充電電池保護(hù)電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提出一種充電電池保護(hù)電路，包括充電電池、電源芯片以及連接在充電電池與電源芯片之間的防反電路與充電電路，所述防反電路為一防反MOS管，該防反MOS管的柵極接地，源極連接電源芯片的電源輸入端，漏極連接充電電池的電源輸出端。本實(shí)用新型不僅可以降低系統(tǒng)功耗、保護(hù)電池的使用壽命，還大大降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，相對于其他充電電池保護(hù)電路，本實(shí)用新型具有電路設(shè)計(jì)簡單、性能穩(wěn)定、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，可適用于各種防反型充電電池過放保護(hù)電路。
【專利說明】充電電池保護(hù)電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種充電電池保護(hù)電路，具體地涉及一種可防止充電電池接反的保護(hù)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]目前消費(fèi)類電子產(chǎn)品發(fā)展迅速，充電電池得到越來越廣泛的使用。充電電池具有經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、電量足、適合大功率、長時(shí)間使用等優(yōu)點(diǎn)，深受消費(fèi)者的喜愛。此類消費(fèi)類電子產(chǎn)品由于結(jié)構(gòu)上的疏忽，一方面，當(dāng)電池接反后形成的負(fù)壓很容易擊穿電源芯片，造成不可恢復(fù)的損壞，現(xiàn)有解決方案是在充電電池與電源芯片之間增加防反二極管，但由于二極管壓降過大，大大增加了系統(tǒng)的功耗；另一方面，電池過放電會對電池本身造成不可恢復(fù)的損害，嚴(yán)重影響了電池的使用壽命。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]為解決現(xiàn)有充電電池防止接反電路功耗較大的問題，本實(shí)用新型提出一種充電電池保護(hù)電路，并采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0004]一種充電電池保護(hù)電路，包括充電電池、電源芯片以及連接在充電電池與電源芯片之間的防反電路與充電電路，其中，所述防反電路為一防反MOS管，該防反MOS管的柵極接地，源極連接電源芯片的電源輸入端，漏極連接充電電池的電源輸出端。
[0005]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型還包括一電壓監(jiān)測電路及控制器，所述電壓監(jiān)測電路的輸入端連接所述充電電池的電源輸出端，輸出端連接所述控制器的電壓監(jiān)測端，所述控制器根據(jù)所述充電電池的電壓輸出高、低電平至所述電源芯片的使能端。
[0006]進(jìn)一步地，所述電壓監(jiān)測電路包括由第一分壓電阻與第二分壓電阻串聯(lián)組成的分壓網(wǎng)絡(luò)，所述控制器的電壓監(jiān)測端連接在第一分壓電阻與第二分壓電阻之間。
[0007]進(jìn)一步地，所述分壓網(wǎng)絡(luò)上連接一控制開關(guān)，該控制開關(guān)的控制端連接控制器的使能端。
[0008]進(jìn)一步地，所述充電電池的電源輸出端與地之間連接有儲能電容。
[0009]進(jìn)一步地，所述控制開關(guān)為一控制MOS管，該控制MOS管的柵極連接控制器的使能輸出端，源極與漏極連接在所述分壓網(wǎng)絡(luò)上。
[0010]進(jìn)一步地，所述充電電路為RC充電電路。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果如下:
[0012]1、本實(shí)用新型提出一種簡單的具有低壓降的防反功能的電池低壓保護(hù)電路不僅可以降低系統(tǒng)功耗、保護(hù)電池的使用壽命，還大大降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。相對于其他充電電池保護(hù)電路，本實(shí)用新型具有電路設(shè)計(jì)簡單、性能穩(wěn)定、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，可適用于各種防反型充電電池過放保護(hù)電路。
