一种低功耗供电电路及电子设备制造技术

本发明专利技术公开了一种低功耗供电电路及电子设备，包括相互并联的一个主DC‑DC芯片和至少一个副DC‑DC芯片；在系统上电时，主DC‑DC芯片启动运行，所有副DC‑DC芯片关闭，检测主DC‑DC芯片的输出电流I：当I>IH时，控制副DC‑DC芯片逐个运行，直到IL

A Low Power Supply Circuit and Electronic Equipment

【技术实现步骤摘要】
一种低功耗供电电路及电子设备
本专利技术属于供电电路
，具体地说，是涉及一种用于降低系统功耗的DC-DC供电电路。
技术介绍
用户在使用电池供电的便携式电子设备时，对电子设备的待机时间要求较高。在实际应用中，特别是某些行业用电子设备的运行功耗较大，在当前有限的电池技术水平条件下，采用最大限度地降低电子设备的系统功耗是延长电子设备待机时间的主要手段。直流转直流电源芯片(DC-DC芯片)常用于电子设备的供电电路的设计中，作用是将某一幅值的直流电压转换成另一幅值的直流电压，例如将12V直流电压转换成5V直流电压，以满足电子设备中负载的用电需求。但是，DC-DC芯片在电源转换过程中存在不同程度的能量损耗，且遵循转换效率越高，能量损耗越少的规律。转换效率通常用百分比表示，DC-DC芯片在使用过程中的电能转换效率一般可以达到80％-95％之间。DC-DC芯片的电能转换效率并不是固定值，在输出电流不同时，转换效率通常会相差5％-15％。在系统电流较大时，如果DC-DC芯片长期工作在大电流情况下，会导致DC-DC芯片发热严重，能量损耗增大，继而导致电池能量过度消耗，缩短了电子设备的待机时间。此外，DC-DC芯片发热，还会影响DC-DC芯片的使用寿命，降低电子设备运行的可靠性。
技术实现思路
本专利技术基于多个DC-DC芯片设计供电电路，在系统电流较大时，通过将系统电流分摊到多个DC-DC芯片上，从而可以降低单个DC-DC芯片的负荷，减小DC-DC芯片的发热量和能量损耗，继而达到降低系统功耗的设计目的。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案予以实现：在一个方面，本专利技术提出了一种低功耗供电电路，包括DC-DC芯片、电流检测单元和控制单元；所述DC-DC芯片接收直流输入电压，并转换输出负载所需的直流输出电压；所述DC-DC芯片包括多个且相互并联，分别为一个主DC-DC芯片和至少一个副DC-DC芯片，所述主DC-DC芯片在系统上电后运行；所述电流检测单元检测所述主DC-DC芯片的输出电流I；所述控制单元根据所述输出电流I对副DC-DC芯片的工作状态进行如下控制：在系统启动运行后，首先控制所有的副DC-DC芯片关闭；当I>IH时，控制副DC-DC芯片逐个运行，直到IL<I<IH；当I<IL且有副DC-DC芯片运行时，控制处于运行状态的副DC-DC芯片逐个关闭，直到IL<I<IH；其中，IL为低电流阈值，IH为高电流阈值，且IL<IO<IH，IO为DC-DC芯片工作在其最大电能转换效率M时的输出电流值。优选的，所述高电流阈值IH的取值方式为：当所述DC-DC芯片的输出电流为IH时，DC-DC芯片的电能转换效率应大于M-2％，以保证DC-DC芯片能够尽量运行在其最大电能转换效率附近，且IO<IH<2IO。为了保证副DC-DC芯片在投入运行的初始阶段，主DC-DC芯片的输出电流不会因为副DC-DC芯片的接入而降低到低电流阈值IL以下，继而影响供电电路的正常运行，本专利技术优选设计所述低电流阈值进一步的，优选设计所述DC-DC芯片的输出电流为IL时，DC-DC芯片的电能转换效率大于M-10％，以保证DC-DC芯片能够始终工作在较高的转换效率下，进而通过减小DC-DC芯片的能量损失，来进一步降低系统的总功耗。优选的，当所述主DC-DC芯片的输出电流I<IL且所有的副DC-DC芯片均关闭时，保持所述主DC-DC芯片的运行状态，维持电子设备正常运行。优选的，当所述主DC-DC芯片的输出电流I>IH且所有的副DC-DC芯片均处于运行状态时，控制所述主DC-DC芯片和所有的副DC-DC芯片关闭，使供电电路进入保护状态，以避免DC-DC芯片发热严重，影响系统运行的安全性。为了使每一个投入运行的DC-DC芯片均能工作在其最大转换效率附近，所述主DC-DC芯片和所有的副DC-DC芯片优选具有相同或相近的电能转换效率与输出电流之间的对应关系。为了实现控制单元对副DC-DC芯片的工作状态的有效控制，本专利技术优选采用以下两种控制方案：其一是，将所述控制单元连接副DC-DC芯片的使能端，通过对副DC-DC芯片进行使能控制，以改变副DC-DC芯片的工作状态；其二是，在每一个所述副DC-DC芯片与直流输入电压的连接线路中分别连接一路开关，所述控制单元通过控制各路开关通断，以改变每一个副DC-DC芯片的工作状态。在另一个方面，本专利技术还提出了一种电子设备，包括DC-DC芯片、电流检测单元和控制单元；所述DC-DC芯片接收直流输入电压，并转换输出负载所需的直流输出电压；所述DC-DC芯片包括多个且相互并联，分别为一个主DC-DC芯片和至少一个副DC-DC芯片，所述主DC-DC芯片在系统上电后运行；所述电流检测单元检测所述主DC-DC芯片的输出电流I；所述控制单元根据所述输出电流I对副DC-DC芯片的工作状态进行如下控制：在系统启动运行后，首先控制所有的副DC-DC芯片关闭；当I>IH时，控制副DC-DC芯片逐个运行，直到IL<I<IH；当I<IL且有副DC-DC芯片运行时，控制处于运行状态的副DC-DC芯片逐个关闭，直到IL<I<IH；其中，IL为低电流阈值，IH为高电流阈值，且IL<IO<IH，IO为DC-DC芯片工作在其最大电能转换效率M时的输出电流值。与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果是：本专利技术采用多个DC-DC芯片并联的方式设计供电电路，并可以根据系统电流的大小自动选择一个或多个DC-DC芯片投入运行，完成直流输入电源的转换任务，由此可以在系统电流较大时，通过将系统电流分摊到多个DC-DC芯片上，来降低单个DC-DC芯片的负荷，避免DC-DC芯片因长时间工作在大电流情况下而导致的发热，不仅可以降低DC-DC芯片的发热量，而且可以延长DC-DC芯片的工作寿命，提高系统电路运行的安全性和可靠性。此外，通过合理地选择低电流阈值IL和高电流阈值IH，可以使DC-DC芯片的电能转换效率尽量维持在其最大转换效率附近，继而通过减小DC-DC芯片的能量损耗，达到降低系统总功耗的设计目的。结合附图阅读本专利技术实施方式的详细描述后，本专利技术的其他特点和优点将变得更加清楚。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，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获得其他的附图。图1是本专利技术所提出的低功耗供电电路的一种实施例的电路原理框图；图2是本专利技术所提出的低功耗供电电路的另一种实施例的电路原理框图；图3是某种型号的DC-DC芯片的电能转换效率随其输出电流的大小不同而变化的关系曲线图；图4是图1、图2中的主控单元对DC-DC芯片的控制流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细地说明。本实施例为了对供电电路实现低功耗设计，采用多个DC-DC芯片对直流输入电源进行转换处理，在系统电流较小时，可以使用一个DC-DC芯片将直流输入电压转换成负载所需的直流输出电压，为负载供电；而在系统电流较大时，通过使用多个DC-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低功耗供电电路，其特征在于，包括：DC‑DC芯片，其接收直流输入电压，并转换输出负载所需的直流输出电压；所述DC‑DC芯片包括多个且相互并联，分别为一个主DC‑DC芯片和至少一个副DC‑DC芯片，所述主DC‑DC芯片在系统上电后运行；电流检测单元，其检测所述主DC‑DC芯片的输出电流I；控制单元，其根据所述输出电流I对副DC‑DC芯片的工作状态进行如下控制：在系统启动运行后，首先控制所有的副DC‑DC芯片关闭；当I>IH时，控制副DC‑DC芯片逐个运行，直到IL<I<IH；当I<IL且有副DC‑DC芯片运行时，控制处于运行状态的副DC‑DC芯片逐个关闭，直到IL<I<IH；其中，IL为低电流阈值，IH为高电流阈值，且IL<IO<IH，IO为DC‑DC芯片工作在其最大电能转换效率M时的输出电流值。

