CN103840498A - 手机预充电电路 - Google Patents

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本发明涉及一种手机预充电电路包括一正常充电电路、一限流充电电路及一第一电阻。该限流充电电路包括一第二电阻及一第一晶体管，所述第一晶体管的集电极与第二电阻相连，射电极与一电池相连，基电极通过第一电阻与电池相连。该正常充电电路包括一第二晶体管及并联连接的第三电阻与第四电阻，第二晶体管的基电极与第一晶体管的集电极相连，集电极与所述第三电阻与第四电阻相连，射电极与电池相连。在电池电压升高至一第一固定值时，限流充电电路工作，在第一固定值与第二固定值之间时，正常充电电路工作，而在超过第二固定值时，停止预充电。该电路可以在充电过程中调节预充电电流大小，并限制电池电压极低时的预充电电流，防止电池损坏。

Description

手机预充电电路
技术领域
本发明涉及一种具手机预充电电路，尤其涉及一种可以在充电过程中调节预充电电流大小的手机预充电电路。
背景技术
手机预充电电路集成在电源管理集成电路(PMIC)内部，由于预充电电流值固定，无法满足不同需求的预充电；且在电池电压极低时，预充电电流过大，容易造成电池损坏。
发明内容
本发明提供一种手机预充电电路。
一种手机预充电电路，连接在一充电器及一电池之间，用于调节充电器的充电电流给电池充电，该手机预充电电路包括一肖特基二极管及一正常充电电路，所述肖特基二极管的阳极与充电器连接，阴极与所述正常充电电路连接。该手机预充电电路还包括：一限流充电电路及一第一电阻，该限流充电电路包括一第二电阻及一第一晶体管，所述第一晶体管的集电极与所述第二电阻的另一端相连，所述第一晶体管的射电极与所述电池的正极相连，所述第一晶体管的基电极通过第一电阻与所述电池的正极相连。该正常充电电路包括一第二晶体管、及并联连接的一第三电阻与一第四电阻，所述第二晶体管的基电极与第一晶体管的集电极及第二电阻的一端相连，所述第二晶体管的集电极与所述第三电阻与第四电阻的一端相连，所述第二晶体管的射电极与所述电池的正极相连；所述第三电阻与第四电阻的另一端与所述限流充电电路及肖特基二极管的阴极连接；在电池电压从零升高至一第一固定值时，第一晶体管导通而第二晶体管截止，使限流充电电路工作，在电池电压在第一固定值与第二固定值之间时，第一晶体管截止而第二晶体管导通，使正常充电电路工作，而在电池电压超过第二固定值时，第一晶体管第二晶体管均截止，使手机预充电电路停止预充电。
本发明的手机预充电电路可以在充电过程中调节预充电电流大小，并能限制电池电压极低时的预充电电流，防止电池损坏。
附图说明
图1是本发明较佳实施方式下手机预充电电路的电路图。
主要元件符号说明
手机预充电电路 10
充电器 20
电池 30
肖特基二极管 101
限流充电电路 102
正常充电电路 103
稽纳二极管 104
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
第一晶体管 1021
第二晶体管 1031
节点 A，B
如下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，是本发明较佳实施方式下手机预充电电路的电路图。该手机预充电电路10连接在一充电器20及一电池30之间，用于调节充电器20的充电电流给电池30充电。该手机预充电电路10包括一肖特基二极管101、一限流充电电路102、一正常充电电路103、及一第一电阻R1。
所述肖特基二极管101的阳极与充电器20连接，阴极与所述限流充电电路102、正常充电电路103连接于节点A。
所述限流充电电路102包括一第二电阻R2，所述第二电阻R2的一端与所述肖特基二极管101的阴极连接于节点A；及一第一晶体管1021，所述第一晶体管1021的集电极与所述第二电阻R2的另一端相连于节点B，所述第一晶体管1021的射电极与所述电池30的正极相连，所述第一晶体管1021的基电极通过所述第一电阻R1所述电池30的正极相连。
所述正常充电电路103包括一第二晶体管1031、及并联连接的第三电阻R3与第四电阻R4，所述第二晶体管1031的基电极与第二电阻R2的另一端相连于节点B，所述第二晶体管1031的集电极与所述第三电阻R3与第四电阻R4的一端相连，所述第二晶体管1031的射电极与所述电池30的正极相连。所述第三电阻R3与第四电阻R4的另一端与所述限流充电电路102及肖特基二极管101的阴极连接于节点A。第三电阻R3及第四电阻R4的阻值相同。第二电阻R2的阻值大于第三电阻R3及第四电阻R4的阻值。
