1，如此设置，可以节省至少2路电流支路，也可以使得电路功耗降低。

参照图6，在一实施例中，所述负载检测电路还包括：

逻辑电路30，所述逻辑电路30用于接入外部控制信号，并根据外部控制信号输出对应的逻辑信号；

电源选择电路40，所述电源选择电路40具有多个电源输入端，每一所述电源输入端用于接入一个外部电源，所述电源选择电路40的输出端与所述偏置电路50的输入端连接，所述电源选择电路40的受控端与所述逻辑电路30的输出端连接，所述电源选择电路40用于接收并根据所述逻辑信号，选择对应的外部电源输出至所述偏置电路50。

本实施例中，电源选择电路40主要给负载检测电路提供不同场景下的电源。用户可以根据实际需要通过外部设备输出外部控制信号至逻辑电路30，逻辑电路30则可以根据外部控制信号输出逻辑信号至电源选择电路40，从而选择对应的电源提供给负载检测电路；对于多电源***，该电路能够自适应供电电源。内置有LDO模块以及针对多电源供电的自动切换电压高的电源供电逻辑。当电子设备的控制芯片开始工作时，若sel_vdd=1，则表示LDO模块供电，即en_load=1。开始工作时en_load首先跳高，此时电路的电压pmid会逐渐上升，此时会选择电源vbat进行供电，pmid上升至最大值后，pmidok跳高；因为不同电源下的功耗略有不同，所以默认选择最低功耗，即sel_vdd=0的电源vbat。这样处理，提供了多元化的供电方案，同时该方案仅有LDO模块供电模式下存在静态功耗，选择另外的电源供电时，几乎没有静态功耗，多路电源可以是一个，也可以是更多个，可根据应用场景灵活搭配。电路中的vdda是芯片自选的最高电源，仅用于小模块的供电。

为了更好的说明本发明的发明构思，结合图1至图6以及上述实施例对本发明的工作原理进行阐述：

电路工作时，电源选择电路40可以在待机前选择好供电电源，数字可控电流舵也可以根据外部数字控制信号选择好输出的电流大小，偏置电路50则可以给数字可控电流舵和负载检测电路提供偏置电压，即电源电压；

数字可控电流舵电路10可以分为维持电流支路和检测电流支路，数字可控电流舵电路10的两路输出电流接入负载供电需求识别控制电路；维持电流支路串联一个开关管MN_SW，其栅极接vdd_det，保持常开状态。当负载不存在时，检测电流将负载接口VO的电压拉升至vdd_det，这时由于处于开路状态，电路静态功耗为0；当负载***后，首先比较器COMP1识别到负载存在，由于电容两端电压不能突变，所以负载接口VO端电压会被下拉到0，随后判断到负载***。此时两条支路电流均开始对电容充电，若检测电流能满足负载的静态功耗需求，负载接口VO电压会被上拉至大于vdd_det减MN_SW一个开启电压的电压值，该电压值取决于检测电流设置的大小以及负载对静态电流的需求；即MN_SW满足：Vgs=Vg-Vs<VT，MN_SW会被自动的关闭。若检测电流不能满足负载对静态电流的需求，则维持电流会起作用，负载接口VO端电压会被维持在小于vdd_det减一个MN_SW开启电压的电压值，即MN_SW满足：Vgs=Vg-Vs>VT。负载供电需求识别电路20可以包括3个串联的反相电路，因为负载接口VO端电压并不固定，采用标准反相器会导致其进入放大区，造成非常大的静态功耗，所以该处反相电路利用逐级放大的思路进行处理，3个串联的反相电路分为三级，第一级反相电路翻转电压在1v左右，第二级和第三级主要构成buffer，将第一级反相电路输出增强，最终输出和loadon信号进行与逻辑，这样可以避免VO电压抖动带来的影响，同时保证了该电路几乎没有静态功耗；因为通过开关管构成反相电路，将开关管的门限电压设置较低，则可以起到减少抖动和降低功耗的作用。当负载***后，首先判断到负载存在，假设电容电量为0，那么负载接口VO端电压会被下拉至0，随后触发到供电判断模块电路，insert信号跳高，电子设备中的芯片控制电路就会根据用途对芯片进行例如通信、放电的操作，供电判断电路的电源除LTH外均接vdd_det，这是因为负载检测电路电源是变化的，若该电路电源保持vdda，会导致反相电路的翻转门限变化，进而判断错误，产生的信号转换成vdda电平大小，保证可控电流舵电路接收到的信号为标准电平，防止数字可控电流舵电路10的晶体管进入饱和区。若负载持续存在，当电容电量超过供电判断模块的门限时，要再次执行控制电路的操作，就需要耳机将该接口电压下拉至0，触发到供电需求。insert信号只是一个脉冲信号，其门限虽然和电容电压的大小相关，但在消抖处理时，只取上升沿部分。若负载***后处于平衡状态，第一PMOS管MP1在饱和区，比较器COMP1正端接vdd_det，负端接负载接口VO，此时比较器COMP1两端的压差Vdiff约等于vdd_det-2Vov。Vdiff大于Vos，故能识别到负载存在。Vov为过驱动电压。

