CN105826963B - 一种检测电池电压的方法、充电电路及终端 - Google Patents

一种检测电池电压的方法、充电电路及终端 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种检测电池电压的方法、充电电路及终端,涉及终端充电领域,其中所述充电电路包括:用于对终端电池进行充电的充电通路;延迟电路,与所述充电通路连接,用于在终端充电插接口有电流流入时,且在一预设延迟时间到达后,启动所述充电通路对所述终端电池进行充电。通过延迟电路的延迟充电通路预设延迟时间,打开充电通路,再进行充电,这样在充电器插入时,延迟电路让充电通路不立即打开,此时通过CPU检测电池电压,得到的基准电量比较准确,为后续充电显示电量做好基础,提高了用户体验效果。

Description

一种检测电池电压的方法、充电电路及终端
技术领域
本发明涉及终端充电领域,特别是涉及一种检测电池电压的方法、充电电路及终端。
背景技术
随着电子信息技术的发展,移动电话、笔记本等便携式的终端大量出现。人们更需要对终端电池电量进行监测,以便合理的管理电源能量。电池电量显示在智能终端中是很重要的环节。当前,大多数终端都是通过测量电池电压,来估算相应的电池剩余电量。根据系统电池电压与容量对应关系,得到类似手机上常见的电量显示百分比。这种方法存在一个缺陷,当手机插入充电器时,由于电池通路上有大电流,而通路上有阻抗,电池有内阻,这样检测到的电压实际上是电池开路电压OCV与电池通路电压的和,导致检测到的电池电压浮高,手机显示的电池电量百分比不准确,影响用户体验。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种检测电池电压的方法、充电电路及终端,解决在充电场景,电池检测电压浮高,电池电量检测不准确,影响用户体验的问题。
为了实现上述目的,本发明实施例提供的一种充电电路,包括:
用于对终端电池进行充电的充电通路;
延迟电路,与所述充电通路连接,用于在终端充电插接口有电流流入时,且在一预设延迟时间到达后,启动所述充电通路对所述终端电池进行充电。
本发明实施例还提供一种终端,包括印刷电路板,设置于所述印刷电路板上的如上述的充电电路。
相应的,本发明实施例还提供一种检测电池电压的方法,包括:
在获取到终端充电插接口有电流流入时,关闭充电通路预设延迟时间;
在终端中央处理器CPU检测完成终端电池电压且所述预设延迟时间到达后,启动所述充电通路对所述终端电池进行充电。
本发明实施例的上述技术方案的有益效果如下:
本发明实施例的方案中,通过延迟电路延迟充电通路预设延迟时间,同时在预设延迟时间后,打开充电通路,再进行充电,这样在充电器插入时,延迟电路让充电通路不立即打开,此时通过CPU检测电池电压,得到的基准电量比较准确,为后续充电显示电量做好基础,提高了用户体验效果。
附图说明
图1为本发明第一实施例的充电电路示意图;
图2为第三实施例的充电电路示意图;
图3为本发明第四实施例的充电电路示意图;
图4为本发明实施例的输入控制电路应用电路示意图;
图5为本发明实施例的输入控制电路内部电路示意图;
图6为本发明第五实施例的充电电路示意图;
图7为本发明第六实施例的充电电路示意图;
图8为本发明实施例的充电通路部分示意图;
图9为本发明实施例的检测电池电压的方法的步骤示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明实施例针对现有技术中在手机充电时,检测的电池电压浮高,使得手机显示的电池电量百分比不准确,影响用户体验的问题,提供一种检测电池电压的方法、充电电路及终端,在充电器插入时,延迟电路让充电通路不立即打开,此时通过CPU检测电池电压,得到的基准电量比较准确,为后续充电显示电量做好基础,提高了电量显示的准确性及用户体验效果。
