CN102025129A

CN102025129A - 充放电保护电路及充电保护方法

Info

Publication number: CN102025129A
Application number: CN2009101735752A
Authority: CN
Inventors: 蔡宗成; 邱英明; 张雅媚; 高育彬
Original assignee: XINPU SCIENCE-TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: XINPU SCIENCE-TECHNOLOGY Co Ltd; Simplo Technology Co Ltd
Priority date: 2009-09-17
Filing date: 2009-09-17
Publication date: 2011-04-20

Abstract

本发明涉及一种用于电子装置的充放电保护电路，包含：接头正端、开关模块、电池模块、放电接地端、充电接头负端、感测元件以及控制模块。开关模块电性连接于接头正端。电池模块电性连接于开关模块及放电接地端，以与接头正端、开关模块及放电接地端形成放电回路。感测元件电性连接于电池模块及充电接头负端，与接头正端、开关模块、电池模块及充电接头负端形成充电回路，其中感测元件在充电回路发生异常时，被动地中断充电回路。控制模块用以侦测电池模块、充电回路及放电回路，以在发生异常时主动切断开关模块。此外，一种充电保护方法亦在此揭露。

Description

充放电保护电路及充电保护方法

技术领域

本发明是有关于一种保护电路，且特别是有关于一种充放电保护电路。

背景技术

在电子装置中，常常具有可以进行充电功能的电池模块，以使电子装置可以通过电池模块得到电源，亦可以通过充电模块来对电池模块进行充电。电池模块在放电过程中，虽然放出的电流较大，却因为是提供电源给电子装置而对电池本身较无危险性。然而在充电过程中，虽然常以小电流进行充电，但是在电流过大或是充电过量使电池温度上升时，容易使电池模块烧毁或损坏漏电而造成危险。因此，为了避免上述的情形产生，电池模块常设置有防止过充的控制器，以在适当的时刻切断电路，阻止危险情形的发生。

已知的技术中，充电及放电实际上是相同的回路。控制器在感测到回路上的异常后，对回路上的开关进行控制来断开回路。但是如果控制器本身即已经具有异常的现象，如无法正确地判断电路异常状况或是完全无法运作，则回路在发生这些异常状况时，将没有任何的备用机制可以防范，仍然会对电池模块，甚至是电子装置造成不可预测的伤害。

因此，如何设计一个新的充放电保护电路，提供一个更加安全的过充电保护机制，乃为此一业界亟待解决的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种充放电保护电路及充电保护方法，提供一个更加安全的过充电保护机制。

本发明的一实施例是在提供一种充放电保护电路，用于电子装置。充放电保护电路包含：充放电接头正端、开关模块、电池模块、放电接地端、充电接头负端、感测元件以及控制模块。开关模块电性连接于充放电接头正端。电池模块电性连接于开关模块及放电接地端，以与充放电接头正端、开关模块及放电接地端形成放电回路。感测元件电性连接于电池模块及充电接头负端，与充放电接头正端、开关模块、电池模块及充电接头负端形成充电回路，其中感测元件在充电回路发生异常时，被动地中断充电回路。控制模块用以侦测电池模块、充电回路及放电回路，以在发生异常时切断开关模块。

本发明的另一实施例是在提供一种充电保护方法，用于一充放电保护电路，其中充放电保护电路包含相异的充电回路以及放电回路。充电保护方法包含下列步骤：接通充电回路，以对充电回路中的电池模块进行充电；侦测充电回路及电池模块是否发生异常；当充电回路或电池模块发生异常，判断是否可断开充放电保护电路位于充电回路上的开关模块；以及当开关模块可断开，是主动断开开关模块，以中断充电回路；当开关模块不可断开，充放电保护电路位于充电回路上的感测元件是被动地断开，以中断充电回路。

应用本发明的优点在于通过将大功率的放电回路与小功率的充电回路分开后，利用小功率的感测元件置于充电回路上，可以在控制模块失常时，将异常的充电回路断开，而轻易地达到上述的目的。

