基于多電池的電源電路及具有所述電源電路的電子產(chǎn)品的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電源電路技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，是涉及一種基于多塊電池設(shè)計(jì)的電源電路以及采用這種電源電路設(shè)計(jì)的電子產(chǎn)品。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的進(jìn)步，穿戴類電子產(chǎn)品被越來(lái)越多的消費(fèi)者所青睞并廣泛使用，其所能實(shí)現(xiàn)的功能也日益增多。由于功能的增多，需要在穿戴類電子產(chǎn)品中集成的電子部件也隨之增加，繼而導(dǎo)致該類電子產(chǎn)品的用電量隨之增大。為了保證穿戴類電子產(chǎn)品的續(xù)航時(shí)間不會(huì)因功能的增多而明顯減少，需要提升該類產(chǎn)品內(nèi)部電池的容量，以滿足消費(fèi)者長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用的需求。
[0003]目前，為了提高電池容量，最常見(jiàn)的方法是采用兩塊或者更多塊的電池并聯(lián)構(gòu)成電源電路，一同為電子產(chǎn)品內(nèi)部的用電負(fù)載供電。這種電池并聯(lián)方案所存在的問(wèn)題是：必須挑選電池特性和電池電壓完全相同的多塊電池才能直接進(jìn)行并聯(lián)設(shè)計(jì)，一旦并聯(lián)在一起的兩塊電池電壓不同或者內(nèi)部特性不完全相同，則在使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)電壓高的電池向電壓低的電池充電的現(xiàn)象，因此不能輸出每一塊電池應(yīng)有的電池容量，導(dǎo)致電池利用率的降低。此外，在電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段，想要挑選出電池特性和電池電壓完全相同的多塊電池也是相對(duì)比較困難的，因此采用這種電池并聯(lián)方案所設(shè)計(jì)的電源電路，其實(shí)際應(yīng)用情況并不十分理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有采用將多塊電池直接并聯(lián)來(lái)提升電池容量的技術(shù)方案所存在的上述問(wèn)題，提出了一種基于多塊電池的電源電路設(shè)計(jì)方案，不僅避免了在使用過(guò)程中電壓高的電池向電壓低的電池倒灌充電的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了每一塊電池容量利用率的最大化，而且在電池類型的選擇上也降低了要求，減小了電路設(shè)計(jì)的難度。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
[0006]一種基于多電池的電源電路，所述電池為充電電池，設(shè)置有N塊，N為大于1的正整數(shù)；通過(guò)N塊電池的正極輸出的N路供電電壓--對(duì)應(yīng)地經(jīng)由N路防反偏二極管傳輸至用電負(fù)載；在每一塊電池的充電回路中分別連接有一個(gè)開(kāi)關(guān)電路，其中，連接在第一塊電池的充電回路中的第一開(kāi)關(guān)電路在充電接口上有充電電源接入時(shí)，連通第一塊電池的充電回路，利用所述充電電源為第一塊電池充電；連接在第i+1塊電池的充電回路中的第i+1開(kāi)關(guān)電路在第i塊電池充滿電時(shí)動(dòng)作，連通第i+1塊電池的充電回路，利用所述充電電源為第i+1塊電池充電，所述i=l，2，……，N-1。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)N塊電池的逐一順次充電，在所述電源電路中設(shè)置有N-1個(gè)比較電路，分別與除所述第一開(kāi)關(guān)電路以外的其他N-1個(gè)開(kāi)關(guān)電路一一對(duì)應(yīng)連接，當(dāng)?shù)趇個(gè)比較電路檢測(cè)到第i塊電池的正極電壓經(jīng)分壓后大于第i參考電壓時(shí)，判定第i塊電池充滿電，輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)控制第i+1個(gè)開(kāi)關(guān)電路動(dòng)作，連通第i+1塊電池的充電回路。
[0008]作為所述比較電路的一種優(yōu)選電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在每一個(gè)所述的比較電路中均設(shè)置有一個(gè)比較器，將所述第i塊電池的正極電壓經(jīng)由一電阻分壓網(wǎng)絡(luò)分壓后形成的分壓值作用于第i個(gè)比較器的同相輸入端，將一直流電源經(jīng)另一電阻分壓網(wǎng)路分壓后形成的第i參考電壓作用于第i個(gè)比較器的反相輸入端，配置兩路所述電阻分壓網(wǎng)絡(luò)中的分壓電阻的阻值，使第i塊電池僅在充滿電時(shí)，其正極電壓的分壓值大于所述的第i參考電壓；通過(guò)第i個(gè)比較器的輸出端輸出所述開(kāi)關(guān)信號(hào)至所述的第i+Ι個(gè)開(kāi)關(guān)電路。
[0009]進(jìn)一步的，所述直流電源連接每一個(gè)比較器的供電端子，為比較器供電；每一個(gè)比較器的輸出端各自通過(guò)上拉電阻連接所述的直流電源，穩(wěn)定通過(guò)比較器輸出的高電平幅值。
[0010]優(yōu)選的，所述直流電源可以由傳輸至所述用電負(fù)載的供電電壓通過(guò)穩(wěn)壓電路轉(zhuǎn)換生成。
[0011]優(yōu)選的，所述N路防反偏二極管的陽(yáng)極與N塊電池的正極一對(duì)一連接，N路防反偏二極管的陰極連接至同一路充放電接口 ；在每一路防反偏二極管的兩端分別并聯(lián)一個(gè)所述的開(kāi)關(guān)電路。
