專利名稱：電路系統(tǒng)和控制電源管理的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電路系統(tǒng)和一種控制這樣的電路系統(tǒng)的電源管理的方法。
背景技術(shù)：
一些電路因其在復(fù)雜的電子組塊內(nèi)的復(fù)雜功能而多次被稱為平臺，這樣的一些電路可以集成到由電池供電的電路系統(tǒng)，諸如嵌入式系統(tǒng)。通常，以作為嵌入式系統(tǒng)中的唯一平臺為目的來形成這些平臺。因此，平臺通常具有獨立的電源管理集成電路(PMIC，Power Management Integrated Circuit)，該PMIC由電池直接供電且為該平臺的所有部分供電并管理該平臺的功率電平的啟動和關(guān)閉順序。當(dāng)多于一個平臺集成到嵌入式系統(tǒng)中時，可以有兩個或更多PMIC，每一 PMIC為其平臺的組成部分供電。所述平臺可以通過由軟件控制的通信總線互相通信。所述平臺之一可以作為電源主控器且由此首先啟動，接著通過通信總線啟動另一(其它)平臺且最后命令另一(其它) 平臺關(guān)閉。通過通信總線管理電源的方式可能根據(jù)關(guān)閉的原因造成一個或多個問題。如果關(guān)閉由電池電量低造成且因該平臺中的局部設(shè)定造成電源主控器首先關(guān)閉，則其它平臺可能處于不期望的狀態(tài)中。如果為了省電而關(guān)閉，則該通信總線的方式可能是慢的和/或耗電的，使得省電較少，且在最壞的情況下，如果電源主控器關(guān)閉過快使得沒有時間使所操作的軟件通過總線關(guān)閉，則總線方式將絲毫不起作用。由于平臺之間的兼容性問題，還可能產(chǎn)生其它問題。因此，目的是提供一種對這些影響不敏感的電源管理方式。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)以作為嵌入式系統(tǒng)中的唯一平臺為目的來形成這些平臺時，嵌入式系統(tǒng)中的每一平臺可以具有電池傳感器，如果電池的供給電壓下降到預(yù)定閾值以下， 電池傳感器將關(guān)閉該平臺的所有部件。由于各平臺具有獨立的傳感器，此關(guān)閉可能發(fā)生在不同的電池電壓電平中。發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，如果從平臺首先關(guān)閉，則通常沒有問題，因為主平臺將能夠利用軟件處理這種狀況。然而，如果主平臺首先關(guān)閉，則主平臺的軟件將不能夠向所述(多個)從平臺發(fā)起關(guān)閉命令，且因此所述(多個)從平臺將繼續(xù)載電，造成不期望的副效應(yīng)。發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，所述主平臺還因不同于低電池電壓的其它原因而關(guān)閉，諸如在用戶按下強(qiáng)制關(guān)閉鍵時或者在其它硬件觸發(fā)事件下，硬件電路強(qiáng)制平臺關(guān)閉。而且，在這些情況下，主平臺的軟件可能不能夠向所述(多個)從平臺發(fā)起關(guān)閉命令且因此所述(多個) 從平臺將繼續(xù)載電，造成不期望的副效應(yīng)。本發(fā)明基于以上說明的發(fā)明人的發(fā)現(xiàn)，發(fā)明人想到實現(xiàn)一種低功率硬件機(jī)構(gòu)，其自動操控所述(多個)從平臺的電池傳感器且正好在主平臺關(guān)閉之后使所述(多個)從平臺關(guān)閉。這通過以下進(jìn)行如果主平臺的內(nèi)部電壓變低，則暫時強(qiáng)制所述(多個)從平臺的電池傳感器的電壓下降。發(fā)明人還注意到，此方法用于選擇性地控制(多個)從平臺關(guān)閉。