CN104377783B - 一种充电控制电路和充电方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种充电控制电路，包括外接电源和设备电池，所述充电控制电路还包括侦测电路、控制单元、运动检测装置和充电芯片；所述控制单元连接所述运动检测装置并接收所述运动检测装置发送的设备使用状态信号；所述侦测电路接收所述控制单元生成的充电控制信号，并将所述充电控制信号传输至所述充电芯片，所述充电芯片连接所述设备电池。本发明还公开了一种充电方法。采用本发明所提供的充电控制电路和方法。设备使用时，充电控制电路可以自动禁止向设备电池充电，杜绝了设备电池发热膨胀对使用者带来的安全隐患。本发明成本低、结构简单，极大提高了设备的安全性和可靠性。

Description

一种充电控制电路和充电方法

技术领域

本发明涉及电子设备电源技术领域，尤其涉及一种充电控制电路和充电方法。

背景技术

便携式电子设备，如头戴3D显示器等，已逐渐成为如今人们竞相追捧的主流产品。头戴3D显示器集成超轻显示屏及重力运动检测装置，可以呈现不同角度的视角，带给用户身临其境的完美视觉体验。

便携式电子设备的体积和重量是衡量设备性能的关键指标之一。所以，现有技术中的便携式电子设备普遍会将设备电池及其它功能模块尽可能集成以缩小设备体积。但同时带来的矛盾是，用户使用设备的时长也在不断增加。很多使用者为了持续使用，经常会同时对设备进行充电。这很容易造成设备电池温度过热、降低电池和设备寿命，甚至导致设备电池膨胀变形，存在很大的安全隐患。

现有技术中的便携式电子设备没有设置相应的充电保护或控制功能，存在安全性差的缺陷。

发明内容

本发明提供一种充电控制电路和充电方法，通过运动检测装置侦测设备的使用状态，控制设备充电或禁止设备充电，确保使用安全。

本发明提供一种充电控制电路，包括外接电源和设备电池，所述充电控制电路还包括侦测电路、控制单元、运动检测装置和充电芯片，所述控制单元连接所述运动检测装置并接收所述运动检测装置生成的设备使用状态信号；所述侦测电路接收所述控制单元生成的充电控制信号，并将所述充电控制信号传输至所述充电芯片，所述充电芯片连接所述设备电池。

进一步的，所述充电控制电路还包括用于检测设备电池充电状态的检测单元, 所述检测单元将生成的充电状态信号发送至所述控制单元。

更进一步的，所述检测单元包括信号输出端和与外接电源匹配的接口，所述信号输出端连接所述控制单元。

优选的，所述接口为Micro USB接口。

更进一步的，所述Micro USB接口的Vcc引脚处设置有串联分压电阻。

为了准确获知设备的使用状态，所述运动检测装置优选为陀螺仪、具有陀螺仪的传感器或接近传感器。

进一步的，所述充电芯片的使能输入端连接有一电阻，所述电阻的另一极接地。

进一步的，所述充电芯片连接设备电池正极。

本发明还提供了一种充电方法，包括以下步骤：

S1: 侦测电路的检测单元检测是否有外接电源通过接口向设备电池充电并通过信号输出端向控制单元输出充电状态信号；

S2: 所述控制单元根据所述充电状态信号判断外部电源是否通过接口向设备电池充电；

S3: 若设备关机，外部电源通过充电芯片向设备电池充电；若设备开机，充电芯片处于禁止状态；如果外部电源同时通过接口向设备电池充电，控制单元即读取运动检测装置发送的设备使用状态信号；

