CN213846239U

CN213846239U - 供电电路及终端设备

Info

Publication number: CN213846239U
Application number: CN202022814632.5U
Authority: CN
Inventors: 白祖威
Original assignee: Anhui Huami Information Technology Co Ltd
Current assignee: Anhui Huami Information Technology Co Ltd
Priority date: 2020-11-27
Filing date: 2020-11-27
Publication date: 2021-07-30
Anticipated expiration: 2030-11-27

Abstract

本公开提供一种供电电路及终端设备，所述供电电路包括：第一供电支路，包括电源和用电元件；第二供电支路，包括充电接口和所述用电元件；控制器，被配置为控制所述第一供电支路和所述第二供电支路中的至少一个导通。控制器能够从两条供电支路中选择电压符合要求的支路对用电元件供电，而且用电元件能够在被供电后呈现出与供电前不同的状态，以呈现出快速且正常的响应，提高了响应速度和质量。

Description

供电电路及终端设备

技术领域

本公开涉及终端设备技术领域，具体涉及一种供电电路及终端设备。

背景技术

随着生活水平的提高和科学技术的进步，人们生活中的可穿戴设备越来越多，种类和功能也越来越丰富。可穿戴设备从出厂到被开机使用，往往会经历运输、仓储、闲置等过程，由于电池自放电和可穿戴设备本身的待机功耗，会导致电池进入过放状态。相关技术中，用户对电池处于过放状态的可穿戴设备进行操作时，可穿戴设备的响应特性有待提高。

实用新型内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种供电电路及终端设备，用以解决相关技术中的缺陷。

具体地，本公开是通过如下技术方案实现的：

第一方面，提供一种供电电路，应用于终端设备，所述供电电路包括：

第一供电支路，包括电源和用电元件；

第二供电支路，包括充电接口和所述用电元件；

控制器，被配置为控制所述第一供电支路和所述第二供电支路中的至少一个导通。

在一个实施例中，所述控制器被配置为根据所述电源的电压和所述充电接口的电压，控制所述第一供电支路和所述第二供电支路中的至少一个导通。

在一个实施例中，所述控制器被配置为在所述电源的电压低于第一电压阈值且所述充电接口的电压高于第二电压阈值的情况下，控制所述第二供电支路导通且所述第一供电支路断开。

在一个实施例中，所述控制器被配置为在所述电源的电压从低于所述第一电压阈值上升到高于或等于所述第一电压阈值的情况下，控制所述第一供电支路导通，以及在所述第一供电支路的导通时间达到时间阈值的情况下，控制所述第二供电支路断开。

在一个实施例中，所述控制器被配置为在所述电源的电压高于或等于第一电压阈值的情况下，控制所述第一供电支路导通。

在一个实施例中，所述第一供电支路还包括第一开关单元；所述控制器的第一控制端与所述第一开关单元连接，被配置为控制所述第一开关单元的状态。

在一个实施例中，所述第一开关单元包括串联且反向的两个开关管。

在一个实施例中，所述第一控制端分别与两个所述开关管的控制极连接，被配置为同步控制两个所述开关管的通断。

在一个实施例中，所述第二供电支路还包括第二稳压单元；所述控制器的第二控制端与所述第二稳压单元连接，被配置为控制所述第二稳压单元的状态。

在一个实施例中，所述第二供电支路还包括二极管，所述二极管单向导通所述第二供电支路的第一方向，其中，所述第二供电支路的第一方向为所述充电接口至所述用电元件的方向。

在一个实施例中，所述控制器包括第一检测端和第二检测端；

其中，所述第一检测端与所述电源的输出端连接，被配置为检测所述电源的输出电压；

所述第二检测端与所述充电接口的输出端连接，被配置为检测所述充电接口的输出电压。

在一个实施例中，所述用电元件为显示屏。

第二方面，提供一种终端设备，包括第一方面所述的供电电路。

本说明书的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本公开实施例中的供电电路，通过设置两条并联的供电支路，使电源和充电接口均能够为用电元件充电，而且控制器又能够进一步控制上述两条供电支路的通断，因此控制器能够从两条供电支路中选择电压符合要求的支路对用电元件供电，例如，可以在电池处于过放状态时使用充电接口对应的支路进行供电，而且用电元件能够在被供电后呈现出与供电前不同的状态，以呈现出快速且正常的响应，提高了响应速度和质量。

