CN211123027U - 一种电流检测装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电流检测装置及电子设备，用于解决现有技术无法检测电子设备处于待机或关机状态时电源电流值的问题。该电流检测装置包括：电源保护模块和电流检测模块，其中：所述电流检测模块包括模数转换器、数字锁存器和信号转换模块；所述电流检测模块与所述电源保护模块连接；所述模数转换器的两端分别与所述信号转换模块的两端连接，所述模数转换器用于获取所述信号转换模块两端的信号，并将所述信号转换模块两端的信号转换为数值信号；所述模数转换器与所述数字锁存器连接，所述数字锁存器用于接收并存储所述模数转换器转换得到的数值信号。

Description

一种电流检测装置及电子设备

技术领域

本实用新型涉及电路技术领域，尤其涉及一种电流检测装置及电子设备。

背景技术

随着电子设备的快速发展，为了避免电子设备的异常耗电，往往会在其电量计模块增加采样电阻对电源电压进行采样检测，从而获取电源的电流值。当电子设备处于工作状态时，中央处理器可以控制电量计模块检测采样电阻的电压值，得到电源的充电电流值和放电电流值等电流值。

但是，当电子设备处于待机或关机状态时，由于中央处理器处于低功耗状态，电子设备则无法获取电源的电流值。此时，若电子设备被摔打或受潮时，部分器件则可能会失效且产生漏电流，中央处理器也就无法获知有部分器件产生了漏电流，从而无法将电子设备的异常耗电情况反馈给用户。

因此，如何获取电子设备处于待机或关机状态时的电源的电流值，仍需要进一步的解决方案。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种电流检测装置，以解决现有技术无法获取电子设备处于待机或关机状态时电源电流值的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种电流检测装置，包括：电源保护模块和电流检测模块，其中：

所述电流检测模块包括模数转换器、数字锁存器和信号转换模块；

所述电流检测模块与所述电源保护模块连接；

所述模数转换器的两端分别与所述信号转换模块的两端连接，所述模数转换器用于获取所述信号转换模块两端的信号，并将所述信号转换模块两端的信号转换为数值信号；

所述模数转换器与所述数字锁存器连接，所述数字锁存器用于接收并存储所述模数转换器转换得到的数值信号。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种电子设备，包括第一方面提供的电流检测装置，

本实用新型实施例提供的电流的检测装置，包括：电源保护模块和电流检测模块，其中：电流检测模块包括模数转换器、数字锁存器和信号转换模块；电流检测模块与电源保护模块连接；模数转换器的两端分别与信号转换模块的两端连接，模数转换器用于获取信号转换模块两端的信号，并将信号转换模块两端的信号转换为数值信号；模数转换器与数字锁存器连接，数字锁存器用于接收并存储模数转换器转换得到的数值信号。

这样，当电子设备处于待机或关机状态时，中央处理器可通过控制模数转换器获取信号转换模块两端的信号，使得模数转换器将信号转换为数值信号并存储到数字锁存器中，以便于电子设备切换至工作状态时，通过获取数字锁存器中存储的表征信号转换模块两端电压值的数值信号，便可以准确地确定电子设备处于待机或关机状态时的电源是否存在漏电情况。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例的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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种电流检测装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中的电子设备的电池的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的电流检测装置的细节结构示意图。

具体实施方式

为解决现有技术无法检测电子设备处于关机或状态时电源电流值的问题，本实用新型提供一种电流检测装置，该电流检测装置包括：电源保护模块和电流检测模块，其中：电流检测模块包括模数转换器、数字锁存器和信号转换模块；电流检测模块与电源保护模块连接；模数转换器的两端分别与信号转换模块的两端连接，模数转换器用于获取信号转换模块两端的信号，并将信号转换模块两端的信号转换为数值信号；模数转换器与数字锁存器连接，数字锁存器用于接收并存储模数转换器转换得到的数值信号。

采用本实用新型实施例提供的电流检测装置，当电子设备处于待机或关机状态时，中央处理器可通过控制模数转换器获取信号转换模块两端的信号，使得模数转换器将信号转换为数值信号并存储到数字锁存器中，以便于电子设备切换至工作状态时，通过获取数字锁存器中存储的表征信号转换模块两端电压值的数值信号，便可以准确地确定电子设备处于待机或关机状态时的电源是否存在漏电情况。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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。

