CN103368144B - 过压保护电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种过压保护电路，包括过压保护芯片及充电芯片，所述过压保护芯片用于将一电压检测引脚上的电压与一参考电压进行比较，当所述电压检测引脚上的电压小于所述参考电压时，所述过压保护芯片使能所述充电芯片，以驱动所述充电芯片对所述高压电池进行充电；当所述过压检测引脚上的电压等于或者大于所述参考电压时，所述过压保护芯片停止对所述充电芯片的使能，使得所述充电芯片停止对所述高压电池的充电。本发明的过压保护电路一旦监控到高压电池的充电电压超过其最高电压时，立即停止对该充电芯片的使能，以停止对该高压电池的充电，进而实现对所述高压电池的过压保护。

Description

过压保护电路

技术领域

本发明涉及一种过压保护电路，尤其涉及一种应用于便携式电子装置的过压保护电路。

背景技术

目前市面上出现了高压电池，其充满电时的电压一般为4.35V。相对于充满电时电压为4.2V的一般常压电池来说，其电量容量可以提高20%-30%，大大提高了移动电话、个人数字助理（personal digital assistent，PDA）等便携式电子装置的待机性能。

便携式电子装置一般都需要配置过压保护电路以防止过度充电。然而，若将该现有的过压保护电路应用于高压电池，则当所述高压电池充电至4.2V时，就会因为在过压保护电路的作用下而被强制停止充电，导致高压电池无法充满，浪费电池容量。

发明内容

鉴于上述内容，有必要提供一种可适用于高压电池的过压保护电路。

一种过压保护电路，用于对一高压电池进行充电并提供过压保护；该过压保护电路包括过压保护芯片及充电芯片，所述过压保护芯片包括电压检测引脚及状态引脚，所述电压检测引脚通过一第一电阻接地，并通过一第二电阻连接至所述高压电池，所述状态引脚连接至所述充电芯片，所述过压保护芯片用于将所述电压检测引脚上的电压与一参考电压进行比较，当所述电压检测引脚上的电压小于所述参考电压时，所述过压保护芯片通过该状态引脚使能所述充电芯片，以驱动所述充电芯片对所述高压电池进行充电；当所述过压检测引脚上的电压等于或者大于所述参考电压时，所述过压保护芯片通过该状态引脚停止对所述充电芯片的使能，使得所述充电芯片停止对所述高压电池的充电。

上述过压保护电路通过设置该过压保护芯片，以对所述高压电池的电压进行监控，一旦其监控到所述高压电池的充电电压超过其最高电压时，立即停止对该充电芯片的使能，以停止对该高压电池的充电，进而实现对所述高压电池的过压保护。与常规的过压保护电路相比，该过压保护电路可以允许高压电池被充到较高电压，例如4.35V，进而提高电池容量，并具有较佳的待机性能。

附图说明

图1为本发明较佳实施方式的过压保护电路的功能框图。

图2为图1所示过压保护电路的电路图。

主要元件符号说明

过压保护电路	100
		充电装置	200
电池	300
		过压保护芯片	11
充电芯片	13
		主控芯片	15
输入引脚	IN
		输出引脚	OUT
电压检测引脚	VBAT
		接地引脚	GND
第一电阻	R1
		第二电阻	R2
第三电阻	R3
		第四电阻	R4
第五电阻	R5
		电源引脚	VCHG
充电使能引脚	VREG
		电池充电引脚	charG
反馈引脚	GPIO

如下的具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图1，本发明的较佳实施方式提供一种过压保护电路100，其可应用于一移动电话、个人数字助理（Personal Digital Assistant，PDA）等便携式电子装置(图未示)中，以通过一充电装置200为该便携式电子装置的电池300充电，并为该电池300提供过压保护。在本实施例中，该充电装置200为一通用串行总线（Universal Serial BUS，USB）接口充电器。该电池300为一高压电池，用以输出一标准电压（例如4.35V电压），进而为该便携式电子装置进行供电。

请一并参阅图2，该过压保护电路100包括过压保护芯片11及充电芯片13。

该过压保护芯片11电性连接至该充电装置200及该充电芯片13。该过压保护芯片11包括输入引脚IN、输出引脚OUT、电压检测引脚VBAT、状态引脚、芯片使能引脚及接地引脚GND。其中，该输入引脚IN连接至该充电装置200，用以接入该充电装置200的电源。该输出引脚OUT连接至该充电芯片13，用以为该充电芯片13提供工作电压。一般地，该充电装置200的正常工作电压为6V。因此，当所述输入引脚IN的电压未超过一预设值（例如5.9V）时，该过压保护芯片11将建立所述输入引脚IN与输出端OUT的电连接，进而将所述充电装置200的电源传送至该充电芯片13，以启动该充电芯片13，使得所述充电芯片13正常工作。而当所述输入引脚IN的电压超过该预设值时，该过压保护芯片11将断开所述输入引脚IN与输出端OUT的电连接，进而使得所述充电芯片13停止工作。

