本實用新型涉及控制電路領(lǐng)域，特別涉及一種兼容電池充電保護、通道切換和線性電源管理的控制電路。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的鋰電池充電電路應(yīng)用廣泛，具有電路結(jié)構(gòu)簡單，外圍器件少等特點，但在充電過程中若不拔掉電源適配器，電池就算充滿也處于涓流充電狀態(tài)并未斷開電源，這樣就存在不安全因素。另外傳統(tǒng)電源管理芯片成本較高、電路靈活性低、可控性低且紋波較大，而且傳統(tǒng)溫度傳感器直接連接控制器，在溫度傳感器數(shù)量較多或控制器的I/O口較少的情況下就會出現(xiàn)I/O口不夠用的情況。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種能實現(xiàn)鋰電池充滿電后安全關(guān)斷、提高鋰電池充電的安全性和可控性、減少控制器的I/O口的占用數(shù)量、提高線性電源的可控性和穩(wěn)定性的兼容電池充電保護、通道切換和線性電源管理的控制電路。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種兼容電池充電保護、通道切換和線性電源管理的控制電路，包括控制器、鋰電池充電保護單元、多路溫度傳感器切換單元和多路線性電源管理控制單元，所述鋰電池充電保護單元和多路溫度傳感器切換單元均與所述多路線性電源管理控制單元連接，所述鋰電池充電保護單元包括第一開關(guān)管、第四三極管、第二電阻、第七電阻和鋰電池充電芯片，所述第四三極管的基極通過所述第七電阻與所述控制器連接，所述第四三極管的發(fā)射極接地，所述第四三極管的集電極分別與所述第二電阻的一端和第一開關(guān)管的第一引腳連接，所述第二電阻的另一端分別與電壓輸入端和第一開關(guān)管的第三引腳連接，所述第一開關(guān)管的第二引腳與所述鋰電池充電芯片的一引腳連接，所述鋰電池充電芯片的另一引腳連接鋰電池的正極。

在本實用新型所述的兼容電池充電保護、通道切換和線性電源管理的控制電路中，所述第一開關(guān)管為第一MOS管，所述第一開關(guān)管的第一引腳為所述第一MOS管的柵極，所述第一開關(guān)管的第二引腳為所述第一MOS管的漏極，所述第一開關(guān)管的第三引腳為所述第一MOS管的源極。

在本實用新型所述的兼容電池充電保護、通道切換和線性電源管理的控制電路中，所述鋰電池充電保護單元還包括PIN4接口、熔斷器、第一電阻、第三電阻、第一電容和第二電容，所述PIN4接口的第一引腳和第二引腳均與所述熔斷器的一端連接，所述PIN4接口的第三引腳和第四引腳接地，所述第一電容和第二電容并聯(lián)，并聯(lián)的一端作為所述電壓輸入端，并聯(lián)的另一端接地，所述熔斷器的另一端分別與所述第一電阻的一端和電壓輸入端連接，所述第一電阻的另一端分別與所述第三電阻的一端和控制器連接，所述第三電阻的另一端接地。

在本實用新型所述的兼容電池充電保護、通道切換和線性電源管理的控制電路中，所述鋰電池充電保護單元還包括第六電阻，所述鋰電池充電芯片的第五引腳通過所述第六電阻接地。

在本實用新型所述的兼容電池充電保護、通道切換和線性電源管理的控制電路中，所述多路溫度傳感器切換單元包括多路選通芯片、第三十電容、第二十五電阻和第二十六電阻，所述多路選通芯片的第九引腳和第十引腳均與所述控制器連接，所述多路選通芯片的第三引腳和第十三引腳均與所述控制器連接，所述多路選通芯片的第十三引腳還通過所述第二十五電阻連接供電電源，所述多路選通芯片的第三引腳還通過所述第二十六電阻連接所述供電電源，所述多路選通芯片的第六引腳、第七引腳和第八引腳均接地，所述第三十電容的一端接地，所述第三十電容的另一端分別與所述多路選通芯片的第十六引腳和供電電源連接。