附图说明

图1是本公开一示例性实施例示出的供电电路的结构示意图；

图2是本公开另一示例性实施例示出的供电电路的结构示意图；

图3是本公开又一示例性实施例示出的供电电路的结构示意图；

图4是本公开又一示例性实施例示出的供电电路的结构示意图；

图5是本公开又一示例性实施例示出的供电电路的结构示意图；

图6是本公开一示例性实施例示出的供电电路的电路局部示意图。

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方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。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。在本公开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。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

随着生活水平的提高和科学技术的进步，人们生活中的可穿戴设备越来越多，种类和功能也越来越丰富。可穿戴设备从出厂到被开机使用，往往会经历运输、仓储、闲置等过程，由于电池自放电和可穿戴设备本身的待机功耗，会导致电池进入过放状态。相关技术中，用户对电池处于过放状态的可穿戴设备进行操作时，可穿戴设备无法快速且正常进行响应。

具体来说，相关技术中的可穿戴设备处于过放状态时无法启动，也就是无法亮屏进入开机界面，因此用户进行开机操作得不到任何响应；若用户获知可穿戴设备的过放状态后，可以为可穿戴设备连接充电器后再进行开机操作，此时可穿戴设备的电池被充电器进行涓流充电，待电池电压达到开机所需电压后，可穿戴设备亮屏开机，因此用户进行开机操作后一定时间后才能得到开机响应；若用户获知可穿戴设备的过放状态后，可以为可穿戴设备连接充电器后再进行开机操作，此时可穿戴设备被充电器供电执行了亮屏开机响应，且充电器持续为可穿戴设备供电并持续为可穿戴设备的电池充电，当充电器被移除时，切换为电池为可穿戴设备供电，但是充电器供电和电池供电切换时存在真空时间，真空时间内电压不稳定，屏幕会出现闪屏等异常响应。

基于此，请参照附图1，本公开提供了一种供电电路，应用于终端设备，所述供电电路包括：第一供电支路，包括电源102和用电元件101；第二供电支路，包括充电接口103和所述用电元件101；控制器104，被配置为控制所述第一供电支路和所述第二供电支路中的至少一个导通。

其中，所述终端设备可以是智能手机、平板电脑、桌面型/膝上型/手持型计算机、笔记本电脑、可穿戴设备、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、上网本，以及蜂窝电话、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、增强现实(augmented reality，AR)/虚拟现实(virtual reality，VR)设备等包括显示屏或能够进行界面显示的设备，本公开的实施例无意对该终端设备的具体形态进行限定。

其中，电源102可以为电池，电池可以为锂电池、镍氢电池等，本公开对电池的种类无意作出限定。电池作为电能储存元件，能够充电和放电，在其放电时能够为用电元件101供电，电池持续放电的过程中，电压逐渐降低。充电接口103能够与电源适配器(即俗称的充电器)连接，从市电电网中获取电能，并将其变压后为用电元件101供电，并为电源102充电。控制器104可以是控制用电元件101与电源102和充电接口103之间通断的专用控制器，例如可以是微控制器(MCU)，也可以是集成在终端设备的主板上的一个专用模块。

其中，所述电源102与所述用电元件101连接形成第一供电支路，所述充电接口103与所述用电元件101连接形成第二供电支路，因此控制器104控制所述第一供电支路和所述第二供电支路中的至少一个导通，也就是控制电源102和充电接口103中的至少一个与用电元件101导通，而且控制器104在进行上述控制时，需要使用电元件101获得快速且稳定的供电。

其中，用电元件101能够在通断电时呈现出不同状态，从而在供电时能够呈现出明确的响应。在一个示例中，所述用电元件为显示屏，例如可以是液晶(Liquid CrystalDisplay，LCD)显示屏或有机发光半导体(Organic Light-Emitting Diode，OLED)显示屏等。

