CN101086516A - 电子设备中充电时电池在位检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子设备，公开了一种电子设备中充电时电池在位检测系统，使得可以检测出充电时两触点方式的电池的在位情况。本发明中，控制器通过串接在电池充电回路中的开关器件将充电回路瞬间关断，并检测电池的正极获得两触点式电池的在位信息。

Description

电子设备中充电时电池在位检测系统

技术领域

本发明涉及电子设备，特别涉及电子设备的电源系统。

背景技术

随着科技的进步和产业的融合，移动增值业务的发展将异彩纷呈。移动增值业务的开发归纳起来主要有三个大方向：第一是充分挖掘移动通信系统的潜力，基于移动通信网络和网间互联协议(Internet Protocol，简称“IP”)技术来提供移动增值业务；第二类是脱离开移动通信网络的移动增值业务，典型的例子是手机电视，尽管目前有多种方式实现此类业务，但发展前景最好的还是从传统电视网络直接接收广播电视信号的方式；第三类是消费电子类产品与移动终端(Mobile Terminal，简称“MT”)融合，此类业务虽然与网络没有直接的关系，但是可以和网络结合起来提供很多新的服务。

目前，MT正在向着业务功能更多、集成度更高的方向发展。将来的MT主要有三个方面的特点：

其一，芯片处理速度更高，内存更大。个人电脑(Personal Computer，简称“PC”)和MT融合的智能MT将会是未来移动电话的发展方向。MT将会像现在的计算机一样，成为各种业务的统一平台和载体。

随着MT的功能越来越多，对其中央处理器(Central Processing Unit，简称“CPU”)的处理能力和内存能力提出了更高的要求。实际上，MT的CPU的处理能力和内存能力一直在快速提高。例如，从1987年的模拟手机到2001年推出的商用WCDMA手机，其CPU的处理速度提高了约90倍，存储容量提高了约45倍。而2003年，手机CPU的速度和存储器容量已经达到了笔记本电脑1999年的水平。

其二，显示屏更大，清晰度更高。为了能够支持诸如手机电视、视频监控、点播图像(Video on Demand，简称“VoD”)以及移动游戏等业务，MT对显示屏提出了更高的要求。在2002年，MT大约是2.3英寸(176×240)的屏幕；2003年，已经发展到2.4英寸的四分之一影像阵列(Quarter VideoGraphics Array，简称“QVGA”)的屏幕；2004年则成为2.4英寸的超高精细的液晶显示屏(HVGA)的屏幕，并向2.8英寸的视频图形阵列(VideoGraphics Array，简称“VGA”)屏幕方向发展。

其三，电池的容量继续扩大。随着MT使用的场合越来越广，对其电池的容量也提出了更高的要求。提高MT使用时间的方法有二种：一是提高MT的节电技术，这一方法可以通过开发更有效的电源管理软件和设计更节电的MT芯片来实现；二是直接增大电池的容量。业界希望通过使用新材料使电池容量达到现在的10至100倍左右。

目前多数的MT采用的电池都是三触点方式，但是随着业务功能更多、集成度更高的MT发展趋势，就要求MT不断地向“薄”、“窄”、“小”的方向发展。在外观结构和成本等因素的制约下，部分厂商选择采用两触点方式的电池，即只有正极和负极两个触点，省去了电池在位检测触点。

电池采用三触点(或多于三个触点)的方式，三个触点依次为：正极“+”、在位检测“T”和负极“-”。如图1所示，此在位检测触点“T”可以供MT系统通过检测获得此时电池是否在位的信息。采用三触点方式，在一定情况下，占用的印制板面积以及总体成本增加，不利于MT发展的需要。

电池采用两触点的方式，两个触点分别为：正极“+”和负极“-”。由于缺少电池在位检测触点，设备在插入充电器时不能正常检测到电池是否在位。在MT中，充电时需要电能支持MT开机工作，但由于充电器所能提供的电流一般都比较小，因此，此时MT满负载工作会造成MT死机或者重启。因此，由于无法正确判断电池是否在位，在MT充电和正常工作时会带来一定的故障。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种电子设备中充电时电池在位检测系统，使得可以检测出两触电方式的电池的在位情况。