数字可控电流舵电路10可以包括多条支路，每一条支路均有一个开关，开关的输出最终接在一起，电流舵输出电流的大小由数字控制，控制端口分别为a和b，电流舵的个数并不唯一，可以增加也可以减少，这极大的扩宽了负载检测电路的应用场景。输出电流可以有2路，分别是检测电流和维持电流，检测电流的大小和负载电容相关，其关系可由CV=IT表示，其中T是电容充电时间，应大于数字对loadon的消抖时间T1，假设T1=65mS，那么Idet=CV/(T-T1)，内置多个检测电流档位，根据不同的应用场景可数字编程灵活切换。维持电流可以输出至负载以维持负载的静态功耗需求，当检测电流不能维持VO>vdd_det-Vgs(约为1V)时，可以将维持电流也输出至负载，用来维持负载的功耗需求。假设电路中电流Idet=1uA，外部电源vdd_det=3.8v，通过计算得到负载电容的最低值Cmin=(Idet+Isustain)*T11/(vdd_det-Vgs)，Cmin=Idet*T12/(vgs)，T11+T12=65mS，解得Cmin=44.3nF。这个容值在硬件电路中已经非常小，由于负载效应的存在，idet并不会将VO点电压上拉至使得loadon=0的电压节点。通过上述整体的电路构成可以解决低功耗的情况下对于小负载难以检测的问题，同时灵敏度也较高。

本发明还提出一种电子设备。

在一实施例中，电子设备包括如上所述的负载检测电路。该负载检测电路的具体结构参照上述实施例，由于本电子设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的技术构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种负载检测电路，其特征在于，包括：

负载接口，用于连接负载；

数字可控电流舵电路，所述数字可控电流舵电路的输入端用于接入电源电压，所述数字可控电流舵电路用于在所述负载接口接入负载的初始阶段，输出第一预设大小的可控电流至负载接口，以为接入的负载提供充电电流；

负载供电需求识别控制电路，所述负载供电需求识别控制电路的输入端与所述数字可控电流舵电路的输出端连接，所述负载供电需求识别控制电路的检测端与所述负载接口连接，所述负载供电需求识别控制电路用于检测所述负载接口的电压，以确定接入的负载的供电需求，并根据所述供电需求控制所述数字可控电流舵电路输出与所述负载匹配的可控电流至所述负载接口，以为接入的负载提供检测电流；

所述负载供电需求识别控制电路包括负载供电需求识别电路和负载供电控制电路，所述负载供电需求识别电路包括第一PMOS管、比较器、与门、电平迁移器和多个反相电路，所述第一PMOS管的栅极用于接入电源电压，所述第一PMOS管的源极为所述负载供电需求识别电路的输入端，所述第一PMOS管的漏极与所述负载接口连接，所述比较器的正向输入端用于接入外部电源，所述比较器的反向输入端与所述负载接口连接，所述与门的第一输入端与所述比较器的输出端连接，并用于连接控制芯片，所述与门的第二输入端与多个所述反相电路串联后的输出端连接，所述与门的输出端与所述电平迁移器的输入端连接，所述电平迁移器的输出端用于连接控制芯片，多个所述反相电路串联后的受控端与所述数字可控电流舵电路的输出端连接，多个所述反相电路串联后的输入端用于接入外部电源。