第一实施例
如图1所示,该充电电路,包括:
用于对终端电池进行充电的充电通路11;
延迟电路12,与所述充电通路11连接,用于在终端充电插接口有电流流入时,且在一预设延迟时间到达后,启动所述充电通路11对所述终端电池进行充电。
本发明实施例中,通过延迟电路12延迟充电通路11预设延迟时间,同时在预设延迟时间内,中央处理器CPU检测到实际电池电压,并且在延迟电路的延时时间后,打开充电通路11,再进行充电,这样在充电器插入时,延迟电路让充电通路11不立即打开,此时通过CPU检测电池电压,得到的基准电量比较准确,为后续充电显示电量做好基础,提高了用户体验效果。
需要说明的是:所述预设延迟时间为几百毫秒,根据调试情况,可通过改变电容,电阻的值或者开关的导通门限电压,即可改变RC电路预设延迟时间。
第二实施例
该充电电路,包括:
用于对终端电池进行充电的充电通路;
所述延迟电路包括:输入控制电路、与所述输入控制电路连接的开关电路以及与所述开关电路和所述充电通路均连接的输出控制电路;
其中,所述输入控制电路产生所述预设延迟时间的延时信号,通过所述开关电路的控制所述输出控制电路,导通所述充电通路,对所述终端电池进行充电。
本发明实施例中,终端充电通路上加一个延迟电路,当终端充电时,CPU通过充电检测脚检测到充电器插入,由于在充电通路的充电使能脚上加了延迟电路,充电通路不会立即打开,而是延迟预设延迟时间(大概几百毫秒)后导通,这样电池通路上电流为零,不会导致检测电压浮高,待CPU检测到准确的电池电压,并显示正确的电量百分比之后,再将充电通路打开,开始充电,这样就可以规避在插入充电器的瞬间,因检测到的电池电压浮高而导致电量检测不准确的风险,提高了用户体验。
第三实施例
如图2所示,该充电电路,包括:
用于对终端电池进行充电的充电通路;
所述输入控制电路包括:第一电阻R1和第一电容C1;
所述第一电阻R1的一端连接于所述终端充电插接口的引脚上,所述第一电阻R1的另一端连接于所述第一电容C1的一端,所述第一电容C1的另一端接地连接,所述第一电容C1的一端输出一延时信号;
所述开关电路包括:第一MOS晶体管M1;其中,所述第一MOS晶体管M1的栅极连接于所述输入控制电路上,所述第一MOS晶体管M1的源极连接于地,所述第一MOS晶体管M1的漏极连接于所述充电通路,在所述输入控制电路的预设延迟时间达到时,所述开关电路的所述第一MOS晶体管M1的漏极电压等于所述第一MOS晶体管M1的源极接地电压,使得所述充电通路接地后启动,给所述终端电池进行充电;
所述输出控制电路包括:一端连接偏置电压的第二电阻R2以及一端连接地的第三电阻R3;
其中,所述第二电阻R2的另一端以及所述第三电阻R3的另一端,均与所述充电通路连接,为所述充电通路提供一个偏置电压。
本发明实施例中,通过输入控制电路将导电通路进行延时,在预设延迟时间后导通(大概几百毫秒),这样电池通路上电流为零,不会导致检测电压浮高,待CPU检测到准确的电池电压,并显示正确的电量百分比之后,再将充电通路打开,开始充电,这样就可以规避在插入充电器的瞬间,因检测到的电池电压浮高而导致电量检测不准确的风险,提高了用户体验。
需要说明的是:由于所述输入控制电路可以输出一延时信号,且只有第一电阻R1及第一电容C1,因此可以称为RC延时电路。
还有,所述第一MOS晶体管M1的栅极连接于所述第一电容C1的另一端,由于延迟电路需要通过接收到对终端充电插口的电压,来启动延迟电路,因此延迟电路的输入端连接于外界充电器;也由于充电通路是给电池进行充电,而且需要对充电通路的信号输入端与所述CPU的检测终端电池电压的输出端连接,这样可以在CPUC检测完成的电池电压(准确读取电池开路电压OCV,即终端的剩余电量后,也可以控制充电通路进行充电,CPU将电池上的电压转换为电量,供用户显示使用。
