CN104467055A - 一种电源保护装置 - Google Patents

一种电源保护装置 Download PDF

Info

Publication number
CN104467055A
CN104467055A CN201310440121.3A CN201310440121A CN104467055A CN 104467055 A CN104467055 A CN 104467055A CN 201310440121 A CN201310440121 A CN 201310440121A CN 104467055 A CN104467055 A CN 104467055A
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
charging
power supply
charge
charge path
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201310440121.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104467055B (zh
Inventor
宁金星
曲廷
梁超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZTE Corp
Original Assignee
ZTE Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZTE Corp filed Critical ZTE Corp
Priority to CN201310440121.3A priority Critical patent/CN104467055B/zh
Priority to PCT/CN2014/077965 priority patent/WO2014180380A1/zh
Publication of CN104467055A publication Critical patent/CN104467055A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104467055B publication Critical patent/CN104467055B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/0034—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using reverse polarity correcting or protecting circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/10—Parallel operation of dc sources
    • H02J1/108—Parallel operation of dc sources using diodes blocking reverse current flow
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/40—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries adapted for charging from various sources, e.g. AC, DC or multivoltage

Abstract

一种电源保护装置，连接于各充电电源和充电电路之间的两个或两个以上隔离电路，用于防止各路充电电源反接；以及，连接于充电源和隔离电路之间的控制电路，用于在两路或两路以上充电路径同时接入充电时，关断充电路径使得仅有一路充电路径进行充电。本发明通过连接于充电源和充电电路的隔离电路对每一充电路径进行隔离保护，在多于一路充电路径时，通过控制电路进行判断选择，只保留一路充电路径，使充电电路得到保护。

