CN101986502A - 手机电池充电电路 - Google Patents

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张静
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Abstract

一种手机电池充电电路，其包括一电源管理单元，所述手机电池充电电路还包括一电压转换单元、一电压比较器及一开关控制单元，所述电压转换单元用于将电源管理器提供的一转换电压转换为一参考电压；所述电压比较器用于比较一待充电手机电池的电池电压与所述参考电压的大小，并将比较结果传送至所述开关控制单元；所述开关控制单元根据电压比较器的比较结果控制手机电池充电的通断。以此避免手机电池冲满电后还与电源管理单元电性连接而造成电力的浪费。

Description

手机电池充电电路
技术领域
本发明涉及一种电池充电电路，尤其涉及一种手机电池充电电路。
背景技术
随着科学技术的不断发展和人类生活水平的日益提高，手机已很大程度上普及，从而需经常对手机电池进行充电。现在的手机大都使用锂离子电池，其充电限制电压为4.2V，充电特性为先恒流充电，再恒压充电，当最大电压升到4.2V就完成充电，电压不再变化。
一般手机电池充电几小时后就会充满，但是人们由于各种各样的原因可能会忘记切断电池与充电器的电性连接。此时，即便电池已冲满电，但通过实验测试可知其仍然会消耗一定的电量。而且，若对锂电池进行过度地充电，还会对其造成一定的伤害从而缩短锂电池的使用寿命。另外，许多手机用户可能会在夜间对手机电池进行充电，而以我国电网的情况看，许多地方夜间的电压都比较高，而且波动较大，然而锂电池在充放电方面耐波动的能力较若，于是这又给手机用户带来了附加的潜在危险。
发明内容
针对上述问题，有必要提供一种能自动控制充电完成后断开与电源电性连接的手机电池充电电路。
一种手机电池充电电路，其包括一电源管理单元，所述手机电池充电电路还包括一电压转换单元、一电压比较器及一开关控制单元，所述电压转换单元用于将电源管理器提供的一转换电压转换为一参考电压；所述电压比较器用于比较一待充电手机电池的电池电压与所述参考电压的大小，并将比较结果传送至所述开关控制单元；所述开关控制单元根据电压比较器的比较结果控制手机电池充电的通断。
相较于现有技术，所述手机电池充电电路通过所述电压比较器判断手机电池是否充满电，并利用所述开关控制单元控制手机电池充电的通断。当手机电池完成充电后即通过开关控制单元切断手机电池的充电电路，由此可避免电力的浪费。
附图说明
图1是本发明较佳实施方式的手机电池充电电路的功能模块图。
图2是图1所述手机电池充电电路的电路图。
具体实施方式
请参阅图1，本发明较佳实施方式的手机电池充电电路10设置于手机内，其用于对一手机电池20充电，该手机电池充电电路10包括一电源管理单元12、一电压转换单元13、一电压比较器14、一延时单元15及一开关控制单元16。所述电压转换单元13可将电源管理单元12提供的转换电压VI转换为一参考电压VR。所述电压比较器13用于比较手机电池20在充电时的电池电压VBAT与参考电压VR是否相等。所述开关控制单元15用于判断电压比较器13的比较结果并以此控制手机电池20充电的通断。
所述电源管理单元12用于将外部电源30提供的外部电压VIN转换为手机电池20所需的充电电压VC及电压转换单元13所需的转换电压VI，并为手机电路内部各元件提供相应的工作电压。该电源管理单元12为手机内部已具有的器件，所以在此不再赘述。
请一并参阅图2，所述电压转换单元13用于为电压比较器14提供参考电压VR，该参考电压VR由所述电源管理单元12提供的转换电压VI转换而得，其实现方法可以使用低压差线性稳压器(Low Dropout Regulator，LDO)，集成电路(Integrated Circuit，IC)或晶体三极管实现。在本实施例中，采用晶体三极管来完成电压转换。该电压转换单元13包括一第一三极管T1、一第二三极管T2、一第三三极管T3、一第一电阻R1、一第二电阻R2、一第三电阻R3及一第四电阻R4。该第一三极管T1为一PNP型晶体三极管，其发射极电性连接至所述电源管理单元12以获得所述转换电压VI；其集电极电性连接至所述电压比较器14；其基极串联所述第二电阻R2后电性连接至所述第二三极管T2的集电极。所述第二三极管T2为一PNP型晶体三极管，其发射极接地；其基极串联所述第一电阻R1后电性连接至所述第一三极管T1的发射极。所述第三电阻R3一端接地，另一端与所述第四电阻R4串联后电性连接至所述第一三极管T1的集电极。所述第三三极管T3为一NPN型晶体三极管，其发射极接地，其基极电性连接至所述第三电阻R3及第四电阻R4之间，其集电极电性连接至所述第二三极管T2的集电极。该电压转换单元13的输入即所述转换电压VI可在3.3V～15V可调，通过调节所述第三电阻R3及第四电阻R4的阻值，可以获得不同的参考电压VR。在本实施例中，所述参考电压VR设置为4.2V。
所述电压比较器14用于判断手机电池20在充电时是否电量充满。该电压比较器14包括二电压输入端141及一电压输出端143。该二电压输入端141分别与所述手机电池20及电压转换单元13电性连接，其用于比较所述手机电池20的电池电压VBAT与电压转换单元13输出的参考电压VR是否相等。由于手机锂离子电池的充电限制电压为4.2V，最大电压升到4.2V就完成充电，电池电压VBAT不再变化。当手机电池20充电过程中，电池电压VBAT小于4.2V，即小于所述参考电压VR时，该电压输出端143输出为低电平；当电池电压VBAT上升到4.2V，即与所述参考电压VR相等时，所述电压输出端143的输出发生翻转，即输出为高电平。
所述延时单元15分别与所述电压比较器14及开关控制单元16电性连接，其用于对电压比较器14的输出进行一定时间的延时后再输入至所述开关控制单元16，以使手机电池20的充电达到一定的饱和度。该延时单元15具体为一RC延时电路，其包括一第五电阻R5及一电容C1，所述第五电阻R5一端电性连接至所述电压比较器14的电压输出端141，另一端与所述电容C1电性连接。该电容C1的另一端接地。
所述开关控制单元16分别电性连接至所述延时单元15及电源管理单元12，其用于控制手机电池20充电的通断。该开关控制单元16包括一晶体三极管与非门161及一稳压二极管D1。该晶体三极管与非门161包括一第一电平输入端1611、一第二电平输入端1613及一控制信号端1615。所述第一电平输入端1611电性连接至所述电源管理单元12与手机电池20之间，以获取一呈高电平的充电电压VC；所述第二电平输入端1613电性连接至所述第五电阻R5及电容C1之间，以获取经过延时后的所述电压比较器14的比较结果。该第一电平输入端1611及第二电平输入端1613的电平进行与非运算后，所述控制信号端1615输出相应的高电平或低电平以控制手机电池20与电源的电性连接通断。所述稳压二极管D1用于稳定控制信号端1615的输出电平，其一端电性连接至该控制信号端1615，另一端接地。
手机电池20在充电的过程中，当其电池电压VBAT小于4.2V时，此时电压比较器13的电压输出端133输出为低电平，经过所述延时单元14的延时后，该延时单元14同样输出一低电平至与其电性连接的第二电平输入端1613，该低电平与所述充电电压VC进行与非运算后，所述控制信号端1615输出为充电电压VC继续给手机电池20充电；当电池电压VBAT达到4.2V时，电压输出端133输出一高电平至延时单元14，但此时延时单元14的输出为低电平，其与所述充电电压VC进行与非运算后，所述控制信号端1615输出为充电电压VC继续给手机电池20充电；当电池电压VBAT达到4.2V且经过一段延时时间之后，所述延时单元14输出为一高电平，其与所述充电电压VC进行与非运算后，控制信号端1615输出为一低于电池电压VBAT的低电平，从而停止对手机电池20充电，以达到省电的目的。
本发明的手机电池充电电路10通过所述电压比较器14判断手机电池20是否充满电，并利用所述开关控制单元16控制手机电池20充电的通断。当手机电池20完成充电后即通过开关控制单元16切断手机电池的充电电路，由此可避免电力的浪费。
另外，本领域技术人员还可在本发明权利要求公开的范围和精神内做其他形式和细节上的各种修改、添加和替换。当然，这些依据本发明精神所做的各种修改、添加和替换等变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (7)