在本實用新型所述的兼容電池充電保護、通道切換和線性電源管理的控制電路中，所述多路溫度傳感器切換單元還包括第三十七電阻和第三十八電阻，所述多路選通芯片的第十一引腳通過所述第三十七電阻接地，所述多路選通芯片的第四引腳通過所述第三十八電阻接地。

在本實用新型所述的兼容電池充電保護、通道切換和線性電源管理的控制電路中，所述多路線性電源管理控制單元包括電源控制電路、第一組電源、第二組電源和第三組電源，所述電源控制電路包括第六MOS管、第七三極管、第十一電阻、第十三電阻和第十四電阻，所述第七三極管的基極通過所述第十三電阻與所述控制器連接，所述第七三極管的基極還通過所述第十四電阻接地，所述第七三極管的發(fā)射極接地，所述第七三極管的集電極分別與所述第十一電阻的一端和第六MOS管的柵極連接，所述第六MOS管的源極分別與所述第十一電阻的另一端和鋰電池的正極連接，所述第一組電源與所述鋰電池的正極連接，所述第六MOS管的漏極分別與所述第二組電源和第三組電源連接，所述第一組電源為常開電源，提供3V電源，所述第二組電源提供3V電源，所述第三組電源提供1.8V電源。

在本實用新型所述的兼容電池充電保護、通道切換和線性電源管理的控制電路中，所述第一組電源包括第三線性直流穩(wěn)壓芯片、第九電容、第十電容和第十一電容，所述第三線性直流穩(wěn)壓芯片的第二引腳分別與所述第九電容的一端和鋰電池的正極連接，所述第三線性直流穩(wěn)壓芯片的第一引腳和第九電容的另一端接地，所述第十電容和第十一電容并聯(lián)，其并聯(lián)的一端與所述第三線性直流穩(wěn)壓芯片的第三引腳連接，并聯(lián)的另一端接地。

在本實用新型所述的兼容電池充電保護、通道切換和線性電源管理的控制電路中，所述第二組電源包括第五線性直流穩(wěn)壓芯片、第十五電容、第十九電容和第二十電容，所述第五線性直流穩(wěn)壓芯片的第二引腳分別與所述第十九電容的一端和第六MOS管的漏極連接，所述第五線性直流穩(wěn)壓芯片的第一引腳和第十九電容的另一端接地，所述第十五電容和第二十電容并聯(lián)，其并聯(lián)的一端與所述第五線性直流穩(wěn)壓芯片的第三引腳連接，并聯(lián)的另一端接地；所述第三組電源包括第六線性直流穩(wěn)壓芯片、第二十四電容、第二十五電容和第二十七電容，所述第六線性直流穩(wěn)壓芯片的第二引腳分別與所述第二十五電容的一端和第六MOS管的漏極連接，所述第六線性直流穩(wěn)壓芯片的第一引腳和第二十五電容的另一端接地，所述第二十四電容和第二十七電容并聯(lián)，其并聯(lián)的一端與所述第六線性直流穩(wěn)壓芯片的第三引腳連接，并聯(lián)的另一端接地。

實施本實用新型的兼容電池充電保護、通道切換和線性電源管理的控制電路，具有以下有益效果：由于設(shè)有控制器、鋰電池充電保護單元、多路溫度傳感器切換單元和多路線性電源管理控制單元，通過鋰電池充電保護單元可以對鋰電池的充電起到保護作用，通過多路溫度傳感器切換單元可以有效減少控制器的I/O口占用數(shù)量，通過多路線性電源管理控制單元可以提高線性穩(wěn)壓電源的可控性；所以其能實現(xiàn)鋰電池充滿電后安全關(guān)斷、提高鋰電池充電的安全性和可控性、減少控制器的I/O口的占用數(shù)量、提高線性電源的可控性和穩(wěn)定性。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，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。