[0013]2、本實(shí)用新型對充電電池電壓進(jìn)行監(jiān)測，一旦充電電池電壓過低，通過控制器截止它繼續(xù)進(jìn)行放電，避免過放電現(xiàn)象的產(chǎn)生，對電池起到很大的保護(hù)作用。[0014]結(jié)合附圖閱讀本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】后，本實(shí)用新型的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例充電電池保護(hù)電路原理框圖；
[0017]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例充電電池保護(hù)電路原理圖；
[0018]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例電壓監(jiān)測電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型予以詳細(xì)描述。
[0020]參考圖1，本實(shí)施例充電電池保護(hù)電路，包括充電電池、防反電路、電源芯片、控制器MCU以及其他外圍電路。
[0021]本實(shí)施例防反電路采用P溝道MOS管，充分利用MOS管導(dǎo)通內(nèi)阻小，比二極管防反電路具有壓降低的優(yōu)勢，其防反電路壓降低，功耗小，極大減小了系統(tǒng)的功耗。為了避免充電電池過放造成的損壞，本實(shí)施例還包括一控制器M⑶及電壓監(jiān)測電路，所述監(jiān)測電路的輸入端連接所述充電電池的電源輸出端，輸出端連接所述控制器的電壓監(jiān)測端，用以監(jiān)測充電電池的電壓并輸出給所述控制器MCU的電壓監(jiān)測端，所述控制器MCU根據(jù)上述充電電池的電壓輸出高、低電平至所述電源芯片的使能端，通過MCU控制電源芯片的使能端，在充電電池電壓過低的時(shí)候，MCU將電源芯片的使能端拉低，使系統(tǒng)處于關(guān)閉狀態(tài)。
[0022]具體地，參考圖2，充電電池的正負(fù)極之間連接有防反MOS管Ql，Ql柵極G接地，源極S連接電源芯片Ul的電源輸入端VIN,漏極D連接充電電池的電源輸出端即地端，電容Cl、電阻Rl組成RC充電電路，電容C2、C3、C4是電源芯片Ul的濾波電容，M⑶的MCU—POWER—EN端通過防反二極管Dl連接在電源芯片Ul的使能端EN來給電源芯片Ul上電，使之工作。
[0023]本實(shí)施例電源芯片以LDO (也可以是DC-DC)舉例說明，Ql是P溝道MOSFET管，是壓控型器件。當(dāng)充電電池接入系統(tǒng)中時(shí)，因?yàn)镼l內(nèi)部集成一個(gè)寄生二極管，在Ql不導(dǎo)通時(shí)漏極D通過寄生二極管流向源極S，使得源極S端電壓大于柵極G電壓，當(dāng)電壓大于MOS管的導(dǎo)通電壓時(shí)，Ql導(dǎo)通，進(jìn)入飽和區(qū)后Ql內(nèi)阻很小，使得壓降遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于現(xiàn)有技術(shù)中的防反二極管的壓降，大大降低了功耗。當(dāng)充電電池接反后，此時(shí)Ql的柵極G電壓高于源極S電壓，Ql處于關(guān)閉狀態(tài)，起到了防反的作用。
[0024]電池接入之后對R1、C1組成的充電電路進(jìn)行充電，可以調(diào)節(jié)電阻R1、電容Cl的參數(shù)將充電時(shí)間參數(shù)設(shè)置大于MCU的上電工作的反應(yīng)時(shí)間參數(shù)。由于電容Cl兩端電壓不能突變，電阻Rl上端的電壓在電池接入時(shí)為高電平，電源芯片Ul使能端EN為高電平，電源芯片正常工作，輸出電壓為VOUT，之后MCU處于工作狀態(tài)，將MCU—POWER—EN引腳拉高，這樣，即使R1、Cl充電電路完成充電，電源芯片Ul使能端EN的電平仍為高電平，系統(tǒng)仍能夠正常工作。
[0025]為了防止過放，電壓監(jiān)測電路將監(jiān)測電壓傳給M⑶引腳，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測充電電池的電壓。一旦充電電池的電壓下降到一定數(shù)值之后，將MCU—POWER—EN的引腳的電平拉低，電源芯片Ul的使能端EN被拉低后系統(tǒng)關(guān)閉，起到了欠壓保護(hù)的效果。當(dāng)有充電電池接入后，系統(tǒng)將完成下一個(gè)循環(huán)。
