CN105140983B - 一种电池、移动终端及其大电流自动断路方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池、移动终端及其大电流自动断路方法，移动终端包括主板和电池，所述电池检测电流超过预设门限时停止供电使主板关机，保护了电池和主板，对电池的短路起到了有效的防范措施，第一预设时间后恢复供电，以确保下次正常开机；在开机时主板检测电池是否输出电压序列，是则判断获取的电压序列与预存序列是否相同，相同则提示用户上次关机异常；从而起到移动终端异常提示作用。

Description

一种电池、移动终端及其大电流自动断路方法

技术领域

本发明涉及移动终端技术领域，尤其涉及的是一种电池、移动终端及其大电流自动断路方法。

背景技术

电池是移动终端的主要供电部件，其积聚了大量的电能；在移动终端实际使用中，有可能出现以下情况：

1、用户的一些导电物件（如手汗、钥匙）接触到移动终端中一些裸露的部件（如耳机插空、充电口）时，会将移动终端的主板短路。

2、移动终端内部的一些导电材料由于外力作用（如跌落）脱落从而将移动终端的主板短路。

上述情况下，电池会输出极大的电流使电池电路，该大电流轻则使电池损坏、造成移动终端异常；重则发生电池爆炸等事故，极为危险。并且，该大电流的产生往往是间歇性的或偶然性短路导致的，在日常使用中不易发现。但用户经常莫名的发现移动终端会忽然关机，或开机困难；甚至间歇性或偶然性短路次数多了，移动终端易损坏。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

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电池、移动终端及其大电流自动断路方法，旨在解决现有移动终端不能进行电池大电流短路防护和异常关机提示的问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种电池，与移动终端的主板连接，包括用于存储电能的电池本体，其还包括：

过流检测模块，用于将电压输出模块输出的电池电压或电压序列输出，并检测电池的电流是否超过预设门限，是则输出触发信号，否则输出控制信号；

电压输出模块，用于接收控制信号时输出电池电压；先后接收触发信号和控制信号时，先输出预设的电压序列，再输出电池电压；

开关，用于根据触发信号自动断开、在第一预设时间后自动闭合，并根据控制信号保持当前的开闭状态；

电池接口，用于在开关闭合时输出电池电压或电压序列给主板。

所述的电池中，所述过流检测模块包括电阻、减法器、比较器和分压电路；

所述减法器的一输入端连接电阻的一端和开关的输入端，减法器的另一输入端连接电阻的另一端和电压输出模块，减法器的输出端连接比较器的一输入端，所述比较器的另一输入端连接分压电路的输出端，比较器的输出端连接开关的控制端和电压输出模块，所述分压电路的输入端连接电池本体的正极。

所述的电池中，

所述电池本体输出的电流为(Vs1-Vs2)/Rs，其中，Vs1、Vs2为电阻两端的电压，Rs为电阻的阻值；

所述分压电路对电池本体的输出电压分压获得基准电压；

比较器将减法器输出的差值电压与基准电压进行比较，比较公式为（Vs1-Vs2）：（Ith*Rs），其中，Vs1-Vs2为差值电压，Ith*Rs为基准电压；所述比较公式进一步变形为(Vs1-Vs2)/Rs：Ith，则比较电流是否超过预设门限Ith。

一种移动终端，其包括主板和所述的电池；

所述电池检测电流超过预设门限时停止供电使主板关机，第一预设时间后恢复供电；在开机时主板检测电池是否输出电压序列，是则判断获取的电压序列与预存序列是否相同，相同则提示用户上次关机异常。

