CN104092268A - 一种移动终端的预充电电池电压的处理电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动终端的预充电电池电压的处理电路，串联在移动终端的电池和电源管理芯片之间，包括：预充电检测模块、电压放大模块和稳压模块，预充电检测模块的一端连接电池的正极，预充电检测模块的另一端依次通过电压放大模块和稳压模块连接电源管理芯片。本发明由预充电检测模块检测移动终端预充电时的电池电压信号，并判断所述电池电压信号是否小于预充电压，在电池电压信号小于预充电压时，由电压放大模块增大输出电压，使电池的预充电压增加；并且通过稳压模块稳定电压放大模块增大的输出电压输出给电源管理芯片，实现了无论是电池电压高低，在移动终端充电过程中，如果突然断电或是拔掉电源后再次充电时，还能继续给电池充电。

Description

一种移动终端的预充电电池电压的处理电路

技术领域

本发明涉及移动终端充电技术，特别涉及一种移动终端的预充电电池电压的处理电路。

背景技术

随着智能手机的发展，为了在手机充电时实现快速充电的目的，目前一般将手机的预充电电流由原来的200mA增加到现在的1000mA左右。在设计时，需要在手机的恒流充电阶段完成手机预充电阶段的充电。但这样会出来一个问题：当手机在预充电时，如果突然断电或是拔掉电源后手机再次充电时，会不充电。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种移动终端的预充电电池电压的处理电路，能在移动终端充电过程中突然断电或是拔掉电源后再次充电时，继续给电池充电。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种移动终端的预充电电池电压的处理电路，串联在移动终端的电池和电源管理芯片之间，其包括：

预充电检测模块，用于检测移动终端预充电时的电池电压信号，并判断所述电池电压信号是否小于预充电压；

电压放大模块，用于在预充电检测模块检测电池电压信号小于预充电压时，增大输出电压，使电池的预充电压增加；

稳压模块，用于稳定电压放大模块增大的输出电压，并输出给电源管理芯片；

所述预充电检测模块的一端连接电池的正极，预充电检测模块的另一端依次通过电压放大模块和稳压模块连接电源管理芯片。

所述的移动终端的预充电电池电压的处理电路中，所述预充电检测模块包括滤波单元和检测单元；所述滤波单元的一端连接电池的正极和检测单元的第一输入端，滤波单元的另一端连接检测单元的第二输入端，检测单元的输出端连接电压放大模块。

所述的移动终端的预充电电池电压的处理电路中，所述电压放大模块包括第一开关单元、比较单元和充电放大单元；所述第一开关单元的第一端连接检测单元的输出端，第一开关单元的第二端连接电池的正极，第一开关单元的第三端连接比较单元的输入端，所述比较单元的输出端通过充电放大单元连接所述稳压模块。

所述的移动终端的预充电电池电压的处理电路中，所述稳压模块包括比较放大单元、第二开关单元和第三开关单元；所述充电放大单元的输出端连接第二开关单元的第一端和比较放大单元的第一输入端，第二开关单元的第二端连接比较放大单元的第二输入端和电源管理芯片，第二开关单元的第三端通过第三开关单元连接比较放大单元的输出端。

所述的移动终端的预充电电池电压的处理电路中，所述检测单元包括：第一比较器、第一电阻、第二电阻和第三电阻；所述第一比较器的同相输入端通过第一电阻连接VDD供电端、也通过第二电阻接地，还通过第三电阻连接第一比较器的输出端，所述第一比较器的反相输入端连接电池的正极。

所述的移动终端的预充电电池电压的处理电路中，所述检测单元还包括第四电阻和第五电阻；所述第四电阻的一端连接第一比较器的输出端，第四电阻的另一端连接所述VDD供电端；所述第五电阻的一端连接第一比较器的输出端，第五电阻的另一端接地。

所述的移动终端的预充电电池电压的处理电路中，所述滤波单元包括第一电容，所述第一电容的一端连接第一比较器的反相输入端，第一电容的另一端连接第一比较器的同相输入端。

所述的移动终端的预充电电池电压的处理电路中，所述第一开关单元包括第一MOS管，比较单元包括第二比较器、第二电容、第三电容和第六电阻，所述充电放大单元包括第四电容；所述第一MOS管的漏极连接电池的正极和第一比较器的反相输入端，所述第一MOS管的栅极连接第一比较器的输出端，第一MOS管的源极连接第二比较器的反相输入端、还通过第二电容接地；所述第二比较器的同相输入端连接方波信号输出端、也通过第三电容接地、还通过第六电阻连接第二比较器的输出端，所述第二比较器的输出端通过所述第四电容连接第二开关单元的第一端和比较放大单元的第一输入端。