在电池电压VBATT从零升高至一第一固定值时，第一晶体管1021导通而第二晶体管1031截止，使限流充电电路102工作，在电池电压VBATT在第一固定值与第二固定值之间时，第一晶体管1021截止而第二晶体管1031导通，使正常充电电路103工作，而在电池电压VBATT超过第二固定值时，第一晶体管1021及第二晶体管1031均截止，使手机预充电电路停止预充电。
该手机预充电电路10还包括一稽纳二极管104，所述稽纳二极管104的阳极接地，阴极与所述第一晶体管1021的集电极、所述第二晶体管1031的基电极及所述第二电阻R2连接于节点B。所述稽纳二极管104的箝位电压为4.3V，在充电过程中能起到过压保护功能。
该手机预充电电路10还包括一第五电阻R5，第五电阻R5的一端与所述肖特基二极管101的阴极、所述限流充电电路102及所述正常充电电路103相连于节点A，第五电阻R5的另一端通过第一电阻R1与电池30的正极连接，第五电阻R5的电阻值较大，在充电过程中起到分压的作用。
通过改变第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4及第五电阻R5的阻值可改变手机预充电电路10的预充电电流及第一固定值及第二固定值。设定充电电压为5V，肖特基二极管101的导通电压忽略，第一晶体管及第二晶体管的PN结导通电压为0.7V，工作在饱和状态时，第一晶体管及第二晶体管的集电极及射电极之间的电压Vce为0.2V。优选实施方式下，第一电阻R1的阻值为510欧姆，第二电阻R2的阻值为220欧姆，第三电阻R3及第四电阻R4的阻值为39欧姆，第五电阻R5的阻值为1500欧姆。
在电池电压VBATT小于第一固定值2.24V时，第一晶体管1021的基电极与射电极之间的电压Vbe1=[(5-VBATT)/(1500+510)]*510大于0.7V，第一晶体管1021导通并工作在饱和状态，从而使第二晶体管1031的基电极与射电极之间的电压Vbe2大约为0.2V，第二晶体管1031处于截止状态，充电电流通过限流充电电路102从充电器20流到电池30，且充电电流很小，起到限流功能。在电池电压VBATT介于第一固定值2.24V~第二固定值3.6V之间时，第一晶体管1021截止，第二晶体管1031导通，充电电流通过正常充电电路103从充电器20流到电池30。在电池电压VBATT高于第二固定值3.6V时，过压保护电路106把第二晶体管1031的基极电压稳定在4.3V，第二晶体管1031的基电极与射电极之间的电压Vbe2小于0.7V，第一晶体管1021和第二晶体管1031都处于截止状态，停止预充电。
具体的，当VBATT=0时，Vbe1=1.268V>0.7V，第一晶体管1021导通，导通后，第一晶体管1021的基电极电流Ib1=(5-0.7-VBATT)/1500-0.7/510=0.00147A=1.47mA，第一晶体管1021的集电极电流Ic1=(5-Vce1-VBATT)/220，第一晶体管的集电极及射电极之间的电压Vce1在晶体管饱和状态最小，值为0.2V，所以Ic1的最大值为21.8mA，Ic1/Ib1=14.8，远小于第一晶体管1021的β值(一般为几十到几百），由此推出第一晶体管1021工作在饱和状态，Vce1=0.2V。Vbe2=Vce1=0.2V<0.7V，第二晶体管1031截止，预充电电流=第一晶体管1021的射电极电流Ie1=Ic1=21.8mA。
当VBATT增大时，Vbe1减小，Ib1减小。
当VBATT=2.24时，Vbe1=0.7V，第一晶体管1021导通，此时Ie1=Ic1=(5-Vce1-VBATT)/220=11.6mA。
具体的，当2.24V<VBATT<=3.6V时，Vbe1<0.7第一晶体管1021截止，第二晶体管1031的基电极与射电极之间的电压Vbe2=4.3-VBATT>=0.7，第二晶体管1031导通，第二晶体管1031的基电极电流Ib2=(5-0.7-VBATT)/220,3.4mA<Ib2<9.4mA，第二晶体管1031的集电极电流Ic2=(5-Vce2-VBATT)/19.5，第二晶体管的集电极及射电极之间的电压Vce2在晶体管饱和状态最小，值为0.2V，所以61.5mA<Ic2<131mA，13.9<Ic2/Ib2<18，远小于晶体管的β值(一般为几十到几百），由此推出晶体管工作在饱和状态，Vce2=0.2V，预充电电流=第二晶体管1031的射电极电流Ie2=Ic2。预充电电流从131mA逐渐减小到61.5mA。
由上可知，手机预充电电路10可以在充电过程中调节预充电电流大小，并能限制电池电压极低时的预充电电流，防止电池损坏。

