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CN112865229A - 一种充电保护电路及无线耳机 - Google Patents

一种充电保护电路及无线耳机 Download PDF

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CN112865229A
CN112865229A CN202110039483.6A CN202110039483A CN112865229A CN 112865229 A CN112865229 A CN 112865229A CN 202110039483 A CN202110039483 A CN 202110039483A CN 112865229 A CN112865229 A CN 112865229A
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CN
China
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battery
charging
management
ntc
voltage value
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CN202110039483.6A
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English (en)
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朱国良
廖嘉祥
黄能跃
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Xiamen Yealink Network Technology Co Ltd
Original Assignee
Xiamen Yealink Network Technology Co Ltd
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Abstract

本发明提供了一种充电保护电路及无线耳机，充电保护电路包括充电管理IC和内置有NTC的电池；充电管理IC的BAT端与电池的正极连接，电池的负极与充电管理IC的GND端连接，充电管理IC的TS端与电池的NTC接口连接；充电管理IC被配置为：根据实时获取的充电数据以及连接线等效电阻值计算电池的NTC电压值，当判断电池的NTC电压值超出预设的阈值范围时，停止对电池充电；其中，充电数据包括充电电流和充电管理IC的TS端电压值，连接线等效电阻值为电池的负极与充电管理IC的GND端的连接线的等效电阻值。本发明能够解决由于连接线的线损较大引起的电池温度检测不准确的问题，从而有效提高电池温度检测精度。