Description

一种电源保护装置
技术领域
本发明涉及电子电路设计领域，尤指一种电源保护装置。
背景技术
随着移动设备的广泛应用，人们对其可靠性和安全性提出了更高的要求。目前，大量的移动设备都采用出厂配置的座充充电。图1为现有的采用座充进行充电的示意图，其中电阻R1为线路阻抗，如图1所示，终端需要充电时，用户将适配器插到座充上，再将终端放置于座充上以连接充电电路并进行充电。
随着终端充电路径的增加，例如无线充电方式的不断普及，终端的充电路径也将不断增加。两种充电路径或多种充电路径同时存在的情况越来越普遍。
图2为现有的采用两种充电路径进行充电的示意图，其中，电阻R1和电阻R2分别为线路阻抗，当使用座充对终端充电时，如果用户将连接PC机的数据线通过终端的USB接口与终端连接，由于USB接口和适配器给座充提供的输出电压范围都是4.75～5.25V，因此，两个充电路径会同时给终端充电。此时，终端的充电总电流为两路电流之和。但是，在两种充电路径同时向终端进行充电时，两种充电源之间可能出现电流倒灌现象，而这种电流倒灌现象会损坏PC机或者适配器，甚至烧坏PC机或者适配器。
图3为现有防倒灌电流的电路示意图，如图3所示，在每一条充电路径上分别添加一个二极管D1和二极管D2，用于防止电流倒灌现象的发生。但是，图3所示的方法在充电电流较大时，二极管的正向导通电压将增大，造成充电电路电压降低，从而不能满足终端充电要求，无法进行充电。
通过以上描述不难发现，移动设备在两路或多路充电路径下，现有方法不能保证充电过程的安全性。
发明内容
为了解决上述技术问题本发明提供一种电源保护装置，在多路充电路径下，能够保证终端充电的安全性，同时提高充电效率。
为了达到本发明的目的，本发明公开了一种电源保护装置，至少包括：
连接于各充电电源和充电电路之间的两个或两个以上隔离电路，用于防止各路充电电源反接；以及，
连接于充电源和隔离电路之间的控制电路，用于在两路或两路以上充电路径同时接入充电时，关断充电路径使得仅有一路充电路径进行充电。
进一步地，所述隔离电路为P沟道场效应管PMOS和N沟道场效应管NMOS组成的模拟电路；或者，带控制端的数字开关。
进一步地，所述控制电路为由NMOS和二极管构成的模拟电路；或者，逻辑控制开关。
进一步地，还包括连接于隔离电路和控制电路之间的滤波电路，用于对给隔离电路的NMOS的工作电压进行滤波。
进一步地，还包括控制显示电路，用于在两路或两路以上充电路径同时充电时，显示各充电路径的工作状态；
所述控制显示电路具体用于，按照显示的各充电路径的工作状态，关断充电路径使得仅有一路充电路径进行充电。
进一步地，所述控制电路具体用于，在两路或两路以上充电路径同时接入充电时，优先选择具有数据传输功能的一路充电路径进行充电。
本申请技术方案提供的电源保护装置，包括：连接于各充电电源和充电电路之间的两个或两个以上隔离电路，用于防止各路充电电源反接；连接于充电源和隔离电路之间的控制电路，用于在两路或两路以上充电路径同时接入充电时，关断充电路径使得仅有一路充电路径进行充电。本发明通过连接于充电源和充电电路的隔离电路对每一充电路径进行隔离保护，在多于一路充电路径时，通过控制电路进行判断选择，只保留一路充电路径，使充电电路得到保护。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为现有的采用座充进行充电的示意图；
图2为现有的采用两种充电路径进行充电的示意图；
图3为现有防电流倒灌电路示意图；
图4为本发明电源保护装置的示意图；
图5为本发明电源保护装置的第一实施例的电路连接示意图；
图6为本发明电源保护装置的第二实施例的电路连接示意图。
具体实施方式
图4为本发明电源保护装置的示意图，如图4所示，至少包括：
两个或两个以上隔离电路，连接于各充电电源和充电电路之间，用于防止各路充电电源反接；
控制电路，连接于充电源和隔离电路之间，用于在两路或两路以上充电路径同时接入充电时，关断充电路径使得仅有一路充电路径进行充电。
其中，隔离电路可以是由P沟道场效应管（PMOS）和N沟道场效应管（NMOS）组成的模拟电路，或者两者结合在一起形成的一个独立封装的电子元件，当只有一路充电路径时，通过NMOS使PMOS单向完全导通，使隔离电路具有单向导通，反向不导通的隔离效果；
隔离电路还可以由带控制端的数字开关来实现，通过对数字开关的控制端的控制使得数字开关接通或断开。比如，当只有一路充电路径时，充电电源给控制端提供高电平，使得充电路径完全导通，从而实现开关导通进行充电。
控制电路，如果由模拟电路实现的话可以由每一个充电路径都包含一组由NMOS和二极管构成的模拟电路实现，通过NMOS和二极管反装来拉低隔离电路中NMOS漏极电平，实现通过PMOS内部二极管进行充电；
控制电路还可以为逻辑控制开关来实现，通过逻辑控制开关连接多个充电路径，当多于一路充电路径在对充电电路进行提供充电时，通过逻辑控制开关，可以实现当多充电路径接入时，只为其中一路充电路径的隔离电路提供高电平，也就是说，此时只有一路充电路径是导通的，其他充电路径为关断状态。
通过模拟电路来实现电源保护装置，包含隔离电路和控制电路，就可以实现两个或多个充电路径通过PMOS内部二极管进行同时充电，而不会出现电流倒灌的安全问题。
本发明电源保护装置通过模拟电路设计实现时，还进一步包括控制显示电路，用于在两路或两路以上充电路径同时充电时，显示各充电路径的工作状态，从而实现充电控制。具体地，控制显示电路通过测量隔离电路栅极电压来进行判断显示，当栅极电压显示低于充电电路所需电压时，此时隔离电路NMOS为切断状态，如果多路充电路径的隔离电路都处于切断状态，则表明有多路充电路径正在同时给充电电路提供电源，此时，如果是模拟电路在进行充电，则依靠PMOS的内部二极管为充电电路提供电源，其工作效率将下降。因此通过控制显示电路的提醒来进行人为切断多余电路操作，利用完全导通的一路充电路径进行充电，可以提高充电效率。
本发明在采用模拟电子方式进行隔离电路和模拟控制电路设计时，还包括滤波电路，连接于隔离电路和控制电路之间，对给隔离电路NMOS提供电压进行滤波，从而避免了隔离电路中NMOS栅极的工作电压波动过大对电源保护电路造成损坏。
本发明控制电路还用于，当同时接入多种充电路径时，优先选择具有数据通信功能的充电路径作为导通的充电路径，其中具有数据通信功能的充电路径是指由USB、RS232/485等数据连接的充电路径。