该电压检测引脚VBAT通过第一电阻R1接地，并通过第二电阻R2连接至该电池300，用以检测所述电池300的充电电压。该状态引脚通过第三电阻R3连接至该充电芯片13。该使能引脚为低电平有效，故其通过一第四电阻R4接地。该接地引脚GND接地。该过压保护芯片11内设置有一参考电压U_REF，该参考电压U_REF满足以下公式：

其中，U_BAT为该电池300的充电电压，R1、R2分别为该第一电阻R1及第二电阻R2的阻值。一般地，当所述电压检测引脚VBAT上的电压小于所述参考电压U_REF时，该过压保护芯片11将通过该状态引脚输出一高电平信号（例如逻辑1）至所述充电芯片13，以使能所述充电芯片13，进而驱动所述充电芯片13为所述电池300进行充电。而当电压检测引脚VBAT上的电压等于或者大于所述参考电压U_REF时，该过压保护芯片11将通过该状态引脚FAULT输出一低电平信号（例如逻辑0）至所述充电芯片13，以停止对所述充电芯片13的使能，进而驱动所述充电芯片13停止对所述电池300的充电。具体地，在本实施例中，该参考电压U_REF为4.22V，而该电池300的标准电压为4.35V。因此，根据上述公式，可将该第一电阻R1及第二电阻R2的电阻值分别设置为1300K欧姆及470K欧姆。如此，当所述电池300的充电电压未超过4.35V时，该过压保护芯片11将通过该状态引脚输出一高电平信号至所述充电芯片13，以使能所述充电芯片13，进而驱动所述充电芯片13为所述电池300进行充电。而一旦所述电池300的充电电压等于或者超过4.35V，则该电压检测引脚VBAT上的电压将等于或者超过所述参考电压U_REF。此时，该过压保护芯片11将通过该状态引脚输出一低电平信号至所述充电芯片13，以停止对所述充电芯片13的使能，进而驱动所述充电芯片13停止对所述电池300的充电。

该充电芯片13包括电源引脚VCHG、充电使能引脚VREG及电池充电引脚CHARG。该电源引脚VCHG连接至该过压保护芯片11的输出引脚OUT，以通过该过压保护芯片11与充电装置200建立电连接，进而使充电芯片13从所述充电装置200获取工作电压。该充电使能引脚VREG为高电平有效，其通过该第三电阻R3与该过压保护芯片11的状态引脚电性连接，以在状态引脚的驱动下控制该充电芯片13使能或不使能。该电池充电引脚CHARG与电池300电性连接，以为该电池300传送充电电流。具体地，当所述输入引脚IN及输出引脚OUT之间建立电性连接时，该电池充电芯片13将通过该电源引脚VCHG、输出引脚OUT及输入引脚IN从所述充电装置200获得电源，进而启动该电池充电芯片13。接着，若所述过压保护芯片11通过该状态引脚输出一相应的高电平信号至该充电使能引脚VREG，则该过压保护芯片11将使能该充电芯片13，以控制所述充电芯片13通过该电池充电引脚CHARG对所述电池300进行充电。反之，若所述过压保护芯片11通过该状态引脚输出一相应的低电平信号至该充电使能引脚VREG，则该过压保护芯片11将停止对该充电芯片13的使能，使得该充电芯片13停止对该电池300的充电。

下面详细介绍该过压保护电路100的工作原理。

当该电池300的电量不足需要充电时，其可分别连接至该过压保护芯片11及充电芯片13。此时，当所述充电装置200正常工作，即其工作电压未超过一预设值时，该过压保护芯片11将建立该输入引脚IN及输出引脚OUT之间的电连接，并将所述充电装置200的电源输出至该充电芯片13，以使得该充电芯片13获得工作电压而正常工作。接着，该过压保护芯片11通过该电压侦测引脚VBAT检测该电池300的电压是否小于其最高充电电压。当所述过压保护芯片11通过该电压侦测引脚VBAT检测到该电池300的电压未超过其最高充电电压时，该过压保护芯片11通过状态引脚发送相应的高电平信号至所述充电芯片13的使能引脚VREG，进而使能该充电芯片13，以驱动所述充电芯片13对所述电池300进行充电。

