CN102624051B - 手机及充电保护电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手机及充电保护电路。充电保护电路包括：第一端口，在电池接入时与电池的BATT_ID接口连接以产生第一控制电压，在电池未接入时第一端口悬空；第二端口，与充电器的充电接口选择性连接，且在与充电接口连接时，从充电器获取第一充电电压；充电芯片，包括输入端；受控开关，包括第一端、第二端以及控制端，第一端与第二端口连接，第二端与输入端连接。控制端与第一端口连接，控制端在从第一端口获取到第一控制电压时，第一端与第二端连接，控制端悬空时，第一端与第二端断开连接。通过上述方式，本发明的手机及其充电保护电路能够防止手机先插入充电器后放入电池时产生瞬时的大电流，降低充电芯片的损坏几率，并延长充电芯片的寿命。

Description

手机及充电保护电路

技术领域

本发明涉及移动通讯终端领域，特别是涉及一种手机及充电保护电路。

背景技术

在现有的手机中，引入电压的位置有两个：一个是电池，一个是充电接口。正常手机充电时，都需要将电池先行放入，随后才是充电接口。但是在用户使用过程中，往往会出现先插充电器后放电池的情形。根据设计经验，手机插入充电器后处于不断重启或等待的状态，但并不会有显示。主要因为此时与电池正极连接的VBATT端口上已经开始产生4.2V电池电压，只是由于与电池检测接口连接的电压未侦测到，手机保持黑屏不开机状态。

此时，如果用户放入的电池的电压过低，或者电池连接器存在某些短路情形，则放入电池时很容易产生瞬时的大电流。而一旦场效晶体管关断不及时，将直接使得充电芯片瞬间产生过流，导致损坏或者寿命减短。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种手机及充电保护电路，能够防止手机先插入充电器后放入电池时产生瞬时的大电流，降低充电芯片的损坏几率，并且延长充电芯片的寿命。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种充电保护电路，包括：第一端口，在电池接入时与电池的BATT_ID接口连接以产生第一控制电压，在电池未接入时第一端口悬空；第二端口，与充电器的充电接口选择性连接，且在与充电接口连接时，从充电器获取第一充电电压；充电芯片，包括输入端；受控开关，包括第一端、第二端以及控制端，第一端与第二端口连接，第二端与输入端连接，控制端与第一端口连接，控制端在从第一端口获取到第一控制电压时，第一端与第二端连接，控制端悬空时，第一端与第二端断开连接。

其中，充电保护电路进一步包括充电端口，充电端口在电池接入时与电池的VBATT接口和GND接口连接，充电芯片进一步包括输出端，输出端与充电端口连接，充电芯片用于将从输入端获取的第一充电电压转换为适合于对电池进行充电的第二充电电压，并利用输出端输出第二充电电压至电池。

其中，第一端口与第二端口之间设置有第三电阻，在第一端口与BATT_ID接口连接且第二端口在与充电接口连接时，第一端口通过电池中设置的与BATT_ID接口连接的第一电阻接地，第一电阻和第三电阻的电阻值设置为使得在第一端口与BATT_ID接口连接时在第一端口产生第一控制电压。

其中，受控开关进一步包括开关三极管、NMOS管、第二电阻以及第一电容，其中开关三极管的基极为控制端，NMOS管的源极为第一端，NMOS管的漏极为第二端，开关三极管的发射极与NMOS管的源极之间设置有第二电阻，开关三极管的集电极接地，第一电容设置在NMOS管的漏极与开关三极管的集电极之间。

其中，第二电阻的电阻值范围在10000至100000欧姆之间。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种手机，包括充电保护电路，充电保护电路包括：第一端口，在电池接入时与电池的BATT_ID接口连接以产生第一控制电压，在电池未接入时第一端口悬空；第二端口，与充电器的充电接口选择性连接，且在与充电接口连接时，从充电器获取第一充电电压；充电芯片，包括输入端；受控开关，包括第一端、第二端以及控制端，第一端与第二端口连接，第二端与输入端连接，控制端与第一端口连接，控制端在从第一端口获取到第一控制电压时，第一端与第二端连接，控制端悬空时，第一端与第二端断开连接。