1.一种手机电池充电电路，其包括一电源管理单元，其特征在于：所述手机电池充电电路还包括一电压转换单元、一电压比较器及一开关控制单元，所述电压转换单元用于将电源管理器提供的一转换电压转换为一参考电压；所述电压比较器用于比较一待充电手机电池的电池电压与所述参考电压的大小，并将比较结果传送至所述开关控制单元；所述开关控制单元根据电压比较器的比较结果控制手机电池充电的通断。
2.如权利要求1所述的手机电池充电电路，其特征在于：电压转换单元包括一第一三极管、一第二三极管、一第三三极管、一第一电阻、一第二电阻、一第三电阻及一第四电阻；该第一三极管为一PNP型晶体三极管，其发射极电性连接至所述电源管理单元以获得所述转换电压，其集电极电性连接至所述电压比较器，其基极串联所述第二电阻后电性连接至所述第二三极管的集电极；所述第二三极管为一PNP型晶体三极管，其发射极接地；其基极串联所述第一电阻后电性连接至所述第一三极管的发射极；所述第三电阻一端接地，另一端与所述第四电阻串联后电性连接至所述第一三极管的集电极；所述第三三极管为一NPN型晶体三极管，其发射极接地，其基极电性连接至所述第三电阻及第四电阻之间，其集电极电性连接至所述第二三极管的集电极。通过调节所述第三电阻及第四电阻的阻值，可以获得不同的参考电压。
3.如权利要求1所述的手机电池充电电路，其特征在于：所述电压转换单元为一低压差线性稳压器。
4.如权利要求1所述的手机电池充电电路，其特征在于：当所述电池电压小于所述参考电压时，所述电压比较器输出低电平，此时手机电池继续充电；当所述充电电压等于所述参考电压时，所述电压比较器输出高电平，此时手机电池停止充电。
5.如权利要求1所述的手机电池充电电路，其特征在于：该手机电池充电电路还包括一延时电路，其电性连接与所述电压比较器及所述开关控制单元，用于对电压比较器的输出电平做一段时间的延时，以使手机电池的充电达到一定的饱和度。
6.如权利要求6所述的手机电池充电电路，其特征在于：所述延时电路为一RC延时电路。
7.如权利要求5所述的手机电池充电电路，其特征在于：所述开关控制单元为一与非门电路，其用于将所述电压比较器的比较结果及所述电源管理器对手机电池的充电电压进行逻辑与非运算，并以运算结果来控制手机电池充电的通断。
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