CN104852440A - 一种充电电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种充电电路和电子设备，其包括用于对预设的升压储能电感进行充电的电感充电电路，以及用于通过所述升压储能电感对电子设备的储能电容(即电池)进行充电的负载充电电路，其中，该负载充电电路包括连接于所述储能电容与所述升压储能电感之间，用于防止电容电流倒灌的第一mos管。本申请的充电电路采用mos管替代现有电感升压电路中的二极管，来实现防止电容电流倒灌的功能，相比于二极管而言，mos管的开启电压较低，从而应用本申请的充电电路进行设备的自充电时，可规避现有技术存在的上述问题，改善了阳光弱、温差小等场景下，基于低压能量的有效储能问题。

Description

一种充电电路及电子设备

技术领域

本发明属于电子设备的充电电路设计领域，尤其涉及一种充电电路及电子设备。

背景技术

智能腕表等智能穿戴设备因受其体积限制，无法在充电过程中存储较多能量，基于此，为避免使用智能穿戴设备时的频繁充电问题，现提供有太阳能生电及温差生电这两种能量自获取方式，来实现设备的自充电。

以上两种能量自获取方式，均需采用升压变换电路将通过太阳能生电或温差(环境温度与用户体温间的温度差)生电所得的电能，转化至穿戴设备的电池中进行使用。目前的升压变换电路需依赖二极管执行相应功能，例如电感升压电路依赖于二极管防止电容(储能电容，可理解为设备的电池)电流倒灌。然而，二极管的开启电压较高，易导致升压变换电路在阳光弱、温差小的情况下无法启动，从而无法利用太阳能生电或温差生电所得的低压能量进行有效储能。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种充电电路及电子设备，旨在规避现有技术的上述缺陷，改善阳光弱、温差小等场景下，基于低压能量的有效储能问题。

为此，本发明公开如下技术方案：

一种充电电路，应用于电子设备，所述充电电路包括：

电感充电电路，用于在满足第一充电条件时对预设的升压储能电感进行充电；

负载充电电路，用于在满足第二充电条件时，通过所述升压储能电感对所述电子设备的储能电容进行充电；其中，所述负载充电电路包括连接于所述储能电容与所述升压储能电感之间，用于防止电容电流倒灌的第一mos管。

上述充电电路，优选地，所述电感充电电路包括：预设的新能源电池、连接于所述新能源电池一端的所述升压储能电感、以及串接于所述新能源电池另一端及所述升压储能电感之间的第二mos管；

其中，所述新能源电池在所述第二mos管导通时，向所述升压储能电感充电。

上述充电电路，优选地，所述负载充电电路包括：所述升压储能电感、所述电子设备的负载、以及串接于所述升压储能电感及所述负载之间的所述第一mos管；其中：

所述电子设备的负载包括所述储能电容，及与所述储能电容并联的第一电阻；

所述升压储能电感在所述第一mos管导通时，向所述储能电容充电，同时向所述第一电阻供电。

上述充电电路，优选地，还包括：

连接于所述新能源电池一端，以及同时连接于所述第一mos管控制极、所述第二mos管控制极的开关电路，所述开关电路用于为所述第一mos管、第二mos管提供交替的开关信号。