根據(jù)第一方面，提供了一種電路系統(tǒng)，所述電路系統(tǒng)包括主電路；至少一個從電路，所述從電路具有用以檢查電源電池的電池狀態(tài)的電池傳感器和用以在所述電池傳感器檢測到低電池電量時受控關(guān)閉的關(guān)閉機(jī)構(gòu)；及由所述主電路控制的電池傳感器操控電路， 所述電池傳感器操控電路布置成操控所述至少一個從電路中的至少之一的所述電池傳感器感測到的電池狀態(tài)，以當(dāng)自所述主電路提供關(guān)閉控制信號時，強(qiáng)制性地使所述至少一個從電路中的至少之一受控關(guān)閉。所述電池傳感器操控電路可包括連接在所述電源電池和所述電池傳感器之間的第一電阻器。所述第一電阻器的電阻低于所述電池傳感器的阻抗。在此，所述第一電阻器優(yōu)選地遠(yuǎn)低于所述電池傳感器的阻抗，例如，比率為1比100或者更高。所述電池傳感器操控電路可以具有連接在所述電池傳感器和低電壓點之間的第一電流閥，使得當(dāng)提供基于來自所述主電路的所述關(guān)閉控制信號的操控控制信號時，所述電流閥將所述電池傳感器的電壓拉到低電平。低電壓點可以是接地端或者負(fù)電源電壓。可選擇地，所述電池傳感器操控電路可包括由基于來自所述主電路的所述關(guān)閉控制信號的操控控制信號控制的邏輯門。所述邏輯門可以是比如邏輯反相器電路之類的非門或電平位移器。所述電池傳感器操控電路還可包括信號提供電路，所述信號提供電路包括串聯(lián)連接在所述電源電池和低電壓點之間的第二電阻器和第二電流閥，使得當(dāng)自所述主電路提供高電壓時，所述第二電流閥將在所述第二電阻器和所述第二電流閥之間提供的所述信號的電壓拉到低電平，且當(dāng)自所述主電路提供低電壓時，所述信號為高電平；及信號高通濾波器，所述信號高通濾波器被提供所述信號且輸出操控控制信號。由所述主電路提供到所述第二電流閥的所述電壓可以是所述主電路的內(nèi)部電壓。由此，當(dāng)所述主電路斷電時，所述從電路斷電。所述主電路的關(guān)閉控制信號可以在主電路關(guān)閉時控制所述至少一個從電路中的所有從電路關(guān)閉?？蛇x擇地，來自主電路的關(guān)閉控制信號可以選擇性地控制所述至少一個從電路中的一個或多個關(guān)閉。根據(jù)第二方面，提供了一種控制如第一方面所述的電路系統(tǒng)的電源管理的方法。 所述方法包括操控由所述至少一個從電路中的至少之一的所述電池傳感器感測到的電池狀態(tài)，以在自所述主電路提供關(guān)閉控制信號時強(qiáng)制性地使所述至少一個從電路中的至少之一受控關(guān)閉。所述方法還包括當(dāng)由來自所述主電路的所述關(guān)閉控制信號關(guān)閉所述主電路時，控制所述至少一個從電路中的全部從電路關(guān)閉。所述方法還包括由來自所述主電路的所述關(guān)閉控制信號選擇性地控制所述至少一個從電路中的一個或多個從電路關(guān)閉


圖1是示意性地示出根據(jù)實施方式的電路系統(tǒng)的框圖；圖2示意性地示出了根據(jù)實施方式的主電路、從電路及電池傳感器操控電路；圖3示意性地示出了根據(jù)實施方式的主電路、一些從電路和電池傳感器操控電路；
圖4示意性地示出了根據(jù)實施方式，基于主電路斷電而從電路關(guān)閉的時序圖；圖5示意性地示出了根據(jù)實施方式的主電路、從電路和電池傳感器操控電路；圖6示意性地示出了根據(jù)實施方式的主電路、從電路和電池傳感器操控電路；圖7示意性地示出了根據(jù)實施方式的主電路、從電路和電池傳感器操控電路。