所述的移动终端的预充电电池电压的处理电路中，所述比较单元还包括第一二极管和第二二极管；所述第一二极管的正极连接第一MOS管的源极和第二比较器的反相输入端，所述第一二极管的负极连接第四电容的一端和第二二极管的正极，所述第二二极管的负极连接所述第二开关单元的第一端和比较放大单元的第一输入端。

所述的移动终端的预充电电池电压的处理电路中，第二开关单元包括第二MOS管，第三开关单元包括三极管和第七电阻，所述比较放大单元包括比较放大器、第八电阻、第九电阻和稳压二极管；所述第二MOS管的源极连接第二二极管的负极，所述第二MOS管的漏极连接电源管理芯片、还通过第八电阻连接比较放大器的同相输入端，所述MOS管的栅极连接三极管的集电极；所述三极管的集电极还通过第七电阻连接第二二极管的负极和第二MOS管的源极，所述三极管的基极连接比较放大器的输出端，三极管的发射极接地；所述比较放大器的同相输入端还通过第九电阻接地，所述比较放大器的反相输入端连接所述稳压二极管的负极，稳压二极管的正极接地。

相较于现有技术，本发明提供的移动终端的预充电电池电压的处理电路，由预充电检测模块检测移动终端预充电时的电池电压信号，并判断所述电池电压信号是否小于预充电压，在电池电压信号小于预充电压时，由电压放大模块增大输出电压，使电池的预充电压增加；并且通过稳压模块稳定电压放大模块增大的输出电压输出给电源管理芯片，实现了无论是电池电压高低，在移动终端充电过程中，如果突然断电或是拔掉电源后再次充电时，还能继续给电池充电。

附图说明

图1为本发明移动终端的预充电电池电压的处理电路的结构框图。

图2为本发明移动终端的预充电电池电压的处理电路的电路图。

具体实施方式

本发明提供一种移动终端的预充电电池电压的处理电路，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供的移动终端的预充电电池电压的处理电路，用于在移动终端的预充电断电再次充电时，使移动终端继续充电。请参阅图1，所述的处理电路串联在移动终端的电池Battery和电源管理芯片U1之间，其包括预充电检测模块10、电压放大模块20和稳压模块30。

所述电池Battery包括正极P+、负极P-、识别脚ID和温度检测脚TH，所述预充电检测模块10的一端连接电池Battery的正极P+，预充电检测模块10的另一端依次通过电压放大模块20和稳压模块30连接电源管理芯片U1。

其中，所述预充电检测模块10用于检测移动终端预充电时的电池电压信号，并判断所述电池电压信号是否小于预充电压。所述电压放大模块20用于在预充电检测模块10检测电池电压信号小于预充电压时，增大输出电压，使电池Battery的预充电压增加。所述稳压模块30用于稳定电压放大模块20增大的输出电压，并输出给电源管理芯片U1。

具体实施时，所述预充电检测模块10包括滤波单元101和检测单元102；所述滤波单元101的一端连接电池Battery的正极P+和检测单元102的第一输入端，滤波单元101的另一端连接检测单元102的第二输入端，由该滤波单元101对电池Battery输出的电池电压信号进行滤波处理后输入检测单元102中。所述检测单元102的输出端连接电压放大模块20，通过检测单元102判断池电压信号是否小于预充电压，并反馈判断结果给电压放大模块20。

所述电压放大模块20包括第一开关单元201、比较单元202和充电放大单元203；所述第一开关单元201的第一端连接检测单元102的输出端，第一开关单元201的第二端连接电池Battery的正极，第一开关单元201的第三端连接比较单元202的输入端，所述开关单元在检测单元102判断电池电压信号小于预充电压时开启使电池电压信号进入比较单元202中，所述比较单元202的输出端通过充电放大单元203连接所述稳压模块30，用于在电池电压信号小于预充电压时使充电放大单元203放大比较单元202输出的电压。

所述稳压模块30包括比较放大单元301、第二开关单元302和第三开关单元303；所述充电放大单元203的输出端连接第二开关单元302的第一端和比较放大单元301的第一输入端，第二开关单元302的第二端连接比较放大单元301的第二输入端和电源管理芯片U1，第二开关单元302的第三端通过第三开关单元303连接比较放大单元301的输出端。