以下结合附图，详细说明本实用新型各实施例提供的技术方案。

如图1所示，为本实用新型实施例提供的一种电流检测装置的结构示意图。该电路获取装置包括：电源保护模块M1和电流检测模块M2，其中：电流检测模块M2包括模数转换器ADC、数字锁存器L和信号转换模块M3；电流检测模块M2与电源保护模块M1连接；模数转换器ADC的两端分别与信号转换模块M3的两端连接，模数转换器ADC用于获取信号转换模块M3两端的信号，并将信号转换模块M3两端的信号转换为数值信号；模数转换器ADC与数字锁存器L连接，数字锁存器L用于接收并存储模数转换器ADC转换得到的数值信号。

可选地，本实用新型实施例提供的电流检测装置还可包括电量计V，用于获取电子设备处于工作状态时通过电源的电流值。具体地，如图1所示，信号转换模块M3的一端与电源保护模块M1连接；电量计V的两端分别与信号转换模块M3的两端连接，用于获取信号转换模块M3两端的信号；中央处理器CPU与电量计V连接，用于获取电量计V采集的信号转换模块M3的两端的信号，并将该信号转化为电流值，进而获取流经信号转换模块的电流值。

以电池作为电子设备的电源为例，如图2所示，为本实用新型实施例提供的一种电子设备的电池的结构示意图，该电池主要由电芯和电池保护板构成。其中，电芯与电池保护板连接，C+和C-为电芯的电压，P+和P-为该电池整体对电子设备的输出电压。本实用新型实施例提供的图1所示的电流检测装置可设置于图2中的电池保护板中。

可选地，为了保护电子设备的电源，防止电源的过充和过放，本实用新型实施例中的电流检测装置还包括电源保护模块M1，该电源保护模块M1的一端与电芯连接，另一端与电流检测模块M2连接。

具体地，如图3所示，为本实用新型实施例提供的电流装置的细节结构示意图。电源保护模块M1包括保护芯片组IC、保护电容C、第一电阻R1、第二电阻R2、第一MOS管G1、第二MOS管G2、第一二极管D1和第二二极管D2；保护电容C的两端分别与保护芯片组IC的两端连接；第一电阻R1和第二电阻R2分别与保护芯片组IC连接；保护芯片组IC分别与第一MOS管G1的栅极和第二MOS管G2的栅极连接。

此外，第一MOS管G1的源极与第一二极管D1的正极连接，第一MOS管G1的漏极与第一二极管D1的负极连接；第二MOS管G2的源极与第二二极管D2的负极连接，第二MOS管G2的漏极与第二二极管D2的正极连接；第一MOS管G1的漏极与第二MOS管G2的源极连接；第一电阻R1的一端与保护电容C的一端连接。

通常情况下，处于工作状态的电子设备由于其负载不稳定，通过电量计V获取的信号转换模块M3两端的电压值离散度较高，因此中央处理器CPU无法准确地判断电子设备是否存在漏电情况。为了解决这一问题，本实用新型实施例中的中央处理器CPU可通过分析电子设备处于待机或关机状态时的电流值，提高中央处理器CPU判断电子设备是否存在漏电情况的准确度。

为了使电子设备能够获取处于待机或关机状态时的电源的电流值，从而确定处于待机或关机状态时，电子设备的电源是否有异常情况，本实用新型实施例中的电流检测模块M2具体可包括：用于获取信号转换模块M3两端电压的模数转换器ADC、用于存储模数转换器ADC采集的数据的数字锁存器L。具体地，如图3所示，本实用新型实施例提供的电流检测模块M2包括：模数转换器ADC、数字锁存器L、电量计V和信号转换模块M3，且该电流检测模块M2与电源保护模块M1连接。

具体地，信号转换模块M3包括下述至少一种：

采样电阻；

镜像电流源；

电流检测***。

其中，当信号转换模块M3为采样电阻时，模数转换器ADC和电量计V可检测得到该采样电阻两端的电压值；当信号转换模块M3为镜像电流源或电流检测***时，模数转换器ADC可获取镜像电流源或电流检测***的电流值。

应理解，为了能够向电流检测模块M2发送信号，触发电流检测模块M2及时获取到信号转换模块M3两端的信号，以及触发数字锁存器L及时发送存储的数值信号，本实用新型实施例提供的装置还包括中央处理器。

其中，模数转换器ADC与中央处理器CPU连接，中央处理器CPU向模数转换器ADC发送控制信号EN，以触发模数转换器ADC获取信号转换模块M3两端的信号；

中央处理器CPU与数字锁存器L连接，数字锁存器L用于将存储的数值信号发送给中央处理器CPU；

中央处理器CPU用于向数字锁存器L发送输出信号S，以触发数字锁存器L将存储的数值信号发送给中央处理器CPU。

可选地，在本实用新型实施例中，可选取可实现本实用新型实施例中模数转换器ADC的必备功能的模数转换器ADC。具体地，模数转换器ADC的型号包括下述至少一种：

AD677；

AD7715；

ADS832；

ADS7812；

ADS7835。

本实用新型实施例提供的电流的检测装置，包括：电源保护模块和电流检测模块，其中：电流检测模块包括模数转换器、数字锁存器和信号转换模块；电流检测模块与电源保护模块连接；模数转换器的两端分别与信号转换模块的两端连接，模数转换器用于获取信号转换模块两端的信号，并将信号转换模块两端的信号转换为数值信号；模数转换器与数字锁存器连接，数字锁存器用于接收并存储模数转换器转换得到的数值信号。