2.如权利要求1所述的负载检测电路，其特征在于，所述负载供电需求识别控制电路的输出端用于连接控制芯片，所述负载供电需求识别控制电路用于在根据所述负载接口的电压值检测到负载接入时，输出接入信号至所述控制芯片，所述负载供电需求识别控制电路还用于在根据所述负载接口的电压值检测到负载未接入时，输出休眠信号至所述控制芯片。

3.如权利要求1所述的负载检测电路，其特征在于，所述负载供电需求识别电路的检测端与所述负载接口连接，所述负载供电需求识别电路用于检测所述负载接口的电压，以确定接入的负载的供电需求，并输出供电需求信号；

所述负载供电控制电路的受控端与所述负载供电需求识别电路的输出端连接，所述负载供电控制电路的输入端与所述数字可控电流舵电路的输出端连接，所述负载供电控制电路的输出端与所述负载接口连接，所述负载供电控制电路用于根据所述供电需求信号控制所述数字可控电流舵电路输出与所述负载匹配的可控电流至所述负载接口，以为接入的负载提供检测电流。

4.如权利要求1所述的负载检测电路，其特征在于，每一所述反相电路包括第一NMOS管和第二PMOS管，所述第一NMOS管的栅极和所述第二PMOS管的栅极互连，且为所述反相电路的受控端，所述第二PMOS管的源极为所述反相电路的输入端，所述第二PMOS管的漏极和所述第一NMOS管的漏极互连，且为所述反相电路的输出端，所述第一NMOS管的源极接地。

5.如权利要求1所述的负载检测电路，其特征在于，所述负载供电控制电路包括第二NMOS管，所述第二NMOS管的栅极为所述负载供电控制电路的受控端，所述第二NMOS管的漏极为所述负载供电控制电路的输入端，所述第二NMOS管的源极为所述负载供电控制电路的输出端。

6.如权利要求1所述的负载检测电路，其特征在于，所述负载供电需求识别控制电路和所述数字可控电流舵电路的数量为多个，每一所述负载供电需求识别控制电路的电源输入端用于接入第一电源电压，每一所述数字可控电流舵电路的电源输入端用于接入第二电源电压，多个所述数字可控电流舵电路的输出端与多个所述负载供电需求识别控制电路的输入端一一对应连接，多个所述负载供电需求识别控制电路并联连接，多个所述数字可控电流舵电路并联连接。

7.如权利要求1所述的负载检测电路，其特征在于，所述负载检测电路还包括：

偏置电路，所述偏置电路的输入端用于接入外部电源，所述偏置电路的输出端与所述数字可控电流舵电路的电源输入端和所述负载供电需求识别控制电路的电源输入端连接，所述偏置电路还用于将外部电源转换并输出第一电源电压和第二电源电压至所述负载供电需求识别控制电路，所述偏置电路用于将外部电源转换并输出第三电源电压至数字可控电流舵电路。

8.如权利要求7所述的负载检测电路，其特征在于，所述负载检测电路还包括：

逻辑电路，所述逻辑电路用于接入外部控制信号，并根据外部控制信号输出对应的逻辑信号；

电源选择电路，所述电源选择电路具有多个电源输入端，每一所述电源输入端用于接入一个外部电源，所述电源选择电路的输出端与所述偏置电路的输入端连接，所述电源选择电路的受控端与所述逻辑电路的输出端连接，所述电源选择电路用于接收并根据所述逻辑信号，选择对应的外部电源输出至所述偏置电路。

9.一种电子设备，其特征在于，包括控制芯片及如权利要求1-8任意一项所述的负载检测电路。