请一并参阅图2，在所述检测单元102中，所述检测单元102包括：第一比较器COMP1、第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3；所述第一比较器COMP1的同相输入端通过第一电阻R1连接VDD供电端、也通过第二电阻R2接地，还通过第三电阻R3连接第一比较器COMP1的输出端，所述第一比较器COMP1的反相输入端连接电池Battery的正极。

本实施例中，所述第一电阻R1和第二电阻R2构成分压电路，其中，第一电阻R1的阻值为109MΩ，第二电阻R2的阻值为254.5MΩ，所述VDD供电端为5V，由分压电路分压后提供3.5V的电压信号Vref给第一比较器COMP1的同相输入端作为参考电压信号，所述电池Battery在预充电时，其电压一般为3.2-3.4V。所述第三电阻R3为正反馈电阻，防止干扰信号对预充电检测模块10的影响。

进一步的，所述检测单元102还包括第四电阻R4和第五电阻R5；所述第四电阻R4的一端连接第一比较器COMP1的输出端，第四电阻R4的另一端连接所述VDD供电端；所述第五电阻R5的一端连接第一比较器COMP1的输出端，第五电阻R5的另一端接地。其中，所述第四电阻R4为上拉电阻，第五电阻R5为下拉电阻。

请继续参阅图2，所述滤波单元101包括第一电容C1，所述第一电容C1的一端连接第一比较器COMP1的反相输入端，第一电容C1的另一端连接第一比较器COMP1的同相输入端。当发生外部干扰信号或是电压信号突变时，所述第一电容C1可以对瞬间变化的电压信号进行滤波，防止第一比较器COMP1误判。

在检测单元102中，若第一比较器COMP1输出低电平，表示移动终端在预充电，电池电压已经高于3.5V，此时如果突然断电或者拔掉充电数据线后再插上电源充电，此时能正常充电。若第一比较器COMP1输出高电平，则说明第一比较器COMP1参考端的电压信号大于电池Battery正极P+输入第一比较器COMP1的电压信号，如果在此时突然断电或者拔掉电源，再插上电源充电的话，移动终端将不能充电，此时需要通过电压放大模块20解决这一问题。

请继续参阅图1和图2，所述第一开关单元201包括第一MOS管Q1，比较单元202包括第二比较器COMP2、第二电容C2、第三电容C3和第六电阻R6，所述充电放大单元203包括第四电容C4。其中，所述第一MOS管Q1为N MOS管，在第一比较器COMP1输出高电平时第一MOS管Q1导通、输出低电平时第一MOS管Q1截止。所述第二电容C2和第三电容C3均为滤波电容，第四电容C4为充电电容，其充电状态由第二比较器COMP2输出的高低平信号控制。所述第六电阻R6为正反馈电阻。

所述第一MOS管Q1的漏极连接电池Battery的正极和第一比较器COMP1的反相输入端，所述第一MOS管Q1的栅极连接第一比较器COMP1的输出端，第一MOS管Q1的源极连接第二比较器COMP2的反相输入端、还通过第二电容C2接地；所述第二比较器COMP2的同相输入端连接方波信号输出端、也通过第三电容C3接地、还通过第六电阻R6连接第二比较器COMP2的输出端，所述第二比较器COMP2的输出端通过所述第四电容C4连接第二开关单元302的第一端和比较放大单元301的第一输入端。

在比较单元202中，第一MOS管Q1导通时电池输出的电池电压信号经第二电容C2滤波后，输入第二比较器COMP2的反相输入端，方波信号输出端输出的方波信号TRIG包括高、低电平两种状态，通过该方波信号TRIG控制第二比较器COMP2的输出。

当方波信号TRIG为高电平时，第二比较器COMP2输出高电平信号，该高电平信号给第四电容C4充电，增大比较单元202输出的电压，使电池Battery的预充电压增加，如果此时突然断电或者拔掉电源后再插上电源充电，移动终端能正常充电。

当方波信号TRIG为低电平时，第二比较器COMP2输出低电平信号，该低电平信号不能给第四电容C4充电，则比较单元202输出的电压信号不变。如果此时突然断电或者拔掉电源后再插上电源充电，移动终端不能充电。

进一步的，为了防止电流倒灌，所述比较单元202还包括第一二极管D1和第二二极管D2；所述第一二极管D1的正极连接第一MOS管Q1的源极和第二比较器COMP2的反相输入端，所述第一二极管D1的负极连接第四电容C4的一端和第二二极管D2的正极，所述第二二极管D2的负极连接所述第二开关单元302的第一端和比较放大单元301的第一输入端。