另外,当充电器插入瞬间,充电IC(即芯片,来随时监控充电器的工作状态,提供最佳的、对电池损伤最小的充电方式其核心就是IC)内部会产生偏置电压Vu2,通过外接一个RC延时电路到开关一端(MOS管或三极管),开关另一端接到充电IC使能端(低电平有效),刚插入充电器时,由于有RC延时电路,在MOS管栅极电压未达到导通门限电压Vt之前,开关不会立即导通,此时开关断开状态,充电使能端(EN)为高电平,充电通路未导通,电池充电通路无电流,待CPU检测到电池开路电压(OCV)后,通过MOS管栅极电压达到导通门限电压Vt,开关导通,充电使能端(EN)拉低,手机正常充电。
根据RC充放电时间常数T=RC,可得到电阻值R、电容值C、偏置电压Vu、门限电压Vt以及延迟时间t之间的关系如下:
Vt=Vu*[1-exp(-t/RC)
根据调试情况,可通过改变电容、电阻的值或者开关的导通门限电压,即可改变RC电路预设延迟时间。
第四实施例
如图3所示,该充电电路,包括:
用于对终端电池进行充电的充电通路;
所述输入控制电路包括输入端以及输出端,所述输入端连接于所述终端充电器插接口的引脚上,所述输出端输出一定时信号;
所述开关电路包括:第一MOS晶体管M1;其中,所述第一MOS晶体管M1的栅极连接于所述输入控制电路上,所述第一MOS晶体管M1的源极连接于地,所述第一MOS晶体管M1的漏极连接于所述充电通路,在所述输入控制电路的预设延迟时间达到时,所述开关电路的所述第一MOS晶体管M1的漏极电压等于所述第一MOS晶体管M1的源极接地电压,使得所述充电通路接地后启动,给所述终端电池进行充电;
所述输出控制电路包括:一端连接偏置电压的第二电阻R2以及一端连接地的第三电阻R3;
其中,所述第二电阻R2的另一端以及所述第三电阻R3的另一端,均与所述充电通路连接,为所述充电通路提供一个偏置电压。
本发明实施例中,通过输入控制电路将导电通路进行延时,在预设延迟时间(大概几百毫秒)后导通,这样电池通路上电流为零,不会导致检测电压浮高,待CPU检测到准确的电池电压,并显示正确的电量百分比之后,再将充电通路打开,开始充电,这样就可以规避在插入充电器的瞬间因检测到的电池电压浮高而导致电量检测不准确的风险,提高了用户体验。
需要说明的是:所述第一MOS晶体管M1的栅极连接于所述输出端,所述第一MOS晶体管M1的漏极连接于所述充电通路的使能端。
由于所述输入控制电路可以输出一定时信号,因此所述输入控制电路可以是接通延时型定时器,也可以是断开延时型定时器,也可以是保持型接通延时定时器,也可以是脉冲型定时器,也可以是扩张型脉冲定时器。
其中所述输入控制电路可以为555定时器,所述555定时器可以说是模拟电路与数字电路结合的典范,其电路简图如图4所示。
如图4所示,555定时器包括八个端子,其中所述八个端子分别是第一端子(接地端),第二端子(触发输入端),第三端子(输出端),第四端子(复位端),第五端子(控制电压端),第六端子(阈值输入端),第七端子(放电端)以及第八端子(VCC电源端);
在使用时的所述555定时器,所述第四端子以及第八端子均连接于电源VCC(即本发明实施例的充电器输入端);
所述第七端子连接于第一电阻R4的一端,所述第一电阻R4的另一端连接于所述电源VCC
所述第六端子以及所述第二端子连接于第二电阻R5的一端,所述第二电阻R5的另一端连接于所述第一电阻R4的一端,所述第二电阻R5的一端连接于第二电容C2上,所述第二电容C2接地;
所述第五端子连接于第三电容C3上,所述第三电容C3接地;
所述第一端子接地,
