CN105162078B - 一种终端的充电保护电路及方法和终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种终端的充电保护电路及方法和终端，该充电保护电路包括：电芯电压检测模块，集成在电池芯片内部，用于检测电池芯片的电压；控制模块，与所述电芯电压检测模块相连，用于识别到检测的电压大于第一设定门限值时，产生负载保护指令；负载保护开关，连接在电池芯片与负载之间，且与所述控制模块相连，用于根据所述负载保护指令断开所述电池芯片向所述负载的供电。本发明通过电芯电压检测模块检测电池芯片的电压，控制模块根据检测到的电压大小判断产生负载保护指令，然后通过负载保护开关来对负载进行保护，当出现异常高压时，切断电芯与负载的电源连接，从而保护负载不被损坏。

Description

一种终端的充电保护电路及方法和终端

技术领域

本发明实施例涉及电子技术领域，尤其涉及一种终端的充电保护电路及方法和终端。

背景技术

锂离子电池由于具有能量高、电池电压高、工作稳定范围宽以及贮存寿命长等优点，已广泛应用于军事和民用小型电器中，如移动电话、便携式计算机、摄像机以及照相机等，部分代替了传统电池。但是因其物理特性，在使用过程中，锂电池对充电电流、放电电流、电压以及温度要求很严格，一旦超过将在安全上和寿命上产生严重后果。因此，锂离子电池在充放电工作过程中，需要对其过充电电压、过放电电压、充电限制电流以及放电电流等关键参数进行检测和控制，以防止电池过度损耗同时保证使用中的安全。

目前电池保护板都包含有过充保护，过放保护，充电过电流，放电过电流等功能。因为手机充电时可能遇到电压过高的情况，所以手机充电电路增加了过压保护功能，一般是在前级加过压保护芯片，这些过压保护功能的电路能够实现在充电器输入电压达到某一上限时自动关闭充电输入,实现对电路的过压保护。

但是，当电芯出现异常高压或者电芯侧异常接入高压，电芯部分的高压会直接供给使用电源的负载，当电压达到一定值就可能会损坏负载，同时，过高的电压也会对电路中的元器件造成损坏。

发明内容

本发明提供一种终端的充电保护电路及方法和终端，以实现当电芯出现异常高压时，对负载进行有效保护。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种终端的充电保护电路，包括

电芯电压检测模块，集成在电池芯片内部，用于检测电池芯片的电压；

控制模块，与所述电芯电压检测模块相连，用于识别到检测的电压大于第一设定门限值时，产生负载保护指令；

负载保护开关，连接在电池芯片与负载之间，且与所述控制模块相连，用于根据所述负载保护指令断开所述电池芯片向所述负载的供电。

第二方面，本发明实施例还提供了一种终端的充电保护方法，包括：

通过所述电芯电压检测模块检测电池芯片的电压；

通过所述控制模块识别到检测的电压大于第一设定门限值时，产生负载保护指令；

将所述负载保护指令传输给负载保护开关，以控制所述负载保护开关根据所述负载保护指令断开所述电池芯片向所述负载的供电。

第三方面，本发明实施例还提供了一种终端，包括电池和电池芯片，还包括第一方面所述的终端的充电保护电路。

本发明通过电芯电压检测模块检测电池芯片的电压，控制模块根据检测到的电压大小判断产生负载保护指令，然后通过负载保护开关来对负载进行保护，当出现异常高压时，切断电芯与负载的电源连接，从而保护负载不被损坏。

附图说明

为了更加清楚地说明本发明示例性实施例的技术方案，下面对描述实施例中所需要用到的附图做一简单介绍。显然，所介绍的附图只是本发明所要描述的一部分实施例的附图，而不是全部的附图，对于本领域普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图得到其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的一种终端的充电保护电路结构示意图；

图2是本发明实施例二提供的一种终端的充电保护电路结构示意图；

图3是本发明实施例三提供的一种终端的充电保护电路结构示意图；

图4是本发明实施例四提供的一种终端的充电保护方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项步骤的顺序可以被重新安排。当其步骤完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的一种终端的充电保护电路结构示意图，该电路结构可以应用在任意需要提供充电保护的终端上，如图1所示，该结构具体包括：电芯电压检测模块110、控制模块120以及负载保护开关130。

其中，电芯电压检测模块110，集成在电池芯片内部，用于检测电池芯片的电压；控制模块120，与所述电芯电压检测模块相连，用于识别到检测的电压大于第一设定门限值时，产生负载保护指令；负载保护开关130，连接在电池芯片与负载之间，且与所述控制模块120相连，用于根据所述负载保护指令断开所述电池芯片向所述负载的供电。

示例性的，所述第一设定门限值为6V-7V，优选可以为6.5V。所述负载保护开关采用串联有二极管的金属-氧化物-半导体场效应晶体管(Metal-Oxid-Semiconductor场效应晶体管，MOS管)。进一步的，当电芯电压检测模块110检测到电芯电压高于第一设定门限值(U1)时，V1MOS管关闭，切断电池芯片与负载的电源连接，保护负载不被损坏。