圖1為本實用新型兼容電池充電保護、通道切換和線性電源管理的控制電路一個實施例中鋰電池充電保護單元的電路原理圖；

圖2為所述實施例中多路溫度傳感器切換單元的電路原理圖；

圖3為所述實施例中多路線性電源管理控制單元的電路原理圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

在本實用新型兼容電池充電保護、通道切換和線性電源管理的控制電路實施例中，該兼容電池充電保護、通道切換和線性電源管理的控制電路包括控制器、鋰電池充電保護單元、多路溫度傳感器切換單元和多路線性電源管理控制單元，鋰電池充電保護單元和多路溫度傳感器切換單元均與多路線性電源管理控制單元連接。其中，鋰電池充電保護單元的電路原理圖如圖1所示。

圖1中，該鋰電池充電保護單元包括第一開關(guān)管Q1、第四三極管Q4、第二電阻R2、第七電阻R7和鋰電池充電芯片U1，其中，第四三極管Q4的基極通過第七電阻R7與控制器(具體是控制器的P0.14引腳)連接，第四三極管Q4的發(fā)射極接地，第四三極管Q4的集電極分別與第二電阻R2的一端和第一開關(guān)管Q1的第一引腳連接，第二電阻R2的另一端分別與電壓輸入端VIN和第一開關(guān)管Q1的第三引腳連接，第一開關(guān)管Q1的第二引腳與鋰電池充電芯片U1的一引腳(具體是第四引腳)連接，鋰電池充電芯片U1的另一引腳(具體是第三引腳)連接鋰電池的正極BT+。

具體的，第四三極管Q4、第二電阻R2和第七電阻R7構(gòu)成充電保護電路前級驅(qū)動電路，第一開關(guān)管Q1構(gòu)成為后級控制電路。第七電阻R7為限流電阻，第四三極管Q4的集電極的輸出用來驅(qū)動第一開關(guān)管Q1。當檢測到鋰電池的電量低時，控制器將第四三極管Q4的基極置為高電平，此時第四三極管Q4導(dǎo)通，第四三極管Q4的集電極輸出低電平驅(qū)動第一開關(guān)管Q1導(dǎo)通，為鋰電池充電；當檢測到鋰電池的電量已經(jīng)充滿，控制器將第四三極管Q4的基極置為低電平，此時第四三極管Q4截止，第四三極管Q4的集電極輸出高電平，此時第一開關(guān)管Q1截止，停止為鋰電池充電，起到保護鋰電池的作用。

本實用新型特別適用于5V/2A適配器供電的設(shè)備內(nèi)，即加入鋰電池充電電路中，對鋰電池充電保護起到顯著效果。通過多路溫度傳感器切換單元可以有效減少控制器的I/O口占用數(shù)量，通過多路線性電源管理控制單元可以提高線性穩(wěn)壓電源的可控性；所以其能實現(xiàn)鋰電池充滿電后安全關(guān)斷、提高鋰電池充電的安全性和可控性、減少控制器的I/O口的占用數(shù)量、提高線性電源的可控性和穩(wěn)定性。

本實施例中，第一開關(guān)管Q1為第一MOS管，第一開關(guān)管Q1的第一引腳為第一MOS管的柵極，第一開關(guān)管Q1的第二引腳為第一MOS管的漏極，第一開關(guān)管Q1的第三引腳為第一MOS管的源極。

本實施例中，該鋰電池充電保護單元還包括PIN4接口J1、熔斷器F1、第一電阻R1、第三電阻R3、第一電容C1和第二電容C2，PIN4接口J1的第一引腳和第二引腳均與熔斷器F1的一端連接，PIN4接口J1的第三引腳和第四引腳接地，第一電容C1和第二電容C2并聯(lián)，并聯(lián)的一端作為電壓輸入端VIN，并聯(lián)的另一端接地，熔斷器F1的另一端分別與第一電阻R1的一端和電壓輸入端VIN連接，第一電阻R1的另一端分別與第三電阻R3的一端和控制器(具體是控制器的P0.20引腳)連接，第三電阻R3的另一端接地。