[0026]圖3所示是電壓監(jiān)測電路，第一電阻R2、第二電阻R3組成分壓網(wǎng)絡(luò)，Q2是控制MOS管，M⑶電壓監(jiān)測端MCU—ADC連接在第一分壓電阻R2與第二分壓電阻R3之間。考慮到電池的容量是有限的，如果MCU —直去監(jiān)測電池的電壓會使監(jiān)測電路一直有電流通過，很大程度上造成電池容量的損耗，極大減少電池的使用壽命。本實(shí)施例在分壓網(wǎng)絡(luò)上連接一控制MOS管Q2，Q2的柵極G連接M⑶的使能輸出端MCU—EN，源極S與漏極D連接在所述分壓網(wǎng)絡(luò)上的第一電阻R2與第二電阻R3之間。Q2可以被設(shè)定為每隔一定時(shí)間去監(jiān)測充電電池的電壓(可以通過時(shí)鐘電路來控制)，在需要監(jiān)測電池電壓的情況下MCU—EN端為高電平，Q2打開。在不需要監(jiān)測電壓的情況時(shí)，MUC—EN端輸出為低電平，Q2處于關(guān)閉狀態(tài)，Q2關(guān)閉時(shí)阻抗極大，可以視為開路，起到節(jié)省電池容量的效果。
[0027]需要說明的是，本實(shí)施例的控制器MCU的型號可以是BCM20733A2KML1G，電源芯片Ul的型號可以是UP0108BMA5-18，兩芯片內(nèi)部已集成有相應(yīng)信號的處理方法，通過相應(yīng)引腳間的連接以及各自引腳的信號輸入輸出可以實(shí)現(xiàn)上述的檢測、監(jiān)測以及調(diào)整電平等功會泛。
[0028]外界干擾因素很容易導(dǎo)致電壓波動比較大，尤其是在外部設(shè)備啟動時(shí)，此時(shí)如果去監(jiān)測電池電壓則很可能導(dǎo)致監(jiān)測電壓過低而產(chǎn)生系統(tǒng)誤保護(hù)的現(xiàn)象，本實(shí)施例在電池BAT端增加一個(gè)儲能電容C5，這樣，當(dāng)因外界干擾因素導(dǎo)致電壓不穩(wěn)時(shí)電容暫時(shí)起到放電或充電的效果，保證了充電電池電壓的穩(wěn)定，從而不會引起誤保護(hù)的現(xiàn)象，大大增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
[0029]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非是對本實(shí)用新型的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實(shí)施例。但是，凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種充電電池保護(hù)電路，包括充電電池、電源芯片以及連接在充電電池與電源芯片之間的防反電路與充電電路，其特征在于，所述防反電路為一防反MOS管，該防反MOS管的柵極接地，源極連接電源芯片的電源輸入端，漏極連接充電電池的電源輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電電池保護(hù)電路，其特征在于:還包括一電壓監(jiān)測電路及控制器，所述電壓監(jiān)測電路的輸入端連接所述充電電池的電源輸出端，輸出端連接所述控制器的電壓監(jiān)測端，所述控制器根據(jù)所述充電電池的電壓輸出高、低電平至所述電源芯片的使能端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的充電電池保護(hù)電路，其特征在于:所述電壓監(jiān)測電路包括由第一分壓電阻與第二分壓電阻串聯(lián)組成的分壓網(wǎng)絡(luò)，所述控制器的電壓監(jiān)測端連接在第一分壓電阻與第二分壓電阻之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的充電電池保護(hù)電路，其特征在于:所述分壓網(wǎng)絡(luò)上連接一控制開關(guān)，該控制開關(guān)的控制端連接控制器的使能端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的充電電池保護(hù)電路，其特征在于:所述充電電池的電源輸出端與地之間連接有儲能電容。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的充電電池保護(hù)電路，其特征在于:所述控制開關(guān)為一控制MOS管，該控制MOS管的柵極連接控制器的使能輸出端，源極與漏極連接在所述分壓網(wǎng)絡(luò)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電電池保護(hù)電路，其特征在于:所述充電電路為RC充電電路。
【文檔編號】H02H11/00GK203607846SQ201320845422
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】劉強(qiáng), 屠長濤 申請人:青島歌爾聲學(xué)科技有限公司