上述充电电路，优选地，所述开关电路为振荡电路，所述振荡电路包括：

第三mos管、第四mos管；所述第三mos管的源极连接于所述第二mos管的控制极，所述第四mos管的源极连接于所述第一mos管的控制极；

串接于所述新能源电池与所述第三mos管控制极之间的第一RC串联电路；串接于所述新能源电池与所述第四mos管控制极之间的第二RC串联电路；

串接于所述新能源电池与所述第三mos管控制极之间的第二电阻；串接于所述新能源电池与所述第四mos管控制极之间的第三电阻。

上述充电电路，优选地，所述第一RC串联电路包括串联的第一电容及第四电阻，所述第二RC串联电路包括串联的第二电容及第五电阻，其中：

所述第一电容的负极连接于所述第三mos管的控制极，所述第一电容的正极连接于所述第四电阻，同时连接于所述第四mos管的源极；

所述第二电容的负极连接于所述第四mos管的控制极，所述第二电容的正极连接于所述第五电阻，同时连接于所述第三mos管的源极。

上述充电电路，优选地，所述第二RC串联电路的RC时间常数小于所述第一RC串联电路的RC时间常数。

一种电子设备，包括如上所述的充电电路。

由以上方案可知，本申请公开了一种充电电路和电子设备，其包括用于对预设的升压储能电感进行充电的电感充电电路，以及用于通过所述升压储能电感对电子设备的储能电容(即电池)进行充电的负载充电电路，其中，该负载充电电路包括连接于所述储能电容与所述升压储能电感之间，用于防止电容电流倒灌的第一mos管。本申请的充电电路采用mos管替代现有电感升压电路中的二极管，来实现防止电容电流倒灌的功能，相比于二极管而言，mos管的开启电压较低，从而应用本申请的充电电路进行设备的自充电时，可规避现有技术存在的上述问题，改善了阳光弱、温差小等场景下，基于低压能量的有效储能问题。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1-图2是本申请提供的一种充电电路实施例一的结构示意图；

图3是本申请提供的一种充电电路实施例二的结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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做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。

实施例一

参考图1，图1为本申请提供的一种充电电路实施例一的结构示意图，所述充电电路应用于电子设备，例如具体可应用于智能腕表、智能手环等智能穿戴设备，如图1所示，所述充电电路可以包括电感充电电路100和负载充电电路200。

电感充电电路100，用于在满足第一充电条件时对预设的升压储能电感进行充电。

参考图2，所述电感充电电路100包括预设的新能源电池101、连接于所述新能源电池101一端的所述升压储能电感102、以及串接于所述新能源电池101另一端及所述升压储能电感102之间的第二mos管103；其中，所述新能源电池101在所述第二mos管103导通时(即满足所述第一充电条件)，向所述升压储能电感102充电。

所述预设的新能源电池101可以是太阳能电池(如光电二极管)或温差电池等各种新能源电池。在此基础上，本申请的充电电路可利用太阳能生电或温差生电等能量自获取方式，实现对智能腕表等智能穿戴设备进行自充电。

太阳能电池利用太阳能生电所获取的电压，或温差电池利用温差生电所获取的电压一般较低，不能直接用于对电子设备的负载进行充电，为此，本申请利用升压储能电感102对新能源电池101提供的电压进行电压转换，通过电感的电磁转换特性及磁储能特性实现倍压及储能，最终实现将新能源电池101提供的较低电压转化为可用于对电子设备的负载进行充电的充电电压。

实际应用本申请时，可通过为所述第二mos管103提供相应的导通信号，使所述电感充电电路100进行工作，从而实现利用太阳能电池或温差电池自获取的能量对升压储能电感102进行充电。

负载充电电路200，用于在满足第二充电条件时，通过所述升压储能电感对所述电子设备的储能电容进行充电；其中，所述负载充电电路包括连接于所述储能电容与所述升压储能电感之间，用于防止电容电流倒灌的第一mos管。

如图2所示，所述负载充电电路200包括：所述升压储能电感102、所述电子设备的负载201、以及串接于所述升压储能电感102及所述负载201之间的所述第一mos管202；其中：所述电子设备的负载201包括所述储能电容203，及与所述储能电容203并联的第一电阻204；所述升压储能电感102在所述第一mos管202导通时(即所述第二充电条件)，向所述储能电容203充电，同时向所述第一电阻204供电。

所述储能电容203即为所述电子设备的储能电池。

在电感充电电路100中的升压储能电感102实现对新能源电池101自获取的低压电能进行倍压储能后，所述负载充电电路200可利用升压储能电感102存储的高压电能(相比于新能源电池提供的能量而言)，向电子设备的负载进行充电/供电，从而实现了在太阳能生电或温差生电基础上的电子设备自充电过程。