S4: 若设备处于非使用状态，所述控制单元通过所述侦测电路向充电芯片输出激活信号并通过所述充电芯片向设备电池充电。

优选的，所述控制单元和所述运动检测装置之间采用SPI通信方式。

与现有技术相比，本发明的优点是，控制单元可以通过运动检测装置获得便携式电子设备的实时使用状态，并根据便携式电子设备的使用状态信号控制允许/禁止充电芯片对设备充电。采用此种方式，在使用便携式电子设备时，控制电路可以自动禁止向设备电池充电，杜绝了设备电池发热膨胀对使用者带来的安全隐患。本发明成本低，结构简单，极大提高了设备的安全性和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明充电控制电路的一种实施例的原理框图；

图2为图1中单片机的电路连接示意图；

图3为图1中检测单元的电路连接示意图；

图4为图1中充电芯片的电路连接示意图；

图5为图1中运动检测装置的电路连接示意图；

图6为本发明充电方法的一种实施例的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本实施例中所述的充电控制电路包括外接电源1和控制单元3。所述控制单元3可以采用一颗MCU实现，参见图2所示的单片机STM32F401VE系列。所述充电芯片5可以用一颗具有充放电功能的集成芯片实现，参见图4所示的充放电集成芯片BQ14295。相比传统的便携式电子设备充电电路，本实施例在充电控制电路中还设置有侦测电路2和运动检测装置4，参见图5，运动检测装置4可以用具有陀螺仪的九轴传感器实现。所述运动检测装置4与控制单元3相连接，并将采集到的设备使用状态信息转化成设备使用状态信号传输至控制单元3。控制单元3接收所述设备使用状态信号并生成充电控制信号，并通过侦测电路2传输至所述充电芯片5，所述充电芯片5接收所述充电控制信号，进而允许或禁止外接电源1向设备电池6充电。其中，侦测电路2、控制单元3、运动检测装置4、充电芯片5和设备电池6均设置在设备内部。

本实施例的侦测电路2包括一检测单元。所述检测单元用于检测是否有外接电源向设备电池充电。如图3所示，本实施例中的检测单元包括与外接电源匹配的Micro USB接口。正常使用时，Micro USB接口的D+和D-引脚悬空。接口的Vcc引脚处设置有串联的分压电阻R54和R57，分压电阻R54和R57之间引出信号输出端POWER_IN_DET, 所述信号输出端POWER_IN_DET连接控制单元3。所述信号输出端POWER_IN_DET的输出电压为5V×R57/（R54+R57）。通过设置分压电阻，将所述信号输出端POWER_IN_DET的输出电压降低至控制单元3的默认高电平范围，避免由于输入电压过高破坏单片机芯片的IO口。一旦有外接电源插入，所述信号输出端POWER_IN_DET即向控制单元3输出一个高电平信号。

如图4所示为本实施例中充电芯片5的接线图，其中CHARGE_EN为充电芯片5的使能输入端。充电芯片5连接设备电池正极BT+。所述充电芯片5的使能输入端通过侦测电路2与控制单元3相连接。作为侦测电路2的一部分，在充电芯片5的使能输入端处还连接有一电阻R4, 电阻R4的另一极接地。所述充电芯片5的使能输入端默认低电平有效。设备关机时，由于电阻R4的下拉作用，充电芯片5处于激活状态，一旦信号输入端向控制单元3输入高电平信号，外接电源即开始向设备电池充电。

设备开机时，控制单元3通过侦测电路2将充电芯片5的使能输入端CHARGE_EN置为高电平，充电功能关闭。此时，即使检测单元的信号输入端向控制单元3输入高电平信号，外接电源也无法向设备电池6充电。同时，控制单元3开始读取九轴传感器生成的设备使用状态信号。如果设备并未处于使用状态，控制单元3将通过侦测电路2将充电芯片5的使能输入端CHARGE_EN重新置为低电平，外接电源即开始向设备电池充电。

采用本实施例所提供的电控制电路，控制单元3可以通过运动检测装置九轴传感器获得便携式电子设备的实时使用状态，并根据便携式电子设备的使用状态信号通过侦测电路控制允许或禁止充电芯片对设备充电。采用此种方式，在使用设备时，控制电路可以自动禁止外接电源向设备电池充电，杜绝了电池发热膨胀对使用者带来的安全隐患。