附图说明

为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：

图1为本发明一实施例的一充放电保护电路的一电路图；

图2所示为本发明的另一实施例的充放电保护电路；以及

图3为本发明的一实施例的充电保护方法的流程图。

【主要元件符号说明】

1：充放电保护电路 100：接头正端

102：开关模块 104：电池模块

106：充电接头负端 108：感测元件

110：控制模块 112：放电接地端

114：通讯端口 301-306：步骤

具体实施方式

请参照图1，为本发明一实施例的一充放电保护电路1的一电路图。

充放电保护电路1包含：接头正端100、开关模块102、电池模块104、充电接头负端106、感测元件108、控制模块110以及放电接地端112。充放电保护电路1应用于电子装置(未绘示)上，以通过电子装置的充电模块(未绘示)来对电池模块104进行充电，或是通过电池模块104提供电源给电子装置使用。

开关模块102电性连接于接头正端100。须注意的是，在图1中所绘示的开关模块102具有两个开关，但是其数目在不同的实施例中可进行调整，不为本实施例中的数目所限。

在本实施例中，电池模块104电性连接于开关模块102及放电接地端112，以与接头正端100、开关模块102及放电接地端112形成放电回路。亦即，接头正端100及放电接地端112是电性连接电子装置，以在放电回路导通时，通过电池模块104提供电子装置的电源。

感测元件108电性连接于电池模块104及充电接头负端106，并与接头正端100、开关模块102、电池模块104及充电接头负端106形成充电回路。因此，接头正端100及充电接头负端106是电性连接电子装置的充电模块(未绘示)，以在充电回路导通时，通过充电模块对电池模块104进行充电。

其中，充电接头负端106在本实施例中，为电子装置的通讯端口114的通讯端口接脚。通讯端口接脚可为I2C、通用串行总线、RS232或是RS485通讯端口的接脚。并且在不同的实施方式中，此通讯端口接脚可以是另外定义专门提供给充电回路使用的充电接脚，亦或是与数据传输接脚一同共享，特别是差动式数据传输接脚。如此的实施方式，可减少接脚的数目，以避免由于充电回路的使用而增加接脚数目设置的成本。图2所示为本发明的另一实施例的充放电保护电路1。在此实施例中，充电接头负端106可如图2所示为一充电接地端，以通过不同的接地端将充电及放电回路分隔开。

请继续参照图1。控制模块110用以侦测电池模块104、充电回路及放电回路，以在电池模块104、充电回路或放电回路发生异常时切断开关模块102。此处的异常情况通常是指充电或是放电回路的电流过大，亦或电池模块104的温度过高的过充现象，而使得其中的电路或是元件即将遭受损坏。其中，由于电池模块104在放电过程中，虽然放出的电流较大，却因为是提供电源给电子装置而对电池本身较无危险性。然而在充电过程中，虽然常以小电流进行充电，但是在电流过大或是充电过量使电池温度上升时，容易使电池模块烧毁或损坏漏电而造成危险。因此，控制模块110主要是针对功率较小，危险性却较强的充电回路进行预防危险情况的控制，以在发生异常状况时，可以主动地将开关模块102切断，以断开回路而避免异常状况更加严重。

然而，如果控制模块110无法正常运作时，将无法对充电时产生异常的充电回路进行阻断的动作。如果并未有其它机制可以在这样的情形下对充电回路加以阻断，将仍然会对电池模块104，甚至是电子装置造成严重的损害。

感测元件108即提供了这样的机制，可以侦测到充电回路的异常而中断充电回路。在一实施例中，感测元件108为一电流保险丝。因此，当充电回路的电流变大而有异常时，电流保险丝即可因应电流的情况而被动地断开，进而阻断充电回路，避免过充的情形发生。在另一实施例中，感测元件108为感温元件、温控元件或电流元件。因此，当充电回路的温度上升或电流异常，感温元件、温控元件或电流元件即可因应温度及电流的情况而被动地断开，进而阻断充电回路，避免温度过高的情形发生。由于上述这些元件通常为承载小功率的元件，因此适合配置于功率较小的充电回路上，提供简单的机制以使控制模块110在无法正常运作时，亦能够被动地阻断充电回路，而避免危险的过充情形发生。

上述的实施例中，开关模块所包含的开关数目、电池模块的形式，随着不同的情况而可在不同的实施例中进行调整，而并非为上述的实施方式所限。任何熟悉此技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。