所述的移动终端中，所述主板包括：

供电接口，用于传输电池输出的电池电压或电压序列；

开机模块，用于存储预存序列，在开机时检测电池是否输出电压序列，是则判断获取的电压序列与预存序列是否相同，相同则提示用户上次关机异常。

一种采用所述的移动终端的大电流自动断路方法，其包括：

A、电池检测电流超过预设门限时停止供电使主板关机，第一预设时间后恢复供电；

B、在开机时主板检测电池是否输出电压序列，是则判断获取的电压序列与预存序列是否相同，相同则提示用户上次关机异常。

所述的大电流自动断路方法中，所述步骤A具体包括：

A1、过流检测模块检测电池本体输出的电流是否超过预设门限，是则输出触发信号，否则输出控制信号；

A2、开关根据所述触发信号自动断开使主板掉电关机、延时第一预设时间后再自动闭合，恢复对主板的供电；

A3、开关根据所述控制信号保持闭合状态。

所述的大电流自动断路方法中，所述步骤B具体包括：

B1、在开机时，过流检测模块检测电池本体输出的电流小于预设门限时，输出控制信号控制电压输出模块输出电压序列给主板；

B2、主板判断所述电压序列与预存序列是否相同，相同则提示用户上次关机异常；

B3、电压序列输完后，电压输出模块自动切换回短路状态传输电池电压对主板供电。

所述的大电流自动断路方法中，所述电压序列包括若干个电压，且每个电压都持续输出第二预设时间。

所述的大电流自动断路方法中，在所述步骤B2中，所述主板判断所述电压序列与预存序列是否相同具体包括：

B21、主板判断电池接口输出的电压的持续时间是否超过阈值时间，是则识别该电压属于电压序列，并记录电压的大小；不是则不属于电压序列，不记录；

B22、将按序依次出现的预设个数的电压识别为电压序列，超出预设个数且超过阈值时间的电压不属于电压序列；

B23、比较识别出的电压序列中各电压的大小和排序与预存序列中电压的大小和排序是否相同。

相较于现有技术，本发明提供的电池、移动终端及其大电流自动断路方法，移动终端包括主板和电池，所述电池检测电流超过预设门限时停止供电使主板关机，保护了电池和主板，对电池的短路起到了有效的防范措施，第一预设时间后恢复供电，以确保下次正常开机；在开机时主板检测电池是否输出电压序列，是则判断获取的电压序列与预存序列是否相同，相同则提示用户上次关机异常；从而起到移动终端异常提示作用。

附图说明

图1是本发明提供的电池的结构框图。

图2是本发明提供的移动终端的结构框图。

图3是本发明提供的大电流自动断路方法流程图。

具体实施方式

本发明提供一种电池、移动终端及其大电流自动断路方法，在检测到电池输出大电流可能导致短路时断开电池与移动终端的主板的连接，使移动终端掉电关机以保护电池和主板，对电池的短路起到了有效的防范措施。并下次开机时，检测短路解除后自动识别出上一次断电是短路造成还是正常的关机操作，从而提示用户移动终端出现异常的原因。为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本发明提供的电池10与移动终端的主板连接，所述电池10包括电池接口110、电池本体120、电压输出模块130、过流检测模块140和开关150。所述电池本体120的负极连接电池接口110的负极接口，电池本体120的正极连接电压输出模块130和过流检测模块140的第一输入端1。所述电压输出模块130连接所述过流检测模块140的第二输入端2和第一输出端3，所述过流检测模块140的第二输出端4连接开关150的输入端，开关150的输出端连接电池接口110的正极接口，开关150的控制端连接过流检测模块140的第一输出端3。所述电池接口110与移动终端的主板连接，包括：正极接口和负极接口。所述电池本体120为电池内部真正的储能部件。

所述过流检测模块140用于将电压输出模块130输出的电池电压或电压序列输出，并检测电池的电流是否超过预设门限Ith，是则输出触发信号，否则输出控制信号。所述电压输出模块130接收控制信号时输出电池电压，先后接收触发信号和控制信号时、先输出预设的电压序列、再输出电池电压。所述开关150根据触发信号自动断开、在第一预设时间后自动闭合，并根据控制信号保持当前的开闭状态。所述电池接口在开关闭合时输出电池电压或电压序列给主板，在开关断开时无输出。

其中，所述电压输出模块130平时默认为短路状态，实时将电池本体120输出的电流传输给过流检测模块140。所述过流检测模块140检测电池本体120输出的电流是否超过预设门限Ith。若是，则说明电池本体输出大电流，则过流检测模块140的第一输出端3输出触发信号给电压输出模块130和开关150。若不超过（正常情况），则输出控制信号。

所述开关150根据过流检测模块140输出的信号控制电池本体120与电池接口的通断；具体地，当移动终端的主板与电池相连接时，通过开关的开或闭可以使电池本体与移动终端的主板断开或连接。当开关150收到触发信号时，会自动断开、延时第一预设时间后再自动闭合。当开关断开时，移动终端的主板掉电从而使移动终端自动关机，这样当出现大电流时即可断开与移动终端的主板的连接，也就不会对移动终端造成任何影响和损坏。之后开关自动闭合，以确保用户重新开机时能使移动终端得电，实现正常开机操作。当开关150收到控制信号时，保持闭合状态。