为实现上述目的，本发明提供了一种电子设备中充电时电池在位检测系统，包含电池，在充电电源和所述电池的正极之间串联的第一开关器件，和用于充电控制的控制器；

所述控制器通过其第一控制引脚控制所述第一开关器件的导通和断开；该控制器的检测引脚与所述电池的正极连接，用于在所述第一开关器件断开时对该电池进行在位检测；

当所述第一开关器件导通时，由所述充电电源对所述电池进行充电。

其中，还包含在所述第一开关器件和所述充电电源之间串联的第二开关器件；

所述控制器通过其第二控制引脚控制所述第二开关器件的导通和断开；所述控制器的电源引脚连接在第一开关器件和第二开关器件的连接线上；

当所述第二开关器件导通时，所述充电电源对所述控制器进行供电；当所述第二开关器件断开时，所述充电电源停止对所述控制器的供电。

此外在所述系统中，在所述充电电源和所述电池的正极之间的连接线上，还包含与所述第一开关器件并联的二极管，其阳极连接该电池的正极；

当所述充电电源对所述电池进行充电时，所述控制器控制所述第一开关器件和所述第二开关器件均导通；此时，所述二极管截止，由所述充电电源对该控制器进行供电；

当对所述电池进行在位检测时，所述控制器控制所述第二开关器件导通和所述第一开关器件瞬间断开，在该断开瞬间，通过该控制器的检测引脚对该电池的正极进行在位检测；此时，所述二极管截止，由所述充电电源对该控制器进行供电；

当所述电池充电完成时，所述控制器的控制所述第二开关器件断开；此时，所述二极管导通，所述第一开关器件停止工作，由该电池对该控制器进行供电。

此外在所述系统中，所述第一开关器件和所述第二开关器件分别为以下其一：

三极管、场效应管或可控硅。

此外在所述系统中，所述电池采用两触点的方式。

此外在所述系统中，所述电子设备为移动终端。

此外在所述系统中，所述控制器为以下其一：

单芯片结构的充电控制电路、或分立元器件组合而成的充电控制电路。

此外在所述系统中，所述电池的负极接地。

通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的主要区别在于，控制器通过串接在电池充电回路中的开关器件将充电回路瞬间关断，并检测电池的正极获得两触点式电池的在位信息。

这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即对于电子设备印制板面积限制或其它限制情况，通过控制器将电池的充电回路瞬间关断时检测电池的正极来获得两触点式电池的在位信息，使得电子设备可以根据电池的在位情况有效地避免在电池接触不良或者故障情况下进行充电导致的设备的工作异常，同时，由于检测时充电回路的关断时间很短，对充电效率基本不产生影响。

附图说明

图1是现有技术中三触点方式的电池在位检测系统结构图；

图2是根据本发明较佳实施方式的电子设备中电池充电及其在位检测系统结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

本发明通过在充电电源和电池的正极之间串联第一开关器件，由控制器通过其第一控制引脚来控制第一开关器件的导通和断开。当第一开关器件导通时，由充电电源对电池进行充电；当第一开关器件断开时，由控制器对电池正极进行在位检测。使得电子设备可以根据电池的在位情况有效地避免在电池接触不良或者故障情况下进行充电导致的设备的工作异常。

另外，在第一开关器件和充电电源之间串联第二开关器件，控制器通过其第二控制引脚控制第二开关器件的导通和断开，控制器的电源引脚连接在第一开关器件和第二开关器件的连接线上。当第二开关器件导通时，充电电源对控制器进行供电；当第二开关器件断开时，充电电源停止对控制器的供电。由电池对控制器供电。

本发明较佳实施方式的电子设备中电池充电及其在位检测系统中，第一开关器件和第二开关器件可以分别为三极管、场效应管或可控硅等开关器件。如图2所示，第一开关器件为PNP三极管、第二开关器件为P沟道绝缘栅型场效应管。

在该系统中，在充电电源和电池的正极“+”之间依次连接三极管的发射极E、集电极C，场效应管的源极S、漏极D。电池的负极“-”接地。

该系统还包含控制器，其中，控制器的第二控制引脚与三极管的基极B连接，用于控制三极管的导通和断开；该控制器的第一控制引脚与场效应管的栅极G连接，用于控制场效应管的导通和断开；该控制器的电源引脚与三极管的集电极C连接；该控制器的检测引脚与电池的正极“+”连接，用于在三极管导通、场效应管断开时对该电池是否在位进行检测。