具體實施例方式圖1是示意性地示出根據(jù)實施方式的電路系統(tǒng)100的框圖。電路系統(tǒng)100包括主電路102和一個或多個從電路104。對于每一從電路104，通過電池電壓傳感器來監(jiān)控電池電壓。通過在主電路102的控制下操控(多個)電池電壓傳感器，可以根據(jù)各個從電路104 的關(guān)閉方案來強(qiáng)制性地關(guān)閉一個或多個從電路104。因此，所述(多個)電池電壓傳感器由一個或多個電池傳感器操控電路106控制。(多個)電池傳感器操控電路106連接到主電路102以接收用以關(guān)閉的控制信號。該控制信號可以是專用控制信號，使得一個或多個從電路104可以選擇性地關(guān)閉，或者該控制信號可以是主電路102的內(nèi)部電壓，使得當(dāng)主電路 102關(guān)閉時，從電路104也關(guān)閉。在電池傳感器輸入的高阻抗下，可以通過電池傳感器操控電路106來監(jiān)控電池。當(dāng)沒有提供關(guān)閉控制信號時，電池狀態(tài)由電池傳感器控制并且當(dāng)電池電壓低時，從電路104關(guān)閉。當(dāng)提供關(guān)閉控制信號時，盡管電池電壓可能充足，但從電路 104將經(jīng)歷低電池電壓，且將進(jìn)行關(guān)閉。下文中，在復(fù)雜電子組塊的意義上，術(shù)語“平臺”有時用作上文使用的術(shù)語“電路” 的等效詞。圖2示意性地示出了根據(jù)實施方式的主電路、從電路和電池傳感器操控電路。電池電壓由從平臺即平臺S的電池電壓傳感器監(jiān)控。在電池傳感器輸入的高阻抗下，電池可以由該電池和傳感器之間的電阻器Rs監(jiān)控，其中電阻器Rs的電阻遠(yuǎn)小于電池傳感器的阻抗。在主平臺即平臺M突然關(guān)閉的情況下，從平臺即平臺S的電池電壓傳感器可以由電流閥拉到低電平，所述電流閥例如為晶體管I。為了避免電力自電池電壓Vwft通過斷開狀態(tài)的電阻器泄露到接地端，電流閥仏可以設(shè)置成因信號高通濾波器&和Cf而僅暫時性導(dǎo)電。進(jìn)入高通濾波器的信號可以是主平臺即平臺M的內(nèi)部電壓VDDM，該內(nèi)部電壓Vddm利用電阻器&和例如為晶體管Qm的電流閥反向，使得當(dāng)主平臺關(guān)閉時，從平臺關(guān)閉，在下文參照圖4進(jìn)一步說明?？蛇x擇地，進(jìn)入高通濾波器的信號可以是由主平臺即平臺M提供的控制信號，該信號可能由電阻器&和例如為晶體管Qm的電流閥反向或緩沖，使得從平臺通過主平臺而選擇性關(guān)閉。表1說明了元件值的大小的示例。& IOOkQ& IM ΩCf IyFI s lkQ表1.根據(jù)實施方式的元件值的示例大小圖3示意性地示出了根據(jù)實施方式的主電路即平臺Μ、一些從電路即平臺Si、平臺 S2、平臺S3和電池傳感器操控電路。此處，同一電池傳感器操控電路用于一些從平臺即平臺Si、平臺S2、平臺S3。功能與參照圖2所說明的功能類似。
圖4示意性地示出了根據(jù)實施方式基于主電路斷電而從電路關(guān)閉的時序圖。上部的曲線示出了主平臺的內(nèi)部電壓VDDM，下部的曲線示出了所接收到的從平臺感測到的電池電壓的信號。因此，感測到的電壓中的壓降將發(fā)起從平臺的關(guān)閉。因此想法是，除了在主平臺將其電壓關(guān)閉的時候外，將從平臺的電池傳感器的電壓保持在電池電壓。參照圖2和圖 3，優(yōu)選地元件和Cf選擇為使得電流閥A長時間導(dǎo)電，以使(多個)從平臺的電池傳感器能夠檢測低電壓，從而(多個)從平臺發(fā)起它(它們)的正常關(guān)閉順序。在自主平臺提供控制信號的情況下，這可以是控制信號的固有性質(zhì)。優(yōu)選地選擇電流閥A使得其可以處理在啟動主平臺時出現(xiàn)在柵極上的負(fù)電壓。例如，這可以通過選擇可以處理負(fù)電壓的晶體管A或者選擇具有導(dǎo)電且不產(chǎn)生任何負(fù)電壓的內(nèi)置二極管的晶體管A或者利用導(dǎo)電且不產(chǎn)生任何負(fù)電壓的外部二極管來實現(xiàn)。