所述第三端子输出延时信号,其中它的各个引脚端子功能如下:
第一端子:外接电源负端VSS或接地,一般情况下接地。
第二端子:低触发端TR。
第三端子:输出端Vo。
第四端子:是直接清零端。当此端接低电平,则基电路不工作,此时不论TR以及TH处于何电平,时基电路输出为“0”,该端不用时应接高电平。
第五端子:VC为控制电压端。若此端外接电压,则可改变内部两个比较器的基准电压,当该端不用时,应将该端串入一只0.01μF电容接地,以防引入干扰。
第六端子:高触发端TH。
第七端子:放电端。该端与放电管集电极相连,用做定时器时电容的放电。
第八端子:外接电源VCC,双极型时基电路VCC的范围是4.5~16V,CMOS型时基电路VCC的范围为3~18V。一般用5V。
在第一端子接地,第五端子未外接电压,两个比较器A1、A2基准电压分别为的情况下,555时基电路的功能如下表1所示。
具体的,所述555定时器的内部电路,如图5所示:
其中所述555定时器包括第一比较器A1、第二比较器A2,三个等值串联电阻,一个RS触发器,一个放电管T及功率输出级。它提供两个基准电压VCC/3和2VCC/3,其中所述第一比较器A1和第二比较器A2各有一个输入端连接到三个电阻R组成的分压器上,比较器的输出接到RS触发器上。此外还有输出级和放电管。输出级的驱动电流可达200mA。
第一比较器A1和第二比较器A2的参考电压分别为UA和UB,根据第一比较器A1和第二比较器A2的另一个输入端——触发输入和阈值输入,可判断出RS触发器的输出状态。当复位端为低电平时,RS触发器被强制复位。若无需复位操作,复位端应接高电平。
555定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制RS触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压,当5脚悬空时,则电压第一比较器A1的同相输入端的电压为2VCC/3,第二比较器A2的反相输入端的电压为VCC/3。若触发输入端TR的电压小于VCC/3,则比较器A2的输出为0,可使RS触发器置1,使输出端OUT=1。如果阈值输入端TH的电压大于2VCC/3,同时TR端的电压大于VCC/3,则第一比较器A1的输出为0,第二比较器A2的输出为1,可将RS触发器置0,使输出为低电平。
第五实施例
如图6所示,该充电电路,包括:
用于对终端电池进行充电的充电通路;
所述输入控制电路包括:第一电阻R1和第一电容C1;
所述第一电阻R1的一端连接于所述终端充电插接口的引脚上,所述第一电阻R1的另一端连接于所述第一电容C1的一端,所述第一电容C1的另一端接地连接,所述第一电容C1的一端输出一延时信号;
所述开关电路包括:第一三极管T1,其中所述第一三极管T1的基极连接于所述输入控制电路上,所述第一三极管T1的发射极连接于地,所述第一三极管T1的集电极连接于所述充电通路,在所述输入控制电路的预设延迟时间达到时,所述开关电路的所述第一三极管T1的集电极电压等于所述第一三极管T1的发射极,使得所述充电通路接地后启动,给所述终端电池进行充电;
所述输出控制电路包括:一端连接偏置电压的第二电阻R2以及一端连接地的第三电阻R3;
其中,所述第二电阻R2的另一端以及所述第三电阻R3的另一端,均与所述充电通路连接,为所述充电通路提供一个偏置电压。
本发明实施例中,通过输入控制电路将导电通路进行延时,在预设延迟时间(大概几百毫秒)后导通,这样电池通路上电流为零,不会导致检测电压浮高,待CPU检测到准确的电池电压,并显示正确的电量百分比之后,再将充电通路打开,开始充电,这样就可以规避在插入充电器的瞬间因检测到的电池电压浮高而导致电量检测不准确的风险,提高了用户体验。