其中，充电保护电路进一步包括充电端口，充电端口在电池接入时与电池的VBATT接口和GND接口连接，充电芯片进一步包括输出端，输出端与充电端口连接，充电芯片用于将从输入端获取的第一充电电压转换为适合于对电池进行充电的第二充电电压，并利用输出端输出第二充电电压至电池。

其中，第一端口与第二端口之间设置有第三电阻，在第一端口与BATT_ID接口连接且第二端口在与充电接口连接时，第一端口通过电池中设置的与BATT_ID接口连接的第一电阻接地，第一电阻和第三电阻的电阻值设置为使得在第一端口与BATT_ID接口连接时在第一端口产生第一控制电压。

其中，受控开关进一步包括开关三极管、NMOS管、第二电阻以及第一电容，其中开关三极管的基极为控制端，NMOS管的源极为第一端，NMOS管的漏极为第二端，开关三极管的发射极与NMOS管的源极之间设置有第二电阻，开关三极管的集电极接地，第一电容设置在NMOS管的漏极与开关三极管的集电极之间。

其中，第二电阻的电阻值范围在10000至100000欧姆之间。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明能够防止手机先插入充电器后放入电池时产生瞬时的大电流，降低充电芯片的损坏几率，并且延长充电芯片的寿命。

附图说明

图1是本发明实施例的充电保护电路的示意框图；

图2是图1中的受控开关的电路图。

具体实施方式

参阅图1，图1是本发明实施例的充电保护电路的示意框图。在本实施例中，充电保护电路包括电池接口11、充电芯片13以及受控开关14。

电池接口11上设置有第一端口111及充电端口112。第一端口111在电池(未图示)接入时与电池的BATT_ID接口连接以产生第一控制电压，在电池未接入时悬空。充电端口112在电池接入时与电池的VBATT接口和GND接口连接。

第二端口121与充电器(未图示)的充电接口12选择性连接，且在与充电接口12连接时，从充电器获取第一充电电压。在本实施例中，手机插入充电器准备充电时，第二端口121与充电接口12连接；手机未插入充电器时，第二端口121与充电接口12断开连接。具体地，第二端口121可为各种现有通用的充电端口，如第二端口121可为USB端口(Universal Serial BUS，通用串行总线)，充电器可为外接的USB充电器等。

充电芯片13上设置有输入端131以及输出端132。输出端132与充电端口112连接，充电芯片13用于将从输入端132获取的第一充电电压转换为适合于对电池进行充电的第二充电电压，并利用输出端132以及充电端口112输出第二充电电压至电池。

受控开关14包括第一端141、第二端142以及控制端143。第一端141与第二端口121连接，第二端142与输入端131连接，控制端143与第一端口111连接。受控开关14的控制端143在从第一端口111获取到第一控制电压时，第一端141与第二端142连接；控制端143在悬空时，第一端141与第二端142断开连接。

由此可见，在电池未插入手机时，第一端口111产生第二控制电压。受控开关14的控制端获取到第二控制电压，导致第一端141与第二端142断开连接。此时，在第二端口121与充电器的充电接口12连接时，第二端口121处所获取的第一充电电压无法输入至充电芯片13。而在电池插入手机后，第一端口111产生第一控制电压。受控开关14的控制端获取到第一控制电压，导致第一端141与第二端142连接。此时，第二端口121与充电器的充电接口12连接时，第二端口121处获取的第一充电电压输入至充电芯片13。

参阅图2，图2是图1中的受控开关的电路图。第一端口111与第二端口121之间设置有第三电阻R3，在第一端口111与BATT_ID接口连接且第二端口121在与充电接口12连接时，第一端口111通过电池U1中设置的与BATT_ID接口连接的第一电阻R1接地。当电池U1接入手机时，第一端口111与BATT_ID接口连接；当电池U1未接入手机时，第一端口111与BATT_ID接口断开连接。第一电阻R1与第三电阻R3的电阻值设置为使得在第一端口111与BATT_ID接口连接时在第一端口111产生第一控制电压。