在充电电源和电池之间还有与场效应管并连的二极管，其阳极与该电池的正极“+”连接，用于在三极管上的电流断开时，导通该电池正极“+”与控制器的电源引脚间的电流，使得控制器通过电池供电，并保护该场效应管。

该系统主要有三种工作状态，分别如下：

第一种，当充电电源对电池进行充电时，控制器控制三极管和场效应管均导通；此时，二极管截止，由充电电源直接对该控制器进行供电；

第二种，当对电池进行在位检测时，控制器控制三极管导通和场效应管瞬间断开，在该断开瞬间，通过该控制器的检测引脚对该电池的正极“+”进行在位检测。由于场效应管关断的时间非常短，可以控制在ms级，所以对于整个充电的效率基本不产生影响；此时，二极管截止，由充电电源直接对该控制器进行供电；

第三种，当电池充电完成时，控制器的控制三极管断开；此时，二极管导通，场效应管停止工作，由该电池通过二极管对该控制器进行供电。

上述实施方式中电池采用两触点的方式，本领域普通技术人员容易理解，上述系统符合目前电子设备集成度越来越高的发展需要，其中，电子设备可以是MT，例如，手机、个人数字助理(Personal Digital Assistant，简称“PDA”)、掌上电脑等等，相应地用于充电控制的控制器可以是移动终端的充电控制电路。控制器的电路结构可以是单芯片结构或分立元器件组合而成。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (8)

1.一种电子设备中充电时电池在位检测系统，其特征在于，包含电池，在充电电源和所述电池的正极之间串联的第一开关器件，和用于充电控制的控制器；

所述控制器通过其第一控制引脚控制所述第一开关器件的导通和断开；该控制器的检测引脚与所述电池的正极连接，用于在所述第一开关器件断开时对该电池进行在位检测；

当所述第一开关器件导通时，由所述充电电源对所述电池进行充电。

2.根据权利要求1所述的电子设备中充电时电池在位检测系统，其特征在于，还包含在所述第一开关器件和所述充电电源之间串联的第二开关器件；

所述控制器通过其第二控制引脚控制所述第二开关器件的导通和断开；所述控制器的电源引脚连接在第一开关器件和第二开关器件的连接线上；

当所述第二开关器件导通时，所述充电电源对所述控制器进行供电；当所述第二开关器件断开时，所述充电电源停止对所述控制器的供电。

3.根据权利要求2所述的电子设备中充电时电池在位检测系统，其特征在于，在所述充电电源和所述电池的正极之间的连接线上，还包含与所述第一开关器件并联的二极管，其阳极连接该电池的正极；

当所述充电电源对所述电池进行充电时，所述控制器控制所述第一开关器件和所述第二开关器件均导通；此时，所述二极管截止，由所述充电电源对该控制器进行供电；

当对所述电池进行在位检测时，所述控制器控制所述第二开关器件导通和所述第一开关器件瞬间断开，在该断开瞬间，通过该控制器的检测引脚对该电池的正极进行在位检测；此时，所述二极管截止，由所述充电电源对该控制器进行供电；

当所述电池充电完成时，所述控制器的控制所述第二开关器件断开；此时，所述二极管导通，所述第一开关器件停止工作，由该电池对该控制器进行供电。

4.根据权利要求2所述的电子设备中充电时电池在位检测系统，其特征在于，所述第一开关器件和所述第二开关器件分别为以下其一：

三极管、场效应管、或可控硅。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电子设备中充电时电池在位检测系统，其特征在于，所述电池采用两触点的方式。

6.根据权利要求5所述的电子设备中充电时电池在位检测系统，其特征在于，所述电子设备为移动终端。

7.根据权利要求5所述的电子设备中充电时电池在位检测系统，其特征在于，所述控制器为以下其一：

单芯片结构的充电控制电路、或分立元器件组合而成的充电控制电路。

8.根据权利要求5所述的电子设备中充电时电池在位检测系统，其特征在于，所述电池的负极接地。

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