【技术特征摘要】
1.一种低功耗供电电路，其特征在于，包括：DC-DC芯片，其接收直流输入电压，并转换输出负载所需的直流输出电压；所述DC-DC芯片包括多个且相互并联，分别为一个主DC-DC芯片和至少一个副DC-DC芯片，所述主DC-DC芯片在系统上电后运行；电流检测单元，其检测所述主DC-DC芯片的输出电流I；控制单元，其根据所述输出电流I对副DC-DC芯片的工作状态进行如下控制：在系统启动运行后，首先控制所有的副DC-DC芯片关闭；当I>IH时，控制副DC-DC芯片逐个运行，直到IL<I<IH；当I<IL且有副DC-DC芯片运行时，控制处于运行状态的副DC-DC芯片逐个关闭，直到IL<I<IH；其中，IL为低电流阈值，IH为高电流阈值，且IL<IO<IH，IO为DC-DC芯片工作在其最大电能转换效率M时的输出电流值。2.根据权利要求1所述的低功耗供电电路，其特征在于，所述DC-DC芯片的输出电流为IH时，DC-DC芯片的电能转换效率大于M-2%，且IO<IH<2IO。3.根据权利要求2所述的低功耗供电电路，其特征在于，所述低电流阈值。4.根据权利要求3所述的低功耗供电电路，其特征在于，所述DC-DC芯片的输出电...

【专利技术属性】
技术研发人员：许家栋，焦国栋，倪孝深，
申请(专利权)人：青岛海信电子设备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37