Description

一种充电保护电路及无线耳机
技术领域
本发明涉及电路技术领域，尤其是涉及一种充电保护电路及无线耳机。
背景技术
目前市面上有的电子产品存在电池与用于检测电池温度的NTC距离较远的情况，导致由于连接线较长而引起温度检测不准的问题。
例如无线耳机，如果把电池和PCB(电子线路板)放在同一侧会导致整体的厚度变厚，为了让耳机的外观尽量做薄，因此通常选择耳机的一侧放电池，另一侧放PCB。
PCB上包含了充电管理IC(charge control ic)以及MCU等芯片，像这种由于充电管理IC和电池之间连接线较长，阻抗较大的应用场景下，较大的充电电流会导致充电管理IC检测到的NTC电压和实际NTC的电压差距较大，引起充电管理IC的错判，导致超过指定温度无法停止充电。电池都有可充电的温度范围，当温度过低或过高时仍然充电，电池可能会损坏。
发明内容
本发明旨在提供一种充电保护电路及无线耳机，以解决由于连接线的线损较大引起的电池温度检测不准确的问题，从而有效提高电池温度检测精度。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种充电保护电路，包括充电管理IC和内置有NTC的电池；
所述充电管理IC的BAT端与所述电池的正极连接，所述电池的负极与所述充电管理IC的GND端连接，所述充电管理IC的TS端与所述电池的NTC接口连接；
所述充电管理IC被配置为：根据实时获取的充电数据以及连接线等效电阻值计算所述电池的NTC电压值，当判断所述电池的NTC电压值超出预设的阈值范围时，停止对所述电池充电；其中，所述充电数据包括充电电流和所述充电管理IC的TS端电压值，所述连接线等效电阻值为所述电池的负极与所述充电管理IC的GND端的连接线的等效电阻值。
进一步地，所述电池的NTC电压值的计算方式为：
Vntc＝Vts-Icharge*R4；
其中，Vntc代表所述电池的NTC电压值，Vts代表所述充电管理IC的TS端电压值，Icharge代表所述充电电流，R4代表所述电池的负极与所述充电管理IC的GND端的连接线的等效电阻值。
进一步地，所述的充电保护电路还包括MCU，所述MCU通过I2C接口与所述充电管理IC相连。
为了解决相同的技术问题，本发明还提供了一种无线耳机，包括第一听筒组件、第二听筒组件、连接部件以及任一项所述的充电保护电路；
所述连接部件的一端与所述第一听筒组件连接，所述连接部件的另一端与所述第二听筒组件连接，所述充电管理IC设于所述第一听筒组件内，所述电池设于所述第二听筒组件内，所述充电管理IC与所述电池之间的连接线铺设于所述连接部件内。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明提供了一种充电保护电路及无线耳机，所述充电保护电路包括充电管理IC和内置有NTC的电池；所述充电管理IC的BAT端与所述电池的正极连接，所述电池的负极与所述充电管理IC的GND端连接，所述充电管理IC的TS端与所述电池的NTC接口连接；所述充电管理IC被配置为：根据实时获取的充电数据以及连接线等效电阻值计算所述电池的NTC电压值，当判断所述电池的NTC电压值超出预设的阈值范围时，停止对所述电池充电；其中，所述充电数据包括充电电流和所述充电管理IC的TS端电压值，所述连接线等效电阻值为所述电池的负极与所述充电管理IC的GND端的连接线的等效电阻值。本发明能够解决由于连接线的线损较大引起的电池温度检测不准确的问题，从而有效提高电池温度检测精度。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的充电保护电路的结构示意图；
图2是本发明一实施例提供的电压与温度关系示意图；
图3是本发明一实施例提供的电池充电电流变化示意图；
图4是本发明一实施例提供的软件逻辑示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参见图1，本发明实施例提供了一种充电保护电路，包括充电管理IC和内置有NTC的电池；
所述充电管理IC的BAT端与所述电池的正极连接，所述电池的负极与所述充电管理IC的GND端连接，所述充电管理IC的TS端与所述电池的NTC接口连接；
所述充电管理IC被配置为：根据实时获取的充电数据以及连接线等效电阻值计算所述电池的NTC电压值，当判断所述电池的NTC电压值超出预设的阈值范围时，停止对所述电池充电；其中，所述充电数据包括充电电流和所述充电管理IC的TS端电压值，所述连接线等效电阻值为所述电池的负极与所述充电管理IC的GND端的连接线的等效电阻值。
在具体实施例中，充电电流还可以通过一个ADC(模数转换模块)，采样向电池充电路径上串联的采样电阻电压即可得到对应电流。Icharge＝U采样电压/R采样电阻。
进一步地，所述电池的NTC电压值的计算方式为：
Vntc＝Vts-Icharge*R4；
其中，Vntc代表所述电池的NTC电压值，Vts代表所述充电管理IC的TS端电压值，Icharge代表所述充电电流，R4代表所述电池的负极与所述充电管理IC的GND端的连接线的等效电阻值。
进一步地，所述的充电保护电路还包括MCU，所述MCU通过I2C接口与所述充电管理IC相连。
为了解决相同的技术问题，本发明还提供了一种无线耳机，包括第一听筒组件、第二听筒组件、连接部件以及任一项所述的充电保护电路；
所述连接部件的一端与所述第一听筒组件连接，所述连接部件的另一端与所述第二听筒组件连接，所述充电管理IC设于所述第一听筒组件内，所述电池设于所述第二听筒组件内，所述充电管理IC与所述电池之间的连接线铺设于所述连接部件内。
请参见图1，基于上述方案，为便于更好的理解本发明实施例提供的充电保护电路，以下进行详细说明：
附图标记如下：
U1：是一种MCU可以通过I2C接口(SCL,SDA)读取和配置充电管理IC相关参数的控制器；
U2：是一种充电管理IC，负责管理电池的充电电流、温度保护等功能；
U3：电池，内置NTC；
R2：电池正极BAT+到充电管理IC的BAT引脚的连接线等效电阻；
R3：电池NTC到充电管理IC的TS引脚的连接线等效电阻；
R4：电池负极BAT-到充电管理IC的地脚GND的连接线等效电阻；
R1：电池内置的NTC；
5V：充电器的充电电压；
Icharge：充电电流，流经路径为U2的BAT输出经过R2，输入到BAT+由BAT-返回到U2的GND；
Ur4：R4两端由于充电电流Its引起的压降，Ur4＝Icharge*R4；
Its：U2内部恒流源输出给NTC电阻R1的固定电流，一般为75uA左右。
需要说明的是，其中R1是一种热敏电阻，随着温度变化阻值会发生变化，U2的TS引脚输出一个固定的电流，U2通过TS上的电压值Vts来获取对应的温度。
例如：某芯片的TS电压对应的温度值如图2所示，这个温度和电压的对应关系可以通过软件配置，通过实际的温度测试来得到更精确的对应关系。
TS引脚上的电压值Vts＝Its*R3+Its*R1+Its*R4+Ur4，对于温度检测会产生误差的是Its*R3+Its*R4+Ur4，由于Its是uA级别的，可以忽略不计，而Icharge是几百毫安级别，将会产生较大的压降。引起的误差对温度检测的精度来说无法忽略，特别是连接线的电阻越大，这个误差就会越大。
由于电池充电过程中充电电流是变化的，如图3所示：
Ur4是随着Icharge变化的，为了能在不同的充电电流下将Ur4的这个误差消除掉。我们选用了一个能实时读取充电电流的充电管理IC，对于连接线的电阻R4是一个可控的阻抗，属于已知值，这样我们可以计算Ur4。
需要说明的是，根据实际测算的结果看，小于50毫欧阻抗的线材误差是可以接受的，超过这个参数，误差会比较大。通常头戴式耳麦线比较长才会出现阻抗过大的问题。
如图4所示，软件上的逻辑如下：
1、读取充电电流Icharge；
2、读取Ts引脚电压Vts；
3、获取实际的NTC电压Vntc＝Vts-Ur4；
4、Vntc对应的温度是否过高或过低；
5、若是，则停止充电；若否，则返回重复执行步骤1-4。
与现有技术相比，本发明实施例可以解决由于连接线阻抗比较大引起的温度检测不准的问题，改善了检测的精度。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种充电保护电路，其特征在于，包括充电管理IC和内置有NTC的电池；
所述充电管理IC的BAT端与所述电池的正极连接，所述电池的负极与所述充电管理IC的GND端连接，所述充电管理IC的TS端与所述电池的NTC接口连接；
所述充电管理IC被配置为：根据实时获取的充电数据以及连接线等效电阻值计算所述电池的NTC电压值，当判断所述电池的NTC电压值超出预设的阈值范围时，停止对所述电池充电；其中，所述充电数据包括充电电流和所述充电管理IC的TS端电压值，所述连接线等效电阻值为所述电池的负极与所述充电管理IC的GND端的连接线的等效电阻值。
2.根据权利要求1所述的充电保护电路，其特征在于，所述电池的NTC电压值的计算方式为：
Vntc＝Vts-Icharge*R4；
其中，Vntc代表所述电池的NTC电压值，Vts代表所述充电管理IC的TS端电压值，Icharge代表所述充电电流，R4代表所述电池的负极与所述充电管理IC的GND端的连接线的等效电阻值。
3.根据权利要求1所述的充电保护电路，其特征在于，还包括MCU，所述MCU通过I2C接口与所述充电管理IC相连。
4.一种无线耳机，其特征在于，包括第一听筒组件、第二听筒组件、连接部件以及如权利要求1-3任一项所述的充电保护电路；
所述连接部件的一端与所述第一听筒组件连接，所述连接部件的另一端与所述第二听筒组件连接，所述充电管理IC设于所述第一听筒组件内，所述电池设于所述第二听筒组件内，所述充电管理IC与所述电池之间的连接线铺设于所述连接部件内。
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