[0012]作為所述開(kāi)關(guān)電路的一種優(yōu)選電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在每一個(gè)所述的開(kāi)關(guān)電路中均設(shè)置有一個(gè)P溝道MOS管和一個(gè)N溝道MOS管，所述P溝道MOS管的漏極連接電池的正極，源極連接所述的充放電接口，柵極連接N溝道MOS管的漏極，并通過(guò)限流電阻連接所述的充放電接口 ；所述N溝道MOS管的源極接地，柵極接收所述的充電電源或者所述比較電路輸出的開(kāi)關(guān)信號(hào)。
[0013]進(jìn)一步的，所述充放電接口可以直接與所述的充電接口和用電負(fù)載連接，也可以與一充電管理芯片連接，即，在所述電源電路中可以進(jìn)一步設(shè)置一充電管理芯片，分別連接所述的充電接口、充放電接口和用電負(fù)載，所述充電管理芯片在檢測(cè)到所述充電接口上有充電電源接入時(shí)，將充電電源分別傳輸至所述的充放電接口和用電負(fù)載，為所述電池充電，并為用電負(fù)載供電；當(dāng)所述充電管理芯片檢測(cè)到所述充電接口上無(wú)充電電源接入時(shí)，將電池通過(guò)所述充放電接口輸出的供電電壓傳輸至所述的用電負(fù)載，利用電池為用電負(fù)載供電。
[0014]根據(jù)上述基于多電池的電源電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，本實(shí)用新型還提出了一種采用所述基于多電池的電源電路設(shè)計(jì)的電子產(chǎn)品，設(shè)置有電源電路和用電負(fù)載，其中，在所述電源電路中設(shè)置有N塊充電電池，N為大于I的正整數(shù)；通過(guò)N塊電池的正極輸出的N路供電電壓一一對(duì)應(yīng)地經(jīng)由N路防反偏二極管傳輸至用電負(fù)載；在每一塊電池的充電回路中分別連接有一個(gè)開(kāi)關(guān)電路，其中，連接在第一塊電池的充電回路中的第一開(kāi)關(guān)電路在充電接口上有充電電源接入時(shí)，連通第一塊電池的充電回路，利用所述充電電源為第一塊電池充電；連接在第i+Ι塊電池的充電回路中的第i+Ι開(kāi)關(guān)電路在第i塊電池充滿電時(shí)動(dòng)作，連通第i+1
塊電池的充電回路，利用所述充電電源為第i+Ι塊電池充電，所述i=l，2，......，N-1。由此可以保證在前一塊電池充滿電后，后一塊電池才開(kāi)始充電，實(shí)現(xiàn)了一種N塊電池逐一順次充電的充電管理過(guò)程。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:本實(shí)用新型針對(duì)電子產(chǎn)品中設(shè)置有多塊電池的情況設(shè)計(jì)電源電路，通過(guò)在每一塊電池的正極連接防反偏二極管，可以防止電子產(chǎn)品在正常使用的過(guò)程中出現(xiàn)電壓高的電池向電壓低的電池倒灌充電的問(wèn)題，不僅可以保證每一塊電池都能輸出其應(yīng)有的電池容量，最大限度地提升電池容量的利用率，而且在電池的選型上也沒(méi)有過(guò)高的要求，即便所選用的電池在內(nèi)部特性和輸出電壓上不完全相同，只要差異不大都能滿足設(shè)計(jì)要求，由此降低了電池選型上的難度，簡(jiǎn)化了硬件設(shè)計(jì)。此外，本實(shí)用新型通過(guò)在每一塊電池的充電回路中設(shè)置開(kāi)關(guān)電路，通過(guò)開(kāi)關(guān)電路控制每一塊電池的充電時(shí)序，使后一塊電池僅在前一塊電池充滿電的情況下才開(kāi)始充電，由此可以保證每一塊電池都能充滿電，繼而實(shí)現(xiàn)了電池容量的進(jìn)一步提升，有助于延長(zhǎng)電子產(chǎn)品的續(xù)航時(shí)間，尤其適合應(yīng)用在穿戴類電子產(chǎn)品中。
[0016]結(jié)合附圖閱讀本實(shí)用新型實(shí)施方式的詳細(xì)描述后，本實(shí)用新型的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本實(shí)用新型所提出的基于多電池的電源電路的一種實(shí)施例的電路原理框圖；
[0018]圖2是圖1所示電源電路的一種具體實(shí)施例的電路原理圖；
[0019]圖3是充電管理芯片及其外圍電路的一種實(shí)施例的電路原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明。
[0021 ] 本實(shí)施例針對(duì)內(nèi)置有多塊電池的電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)電源電路，為了保證每一塊電池都能輸出其應(yīng)有的電池容量，本實(shí)施例在每一塊電池的供電電壓輸出線路中分別增設(shè)一顆防反偏二極管，利用二極管的反向截止特性，來(lái)防止電子產(chǎn)品在使用過(guò)程中，電壓高的電池向電壓低的電池倒灌充電，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了電池容量的最大化利用。
[0022]參見(jiàn)圖1所示，以設(shè)置有N塊電池(所述N塊電池均為可充電電池，例如N塊鋰電池)的電子產(chǎn)品為例進(jìn)行說(shuō)明，所述N為大于1的正整數(shù)，則需要采用N個(gè)防反偏二極管D1、D2、……DN與N塊電池——對(duì)應(yīng)連接，具體可以將N個(gè)防反偏二極管D1、D2、……DN的陽(yáng)極分別與N塊電池的正極一對(duì)一連接，將N個(gè)防反偏二極管Dl、D2、……DN的陰極均連接至充放電接口 VBAT。當(dāng)其中一塊電池的輸出電壓高于其他電池的輸出電壓時(shí)，由于防反偏二極管的存在，電壓低的電池將停止