Claims (6)

1.一种手机预充电电路，连接在一充电器及一电池之间，用于调节充电器的充电电流给电池充电，该手机预充电电路包括一肖特基二极管及一正常充电电路，所述肖特基二极管的阳极与充电器连接，阴极与所述正常充电电路连接，其特征在于，
该手机预充电电路还包括：
一限流充电电路及一第一电阻，该限流充电电路包括一第二电阻及一第一晶体管，所述第一晶体管的集电极与所述第二电阻的另一端相连，所述第一晶体管的射电极与所述电池的正极相连，所述第一晶体管的基电极通过第一电阻与所述电池的正极相连；
该正常充电电路包括一第二晶体管、及并联连接的一第三电阻与一第四电阻，所述第二晶体管的基电极与第一晶体管的集电极及第二电阻的一端相连，所述第二晶体管的集电极与所述第三电阻与第四电阻的一端相连，所述第二晶体管的射电极与所述电池的正极相连；所述第三电阻与第四电阻的另一端与所述限流充电电路及肖特基二极管的阴极连接；
在电池电压从零升高至一第一固定值时，第一晶体管导通而第二晶体管截止，使限流充电电路工作，在电池电压在第一固定值与第二固定值之间时，第一晶体管截止而第二晶体管导通，使正常充电电路工作，而在电池电压超过第二固定值时，第一晶体管第二晶体管均截止，使手机预充电电路停止预充电。
2.如权利要求1所述的手机预充电电路，其特征在于，所述第三电阻及第四电阻的阻值相同，第二电阻的阻值大于第三电阻及第四电阻的阻值。
3.如权利要求2所述的手机预充电电路，其特征在于，所述手机预充电电路还包括一稽纳二极管，所述稽纳二极管的阳极接地，阴极与所述第一晶体管的集电极、所述第二晶体管的基电极及所述第二电阻连接，所述稽纳二极管的箝位电压为4.3V，在充电过程中能起到过压保护功能。
4.如权利要求3所述的手机预充电电路，其特征在于，所述手机预充电电路还包括一第五电阻，第五电阻的一端与所述肖特基二极管的阴极、所述限流充电电路及所述正常充电电路相连，另一端通过第一电阻与电池的正极连接，第五电阻的电阻值较大，在充电过程中起到分压的作用。
5.如权利要求4所述的手机预充电电路，其特征在于，所述充电电压为5V，第一晶体管及第二晶体管的PN结导通电压为0.7V，工作在饱和状态时，第一晶体管及第二晶体管的集电极及射电极之间的电压Vce为0.2V，第一电阻的阻值为510欧姆，第二电阻的阻值为220欧姆，第三电阻及第四电阻的阻值为39欧姆，第五电阻的阻值为1500欧姆。
6.如权利要求5所述的手机预充电电路，其特征在于，所述电池电压VBATT小于第一固定值2.24V时，第一晶体管的基电极与射电极之间的电压Vbe1=[(5-VBATT)/(1500+510)]*510大于0.7V，第一晶体管导通并工作在饱和状态，从而使第二晶体管的基电极与射电极之间的电压Vbe2大为0.2V，第二晶体管处于截止状态，充电电流通过限流充电电路从充电器流到电池，且充电电流很小，起到限流功能；电池电压VBATT介于第一固定值2.24V~第二固定值3.6V之间时，第一晶体管截止，第二晶体管导通，充电电流通过正常充电电路从充电器流到电池；电池电压VBATT高于第二固定值3.6V时，过压保护电路把第二晶体管的基极电压稳定在4.3V，第二晶体管的基电极与射电极之间的电压Vbe2小于0.7V，第一晶体管和第二晶体管都处于截止状态，停止预充电。
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