本公开实施例中的供电电路，通过设置两条并联的供电支路，使电源102和充电接口103均能够为用电元件101充电，而且控制器104又能够进一步控制上述两条供电支路的通断，因此控制器能够从两条供电支路中选择电压符合要求的支路对用电元件101供电，例如，可以在电源102处于过放状态时使用充电接口103对应的支路进行供电，而且用电元件101能够在被供电后呈现出与供电前不同的状态，以呈现出快速且正常的响应，提高了响应速度和质量。

请继续参照附图1，本公开的一些实施例中，所述控制器104被配置为根据所述电源102的电压和所述充电接口103的电压，控制所述第一供电支路和所述第二供电支路中的至少一个导通。

其中，控制器104可以分别与电源102和充电接口103连接，且分别与第一供电支路和第二供电支路连接。控制器104根据电源102的电压和充电接口103的电压进行用电元件101的供电控制，能够进一步提高控制精度，进一步保证用电元件101获得快速且稳定的供电。

本公开的一些实施例中，所述控制器被配置为在所述电源的电压低于第一电压阈值且所述充电接口的电压高于第二电压阈值的情况下，控制所述第二供电支路导通且所述第一供电支路断开。

其中，所述第二供电支路导通且所述第一供电支路断开，也就是使充电接口与所述用电元件导通，且使电源与用电元件断开。

其中，所述电源的电压低于第一电压阈值且所述充电接口的电压高于第二电压阈值时，即为电源处于过放状态，且终端设备连接了充电器，因此可以使用充电器对用电元件进行供电，也就是连通充电接口至用电元件的支路，并且断开电源至用电元件的支路，因此能够在电源过放时，连接充电器以快速为用电元件供电，例如为显示屏供电，以使显示屏点亮，表示开机成功。

本公开的一些实施例中，所述控制器被配置为在所述电源的电压从低于所述第一电压阈值上升到高于或等于所述第一电压阈值的情况下，控制所述第一供电支路导通，以及在所述第一供电支路的导通时间达到时间阈值的情况下，控制所述第二供电支路断开。

其中，电源过放且连接充电器后，充电器为用电元件供电的同时，还在通过电荷泵(charger)为电源(例如电池)充电，电池的电压逐渐升高。在所述电源的电压从低于所述第一电压阈值升到高于或等于所述第一电压阈值的时，即电源的过放状态被解除，电源恢复正常状态，可以正常供电，因此可以切换为电源供电，也就是控制所述电源与所述用电元件导通，即导通第一供电支路；同时并不立刻断开充电接口至用电元件的第二供电支路，而是在第一供电支路的导通时间达到时间阈值后再断开，延长一段时间后再断开第二供电支路，可以避免出现切换供电支路造成的真空时间，进而避免用电元件的供电异常，例如避免显示屏出现闪屏。

本公开的一些实施例中，所述控制器被配置为在所述电源的电压高于或等于第一电压阈值的情况下，控制所述第一供电支路导通。

其中，供电电路为用电元件供电的起始时刻，所述电源的电压就高于或等于所述第一电压阈值，因此不管充电接口的电压是否高于第二电压阈值，也就是不管充电接口是否连接了充电器，都优先导通电源至用电元件的第一供电支路，也就是优先使用电源进行供电，这也是终端设备正常使用时的场景之一，因此进一步保证了终端设备电源的正常供电，提高了终端设备的响应特性。

请参照附图2，本公开的一些实施例中，所述第一供电支路还包括第一开关单元205；所述控制器204的第一控制端与所述第一开关单元205连接，被配置为控制所述第一开关单元205的状态。其中，用电元件201、电源202、充电接口203和控制器204的连接关系与图1所示出的连接关系可以相同。第一开关单元205可以设置在所述电源202与所述用电元件201之间，通过第一开关单元205能够准确控制电源202至用电元件201的第一供电支路的通断，也就是说，第一开关单元205导通，则第一供电支路导通，第一开关单元205断开，则第一供电支路断开。

请参照附图3，本公开的一些实施例中，所述第一供电支路还包括设于所述第一开关单元305和所述用电元件301之间的线路上的第一稳压单元306。其中，用电元件301、电源302、充电接口303、控制器304、第一开关单元305的连接关系与图2所示出的连接关系可以相同。