本发明的又一实施例为一种充电保护方法，可用于图1或图2中的充放电保护电路1。图3为本发明的实施例的充电保护方法的流程图。请同时参照图1和图3。充电保护方法包含下列步骤：在步骤301，接通充放电保护电路的接头正端100、电池模块104以及充电接头负端106，以形成充电回路，以在步骤302，对电池模块104进行充电。在步骤303，侦测充电回路及电池模块104是否发生异常。当未发生异常，继续执行步骤302对电池模块104进行充电。当充电回路或电池模块104发生异常时，执行步骤304，判断是否可断开充放电保护电路1位于充电回路上的开关模块102。当开关模块102可断开时，执行步骤305，主动断开开关模块102，以中断充电回路。而当开关模块102不可断开时，则执行步骤306，充放电保护电路1位于充电回路上的感测元件108将被动地断开，以中断充电回路。(应了解到，在本实施方式中所提及的步骤，除特别叙明其顺序者外，均可依实际需要调整其前后顺序，甚至可同时或部分同时执行)

由上述本发明实施方式可知，应用本发明的优点，在于通过将大功率的放电回路，以及小功率的充电回路分开后，利用小功率的感测元件置于充电回路上，可以在主动式的控制模块失常，无法提供对充电回路进行侦测或是保护的机制时，以被动的方式将异常的充电回路断开，而达到保护的机制。并可通过与通讯端口的接脚来实现充电回路的一端，以避免接脚成本上的增加。

虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定的范围为准。

Claims

1.一种充放电保护电路，用于一电子装置，其特征在于，该充放电保护电路包含：

一充放电接头正端；

一开关模块，电性连接于该充放电正端；

一放电接地端；

一电池模块，电性连接于该开关模块及该放电接地端，以与该充放电接头正端、该开关模块及该放电接地端形成一放电回路；

一充电接头负端；

一感测元件，电性连接于该电池模块及该充电接头负端，与该充放电接头正端、该开关模块、该电池模块及该充电接头负端形成一充电回路，其中该感测元件用以在感测到该充电回路发生异常时，中断该充电回路；以及

一控制模块，用以侦测该电池模块、该充电回路及该放电回路，以在电池模块、该充电回路或该放电回路发生异常时主动切断该开关模块。

2.根据权利要求1所述的充放电保护电路，其特征在于，该感测元件为一电流保险丝，以在感测到该充电回路的电流发生异常时断开。

3.根据权利要求1所述的充放电保护电路，其特征在于，该感测元件为一感温元件或一温控元件，以在感测到该充电回路的温度发生异常时断开。

4.根据权利要求1所述的充放电保护电路，其特征在于，该充电接头负端为一充电接地端。

5.根据权利要求1所述的充放电保护电路，其特征在于，该充电接头负端为该电子装置的一通讯端口接脚。

6.根据权利要求5所述的充放电保护电路，其特征在于，该通讯端口接脚为一I2C、一通用串行总线、一RS232、一RS485通讯端口的一接脚、一充电接脚或一差动式数据传输接脚。

7.根据权利要求1所述的充放电保护电路，其特征在于，该接头正端及该放电接地端是电性连接该电子装置，以在该放电回路导通时，通过该电池模块提供电源至该电子装置，其中该接头正端及该充电接头负端是电性连接该电子装置的一充电模块，以在该充电回路导通时，通过该充电模块对该电池模块进行充电。

8.一种充电保护方法，用于一充放电保护电路，其特征在于，该充放电保护电路包含相异的一充电回路以及一放电回路，该充电保护方法包含下列步骤：

接通该充电回路，以对该充电回路中的一电池模块进行充电；

侦测该充电回路及该电池模块是否发生异常；

当该充电回路或该电池模块发生异常时，判断是否可断开该充放电保护电路中位于该充电回路上的一开关模块；以及

当该开关模块可断开时，主动断开该开关模块，以中断该充电回路；

当该开关模块不可断开时，该充放电保护电路中位于该充电回路上的一感测元件被动地断开，以中断该充电回路。

9.根据权利要求8所述的充电保护方法，其特征在于，该感测元件为一电流保险丝，以在感测到该充电回路的电流发生异常时断开。

10.根据权利要求8所述的充电保护方法，其特征在于，该感测元件为一感温元件或一温控元件，以在感测到该充电回路的温度发生异常时断开。