当所述过压保护芯片11通过该电压侦测引脚VBAT检测到该电池300的电压等于或者超过其最高充电电压时，该过压保护芯片11立即通过状态引脚发送相应的低电平信号至所述充电芯片13的使能引脚VREG，以停止对所述充电芯片13的使能，进而驱动所述充电芯片13停止对所述电池300的充电。

可以理解，该过压保护电路100还包括一主控芯片15。该主控芯片15可以与该便携式电子装置内的中央处理器（central processing unit，CPU）相整合，其包括反馈引脚GPIO。该反馈引脚GPIO通过一第五电阻R5连接至该状态引脚。根据上述原理，当所述过压保护芯片11通过该电压侦测引脚VBAT检测到该电池300的电压等于或者超过其最高充电电压时，该过压保护芯片11将通过该状态引脚发送相应的低电平信号；反之，当所述过压保护芯片11通过该电压侦测引脚VBAT检测到该电池300的电压未超过其最高充电电压时，该过压保护芯片11将通过该状态引脚发送相应的高电平信号。另外，当所述输入引脚IN的电压未超过该预设值时，该过压保护芯片11将通过该状态引脚输出一高电平信号。当所述输入引脚IN的电压超过该预设值时，该过压保护芯片11通过该状态引脚输出一低电平信号。如此，该主控芯片15可通过该状态引脚的电压状况判断所述充电装置200的工作状况或该电池300的充电状况。具体地，当所述主控芯片15通过该状态引脚接收到一高电平信号时，其将判断所述充电装置200正常工作，且该电池300正常充电。而当所述主控芯片15通过该状态引脚接收到一低电平信号时，其将检查所述充电装置200的工作状态及所述电池300的充电状态，进而判断所述电池300是否过压或者充电装置200是否正常工作。

显然，上述过压保护电路100通过设置该过压保护芯片11，以对所述电池300的电压进行监控，一旦其监控到所述电池300的充电电压超过其最高电压时，立即停止对该充电芯片13的使能，以停止对该电池300的充电，进而实现对所述电池300的过压保护。与常规的过压保护电路相比，该过压保护电路可以允许高压电池被充到较高电压，例如4.35V，进而提高电池容量，并具有较佳的待机性能。

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)

1.一种过压保护电路，用于对一高压电池进行充电并提供过压保护；其特征在于：该过压保护电路包括过压保护芯片及充电芯片，所述过压保护芯片包括电压检测引脚、状态引脚、输入引脚及输出引脚，所述电压检测引脚通过一第一电阻接地，并通过一第二电阻连接至所述高压电池，所述状态引脚连接至所述充电芯片，所述过压保护芯片用于将所述电压检测引脚上的电压与一参考电压进行比较，当所述电压检测引脚上的电压小于所述参考电压时，所述过压保护芯片通过该状态引脚使能所述充电芯片，以驱动所述充电芯片对所述高压电池进行充电；当所述电压检测引脚上的电压等于或者大于所述参考电压时，所述过压保护芯片通过该状态引脚停止对所述充电芯片的使能，使得所述充电芯片停止对所述高压电池的充电，所述充电芯片包括充电电源引脚，所述输入引脚连接至一充电装置，所述充电电源引脚连接至所述输出引脚，进而通过所述过压保护芯片接收所述充电装置的电能，以获得工作电压，当所述充电装置的电压超过一预设电压时，所述输出引脚与输入引脚断开连接，所述充电芯片停止工作。

2.如权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于：所述过压保护电路还包括主控芯片，所述主控芯片包括反馈引脚，所述反馈引脚通过电阻连接至所述状态引脚，该主控芯片通过该状态引脚的电压状况判断所述充电装置的工作状况或该高压电池的充电状况。

3.如权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于：当所述充电装置的电压未超过所述预设电压时，所述输出引脚与输入引脚建立连接，进而将所述充电装置的电源传送至该充电芯片，所述充电芯片开始工作。

4.如权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于：所述充电芯片包括充电使能引脚及电池充电引脚，所述充电使能引脚通过一电阻连接至所述状态引脚，所述电池充电引脚连接至所述高压电池，用于在所述充电使能引脚的驱动下对所述高压电池进行充电或停止充电。

5.如权利要求2所述的过压保护电路，其特征在于：当所述主控芯片通过该状态引脚接收到一第一信号时，其将判断所述充电装置正常工作，且该高压电池正常充电。

6.如权利要求5所述的过压保护电路，其特征在于：当所述主控芯片通过该状态引脚接收到一与所述第一信号相反的第二信号时，将检查所述充电装置的工作状态及所述电池的充电状态，进而判断所述电池是否过压或者充电装置是否正常工作。

7.如权利要求2所述的过压保护电路，其特征在于：所述主控芯片为中央处理器。