实际应用本申请时，可通过为所述第一mos管202提供相应的导通信号，使所述负载充电电路100进行工作，从而实现利用升压储能电感102提供的充电电压对电子设备的负载，如储能电容或电阻进行充电。

本实施例进行电路设计时，具体将所述光电二极管、第二mos管及电子设备的负载接地，以实现电流回流。

由以上方案可知，本申请公开的充电电路包括用于对预设的升压储能电感进行充电的电感充电电路，以及用于通过所述升压储能电感对电子设备的储能电容(即电池)进行充电的负载充电电路，其中，该负载充电电路包括连接于所述储能电容与所述升压储能电感之间，用于防止电容电流倒灌的第一mos管。本申请的充电电路采用mos管替代现有电感升压电路中的二极管，来实现防止电容电流倒灌的功能，相比于二极管而言，mos管的开启电压较低，从而应用本申请的充电电路进行设备的自充电时，可规避现有技术存在的上述问题，改善了阳光弱、温差小等场景下，基于低压能量的有效储能问题。

实施例二

参考图3，图3为本申请提供的一种充电电路实施例二的结构示意图，本实施例中，所述充电电路还包括连接于所述新能源电池101一端，以及同时连接于所述第一mos管202控制极、所述第二mos管103控制极的开关电路300，所述开关电路300用于为所述第一mos管202、第二mos管103提供交替的开关信号。

所述开关电路300具体为一振荡电路，该振荡电路包括：

第三mos管301，所述第三mos管301的源极连接于所述第二mos管103的控制极；所述第三mos管301可通过为第二mos管103提供开关信号，实现对第二mos管103进行导通或关断控制。

第四mos管302，所述第四mos管302的源极连接于所述第一mos管202的控制极；所述第四mos管302可通过为第一mos管202提供开关信号，实现对第一mos管进行导通或关断控制。

所述第三mos管301的漏极及第四mos管302的漏极接地。

第一RC串联电路303，所述第一RC串联电路303串接于所述新能源电池101与所述第三mos管301的控制极之间；

第二RC串联电路304，所述第二RC串联电路304串接于所述新能源电池101与所述第四mos管302的控制极之间；

其中，所述第一RC串联电路303包括串联的第一电容及第四电阻，所述第一电容的负极连接于所述第三mos管301的控制极，所述第一电容的正极连接于所述第四电阻，同时连接于所述第四mos管302的源极；所述第二RC串联电路304包括串联的第二电容及第五电阻，所述第二电容的负极连接于所述第四mos管302的控制极，所述第二电容的正极连接于所述第五电阻，同时连接于所述第三mos管301的源极；

第二电阻305，所述第二电阻305串接于所述新能源电池101与所述第三mos管301的控制极之间；

第三电阻306，所述第三电阻306串接于所述新能源电池101与所述第四mos管302的控制极之间。

所述振荡电路通过为电感充电电路100中的第二mos管103，及负载充电电路200中的第一mos管202提供交替的开关信号，使电感充电电路100及负载充电电路200交替进入工作状态。具体地，当第二mos管103导通时，第一mos管202断开，从而电感充电电路100工作，实现利用升压储能电感102将新能源电池101自获取的低压能量转化为有效、可用的高压充电电能；当第二mos管103断开时，第一mos管202导通，从而负载充电电路200工作，实现利用升压储能电感102所提供的充电电压对电子设备的储能电容进行充电，同时对电子设备的电阻进行供电。通过电感充电、负载充电两者间的不断交替，实现电子设备的自充电过程。

实施例三

为保证电子设备自充电过程中，第一mos管202及第二mos管103不被升压储能电感102的高压击穿，本实施例对开关电路300中的两个RC串联电路进行如下设计：

第二RC串联电路304的RC时间常数小于所述第一RC串联电路303的RC时间常数。

基于此设计，在进行设备自充电过程中，第一mos管202的开启时间早于第二mos管103的开启时间，且第一mos管202的关断时间晚于第二mos管103的关断时间，保证了充电电路中的两个开关mos管不会被升压储能电感102的高压击穿。