本发明实施例一提供的一种终端的充电保护电路，通过电芯电压检测模块检测电池芯片的电压，控制模块根据检测到的电压大小判断产生负载保护指令，然后通过负载保护开关来对负载进行保护，当出现异常高压时，切断电芯与负载的电源连接，从而保护负载不被损坏。

实施例二

图2是本发明实施例二提供的一种终端的充电保护电路结构示意图，进一步的，本发明实施例提供的是一种过充保护电路结构，如图2所示，该结构具体包括：电芯电压检测模块110、控制模块120以及过充保护开关140。

其中，电芯电压检测模块110，集成在电池芯片内部，用于检测电池芯片的电压；控制模块120，与所述电芯电压检测模块相连，用于识别到检测的电压大于第二设定门限值时，产生过充保护指令；过充保护开关140，连接在所述电池芯片与充电接口之间，且与所述控制模块120相连，用于根据所述过充保护指令断开所述充电接口向电池芯片的充电。

示例性的，所述第二设定门限值为4V-4.5V，优选可以为4.35V。所述过充保护开关采用串联有二极管的MOS管。进一步的，当电芯电压检测模块110检测到电芯电压高于第二设定门限值(U2)时，V2MOS管关闭，切断电芯与充电接口的连接，停止充电，实现过充保护功能。进一步的，在过充保护状态下，V2的体二极管仍然可以导通，使电池可以对负载供电。

本发明实施例二提供的一种终端的充电保护电路，通过电芯电压检测模块检测电池芯片的电压，控制模块根据检测到的电压大小判断产生过充保护指令，然后通过过充保护开关来实现过充保护功能，在过充保护状态下，V2的体二极管仍然可以导通，使电池可以对负载供电。

实施例三

图3是本发明实施例三提供的一种终端的充电保护电路结构示意图，本实施例的技术方案以上述实施例一和实施例二为基础，在实施例一和实施例二的基础上作进一步的优化。

如图3所示，电芯电压检测模块110集成在电池芯片内部，所述电池芯片可以安装于电池组或者应用系统内部。控制模块120与所述电芯电压检测模块110相连，当识别到电芯电压检测模块110检测的电压大于第一设定门限值时，通过产生负载保护指令作用于负载保护开关130，当识别到电芯电压检测模块110检测的电压大于第二设定门限值时，通过产生过充保护指令作用于过充保护开关140，进一步的，所述负载保护开关130与过充保护开关140串联设置，负载保护开关130连接在电池芯片与负载之间，过充保护开关140连接在电池芯片与充电接口之间，进一步的，负载保护开关130与过充保护开关140分别采用串联有二极管的MOS管V1和V2。

示例性的，所述第一设定门限值大于所述第二设定门限值。开始充电时，V1MOS管、V2MOS管都处于打开状态，V1的体二极管和V2的体二极管都可以导通，需要注意的是，V1的体二极管和V2的体二极管方向相反，分别用于充电和放电的情况。当电芯电压检测模块检测到电芯电压小于第二设定门限值时，此时电池可以正常充电也可以正常对负载放电，保证负载正常使用；当电芯电压检测模块检测到电芯电压大于第二设定门限值且小于第一设定门限值时，此时V1MOS管打开，V2MOS管关断，此时电池不再充电但可以正常对负载放电，保证负载正常使用；当电芯电压检测模块检测到电芯电压大于第一设定门限值时，即判断电芯端出现异常高压，继续对负载供电就可能破坏负载，此时V1MOS管关断，切断电芯与负载之间的电源连接，保护负载不被破坏。

进一步的，所述充电保护电路中还包括电阻R1和电容C1，所述电阻和电容都对电路起保护作用。

本发明实施例三提供的一种终端的充电保护电路，通过电芯电压检测模块检测电池芯片的电压，控制模块根据检测到的电压大小判断产生负载保护指令或者过充保护指令，然后通过负载保护开关或者过充保护开关来控制VI MOS管或者V2MOS管的打开或者关断，实现负载保护功能或者过充保护功能。当出现异常高压时，切断电芯与负载的电源连接，从而保护负载不被损坏；在过充保护状态下，V2的体二极管仍然可以导通，使电池可以对负载供电；当电芯电压小于第二设定门限值时，此时电池可以正常充放电。

实施例四

图4是本发明实施例四提供的一种终端的充电保护方法的流程示意图，该充电保护方法可以应用在任意充电保护电路中，并可以应用在任意需要提供充电保护的终端上。如图4所示，该方法具体包括：

S210、通过所述电芯电压检测模块检测电池芯片的电压；

S220、通过所述控制模块识别到检测的电压大于第一设定门限值时，产生负载保护指令；

示例性的，所述第一设定门限值为6V-7V，优选可以为6.5V，当识别到检测的电压大于第一设定门限值时，此时默认为电芯出现异常高压或者电芯侧异常接入高压，产生负载保护指令。