其中，第一电阻R1的电阻值可设置为10000欧姆。第一控制电压为高电平电压信号(其具体值取决于电池U1的BATT_ID接口所提供的电压)，第二控制电压为地电压信号。

受控开关14包括开关三极管Q1、NMOS(N-Mental-Oxide-Semiconductor，N型金属-氧化物-半导体)管Q2、第二电阻R2、第三电阻R3以及第一电容C1。开关三极管Q1的基极为控制端，NMOS管Q2的源极为第一端，NMOS管Q2的漏极为第二端。开关三极管Q1的发射极与NMOS管Q2的源极之间设置有第二电阻R2，开关三极管Q1的集电极接地。NMOS管Q2的栅极与源极为控制端，NMOS管Q2的栅极与开关三极管Q1的发射极连接。第一电容C1设置在NMOS管Q2的漏极与开关三极管Q1的集电极之间。

其中，在本实施例中，第一电阻R1的阻值为10000欧姆。在其他实施例中，第一电阻R1的阻值可跟据实际需要进行调节。在优选实施例中，第二电阻R2的电阻值范围在10000至100000欧姆之间。

当电池U1接入手机时，第一端口111与BATT_ID接口连接，在第一端口111产生第一控制电压。开关三极管Q1的基极接受第一控制电压后，其发射极与集电极导通。此时，由于第二电阻R2的作用，受控开关14的第一端141，即NMOS管Q2的源极，与NMOS管Q2的栅极之间存在电势差，因此NMOS管Q2的源极与漏极导通，使受控开关14的第一端141与第二端142导通。当电池U1未接入手机时，第一端口111与BATT_ID接口断开连接，在第一端口111产生第二控制电压。开关三极管Q1的基极接受第二控制电压后，其发射极与集电极断开。此时，NMOS管Q2的源极与栅极之间不存在电势差，因此无法导通，使受控开关14的第一端141与第二端142断开。

值得注意的是，本实施例中，主要利用开关三极管Q1、NMOS管Q2、第二电阻R2、第三电阻R3以及第一电容C1来完成受控开关14的对应功能，该电路结构相对于现有技术具有简单，成本低廉，可大规模推广使用，尤其适合于作为本实施例中的受控开关。但，值得注意的是，在本发明对受控开关的具体实现方式并不作具体限定，凡能够实现在控制信号的控制下进行开关控制的相应电路或芯片均可在本发明中作为受控开关使用。

进一步的，本发明还公开一种手机，该手机包括上述充电保护电路。

区别于现有技术，本发明的手机及其充电保护电路能够防止手机先插入充电器后放入电池时产生瞬时的大电流，降低充电芯片的损坏几率，并且延长充电芯片的寿命。

以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种充电保护电路，其特征在于，所述充电保护电路用于手机中，所述手机包括电池，所述电池可选择性插入所述手机，所述电池包括BATT_ID接口、VBATT接口以及GND接口，所述BATT_ID接口通过第一电阻接地，所述充电保护电路包括：

第一端口，在所述电池插入所述手机时与所述电池的BATT_ID接口连接以产生第一控制电压，在所述电池未插入所述手机时所述第一端口悬空；

第二端口，与充电器的充电接口选择性连接，且在所述手机插入所述充电器准备充电时，所述第二端口与所述充电接口连接，并从所述充电器获取第一充电电压；

充电芯片，包括输入端；

受控开关，包括第一端、第二端以及控制端，所述第一端与所述第二端口连接，所述第二端与所述输入端连接，所述控制端与所述第一端口连接，所述控制端在从所述第一端口获取到所述第一控制电压时，所述第一端与所述第二端连接，所述控制端悬空时，所述第一端与所述第二端断开连接；

充电端口，所述充电端口在所述电池插入所述手机时与所述电池的VBATT接口和GND接口连接，所述充电芯片进一步包括输出端，所述输出端与所述充电端口连接，所述充电芯片用于将从所述输入端获取的第一充电电压转换为适合于对所述电池进行充电的第二充电电压，并利用所述输出端输出所述第二充电电压至所述电池；