实施例四

本实施例四公开一种电子设备，所述电子设备可以是智能腕表、智能手环等智能穿戴设备，所述电子设备包括如实施例一至实施例三任意一实施例所公开的充电电路。基于其所包含的充电电路，所述电子设备可通过太阳能生电或温差生电等能量自获取方式，实现设备的自充电，解决了传统的连接电源充电方式中设备的频繁充电问题。

由以上方案可知，本申请公开了的电子设备包括一充电电路，该充电电路包括用于对预设的升压储能电感进行充电的电感充电电路，以及用于通过所述升压储能电感对电子设备的储能电容(即电池)进行充电的负载充电电路，其中，该负载充电电路包括连接于所述储能电容与所述升压储能电感之间，用于防止电容电流倒灌的第一mos管。本申请的充电电路采用mos管替代现有电感升压电路中的二极管，来实现防止电容电流倒灌的功能，相比于二极管而言，mos管的开启电压较低，从而应用本申请进行设备的自充电时，可规避现有技术存在的问题，改善了阳光弱、温差小等场景下，基于低压能量的有效储能问题。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一、第二、第三和第四等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种充电电路，其特征在于，应用于电子设备，所述充电电路包括：

电感充电电路，用于在满足第一充电条件时对预设的升压储能电感进行充电；

负载充电电路，用于在满足第二充电条件时，通过所述升压储能电感对所述电子设备的储能电容进行充电；其中，所述负载充电电路包括连接于所述储能电容与所述升压储能电感之间，用于防止电容电流倒灌的第一mos管。

2.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述电感充电电路包括：预设的新能源电池、连接于所述新能源电池一端的所述升压储能电感、以及串接于所述新能源电池另一端及所述升压储能电感之间的第二mos管；

其中，所述新能源电池在所述第二mos管导通时，向所述升压储能电感充电。

3.根据权利要求2所述的充电电路，其特征在于，所述负载充电电路包括：所述升压储能电感、所述电子设备的负载、以及串接于所述升压储能电感及所述负载之间的所述第一mos管；其中：

所述电子设备的负载包括所述储能电容，及与所述储能电容并联的第一电阻；

所述升压储能电感在所述第一mos管导通时，向所述储能电容充电，同时向所述第一电阻供电。

4.根据权利要求3所述的充电电路，其特征在于，还包括：

连接于所述新能源电池一端，以及同时连接于所述第一mos管控制极、所述第二mos管控制极的开关电路，所述开关电路用于为所述第一mos管、第二mos管提供交替的开关信号。

5.根据权利要求4所述的充电电路，其特征在于，所述开关电路为振荡电路，所述振荡电路包括：

第三mos管、第四mos管；所述第三mos管的源极连接于所述第二mos管的控制极，所述第四mos管的源极连接于所述第一mos管的控制极；

串接于所述新能源电池与所述第三mos管控制极之间的第一RC串联电路；串接于所述新能源电池与所述第四mos管控制极之间的第二RC串联电路；

串接于所述新能源电池与所述第三mos管控制极之间的第二电阻；串接于所述新能源电池与所述第四mos管控制极之间的第三电阻。

6.根据权利要求5所述的充电电路，其特征在于，所述第一RC串联电路包括串联的第一电容及第四电阻，所述第二RC串联电路包括串联的第二电容及第五电阻，其中：

所述第一电容的负极连接于所述第三mos管的控制极，所述第一电容的正极连接于所述第四电阻，同时连接于所述第四mos管的源极；

所述第二电容的负极连接于所述第四mos管的控制极，所述第二电容的正极连接于所述第五电阻，同时连接于所述第三mos管的源极。

7.根据权利要求6所述的充电电路，其特征在于，所述第二RC串联电路的RC时间常数小于所述第一RC串联电路的RC时间常数。

8.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-7任意一项所述的充电电路。