这样，当电子设备处于待机或关机状态时，中央处理器可通过控制模数转换器获取信号转换模块两端的信号，使得模数转换器将信号转换为数值信号并存储到数字锁存器中，以便于电子设备切换至工作状态时，通过获取数字锁存器中存储的表征信号转换模块两端电压值的数值信号，便可以准确地确定电子设备处于待机或关机状态时的电源是否存在漏电情况。

本实用新型实施例还提供一种电子设备，该电子设备可以包括上述所述的电流检测装置。应理解，该电子设备在实际应用中包括但不限于手机、可穿戴设备、电脑等电子设备中的至少一种。

可选地，当电子设备处于工作状态时，即用户使用电子设备时，为了获取处于工作状态时的电源的电流值，中央处理器CPU首先可以向电量计V发送高电平的控制信号EN；然后，电量计V响应于该控制信号EN，获取信号转换模块M3的信号；最后，电量计V可将获取到的信号发送至中央处理器CPU，以使得中央处理器CPU能够基于电量计V获取到的采样电阻信号转换模块M3的信号，得到电源的电流值，进而确定电子设备是否正在异常耗电，即电子设备是否存在漏电情况。

具体地，中央处理器CPU可基于获取到的电流值和预设的电流值阈值，确定电子设备是否存在漏电情况。在实际应用中，预设的电流阈值可根据电子设备工作时流过信号转换模块M3的最大电流值来设定，如以电子设备为手机为例，该预设的电流阈值可为200mA或500mA等。若获取到的电流值明显偏于预设电流阈值，则可确定电子设备存在漏电情况。

应理解，若电子设备处于待机或关机状态时，由于中央处理器CPU处于低功耗状态，无法向电量计V发送高电平的控制信号EN，则无法通过电量计V获取电源的电流值。

可选地，为了使得电子设备处于待机或关机状态时，仍然能够获取电源的电流值，在本实用新型实施例中，当电子设备处于待机或关机状态时，可通过中央处理器CPU向模数转换器ADC发送控制信号EN；

模数转换器ADC响应于控制信号EN，获取信号转换模块M3两端的信号，以及将信号转换为数值信号；

模数转换器ADC将数值信号发送至数字锁存器L，以使得数字锁存器L接收并存储数值信号。

具体地，当电子设备处于待机或关机状态时，中央处理器CPU能够向模数转换器ADC发送低电平的控制信号EN；模数转换器ADC响应于该低电平的控制信号EN，获取信号转换模块M3两端的信号，并将该信号转换为数值信号，以便于数字锁存器L的存储；接着，模数转换器ADC将转换得到的数值信号发送至数字锁存器L，使得数字锁存器L能够存储表示信号转换模块M3两端电压值对应的数值信号，以供中央处理器从数字锁存器L中读取信号转换模块M3两端电压值对应的数值信号。

可选地，在数字锁存器L存储信号转换模块M3两端电压值对应的数值信号之后，为了使得中央处理器CPU能够提取并分析该数值信号，在本实用新型提供的实施例中，当电子设备处于工作状态时，通过中央处理器CPU向数字锁存器L发送输出信号S；

数字锁存器L响应于输出信号S，将存储的数值信号发送给中央处理器CPU。

可选地，在中央处理器CPU获取信号转换模块M3两端的信号对应的数值信号之后，为了能够通过中央处理器CPU确定电子设备是否存在漏电情况，本实用新型实施例中，中央处理器CPU具体可基于数值信号，获取信号转换模块M3两端的电流值；

中央处理器CPU基于信号转换模块M3两端的电流值和预设的电流阈值，确定电子设备是否存在漏电情况。

在实际应用中，预设的电流阈值可根据电子设备处于待机或关机状态时流过信号转换模块M3的最大电流值来设定，如以电子设备为手机为例，当手机处于待机状态时，该预设的电流阈值可为5mA等；当手机处于关机状态时，该预设的电流阈值可为1mA等。

可选地，当信号转换模块M3为采样电阻时，模数转换器ADC和电量计V可检测得到该采样电阻两端的电压值，再通过中央处理器CPU将该电压值转换为电流值，从而判断该电流值是否明显偏于预设电流阈值。