由反相器Rm、％和高通濾波器CF、&以及又一個反相器&、Α構(gòu)成的上述設(shè)計參照圖2和圖3說明，該設(shè)計由于低復(fù)雜性、低功耗和可靠而尤其有利。一些部件可以利用邏輯門替換，如將參照圖5到圖7在下文說明的，但會造成較高的成本和/或較高的功耗。圖5示意性地示出了根據(jù)實施方式的主電路、從電路和電池傳感器操控電路。與參照圖2說明的電池傳感器操控電路相比，具有電阻器&和電流閥A的反相器布置由邏輯門500替換，邏輯門500例如為非門。圖6示意性地示出了根據(jù)實施方式的主電路、從電路和電池傳感器操控電路。與參照圖5說明的電池傳感器操控電路相比，省略了信號高通濾波器&和(^。如果從平臺即平臺S能夠接納恒定的低電量的電池傳感器，則這是可能的。圖7示意性地示出了根據(jù)實施方式的主電路、從電路和電池傳感器操控電路。與參照圖2說明的電池傳感器操控電路相比，反相器&、(4和高通濾波器CF、&以及又一個反相器&、Qs已由邏輯門替換，此處為電平位移器700。此處，需要考慮電平位移器700的電流消耗以及電平位移器700在平臺關(guān)閉時是否接收來自電池電壓的電力供應(yīng)的問題。所公開的方式具有若干優(yōu)勢。如背景技術(shù)中所述，利用通信總線來關(guān)閉(多個) 從平臺僅在正常狀態(tài)下起作用。在主平臺突然關(guān)閉的情況下，(多個)從平臺將繼續(xù)導(dǎo)通。根據(jù)本發(fā)明的實施方式操控(多個)從平臺的電池電壓傳感器的優(yōu)勢在于，所述 (多個)從平臺將以與它(它們)最初的設(shè)計目的相同的方式起作用。本發(fā)明僅添加了一新功能，而對(多個)平臺的現(xiàn)有功能沒有副效應(yīng)。根據(jù)本發(fā)明的其它實施方式，添加信號高通濾波器&和Cf的優(yōu)勢在于，所述傳感器暫時降壓，使本發(fā)明能夠利用低值電阻器&，所述低值優(yōu)選地遠(yuǎn)低于電池傳感器的輸入阻抗，這幾乎不會影響電池測量值。同時，由于在任一電阻器兩端沒有壓降，則斷開模式中的壘間線電流消耗將僅是通過電流閥ι和Qm的任何電勢泄漏。操控所述(多個)從平臺的電池傳感器的優(yōu)勢在于，由于不切斷電源供應(yīng)，則不需要大型功率晶體管。僅需要低成本、小尺寸的晶體管和無源元件。因此，可能利用電池和所有從平臺之間的功率晶體管來避免切斷供給所述(多個)從平臺的電力且可能利用主平臺的內(nèi)部電壓來控制功率晶體管。當(dāng)所述(多個)從平臺具有高電流消耗時，這會耗費較大型功率晶體管的PCB面積及功率晶體管兩端的壓降。
權(quán)利要求
1.一種電路系統(tǒng)，包括主電路；至少一個從電路，所述從電路具有用以檢查電源電池的電池狀態(tài)的電池傳感器和用以在所述電池傳感器檢測到低電池電量時受控關(guān)閉的關(guān)閉機(jī)構(gòu)；及由所述主電路控制的電池傳感器操控電路，所述電池傳感器操控電路布置成操控所述至少一個從電路中的至少之一的所述電池傳感器感測到的電池狀態(tài)，以當(dāng)自所述主電路提供關(guān)閉控制信號時，強(qiáng)制性地使所述至少一個從電路中的至少之一受控關(guān)閉。
2.如權(quán)利要求1所述的電路系統(tǒng)，其中，所述電池傳感器操控電路包括第一電阻器(Rs)，所述第一電阻器連接在所述電源電池和所述電池傳感器之間，其中， 所述第一電阻器(Rs)的電阻低于、優(yōu)選地遠(yuǎn)低于所述電池傳感器的阻抗；及第一電流閥(Qs)，所述第一電流閥連接在所述電池傳感器和低電壓點之間，使得當(dāng)提供基于來自所述主電路的所述關(guān)閉控制信號的操控控制信號時，所述電流閥將所述電池傳感器的電壓拉到低電平。