需要说明的是:由于所述输入控制电路可以输出一延时信号,且只有第一电阻R1及第一电容C1,因此可以称为RC延时电路。
还有,所述第一三极管T1的基极连接于所述第一电容C1的另一端,所述第一三极管T1的集电极连接于所述充电通路的使能端。
第六实施例
如图7所示,该充电电路,包括:
用于对终端电池进行充电的充电通路;
所述输入控制电路包括输入端以及输出端,所述输入端连接于所述终端充电器插接口的引脚上,所述输出端输出一定时信号;
所述开关电路包括:第一三极管T1,其中所述第一三极管T1的基极连接于所述输入控制电路上,所述第一三极管T1的发射极连接于地,所述第一三极管T1的集电极连接于所述充电通路,在所述输入控制电路的预设延迟时间达到时,所述开关电路的所述第一三极管T1的集电极电压等于所述第一三极管T1的发射极,使得所述充电通路接地后启动,给所述终端电池进行充电;
所述输出控制电路包括:一端连接偏置电压的第二电阻R2以及一端连接地的第三电阻R3;
其中,所述第二电阻R2的另一端以及所述第三电阻R3的另一端,均与所述充电通路连接,为所述充电通路提供一个偏置电压。
需要说明的是:所述第一三极管T1的基极连接于所述第一电容C1的另一端,所述第一三极管T1的集电极连接于所述充电通路的使能端。
所述输入控制电路输出一定时信号,所述输入控制电路可以是接通延时型定时器,也可以是断开延时型定时器,也可以是保持型接通延时定时器,也可以是脉冲型定时器,也可以是扩张型脉冲定时器。
其中所述输入控制电路可以为555定时器,所述555定时器可以说是模拟电路与数字电路结合的典范,其电路简图如图4和图5所示,
为了能够控制对重点电池的充电,本发明实施例的充电电路中,所述充电通路包括所述充电通路包括:一低电平有效的使能端、一输出充电电流的输出端以及一个信号输入端,通过控制使能端的有效状态或无效状态,对应控制连接于所述输出充电电流输出端上的所述终端电池进行断电或充电,所述信号输入端与中央处理器CPU的检测终端电池电压的输出信号端连接。
本发明实施例中,在所述输入控制电路的预设延迟时间达到时,以使所述使能端接地,并将所述无效状态改变为所述有效状态,启动所述充电通路对所述终端电池进行充电。
如图8所示,所述充电通路部分电路包括:
该电路主要由电池保护专用集成电路DW01,充电、放电控制MOSFET1(内含两只N沟道MOSFET)等部分组成,单体电池接在B+和B-之间,电池组从P+和P-输出电压。充电时,充电器输出电压接在P+和P-之间,电流从P+到单体电池的B+和B-,再经过充电控制MOSFET到P-。在充电过程中,当单体电池的电压超过4.35V时,专用集成电路DW01的OC脚输出信号使充电控制MOSFET关断,锂电池立即停止充电,从而防止锂电池因过充电而损坏。放电过程中,当单体电池的电压降到2.30V时,DW01的OD脚输出信号使放电控制MOSFET关断,锂电池立即停止放电,从而防止锂电池因过放电而损坏,DW01的CS脚为电流检测脚,输出短路时,充放电控制MOSFET的导通压降剧增,CS脚电压迅速升高,DW01输出信号使充放电控制MOSFET迅速关断,从而实现过电流或短路保护。
还有,上述第六电阻R6可以为100Ω,第七电阻可以为1KΩ,第四电容C4可以为0.1μF。
相应的,本发明实施例的一种终端,包括印刷电路板,设置于所述印刷电路板上的如上述的充电电路。
由于本发明实施例的充电电路,应用于终端,因此,本发明实施例还提供了一种终端,其中,上述充电电路的所述实现实施例均适用于该终端的实施例中,也能达到相同的技术效果。
相应的,如图9所示,本发明实施例的检测电池电压的方法中,包括:
步骤91,在获取到终端充电插接口有电流流入时,关闭充电通路预设延迟时间;