电压输出模块130接收到控制信号时保持短路状态，接收到触发信号时暂时不改变当前状态，等待后续是否会再次接收到控制信号。若后续接收到控制信号时，先输出内部还存储有一串预设的电压序列，电压序列输完后再切换为短路状态、输出电池电压。

所述电压序列包括若干个电压，且每个电压都需持续输出第二预设时间。如3.3V、3.36V、3.39V，则先输出3.3V的高电平，持续10毫秒后再输出3.36V的高电平，持续10毫秒后再输出3.39V的高电平。本实施例对电压序列中的电压个数不作限定。较佳地，电压序列中的电压值以较低的电压为宜，可避免高压引起过流检测模块140的误判断，也避免高压烧坏移动终端的主板。

当出现大电流时，过流检测模块140检测电池本体120输出的电流超过预设门限Ith从而产生触发信号（高电平）。所述触发信号控制开关先断开再闭合，同时通知电压输出模块130有大电流。当正常工作时不会出现大电流，则过流检测模块140检测电池本体120输出的电流小于预设门限Ith从而产生控制信号（低电平）。

移动终端再次开机时，刚开始电压输出模块130仍处于短路状态，此时的电池电流传输给过流检测模块140，过流检测模块140若判断此时的电流小于预设门限Ith，则输出控制信号给电压输出模块130。这样电压输出模块130先后分别接收到触发信号和控制信号，从而完全触发启动、以电平方式输出所述电压序列给移动终端的主板。电压序列输完后电压输出模块130自动切换回短路状态。

需要理解的是，电压序列与预存序列中电压个数相同，电压的大小和排序相同。电压序列中每个电压值都需维持第二预设时间。刚开机时需判断此时的电流是否超过预设门限Ith。若仍超过则电压输出模块不会输出电压序列，开关会再次断开闭合。只有在开机时电池输出的电流小于预设门限Ith时，电压输出模块才会输出电压序列给主板以便识别上次关机的原因。因此，开机后最先输出的是电池电压和电池电流。若不维持第二预设时间，则主板先收到电池电压，再收到电压序列，后又收到电池电压。这样肯定无法区分哪些电压是电池电压，哪些电压属于电压序列；也就无法找出真正的电压序列来与主板中的预存序列进行匹配，从而无法正确识别上次关机的原因。主板将超过阈值时间（如9毫秒）的电平识别为电压序列中的一个电压，并将按序依次出现的预设个数的电压识别为电压序列。超出预设个数且超过阈值时间的电压不属于电压序列。而刚开机时的电池电压维持的时间很短，可排除不属于电压序列；电压序列输完后接着输出的电池电压持续输出供电，虽超过了阈值时间，但也超过了预设个数，也可排除。只有维持了10毫秒，才能使主板正确识别出哪些电压值是电压序列，之后将记录的电压序列与预存序列比较时，两者相同（此处相同仅判断电压值的高低变化，与时间长短无关）则判断电池上次因为大电流（即过注）导致断路而关机，提示用户移动终端存在短路风险；不相同（电池正常工作时仅输出电压值固定的电池电压，无高低变化）则说明上次是正常开关机。

请继续参阅图1，所述过流检测模块140包括一个阻值固定的电阻Rs、减法器141、比较器142和分压电路143。减法器141的一输入端（即过流检测模块的第二输出端4）连接电阻Rs的一端和开关150的输入端，减法器141的另一输入端（即过流检测模块的第二输入端2）连接电阻Rs的另一端和电压输出模块130，减法器141的输出端连接比较器142的一输入端，所述比较器142的另一输入端连接分压电路143的输出端，比较器142的输出端（即过流检测模块的第一输出端3）连接开关150的控制端和电压输出模块130，所述分压电路143的输入端（即过流检测模块的第一输入端1）连接电池本体120的正极。