当信号转换模块M3为镜像电流源时，模数转换器ADC可获取该镜像电流源输出的电流值，该电流值一般为电池电源的电流值的1/N倍，那么，中央处理器CPU可先将该镜像电流源输出的电流值乘以N，得到电池电源真实的电流值，然后判断该真实的电流值是否明显偏于预设电流阈值。

当信号转换模块M3为电流检测***时，模数转换器可获取该电流检测***输出的电流值，那么，中央处理器CPU可基于该电流值，判断电池电源的电流值是否明显偏于预设电流阈值。

可选地，为了提高中央处理器CPU判断电子设备是否存在漏电情况的准确度，本实用新型实施例还可基于历史时间段内多个电子设备，在待机和/或关机时的所有待机电流值、以及真实的漏电情况，训练得到漏电获取模型，并基于该漏电检测模型确定电子设备是否存在漏电情况。具体地，在本实用新型实施例中，中央处理器CPU基于数值信号和漏电检测模型，确定电子设备是否存在漏电情况；

其中，漏电检测模型为基于历史时间段内多个电子设备在待机和/或关机时，对应的信号转换模块M3两端的信号和对应的漏电情况训练得到的。

比如，以电子设备为手机为例，可记录多个用户使用多个同类型的手机在过去一段时间内，比如过去一周或一个月的时间内，该手机处于待机状态时的所有待机电流值、以及真实的漏电情况，再基于多个用户使用多个同类型的手机在过去一段时间内，该类型手机处于待机状态时的所有待机电流值、以及真实的漏电情况，训练得到漏电检测模型。

在中央处理器CPU获取了手机处于待机状态时的流经信号转换模块的电流值对应的数值信号后，首先可以将该数值信号转化为对应电流值，再将该电流值输入到漏电检测模型中，以输出漏电检测结果。

本实用新型实施例提供的电子设备包括上述所述的电流检测装置，当电子设备处于待机或关机状态时，通过中央处理器向模数转换器发送控制信号；模数转换器响应于控制信号，获取信号转换模块两端的信号，以及将信号转换为数值信号；模数转换器将数值信号发送至数字锁存器，以使得数字锁存器接收并存储数值信号。

当电子设备处于待机或关机状态时，中央处理器CPU可通过控制模数转换器ADC获取信号转换模块M3两端的信号，使得模数转换器ADC将信号转换为数值信号并存储到数字锁存器L中，以便于电子设备切换至工作状态时，能够通过获取数字锁存器L中存储的表征信号转换模块M3两端电压值的数值信号，确定电子设备是否存在漏电情况。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本实用新型的保护之内。

Claims (8)

1.一种电流检测装置，其特征在于，包括：电源保护模块和电流检测模块，其中：

所述电流检测模块包括模数转换器、数字锁存器和信号转换模块；

所述电流检测模块与所述电源保护模块连接；

所述模数转换器的两端分别与所述信号转换模块的两端连接，所述模数转换器用于获取所述信号转换模块两端的信号，并将所述信号转换模块两端的信号转换为数值信号；

所述模数转换器与所述数字锁存器连接，所述数字锁存器用于接收并存储所述模数转换器转换得到的数值信号。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电流检测装置还包括中央处理器，

所述模数转换器与所述中央处理器连接，所述中央处理器向所述模数转换器发送控制信号，以触发所述模数转换器获取所述信号转换模块两端的信号。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，

所述中央处理器与所述数字锁存器连接，所述数字锁存器用于将存储的数值信号发送给所述中央处理器。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，

所述中央处理器用于向所述数字锁存器发送输出信号，以触发所述数字锁存器将存储的数值信号发送给所述中央处理器。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电源保护模块包括保护芯片组、保护电容、第一电阻、第二电阻、第一MOS管、第二MOS管、第一二极管和第二二极管；

所述保护电容的两端分别与所述保护芯片组的两端连接；

所述第一电阻和所述第二电阻分别与所述保护芯片组连接；

所述保护芯片组分别与所述第一MOS管的栅极和所述第二MOS管的栅极连接；

所述第一MOS管的源极与所述第一二极管的正极连接，所述第一MOS管的漏极与所述第一二极管的负极连接；

所述第二MOS管的源极与所述第二二极管的负极连接，所述第二MOS管的漏极与所述第二二极管的正极连接；

所述第一MOS管的漏极与所述第二MOS管的源极连接。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号转换模块包括下述至少一种：

采样电阻；

镜像电流源；

电流检测***。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述模数转换器的型号包括下述至少一种：

AD677；

AD7715；

ADS832；

ADS7812；

ADS7835。

8.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求1～7中任一所述的电流检测装置。

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