更进一步地，在所述第二比较器COMP2的输出端还设置起滤波作用的第五电容C5，该第五电容C5的一端连接第二二极管D2的负极、第二开关单元302的第一端和比较放大单元301的第一输入端，该第五电容C5的另一端接地。

请再次参阅图1和图2，第二开关单元302包括第二MOS管Q2，第三开关单元303包括三极管Q3和第七电阻R7，所述比较放大单元301包括比较放大器AMP、第八电阻R8、第九电阻R9和稳压二极管D3。所述第二MOS管Q2为P MOS管，当其栅极为低电平时导通，所述三极管Q3为PNP三极管，当其基极为低电平时导通。所述第八电阻R8、第九电阻R9构成分压电路，为比较放大单元301的同相输入端提供电压信号。第七电阻R7为上拉电阻，为三极管Q3的集电极提供高电平，稳压二极管D3用于稳定比较放大器AMP的反相输入端的参考电压。 

所述第二MOS管Q2的源极连接第二二极管D2的负极，所述第二MOS管Q2的漏极连接电源管理芯片U1、还通过第八电阻R8连接比较放大器AMP的同相输入端，所述MOS管的栅极连接三极管Q3的集电极；所述三极管Q3的集电极还通过第七电阻R7连接第二二极管D2的负极和第二MOS管Q2的源极，所述三极管Q3的基极连接比较放大器AMP的输出端，三极管Q3的发射极接地；所述比较放大器AMP的同相输入端还通过第九电阻R9接地，所述比较放大器AMP的反相输入端连接所述稳压二极管D3的负极，稳压二极管D3的正极接地。

比较单元202输出的增大电压信号输入比较放大器AMP的反相输入端作为参考电压信号，比较放大单元301的同相输入端的电压由第八电阻R8和第九电阻R9分压提供。上电时，比较放大器AMP的反相输入端的电压大于其同相输入端的电压，使比较放大器AMP输出低电平，使三极管Q3导通、则第二MOS管Q2导通。当第二MOS管Q2导通时，电池电压信号经第二MOS管Q2进入电源管理芯片U1。

当输出的电池电压信号过大时，则比较放大器AMP的同相输入端的电压信号大于其反相输入端的电压信号，则比较放大器AMP输出高电平信号，由于三极管Q3为PNP三极管，在比较放大器AMP输出高电平信号PNP三极管的驱动电流降低，其压降增加，三极管趋于截止的状态，根据PNP三极管的特性，此时，三极管Q3的驱动电流减小，则第二MOS管Q2的压降增大，由于输出的总的压降不变，则输入到电源管理芯片U1的电压降低。

同理，当输出的电池电压信号降低时，则比较放大器AMP的反相输入端的电压信号大于其同相输入端的电压信号，则比较放大器AMP输出低电平信号，此时三极管Q3的驱动电流增大，其压降减小，第二MOS管Q2的压降减小，则输入电源管理芯片U1的电压增大。

这样稳压模块30就控制了电压放大模块输出的电池电压信号稳定地输入到电源管理芯片U1的充电脚USB_IN。由于PNP三极管的基极驱动电流会产生功耗，在该稳压模块30中使用P MOS管能有效地降低这种无用的功耗。由于P MOS管不需要电流驱动，则能降低驱动电流产生的功耗。

应当说明的时，本发明的预充电检测模块10、电压放大模块20和稳压模块30的具体电路结构还不限于此，譬如，第一MOS管可采用NPN三极管取代、也可以采用PMOS和反相器组成的电路取代；第二MOS管可采用PNP三极管取代、也可以采用NMOS管和反相器组成的电路取代；比较器的同相输入端和反相输入端的接线还可以对调，输出端再增加一个反相器等等，只要能实现相应的功能即可，此处不穷举实施例。

综上所述，本发明提供的移动终端的预充电电池电压的处理电路，由预充电检测模块检测移动终端预充电时的电池电压信号，并判断所述电池电压信号是否小于预充电压，在电池电压信号小于预充电压时，由电压放大模块增大输出电压，使电池的预充电压增加；并且通过稳压模块稳定电压放大模块增大的输出电压输出给电源管理芯片，实现了无论是电池电压高低，在移动终端充电过程中，如果突然断电或是拔掉电源后再次充电时，还能继续给电池充电。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种移动终端的预充电电池电压的处理电路，串联在移动终端的电池和电源管理芯片之间，其特征在于，包括：