S230、将所述负载保护指令传输给负载保护开关，以控制所述负载保护开关根据所述负载保护指令断开所述电池芯片向所述负载的供电。

示例性的，所述负载保护开关采用串联有二极管的MOS管V1，当所述MOS管接收到负载保护指令时，V1MOS管关闭，切断电芯与负载的电源连接，保护负载不被损坏。

进一步的，该充电保护方法还包括：

如果通过所述控制模块识别到检测的电压大于第二设定门限值时，产生过充保护指令；

示例性的，所述第二设定门限值为4V-4.5V，优选可以为4.35V，当识别到检测的电压大于第二设定门限值且小于第一设定门限值时，此时默认为达到过压保护点，产生过充保护指令。

将所述过充保护指令传输给过充保护开关，以控制所述过充保护开关根据所述过充保护指令断开所述充电接口向电池芯片的充电。

示例性的，所述过充保护开关采用串联有二极管的MOS管V2，当所述MOS管接收到过充保护指令时，V2MOS管关闭，切断电芯与充电接口的连接，停止充电，实现过充保护功能。进一步的，在过充保护状态下，V2的体二极管仍然可以导通，使电池可以对负载供电。

进一步的，如果通过所述控制模块识别到检测的电压小于第二设定门限值时，此时V1MOS管、V2MOS管都处于打开状态，V1的体二极管和V2的体二极管都可以导通，此时电池可以正常充电也可以正常对负载放电，保证负载正常使用。

本发明实施例四提供的一种终端的充电保护方法，通过电芯电压检测模块检测电池芯片的电压，通过控制模块识别到检测的电压大小判断产生负载保护指令或者过充保护指令，然后将负载保护指令或者过充保护指令传输给相应的负载保护开关或者过充保护开关来实现负载保护功能或者过充保护功能。当出现异常高压时，切断电芯与负载的电源连接，从而保护负载不被损坏；在过充保护状态下，V2的体二极管仍然可以导通，使电池可以对负载供电；当电芯电压小于第二设定门限值时，此时电池可以正常充放电。通过对检测到的电池芯片的电压来判断不同的工作状态，进而实现不同的电路功能。

本发明实施例还提供了一种终端，所述终端具体包括：电池和电池芯片，还包括本发明任意实施例中提到的终端的充电保护电路。

具体的，所述电池芯片需要对电池的过充电电压、过放电电压、充电限制电流以及放电电流等关键参数进行检测和控制，用于防止电池过度损耗，同时可以保证电池及终端使用中的安全。

进一步的，所述终端可以是手机、平板电脑或者其他需要提供充电保护的终端设备。

本发明实施例所提供的一种终端用于根据本发明实施例提供的充电保护方法，应用本发明实施例提供的充电保护电路，达到充电保护的目的，具备执行上述方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明上述实施例所提供的电路和方法。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (3)

1.一种终端的充电保护电路，其特征在于，包括：

电芯电压检测模块，集成在电池芯片内部，用于检测电池芯片的电压；

控制模块，与所述电芯电压检测模块相连，用于识别到检测的电压大于第一设定门限值时，即电芯侧异常接入高压时，产生负载保护指令；

所述控制模块还用于识别到检测的电压大于第二设定门限值时，产生过充保护指令；

其中，所述第一设定门限值为6.5V；所述第二设定门限值为4.35V；

负载保护开关，连接在电池芯片与负载之间，且与所述控制模块相连，用于根据所述负载保护指令断开所述电池芯片向所述负载的供电；

所述电路还包括过充保护开关，连接在所述电池芯片与充电接口之间，且与所述控制模块相连，用于根据所述过充保护指令断开所述充电接口向电池芯片的充电；

其中，所述负载保护开关和过充保护开关分别采用金属-氧化物-半导体场效应晶体管，并且在所述场效应晶体管的源极和漏极之间并联一个二极管，其中，二极管的正极与所述场效应晶体管的源极电连接，二极管的负极与所述场效应晶体管的漏极电连接。

2.一种负载保护终端，包括电池和电池芯片，其特征在于，还包括权利要求1所述的终端的充电保护电路。

3.一种终端的充电保护方法，其特征在于，采用权利要求2所述的终端来执行，所述方法包括：

通过电芯电压检测模块检测电池芯片的电压；

通过控制模块识别到检测的电压大于第一设定门限值时，即电芯侧异常接入高压时，产生负载保护指令；

将负载保护指令传输给负载保护开关，以控制所述负载保护开关根据所述负载保护指令断开所述电池芯片向负载的供电；

如果通过所述控制模块识别到检测的电压大于第二设定门限值时，产生过充保护指令；

将所述过充保护指令传输给过充保护开关，以控制所述过充保护开关根据所述过充保护指令断开充电接口向电池芯片的充电；

其中，所述第一设定门限值为6.5V；所述第二设定门限值为4.35V；

其中，所述负载保护开关和过充保护开关分别采用金属-氧化物-半导体场效应晶体管，并且在所述场效应晶体管的源极和漏极之间并联一个二极管，其中，二极管的正极与所述场效应晶体管的源极电连接，二极管的负极与漏极电连接。