请参照附图4，本公开的一些实施例中，所述第二供电支路还包括第二稳压单元407；所述控制器404的第二控制端与所述第二稳压单元407连接，被配置为控制所述第二稳压单元407的状态。其中，用电元件401、电源402、充电接口403、控制器404、第一开关单元405和第一稳压单元406的连接关系与图3所示出的连接关系可以相同。第二稳压单元407可以设在所述充电接口403与所述用电元件401之间的线路上。

其中，第一稳压单元和第二稳压单元均可以采用低压差线性稳压器(low dropoutregulator，LDO)，均具有输出稳定电压的功能，而且输入电压和输出电压的压差较小，因此对输入电压的要求较低；而且低压差线性稳压器还具有通断功能，也就是说第一稳压单元和第二稳压单元具有通断功能，能够起到和开关单元相同的效果。

因此，第一稳压单元可以将电源的输出电压进行降压，稳定输出预设的额定电压，进而为用电元件供电，以使用电元件获得稳定且正常的供电，从而提高了终端设备的响应特性；第一稳压单元还可以与控制器连接，以进一步根据控制器的指令控制第一供电支路的通断状态。

因此，第二稳压单元可以将充电接口的输出电压进行降压，稳定输出预设的额定电压，进而为用电元件供电，以使用电元件获得稳定且正常的供电，从而提高了终端设备的响应特性；第二稳压单元被控制器控制以切换充电接口至用电元件的第二供电支路的通断。

通过在两条供电支路上分别设置稳压单元，能够使两条支路为用电元件供电时，均能够稳定输出预设的额定电压，从而保证了用电元件的稳定、正常运行，提高了终端设备的响应特性。

请参照附图5，本公开的一些实施例中，所述第二供电支路还包括二极管508，所述二极管508单向导通所述第二供电支路的第一方向，其中，所述第二供电支路的第一方向为所述充电接口503至所述用电元件501的方向。其中，所述二极管508可以设置在所述充电接口503和所述第二稳压单元507间的线路上，所述二极管508单向导通所述充电接口503至所述第二稳压单元507。其中，用电元件501、电源502、充电接口503、控制器504、第一开关单元505、第一稳压单元506和第二稳压单元507的连接关系与图4所示出的连接关系可以相同。二极管508单向导通充电接口503至第二稳压单元507，因此二极管508能够截止第二稳压单元507至充电接口503，也就是说，当充电接口503向用电元件501供电时，电流能够流过二极管508，当电源502向用电元件501供电时，电源502的电流不能够通过二极管508反向流至充电接口503，避免了电能的浪费，保证了用电元件501的供电稳定。

请参照附图6，其示出了本公开的一些实施例的供电电路的局部电路图，其中，控制器采用微控制器MCU，接下来详细介绍控制器MCU的具体结构。所述控制器MCU包括第一检测端BATTERY_ADC、第二检测端POWER_DET、第一控制端BATTERY_EN和第二控制端POWER_EN，其中，所述第一检测端BATTERY_ADC与所述电源的输出端BATTERY+连接，用于检测所述电源的输出电压，所述第二检测端POWER_DET与所述充电接口的输出端POWER_IN连接，用于检测所述充电接口的输出电压，所述第一控制端BATTERY_EN与所述第一开关单元连接，用于控制所述第一开关单元的通断状态，所述第二控制端POWER_EN与所述第二稳压单元U2连接，用于控制所述第二稳压单元U2的通断状态。