其中，所述第二端口与所述第一端口之间设置有第三电阻，在所述第一端口与所述BATT_ID接口连接，且所述第二端口与所述充电接口连接时，所述第三电阻与所述第一电阻对所述第二端口从所述充电器所获取的所述第一充电电压进行分压以产生所述第一控制电压。

2.根据权利要求1所述的充电保护电路，其特征在于，所述第一端口与所述第二端口之间设置有第三电阻，在所述第一端口与BATT_ID接口连接且所述第二端口在与所述充电接口连接时，所述第一端口通过电池中设置的与BATT_ID接口连接的第一电阻接地，所述第一电阻和所述第三电阻的电阻值设置为使得在所述第一端口与所述BATT_ID接口连接时在所述第一端口产生所述第一控制电压。

3.根据权利要求2所述的充电保护电路，其特征在于，所述受控开关进一步包括开关三极管、NMOS管、第二电阻以及第一电容，其中：

所述开关三极管的基极为所述控制端，所述NMOS管的源极为所述第一端，所述NMOS管的漏极为所述第二端，所述开关三极管的发射极与所述NMOS管的源极之间设置有所述第二电阻，所述开关三极管的集电极接地，所述第一电容设置在所述NMOS管的漏极与所述开关三极管的集电极之间。

4.根据权利要求3所述的充电保护电路，其特征在于，所述第二电阻的电阻值范围在10000至100000欧姆之间。

5.一种手机，其特征在于，包括充电保护电路、电池，其中：

所述电池可选择性插入所述手机，所述电池包括BATT_ID接口、VBATT接口以及GND接口，所述BATT_ID接口通过第一电阻接地；

所述充电保护电路包括：

第一端口，在所述电池插入所述手机时与所述电池的BATT_ID接口连接以产生第一控制电压，在电池未插入时所述第一端口悬空；

第二端口，与充电器的充电接口选择性连接，且在所述手机插入所述充电器准备充电时，所述第二端口与所述充电接口连接，并从所述充电器获取第一充电电压；

充电芯片，包括输入端；

受控开关，包括第一端、第二端以及控制端，所述第一端与所述第二端口连接，所述第二端与所述输入端连接，所述控制端与所述第一端口连接，所述控制端在从所述第一端口获取到所述第一控制电压时，所述第一端与所述第二端连接，所述控制端悬空时，所述第一端与所述第二端断开连接；

充电端口，所述充电端口在所述电池插入所述手机时与所述电池的VBATT接口和GND接口连接，所述充电芯片进一步包括输出端，所述输出端与所述充电端口连接，所述充电芯片用于将从所述输入端获取的第一充电电压转换为适合于对所述电池进行充电的第二充电电压，并利用所述输出端输出所述第二充电电压至所述电池；

其中，所述第二端口与所述第一端口之间设置有第三电阻，在所述第一端口与所述BATT_ID接口连接，且所述第二端口与所述充电接口连接时，所述第三电阻与所述第一电阻对所述第二端口从所述充电器所获取的所述第一充电电压进行分压以产生所述第一控制电压。

6.根据权利要求5所述的手机，其特征在于，所述第一端口与所述第二端口之间设置有第三电阻，在所述第一端口与BATT_ID接口连接且所述第二端口在与所述充电接口连接时，所述第一端口通过电池中设置的与BATT_ID接口连接的第一电阻接地，所述第一电阻和所述第三电阻的电阻值设置为使得在所述第一端口与所述BATT_ID接口连接时在所述第一端口产生所述第一控制电压。

7.根据权利要求6所述的手机，其特征在于，所述受控开关进一步包括开关三极管、NMOS管、第二电阻以及第一电容，其中：

所述开关三极管的基极为所述控制端，所述NMOS管的源极为所述第一端，所述NMOS管的漏极为所述第二端，所述开关三极管的发射极与所述NMOS管的源极之间设置有所述第二电阻，所述开关三极管的集电极接地，所述第一电容设置在所述NMOS管的漏极与所述开关三极管的集电极之间。

8.根据权利要求7所述的手机，其特征在于，所述第二电阻的电阻值范围在10000至100000欧姆之间。