所述电阻Rs两端电压为Vs2、Vs1，则电池本体输出的电流为(Vs1-Vs2)/Rs。分压电路143将电池本体的输出电压Ve通过分压得到一个电压值固定的基准电压Ith*Rs，并输出比较器142。减法器141将电压Vs1与电压Vs2相减后把结果（差值电压）输出给比较器142。比较器142将差值电压（Vs1-Vs2）与基准电压（Ith*Rs）进行比较，比较公式为（Vs1-Vs2）：（Ith*Rs）。若Vs1-Vs2>Ith*Rs、即(Vs1-Vs2)/Rs>Ith，则说明电池本体输出的电流超过了预设门限Ith。较佳地，电阻Rs的阻值为20毫欧姆。

在具体实施时，所述比较器142的一输入端为同向输入端，其另一输入端为反向输入端，则Vs1-Vs2>Ith*Rs时，即电池输出的电流超过了门限Ith时，比较器142输出高电平的触发信号。Vs1-Vs2<Ith*Rs时，比较器142输出低电平的控制信号。故通过检测比较器输出电压就可以判断电池本体输出的电流是否超过门限Ith。

基于上述的电池，本发明还提供一种移动终端，请一并参阅图2，所述移动终端包括电池10和主板20。所述电池连接主板。所述电池检测电流超过预设门限Ith时停止供电使主板关机，第一预设时间后恢复供电；在开机时主板检测电池是否输出电压序列，是则判断获取的电压序列与预存序列是否相同，相同则提示用户上次关机异常。

所述主板20上设置有供电接口210和开机模块220。所述供电接口210连接电池10的电池接口，用于将电池输出的电池电压对主板20供电，以及传输电池输出的电压序列给开机模块220。所述供电接口包括正极、负极两个接口，分别与电池接口的正极接口、负极接口连接。所述开机模块220中存储了一串预存序列，该预存序列与电压输出模块内存储的电压序列相同。开机模块220用于在开机时检测是否产生了电压序列，也即是检测电池输出的电压是否与预存序列相同，是则判断上次关机是由于电池输出电流过大超过预设门限而导致掉电，提示用户上次关机异常，移动终端存在短路风险；不相同（电池正常工作时仅输出电池电压，无变化的电压序列）则说明电池在使用过程中未出现过流，上次是正常开关机。

基于上述的移动终端，本发明还提供一种大电流自动断路方法，请参阅图3，所述大电流自动断路方法包括：

S100、电池检测电流超过预设门限时停止供电使主板关机，第一预设时间后恢复供电；

S200、在开机时主板检测电池是否输出电压序列，是则判断获取的电压序列与预存序列是否相同，相同则提示用户上次关机异常。

所述步骤S100具体包括：

步骤101、过流检测模块检测电池本体输出的电流是否超过预设门限，是则输出触发信号，否则输出控制信号；

步骤102、开关根据所述触发信号自动断开使主板掉电关机、延时第一预设时间后再自动闭合，恢复对主板的供电；

步骤103、开关根据所述控制信号保持闭合状态。具体请参见上述实施例。

所述步骤S200具体包括：

步骤201、在开机时，过流检测模块检测电池本体输出的电流小于预设门限时，输出控制信号控制电压输出模块输出电压序列给主板；

步骤202、主板判断所述电压序列与预存序列是否相同，相同则提示用户上次关机异常；

步骤203、电压序列输完后，电压输出模块自动切换回短路状态传输电池电压对主板供电。

其中，所述电压序列包括若干个电压，且每个电压都持续输出第二预设时间。则在所述步骤202中，所述主板判断所述电压序列与预存序列是否相同具体包括：

步骤2021、主板判断电池接口输出的电压的持续时间是否超过阈值时间，是则识别该电压属于电压序列、并记录电压的大小；不是则不属于电压序列，不检测；

步骤2022、将按序依次出现的预设个数的电压识别为电压序列，超出预设个数且超过阈值时间的电压不属于电压序列；

步骤2023、比较识别出的电压序列中各电压的大小和排序与预存序列中电压的大小和排序是否相同。

综上所述，本发明在在检测到电池输出大电流时断开电池与主板的供电通路，使移动终端掉电关机以保护电池和主板，对电池的短路起到了有效的防范措施；之后再自动连接供电通路，以确保下次正常开机。同时，在下次开机时，检测电池的电流小于预设门限时输出电压序列并与主板中的预存序列进行比较，电压序列与预存序列相同则识别出上一次断电是短路造成；不相同则识别上次是正常的关机操作，从而起到移动终端异常提示作用。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种电池，与移动终端的主板连接，包括用于存储电能的电池本体，其特征在于，还包括：