基于本实施例的充电控制电路，本实施例同时提供了一种充电方法，如图6所示的流程图，所述充电方法包括以下步骤：

S1: 侦测电路的检测单元检测是否有外接电源通过接口向设备电池充电并通过信号输出端向控制单元输出充电状态信号；

S2: 所述控制单元根据所述充电状态信号判断外部电源是否通过接口向设备电池充电；

S3: 若设备关机，外部电源通过充电芯片向设备电池充电；若设备开机，充电芯片处于禁止状态；如果外部电源同时通过接口向设备充电，控制单元即读取运动检测装置发送的设备使用状态信号；

S4: 若设备处于非使用状态，所述控制单元通过所述侦测电路向充电芯片输出激活信号并通过所述充电芯片向设备电池充电。

其中，控制单元可以采用STM32F401VE系列的单片机实现，充电芯片可以采用充放电集成芯片BQ14295实现，运动检测装置为九轴传感器。九轴传感器和控制单元之间采用SPI通信方式通信。

本实施例中的充电方法，安全性高、可靠性好且成本低。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种充电控制电路，包括外接电源和设备电池，其特征在于，所述充电控制电路还包括侦测电路、控制单元、运动检测装置和充电芯片；

其中，所述控制单元连接所述运动检测装置并接收所述运动检测装置生成的设备使用状态信号；所述侦测电路接收所述控制单元生成的充电控制信号，并将所述充电控制信号传输至所述充电芯片，所述充电芯片连接所述设备电池；

所述侦测电路检测是否有外接电源向设备电池充电并向控制单元输出充电状态信号；

所述控制单元根据所述充电状态信号判断外部电源是否向设备电池充电；

若设备关机，外部电源通过充电芯片向设备电池充电；若设备开机，充电芯片处于禁止状态；如果外部电源同时通过接口向设备电池充电，所述控制单元即读取所述设备使用状态信号；

如果设备处于非使用状态，所述控制单元通过所述侦测电路向充电芯片输出充电控制信号并通过所述充电芯片向设备电池充电。

2.根据权利要求1所述的充电控制电路，其特征在于，所述侦测电路包括用于检测充电状态的检测单元, 所述检测单元将生成的充电状态信号发送至所述控制单元。

3.根据权利要求2所述的充电控制电路，其特征在于，所述检测单元包括信号输出端和与外接电源匹配的接口，所述信号输出端连接所述控制单元。

4.根据权利要求3所述的充电控制电路，其特征在于，所述接口为Micro USB接口。

5.根据权利要求4所述的充电控制电路，其特征在于，所述Micro USB接口的Vcc引脚处设置有串联分压电阻。

6.根据权利要求1-4任一项所述的充电控制电路，其特征在于，所述运动检测装置为陀螺仪、具有陀螺仪的传感器或接近传感器。

7.根据权利要求1所述的充电控制电路，其特征在于，所述充电芯片的使能输入端连接有一电阻，所述电阻的另一极接地。

8.根据权利要求1所述的充电控制电路，其特征在于，所述充电芯片连接所述设备电池正极。

9.一种充电方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1： 侦测电路的检测单元检测是否有外接电源通过接口向设备电池充电并通过信号输出端向控制单元输出充电状态信号；

S2： 所述控制单元根据所述充电状态信号判断外部电源是否通过接口向设备电池充电；

S3： 若设备关机，外部电源通过充电芯片向设备电池充电；若设备开机，充电芯片处于禁止状态；如果外部电源同时通过接口向设备电池充电，控制单元即读取运动检测装置发送的设备使用状态信号；

S4：若设备处于非使用状态，所述控制单元通过所述侦测电路向充电芯片输出激活信号并通过所述充电芯片向设备电池充电。

10.根据权利要求9所述的充电方法，其特征在于，所述控制单元和所述运动检测装置之间采用SPI通信方式。