预充电检测模块，用于检测移动终端预充电时的电池电压信号，并判断所述电池电压信号是否小于预充电压；

电压放大模块，用于在预充电检测模块检测电池电压信号小于预充电压时，增大输出电压，使电池的预充电压增加；

稳压模块，用于稳定电压放大模块增大的输出电压，并输出给电源管理芯片；

所述预充电检测模块的一端连接电池的正极，预充电检测模块的另一端依次通过电压放大模块和稳压模块连接电源管理芯片。

2.根据权利要求1所述的移动终端的预充电电池电压的处理电路，其特征在于，所述预充电检测模块包括滤波单元和检测单元；所述滤波单元的一端连接电池的正极和检测单元的第一输入端，滤波单元的另一端连接检测单元的第二输入端，检测单元的输出端连接电压放大模块。

3.根据权利要求2所述的移动终端的预充电电池电压的处理电路，其特征在于，所述电压放大模块包括第一开关单元、比较单元和充电放大单元；所述第一开关单元的第一端连接检测单元的输出端，第一开关单元的第二端连接电池的正极，第一开关单元的第三端连接比较单元的输入端，所述比较单元的输出端通过充电放大单元连接所述稳压模块。

4.根据权利要求3所述的移动终端的预充电电池电压的处理电路，其特征在于，所述稳压模块包括比较放大单元、第二开关单元和第三开关单元；所述充电放大单元的输出端连接第二开关单元的第一端和比较放大单元的第一输入端，第二开关单元的第二端连接比较放大单元的第二输入端和电源管理芯片，第二开关单元的第三端通过第三开关单元连接比较放大单元的输出端。

5.根据权利要求4所述的移动终端的预充电电池电压的处理电路，其特征在于，所述检测单元包括：第一比较器、第一电阻、第二电阻和第三电阻；所述第一比较器的同相输入端通过第一电阻连接VDD供电端、也通过第二电阻接地，还通过第三电阻连接第一比较器的输出端，所述第一比较器的反相输入端连接电池的正极。

6.根据权利要求5所述的移动终端的预充电电池电压的处理电路，其特征在于，所述检测单元还包括第四电阻和第五电阻；所述第四电阻的一端连接第一比较器的输出端，第四电阻的另一端连接所述VDD供电端；所述第五电阻的一端连接第一比较器的输出端，第五电阻的另一端接地。

7.根据权利要求5所述的移动终端的预充电电池电压的处理电路，其特征在于，所述滤波单元包括第一电容，所述第一电容的一端连接第一比较器的反相输入端，第一电容的另一端连接第一比较器的同相输入端。

8.根据权利要求5所述的移动终端的预充电电池电压的处理电路，其特征在于，所述第一开关单元包括第一MOS管，比较单元包括第二比较器、第二电容、第三电容和第六电阻，所述充电放大单元包括第四电容；所述第一MOS管的漏极连接电池的正极和第一比较器的反相输入端，所述第一MOS管的栅极连接第一比较器的输出端，第一MOS管的源极连接第二比较器的反相输入端、还通过第二电容接地；所述第二比较器的同相输入端连接方波信号输出端、也通过第三电容接地、还通过第六电阻连接第二比较器的输出端，所述第二比较器的输出端通过所述第四电容连接第二开关单元的第一端和比较放大单元的第一输入端。

9.根据权利要求8所述的移动终端的预充电电池电压的处理电路，其特征在于，所述比较单元还包括第一二极管和第二二极管；所述第一二极管的正极连接第一MOS管的源极和第二比较器的反相输入端，所述第一二极管的负极连接第四电容的一端和第二二极管的正极，所述第二二极管的负极连接所述第二开关单元的第一端和比较放大单元的第一输入端。

10.根据权利要求9所述的移动终端的预充电电池电压的处理电路，其特征在于，第二开关单元包括第二MOS管，第三开关单元包括三极管和第七电阻，所述比较放大单元包括比较放大器、第八电阻、第九电阻和稳压二极管；所述第二MOS管的源极连接第二二极管的负极，所述第二MOS管的漏极连接电源管理芯片、还通过第八电阻连接比较放大器的同相输入端，所述MOS管的栅极连接三极管的集电极；所述三极管的集电极还通过第七电阻连接第二二极管的负极和第二MOS管的源极，所述三极管的基极连接比较放大器的输出端，三极管的发射极接地；所述比较放大器的同相输入端还通过第九电阻接地，所述比较放大器的反相输入端连接所述稳压二极管的负极，稳压二极管的正极接地。