过流检测模块，用于将电压输出模块输出的电池电压或电压序列输出，并检测电池本体输出的电流是否超过预设门限，是则输出触发信号，否则输出控制信号；

电压输出模块，用于接收控制信号时输出电池电压；先后接收触发信号和控制信号时，先输出预设的电压序列，再输出电池电压；

开关，用于根据触发信号自动断开、在第一预设时间后自动闭合，并根据控制信号保持当前的开闭状态；

电池接口，用于在开关闭合时输出电池电压或电压序列给主板。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述过流检测模块包括电阻、减法器、比较器和分压电路；

所述减法器的一输入端连接电阻的一端和开关的输入端，减法器的另一输入端连接电阻的另一端和电压输出模块，减法器的输出端连接比较器的一输入端，所述比较器的另一输入端连接分压电路的输出端，比较器的输出端连接开关的控制端和电压输出模块，所述分压电路的输入端连接电池本体的正极。

3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，

所述电池本体输出的电流为(Vs1-Vs2)/Rs，其中，Vs1、Vs2为电阻两端的电压，Rs为电阻的阻值；

所述分压电路对电池本体的输出电压分压获得基准电压；

比较器将减法器输出的差值电压与基准电压进行比较，比较公式为（Vs1-Vs2）：（Ith*Rs），其中，Vs1-Vs2为差值电压，Ith*Rs为基准电压；所述比较公式进一步变形为(Vs1-Vs2)/Rs：Ith，则比较电流是否超过预设门限Ith。

4.一种移动终端，其特征在于，包括主板和如权利要求1-3任一项所述的电池；

所述电池检测电池本体输出的电流超过预设门限时停止供电使主板关机，第一预设时间后恢复供电；在开机时主板检测电池是否输出电压序列，是则判断获取的电压序列与预存序列是否相同，相同则提示用户上次关机异常。

5.根据权利要求4所述的移动终端，其特征在于，所述主板包括：

供电接口，用于传输电池输出的电池电压或电压序列；

开机模块，用于存储预存序列，在开机时检测电池是否输出电压序列，是则判断获取的电压序列与预存序列是否相同，相同则提示用户上次关机异常。

6.一种采用权利要求4所述的移动终端的大电流自动断路方法，其特征在于，包括：

A、电池检测电池本体输出的电流超过预设门限时停止供电使主板关机，第一预设时间后恢复供电；

B、在开机时主板检测电池是否输出电压序列，是则判断获取的电压序列与预存序列是否相同，相同则提示用户上次关机异常。

7.根据权利要求6所述的大电流自动断路方法，其特征在于，所述步骤A具体包括：

A1、过流检测模块检测电池本体输出的电流是否超过预设门限，是则输出触发信号，否则输出控制信号；

A2、开关根据所述触发信号自动断开使主板掉电关机、延时第一预设时间后再自动闭合，恢复对主板的供电；

A3、开关根据所述控制信号保持闭合状态。

8.根据权利要求6所述的大电流自动断路方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：

B1、在开机时，过流检测模块检测电池本体输出的电流小于预设门限时，输出控制信号控制电压输出模块输出电压序列给主板；

B2、主板判断所述电压序列与预存序列是否相同，相同则提示用户上次关机异常；

B3、电压序列输完后，电压输出模块自动切换回短路状态传输电池电压对主板供电。

9.根据权利要求8所述的大电流自动断路方法，其特征在于，所述电压序列包括若干个电压，且每个电压都持续输出第二预设时间。

10.根据权利要求9所述的大电流自动断路方法，其特征在于，在所述步骤B2中，所述主板判断所述电压序列与预存序列是否相同具体包括：

B21、主板判断电池接口输出的电压的持续时间是否超过阈值时间，是则识别该电压属于电压序列，并记录电压的大小；不是则不属于电压序列，不记录；

B22、将按序依次出现的预设个数的电压识别为电压序列，超出预设个数且超过阈值时间的电压不属于电压序列；

B23、比较识别出的电压序列中各电压的大小和排序与预存序列中电压的大小和排序是否相同。