其中，所述第一开关单元包括两个串联且反向的开关管Q1和Q2，其中，开关管Q1的源极与电源的输出端BATTERY+连接，开关管Q1的漏极与开关管Q2的漏极连接，开关管Q2的源极与第一稳压单元U1连接，开关管Q1的栅极和开关管Q2的栅极均与第一控制端BATTERY_EN连接，因此第一控制端BATTERY_EN能够同步控制两个所述开关管Q1和Q2的通断，也就是说，当电源为用电元件供电时，第一控制端BATTERY_EN同步控制两个所述开关管Q1和Q2连通，以使电源的电流顺利流过两个开关管Q1和Q2，以到达第一稳压单元U1，当充电接口为用电元件供电时，第一控制端BATTERY_EN同步控制两个所述开关管Q1和Q2连通，因此开关管Q2能够截止电源的电流流向第一稳压单元U1，开关管Q1能够截止充电接口的电流反向流入电源，避免了电能的浪费，保证了用电元件的供电稳定。优选的，第一控制端BATTERY_EN与两个开关管Q1和Q2间设置了另一个开关管Q3，也就是说，第一控制端BATTERY_EN与开关管Q3的栅极连接，开关管Q3的漏极分别与开关管Q1的栅极和开关管Q2的栅极连接，开关管Q3的源极接地，因此当第一控制端BATTERY_EN控制开关管Q3连通时，则开关管Q1和Q2的栅极均接地，因此在低电平的情况下均断开，当第一控制端BATTERY_EN控制开关管Q3断开时，则开关管Q1和Q2的栅极在高电平的情况下均连通。

其中，所述第一稳压单元U1包括第一输入端VIN、第一输出端VOUT、第一使能端EN、第一接地端GND和第一电源接地端PGND，其中，所述第一输入端VOUT和所述第一使能端EN分别与所述第一开关单元连接，所述第一输出端VOUT与所述用电元件连接，所述第一接地端GND和所述第一电源接地端PGND分别接地。第一开关单元连通时，电源的电流流至第一使能端EN使其使能，从而使第一稳压单元U1连通。

其中，所述第二稳压单元U2包括第二输入端VIN、第二输出端VOUT、第二使能端EN、第二接地端GND和第二电源接地端PGND，其中，所述第二输入端VIN与所述充电接口的输出端POWER_IN连接，所述第二输出端VOUT与所述用电元件连接，所述第二接地端GND和所述第二电源接地端PGND分别接地，所述第二使能端EN与所述第二控制端POWER_EN连接。因此，第二控制端POWER_EN能够使第二使能端EN使能，从而使第二稳压单元U2连通，也能够使第二使能端EN不使能，从而使第二稳压单元U2断开。

第二方面，提供一种终端设备，包括第一方面所述的供电电路。其中，终端设备可以为手机、移动电脑、平板电脑和可穿戴设备，优选的，所述可穿戴设备包括：智能手表、智能手环或智能耳机。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims

1.一种供电电路，其特征在于，应用于终端设备，所述供电电路包括：

第一供电支路，包括电源和用电元件；

第二供电支路，包括充电接口和所述用电元件；

2.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述控制器被配置为根据所述电源的电压和所述充电接口的电压，控制所述第一供电支路和所述第二供电支路中的至少一个导通。

3.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述控制器被配置为在所述电源的电压低于第一电压阈值且所述充电接口的电压高于第二电压阈值的情况下，控制所述第二供电支路导通且所述第一供电支路断开。

4.根据权利要求1至3任一项所述的供电电路，其特征在于，所述控制器被配置为在所述电源的电压高于或等于第一电压阈值的情况下，控制所述第一供电支路导通；和/或

所述控制器被配置为在所述第一供电支路的导通时间达到时间阈值的情况下，控制所述第二供电支路断开。

5.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述第一供电支路还包括第一开关单元；所述控制器的第一控制端与所述第一开关单元连接，被配置为控制所述第一开关单元的状态。

6.根据权利要求5所述的供电电路，其特征在于，所述第一开关单元包括串联且反向的两个开关管。

7.根据权利要求6所述的供电电路，其特征在于，所述第一控制端分别与两个所述开关管的控制极连接，被配置为同步控制两个所述开关管的通断。

8.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述第二供电支路还包括第二稳压单元；所述控制器的第二控制端与所述第二稳压单元连接，被配置为控制所述第二稳压单元的状态。

9.根据权利要求8所述的供电电路，其特征在于，所述第二供电支路还包括二极管，所述二极管单向导通所述第二供电支路的第一方向，其中，所述第二供电支路的第一方向为所述充电接口至所述用电元件的方向。

10.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述控制器包括第一检测端和第二检测端；

11.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述用电元件为显示屏。

12.一种终端设备，其特征在于，包括权利要求1至11任一项所述的供电电路。