本實施例中，該鋰電池充電保護單元還包括第六電阻R6，鋰電池充電芯片U1的第五引腳通過第六電阻R6接地。這樣就可以保證提供210mA的充電電流。

圖2是本實施例中多路溫度傳感器切換單元的電路原理圖。圖2中，該多路溫度傳感器切換單元包括多路選通芯片U7、第三十電容C30、第二十五電阻R25和第二十六電阻R26，多路選通芯片U7、第三十電容C30、第二十五電阻R25和第二十六電阻R26構(gòu)成雙通道四選一開關(guān)，第三十電容C30是濾波電容，第二十五電阻R25和第二十六電阻R26是輸出上拉電阻，電路工作時通過多路選通芯片U7的第九引腳和第十引腳來選通其中一組。

本實施例中，多路選通芯片U7的第九引腳和第十引腳均與控制器連接，具體就是多路選通芯片U7的第九引腳與控制器的P0.28引腳連接，多路選通芯片U7的第十引腳與控制器的P0.29引腳連接。多路選通芯片U7的第三引腳和第十三引腳均與控制器連接，具體就是多路選通芯片U7的第三引腳與控制器的P0.26引腳連接，多路選通芯片U7的第十三引腳與控制器的P0.27引腳連接。多路選通芯片U7的第十三引腳還通過第二十五電阻R25連接供電電源VCC3，多路選通芯片U7的第三引腳還通過第二十六電阻R26連接供電電源VCC3，多路選通芯片U7的第六引腳、第七引腳和第八引腳均接地，第三十電容C30的一端接地，第三十電容C30的另一端分別與多路選通芯片U7的第十六引腳和供電電源VCC3連接。

本實施例中，當多路選通芯片U7的第九引腳和第十引腳均為低電平時，選通多路選通芯片U7的第十二引腳到第十三引腳，以及多路選通芯片U7的第一引腳到第三引腳；當多路選通芯片U7的第九引腳為低電平，第十引腳為高電平時，選通多路選通芯片U7的第十四引腳到第十三引腳，以及多路選通芯片U7的第五引腳到第三引腳；當多路選通芯片U7的第九引腳為高電平，第十引腳為低電平時，選通多路選通芯片U7的第十五引腳到第十三引腳，以及多路選通芯片U7的第二引腳到第三引腳；當多路選通芯片U7的第九引腳和第十引腳均為高電平時，選通多路選通芯片U7的第十一引腳到第十三引腳，以及多路選通芯片U7的第四引腳到第三引腳。

本實施例中，多路選通芯片U7的第六引腳為使能引腳，接地為常使能狀態(tài)；多路選通芯片U7的第十六引腳為正電源引腳，接3V電源；多路選通芯片U7的第七引腳為負電源，第八引腳為接地引腳，此處為單電源供電所以都接地。

本實施例中，該多路溫度傳感器切換單元還包括第三十七電阻R37和第三十八電阻R38，多路選通芯片U7的第十一引腳通過第三十七電阻R37接地，多路選通芯片U7的第四引腳通過第三十八電阻R38接地。該多路溫度傳感器切換單元作為I2C總線的一種多路選通方案，輸入可以分別接入4個地址相同的I2C器件，如：多路選通芯片U7的第十二引腳和第一引腳、第十四引腳和第五引腳、第十五引腳和第二引腳、第十一引腳和第四引腳。輸出為第十三引腳和第三引腳。該多路溫度傳感器切換單元有效減少了控制器的I/O口占用數(shù)量。該多路溫度傳感器切換單元特別適用于I/O口較少但需要連接多個溫度傳感器的控制器上，即控制器的外部設(shè)備電路中，對提升控制器I/O口的驅(qū)動能力和節(jié)省控制器的I/O口數(shù)量起到顯著效果。