另外在数字电路设计中，隔离电路的控制管脚端包含一个数值为100～470千欧的电阻，用于限制电流波动。在模拟电路设计中，PMOS的栅极和漏极，包含一个一个数值为100～470千欧的电阻，用于限制电流波动。
下面结合实际电路对本发明电源保护装置的具体实现进行详细描述。需要说明的是，只要是根据本发明图4所示的电源保护装置的技术构思，本领域技术人员是可以采用很多种具体电路来实现的，本发明强调的是，在两路或两路以上充电路径同时接入充电时，关断充电路径使得仅有一路充电路径进行充电，从而达到保证终端充电安全性的目的。因此，以下具体电路并不用于限定本发明的保护范围。
图5为本发明电源保护装置的第一实施例的电路连接示意图，如图5所示，其中电阻R1和电阻R2为线路阻抗。
当只接入充电电源1一路充电路径时，只有隔离电路在对电路进行保护，此时电路工作过程为，充电电源1分为两路进行工作，一路沿着分压电阻R3、R4实现分压，此时通过分压电阻R4电压按照：UGPIO1=U充电电源1×R4/(R3+R4)可以实现NMOS3的导通，其中，U充电源1为充电源电压，UGPIO1为充电电路所需电压；同时另一路电源通过PMOS1从源极开始流向漏极，由于NMOS3导通，使PMOS1和NMOS3A同时工作，PMOS1完全导通，此时充电电路路径损耗很小，效率高。但是，由于PMOS1和NMOS3同时工作会产生一个由PMOS1到NMOS3的导通电流，因此，在PMOS1的栅极和漏极并联一个100～470千欧的抑制电阻R6。
当同时接入多个充电源时，如图5所示，结合假设两个充电路径会同时接入，此时隔离电路由于受到控制电路的影响，NMOS3和NMOS4同时因为控制电路而关断，此时隔离电路中PMOS1和PMOS2的内部电阻起到同时为充电电路提供充电电源的作用，此时，虽然不会产生倒灌电路，但是PMOS1和PMOS2工作效率将产生一定的损耗和影响充电效率。
通过电阻R4和R5之间的通用输入输出接口1电压值（GPIO1），R7和R8之间的GPIO2值，可以从数值上看出都处于低电平状态，因此可以判断出此时充电路径上有两个充电路径正在同时给充电电路提供充电电源，因此需要通过控制电路关断其中一路充电路径，避免长时间充电损耗和充电效率较低的问题。
如图5所示，还包括一个RC滤波电路，用于在充电源通过隔离电路时，为隔离电路提供稳定充电电源，使充电电路工作状态稳定。
图6为本发明电源保护装置的第二实施例的电路连接示意图，如图6所示电路，其中R1和R2为线路阻抗。
当只有充电电源1接入时，通过隔离电路1可以实现充电源到充电电路之间，在经过隔离电路中控制端的数字开关时，只有是正确连接的充电电源1才可以给控制管脚提供EN为高电平的信号，促使隔离电路1导通，使充电电路正常工作。
在给隔离电路提供高电平信号前经过了一个电阻R11，作用是使给隔离电路提供的工作电平信号稳定，不会对隔离电路造成损坏，R12的作用同理。
在接入两路充电源时，通过充电源1和充电源2之间连接的控制电路，在控制电路的逻辑控制开关，只为其中一路充电路径的隔离电路提供高电平信号，也就是说，当隔离电路1获得高电平信号时，隔离电路2只能得到低电平信号。反之，当隔离电路2获得高电平信号时，隔离电路1只能得到低电平信号，通过逻辑控制开关，可以实现，只有一路充电路径是导通的，其他的充电路径受逻辑控制开关的影响，将处于断开状态。
另外当接入多于一路充电路径时，通过控制电路可以优先选择具有数据通信功能的充电路径，如USB、RS232/485等充电路径。
通过图6提供的具体实施例，可以有效的反之电源反插，多充电路径接入时，电流倒灌对设备造成损坏的问题。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。上述实施例中，如果充电路径增加，只需要增加相应的电路即可以实现拓展。本申请不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
以上所述，仅为本发明的较佳实例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电源保护装置，其特征在于，至少包括：
连接于各充电电源和充电电路之间的两个或两个以上隔离电路，用于防止各路充电电源反接；以及，
连接于充电源和隔离电路之间的控制电路，用于在两路或两路以上充电路径同时接入充电时，关断充电路径使得仅有一路充电路径进行充电。
2.根据权利要求1所述的电源保护装置，其特征在于，所述隔离电路为P沟道场效应管PMOS和N沟道场效应管NMOS组成的模拟电路；或者，带控制端的数字开关。
3.根据权利要求1所述的电源保护装置，其特征在于，所述控制电路为由NMOS和二极管构成的模拟电路；或者，逻辑控制开关。
4.根据权利要求2所述电源保护装置，其特征在于，还包括连接于隔离电路和控制电路之间的滤波电路，用于对给隔离电路的NMOS的工作电压进行滤波。
5.根据权利要求1～4任一项所述的电源保护装置，其特征在于，还包括控制显示电路，用于在两路或两路以上充电路径同时充电时，显示各充电路径的工作状态；
所述控制显示电路具体用于，按照显示的各充电路径的工作状态，关断充电路径使得仅有一路充电路径进行充电。
6.根据权利要求1所述电源保护装置，其特征在于，所述控制电路具体用于，在两路或两路以上充电路径同时接入充电时，优先选择具有数据传输功能的一路充电路径进行充电。
CN201310440121.3A 2013-09-24 2013-09-24 一种电源保护装置 Active CN104467055B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310440121.3A CN104467055B (zh) 2013-09-24 2013-09-24 一种电源保护装置
PCT/CN2014/077965 WO2014180380A1 (zh) 2013-09-24 2014-05-21 一种电源保护装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310440121.3A CN104467055B (zh) 2013-09-24 2013-09-24 一种电源保护装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104467055A true CN104467055A (zh) 2015-03-25
CN104467055B CN104467055B (zh) 2019-07-05