步骤92,在终端中央处理器CPU检测完成终端电池电压且所述预设延迟时间到达后,启动所述充电通路对所述终端电池进行充电。
需要说明的是,本发明提供的方法是应用上述充电电路中,则上述充电电路的所有实施例均适用于该方法,且均能达到相同或相似的有益效果。
以上所述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,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种充电电路,其特征在于,包括:
用于对终端电池进行充电的充电通路;
延迟电路,与所述充电通路连接,用于在终端充电插接口有电流流入,且在预设延迟时间到达后,启动所述充电通路对所述终端电池进行充电;
中央处理器CPU,与所述充电通路连接,用于在终端充电插接口有电流流入而预设延迟时间未到达时,检测终端电池的电压;其中,
所述延迟电路包括:
输入端与充电芯片IC的第一偏置电压信号连接的输入控制电路;
与所述输入控制电路输出端连接的开关电路;以及
输入端与所述开关电路连接、输出端与所述充电通路连接的输出控制电路;
所述输入控制电路按照所述预设延迟时间产生所述第一偏置电压信号的延时信号;
所述输出控制电路包括:一端连接第二偏置电压信号的第二电阻(R2)以及一端连接地的第三电阻(R3);其中,所述第二电阻(R2)的另一端以及所述第三电阻(R3)的另一端,均与所述充电通路连接,为所述充电通路的使能端提供一个偏置电压,且所述第二电阻(R2)的另一端以及所述第三电阻(R3)的另一端,均与所述开关电路连接;
所述充电通路包括:一低电平有效的使能端、一输出充电电流的输出端以及一个信号输入端,通过控制使能端的有效状态或无效状态,对应控制连接于所述输出充电电流的输出端上的所述终端电池进行断电或充电,所述信号输入端与中央处理器CPU的检测终端电池电压的输出信号端连接。
2.根据权利要求1所述的充电电路,其特征在于,
所述输入控制电路包括:第一电阻(R1)和第一电容(C1);
所述第一电阻(R1)的一端连接于所述终端充电插接口的引脚上,所述第一电阻(R1)的另一端连接于所述第一电容(C1)的一端,所述第一电容(C1)的另一端接地连接,所述第一电容(C1)的一端输出所述延时信号。
3.根据权利要求1所述的充电电路,其特征在于,
所述输入控制电路包括输入端以及输出端,所述输入控制电路的输入端连接于所述终端充电插接口的引脚上,所述输入控制电路的输出端输出一定时信号作为所述第一偏置电压信号的延时信号。
4.根据权利要求1所述的充电电路,其特征在于,
所述开关电路包括:第一MOS晶体管(M1);其中,所述第一MOS晶体管(M1)的栅极连接于所述输入控制电路上,所述第一MOS晶体管(M1)的源极连接于地,所述第一MOS晶体管(M1)的漏极连接于所述充电通路,在所述输入控制电路的预设延迟时间达到时,所述开关电路的所述第一MOS晶体管(M1)的漏极电压等于所述第一MOS晶体管(M1)的源极接地电压,使得所述充电通路接地后启动,给所述终端电池进行充电。
5.根据权利要求1所述的充电电路,其特征在于,
所述开关电路包括:第一三极管(T1),其中所述第一三极管(T1)的基极连接于所述输入控制电路上,所述第一三极管(T1)的发射极连接于地,所述第一三极管(T1)的集电极连接于所述充电通路上,在所述输入控制电路的预设延迟时间达到时,所述开关电路的所述第一三极管(T1)的集电极电压等于所述第一三极管(T1)的发射极电压,使得所述充电通路接地后启动,给所述终端电池进行充电。
6.一种终端,包括印刷电路板,其特征在于,设置于所述印刷电路板上的如权利要求1至5任一项所述的充电电路。
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