圖3為本實施例中多路線性電源管理控制單元的電路原理圖。圖3中，第六MOS管Q6、第七三極管Q7、第十一電阻R11、第十三電阻R13和第十四電阻R14構(gòu)成電源控制電路，第三線性直流穩(wěn)壓芯片U3、第九電容C9、第十電容C10和第十一電容C11構(gòu)成第一組電源，第五線性直流穩(wěn)壓芯片U5、第十五電容C15、第十九電容C19和第二十電容C20構(gòu)成第二組電源，第三組電源包括第六線性直流穩(wěn)壓芯片U6、第二十四電容C24、第二十五電容和第二十七電容C27構(gòu)成第三組電源，該路線性電源管理控制單元包括電源控制電路、第一組電源、第二組電源和第三組電源。

對于電源控制電路來說，第七三極管Q7和第十一電阻R11構(gòu)成前級驅(qū)動回路，第十三電阻R13是第七三極管Q7的基極限流電阻，第十四電阻R14為下拉電阻，第六MOS管Q6為后級驅(qū)動電路。第七三極管Q7的基極通過第十三電阻R13與控制器(具體是控制器的P0.07引腳)連接，第七三極管Q7的基極還通過第十四電阻R14接地，第七三極管Q7的發(fā)射極接地，第七三極管Q7的集電極分別與第十一電阻R11的一端和第六MOS管Q6的柵極連接，第六MOS管Q6的源極分別與第十一電阻R11的另一端和鋰電池的正極BT+連接，第一組電源與鋰電池的正極BT+連接，第六MOS管Q6的漏極分別與第二組電源和第三組電源連接，第一組電源為常開電源，提供3V電源，第二組電源提供3V電源，第三組電源提供1.8V電源。

實際工作中，第一組電源為常開電源，不受電源控制電路的控制，第二組電源和第三組電源同時受電源控制電路的控制，當系統(tǒng)進入低功耗狀態(tài)時，第二組電源和第三組電源都會被電源控制電路關(guān)閉。由于第一組電源在工作中波動較大，因此將第二組電源獨立出來也有效的減少了電源對整個電路的影響。

對于第一組電源來說，第三線性直流穩(wěn)壓芯片U3的第二引腳分別與第九電容C9的一端和鋰電池的正極BT+連接，第三線性直流穩(wěn)壓芯片U3的第一引腳和第九電容C9的另一端接地，第十電容C10和第十一電容C11并聯(lián)，其并聯(lián)的一端與第三線性直流穩(wěn)壓芯片U3的第三引腳連接，并聯(lián)的另一端接地。

對于第二組電源來說，第五線性直流穩(wěn)壓芯片U5的第二引腳分別與第十九電容C19的一端和第六MOS管Q6的漏極連接，第五線性直流穩(wěn)壓芯片U5的第一引腳和第十九電容C19的另一端接地，第十五電容C15和第二十電容C20并聯(lián)，其并聯(lián)的一端與第五線性直流穩(wěn)壓芯片U5的第三引腳連接，并聯(lián)的另一端接地。

對于第三組電源來說，第六線性直流穩(wěn)壓芯片U6的第二引腳分別與第二十五電容C25的一端和第六MOS管Q6的漏極連接，第六線性直流穩(wěn)壓芯片U6的第一引腳和第二十五電容C25的另一端接地，第二十四電容C24和第二十七電容C27并聯(lián)，其并聯(lián)的一端與第六線性直流穩(wěn)壓芯片U6的第三引腳連接，并聯(lián)的另一端接地。該多路線性電源管理控制單元特別適用于需要提供不同電壓且對電壓紋波和待機功耗要求苛刻的移動設(shè)備上，其對電源紋波抑制和降低設(shè)備待機功耗起到顯著效果。

總之，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，能有效提高鋰電池充電的安全性和可控性，保證鋰電池在充滿電后與電源適配器安全斷開；能有效提高線性穩(wěn)壓電源的可控性，有效減小各個電源之間的串擾；能有效減少溫度傳感器對控制器I/O口的占用或有效增加I/O口連接溫度傳感器的數(shù)量，且能有效提高I/O口的驅(qū)動能力。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。