3.如權(quán)利要求1所述的電路系統(tǒng)，其中，所述電池傳感器操控電路包括由基于來自所述主電路的所述關(guān)閉控制信號的操控控制信號控制的邏輯門。
4.如權(quán)利要求3所述的電路系統(tǒng)，其中，所述邏輯門是非門或電平位移器。
5.如權(quán)利要求2到4中任一項所述的電路系統(tǒng)，其中，所述電池傳感器操控電路還包括信號提供電路，所述信號提供電路包括串聯(lián)連接在所述電源電池和低電壓點之間的第二電阻器(Rm)和第二電流閥(Qm)，使得當(dāng)自所述主電路提供高電壓時，所述第二電流閥 (Qffl)將在所述第二電阻器(Rm)和所述第二電流閥(Qm)之間提供的信號的電壓拉到低電平， 且當(dāng)自所述主電路提供低電壓時，所述信號為高電平；及信號高通濾波器( ，Cf)，所述信號高通濾波器( ，Cf)被饋入所述信號且輸出所述操控控制信號。
6.如權(quán)利要求5所述的電路系統(tǒng)，其中由所述主電路提供到所述第二電流閥(Qm)的電壓是所述主電路的內(nèi)部電壓。
7.如權(quán)利要求1到6中任一項所述的電路系統(tǒng)，其中，來自所述主電路的所述關(guān)閉控制信號在所述主電路關(guān)閉時控制所述至少一個從電路中的所有從電路關(guān)閉。
8.如權(quán)利要求1到6中任一項所述的電路系統(tǒng)，其中，來自所述主電路的所述關(guān)閉控制信號選擇性地控制所述至少一個從電路中的一個或多個關(guān)閉。
9.一種控制電路系統(tǒng)的電源管理的方法，所述電路系統(tǒng)包括主電路、至少一個從電路以及由所述主電路控制的電池傳感器操控電路，所述至少一個從電路具有用以檢查電源電池的電池狀態(tài)的電池傳感器和用以在所述電池傳感器檢測到低電池電量時受控關(guān)閉的關(guān)閉機(jī)構(gòu)，所述方法包括操控由所述至少一個從電路中的至少之一的電池傳感器感測到的電池狀態(tài)，以在自所述主電路提供關(guān)閉控制信號時，強(qiáng)制性地使所述至少一個從電路中的至少之一受控關(guān)閉。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，所述方法還包括當(dāng)由來自所述主電路的所述關(guān)閉控制信號關(guān)閉所述主電路時，控制所述至少一個從電路中的全部從電路關(guān)閉。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，所述方法還包括由來自所述主電路的所述關(guān)閉控制信號選擇性地控制所述至少一個從電路中的一個或多個從電路關(guān)閉。
全文摘要
公開了一種電路系統(tǒng)。所述電路系統(tǒng)包括主電路；至少一個從電路，所述從電路具有用以檢查電源電池的電池狀態(tài)的電池傳感器和用以在所述電池傳感器檢測到低電池電量時受控關(guān)閉的關(guān)閉機(jī)構(gòu)；及由所述主電路控制的電池傳感器操控電路。所述電池傳感器操控電路布置成操控所述至少一個從電路中的至少之一的所述電池傳感器感測到的電池狀態(tài)，以當(dāng)自所述主電路提供關(guān)閉控制信號時，強(qiáng)制性地使所述至少一個從電路中的至少之一受控關(guān)閉。本發(fā)明還公開了一種控制這樣的電路系統(tǒng)的電源管理的方法。
文檔編號G06F1/30GK102257451SQ200980150838
公開日2011年11月23日 申請日期2009年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月16日
發(fā)明者延斯·托爾芬格 申請人:意法愛立信有限公司