Family

ID=51866761

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310440121.3A Active CN104467055B (zh) 2013-09-24 2013-09-24 一种电源保护装置

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN104467055B (zh)
WO (1) WO2014180380A1 (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105762891A (zh) * 2016-04-28 2016-07-13 行科技有限责任公司 一种智能移动终端的充电电路及其方法
CN105873280A (zh) * 2016-05-20 2016-08-17 上海顿格电子贸易有限公司 一种灯具切换点亮的系统及方法
CN106100014A (zh) * 2016-06-08 2016-11-09 北京疯景科技有限公司 一种充电电路及充电方法
CN106786887A (zh) * 2016-12-23 2017-05-31 捷开通讯(深圳)有限公司 一种充电控制系统
CN107221969A (zh) * 2016-03-22 2017-09-29 英特希尔美国公司 在一系统中的多充电器组态
CN109177732A (zh) * 2018-08-28 2019-01-11 湖南金杯新能源发展有限公司 电动车辆电池管理系统的电源控制电路

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4672241A (en) * 1985-05-29 1987-06-09 Advanced Micro Devices, Inc. High voltage isolation circuit for CMOS networks
CN201878110U (zh) * 2010-12-17 2011-06-22 长沙威胜信息技术有限公司 用于电能量采集终端的多电源系统防电流倒灌电路
CN102222904A (zh) * 2011-05-31 2011-10-19 北京交通大学 一种直流双路供电电源
CN202363936U (zh) * 2011-11-29 2012-08-01 中兴通讯股份有限公司 终端充电保护电路
CN102710134A (zh) * 2012-06-15 2012-10-03 北京鼎汉技术股份有限公司 一种具有防反功能的模块化供电装置及防反控制电路
CN102723771A (zh) * 2012-06-19 2012-10-10 山东浪潮华光照明有限公司 一种双电源led路灯电源自动切换电路
CN202759260U (zh) * 2012-07-03 2013-02-27 中兴通讯股份有限公司 一种充电电路及终端设备

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE453944T1 (de) * 2005-12-13 2010-01-15 Research In Motion Ltd Batterieladegerät und stromversorgungsschaltung für mobile geräte

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4672241A (en) * 1985-05-29 1987-06-09 Advanced Micro Devices, Inc. High voltage isolation circuit for CMOS networks
CN201878110U (zh) * 2010-12-17 2011-06-22 长沙威胜信息技术有限公司 用于电能量采集终端的多电源系统防电流倒灌电路
CN102222904A (zh) * 2011-05-31 2011-10-19 北京交通大学 一种直流双路供电电源
CN202363936U (zh) * 2011-11-29 2012-08-01 中兴通讯股份有限公司 终端充电保护电路
CN102710134A (zh) * 2012-06-15 2012-10-03 北京鼎汉技术股份有限公司 一种具有防反功能的模块化供电装置及防反控制电路
CN102723771A (zh) * 2012-06-19 2012-10-10 山东浪潮华光照明有限公司 一种双电源led路灯电源自动切换电路
CN202759260U (zh) * 2012-07-03 2013-02-27 中兴通讯股份有限公司 一种充电电路及终端设备

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107221969A (zh) * 2016-03-22 2017-09-29 英特希尔美国公司 在一系统中的多充电器组态
CN107221969B (zh) * 2016-03-22 2023-02-21 英特希尔美国公司 在一系统中的多充电器组态
CN105762891A (zh) * 2016-04-28 2016-07-13 行科技有限责任公司 一种智能移动终端的充电电路及其方法
CN105873280A (zh) * 2016-05-20 2016-08-17 上海顿格电子贸易有限公司 一种灯具切换点亮的系统及方法
CN106100014A (zh) * 2016-06-08 2016-11-09 北京疯景科技有限公司 一种充电电路及充电方法
CN106100014B (zh) * 2016-06-08 2019-03-01 北京疯景科技有限公司 一种充电电路及充电方法
CN106786887A (zh) * 2016-12-23 2017-05-31 捷开通讯(深圳)有限公司 一种充电控制系统
WO2018113531A1 (zh) * 2016-12-23 2018-06-28 惠州Tcl移动通信有限公司 一种充电控制系统
CN106786887B (zh) * 2016-12-23 2019-08-23 捷开通讯(深圳)有限公司 一种充电控制系统
US11289919B2 (en) 2016-12-23 2022-03-29 Huizhou Tcl Mobile Communication Co., Ltd Charging control system
CN109177732A (zh) * 2018-08-28 2019-01-11 湖南金杯新能源发展有限公司 电动车辆电池管理系统的电源控制电路

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014180380A1 (zh) 2014-11-13
CN104467055B (zh) 2019-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104467055A (zh) 一种电源保护装置
CN104704704B (zh) 一种充电电路和终端
WO2017092265A1 (zh) 一种双通道充电方法、系统和终端
CN105098563B (zh) 实现usb接口正反插的方法和系统及usb数据线
CN204145000U (zh) 充电电流可调节的充电电路及具有该充电电路的电子产品
CN104769844A (zh) 宽广共模范围传输门
CN102420444B (zh) 单线通信系统和单线通信实现方法
CN103066988B (zh) 一种限制输出端电压摆率的接口电路及其实现方法
CN101702508B (zh) 双向阻断型浪涌保护器件
CN106558992A (zh) 电源转换装置
CN101702509B (zh) 阻断型浪涌保护器件
CN102231598A (zh) 一种电源电路
CN109580997A (zh) 测试夹具、测试装置及测试系统
CN201860305U (zh) 用于usb模拟开关的带电/掉电情况下的过压保护电路
CN204883704U (zh) C型usb接口控制电路
CN103247697B (zh) 去耦电容器及具有该去耦电容器的集成电路
CN207677454U (zh) 智能电池及其充电保护电路
CN203674691U (zh) 用于电源电路的欠压过压保护电路
CN206178798U (zh) 一种串口通讯扩展装置
CN106712764A (zh) 通讯隔离与电平转换电路
CN103972931B (zh) 用于电池充电器的输入行选择器
CN103292644B (zh) 电子雷管控制设备和电子雷管的通讯电路及电子起爆系统
CN107332080A (zh) 一种具有过压保护功能的延时插座电路
CN109347315B (zh) 一种电力电子装置上电缓冲电路
CN207184439U (zh) 一种可双向导通限流的负载开关

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant