CN106025412B - 设置有usb接口的锂离子二次电池及其充放电控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种设置有USB充放电接口的锂离子二次电池，包括电池本体、用于常规电池输出电压的电池输出端子和用于充放电的USB接口及其控制电路；电池本体与控制电路电连接，控制电路又分别与电池输出端子和USB接口电连接；控制电路包括型号为HT4201的电源集成电路、降压和升压放电以及充电外围电路；该电源集成电路分别与降压和升压放电外围电路电连接，将电池输出电压降至1.5V或升压至5V电压；该集成电路还与充电外围电路电连接，将从USB接口输入的5V电压变换为适合电池贮存的电压。所述二次电池结构通用兼容，输出包括1.5V和5V的多种稳定电压，其USB充放电接口兼容，无须专门的充电器；电池本体容量大，可靠性高。

Description

设置有USB接口的锂离子二次电池及其充放电控制方法
技术领域
本发明涉及电能转换电路或控制装置；尤其涉及直流和直流之间的转换电路和控制方法。
背景技术
现有技术普通的干电池方便获得，可根据需要自由组合，输出不同的供电电压，是小型电子产品的主流供电源，用量大；但普通干电池通常为一次电池，不可循环利用，处理废弃电池的经济和环境成本高。
现有技术也有可充电的镍氢、镍镉电池，但是这些电池需要专门的充电器、镍镉电池中的镉金属对环境有污染；且使用多次后，由于存在记忆效应，实际使用容量慢慢降低，循环使用的次数少。
无论是普通的干电池还是可充电的镍氢、镍镉电池只能输出一个电压，且输出电压随放电过程内部电量的降低而慢慢降低，存在输出电压不稳定的问题。
现有技术也有以锂离子电池为电力能源的二次电池，但是其内部有些未包含与USB充放电接口兼容的充电接口和充放电电路，所以需要专门的充电器；也有些二次电池的充电接口和放电输出端子非常靠近，容易短路；且充电接口通常只能专用于充电，不能输出电压；或者即使能输出电压也通常只能输出电池的电压，而并不具备多种电压输出的能力。
现有技术也有以锂离子电池为电力能源的带充电接口的电池组解决方案，专门针对替代需要两节或更多节干电池串联的应用，通常也只能输出一组电压，充电端口只能用于充电，且由于其结构的限制，使得产品不具备普通干电池的通用性和灵活性。
现有技术以锂离子电池为电力能源的二次电池，也有一些其内部包含与USB充放电接口兼容的充电接口和充放电电路，但由于充电接口和充放电电路内部电路元件多、线路复杂体积大，会挤占其内部本来提供给锂离子电池本体的容积，减少了电池容量，且分立元件的电子线路，其可靠性尚待提升。
名词解释：AA型电池：即俗称的5号电池，为美国标准的AA(平头)电池，高度48.0±0.5mm，直径14.1±0.2mm；AAA型电池：即俗称的7号电池，为美国标准的AAA(平头)电池，高度43.6±0.5mm，直径10.1±0.2mm；USB为英文Universal Serial Bus的缩写，即通用串行总线，本专利申请文件中是指一种电子设备的外部标准接口；LED为英文light emittingdiode 的缩写，中文意思为发光二极管；LDO是英文Low Drop Out(LDO)Linear VoltageRegulators的缩写，中文含义为低压降线性稳压器；BUCK电路在本申请中的含义为采用BUCK Chopper（斩波器）方式的降压DC/DC变换电路；BOOST电路在本申请中的含义为采用BOOST Chopper方式的升压DC/DC变换电路。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术电池容量小、可靠性不高、充放电接口兼容性低、输出电压单一且不稳定的不足之处，而提出一种设置有USB接口、并可输出双电压的锂离子二次电池，包括用作电源的锂离子电池本体、提供常规电池供电电压的电池输出端子、用于充放电的双向USB接口及用于电压变换的控制电路；所述电池本体与所述控制电路电连接，所述控制电路又分别与提供常规电池供电电压的电池输出端子和USB接口电连接；所述控制电路包括型号为HT4201的电源集成电路、降压放电外围电路、升压放电外围电路和充电外围电路；所述电源集成电路与降压放电外围电路电连接，将所述电池本体输出电压变换为包括1.5V的常规电池供电电压；所述电源集成电路与升压放电外围电路电连接，用于将所述电池本体输出电压升压至包括5V的电池供电电压；所述电源集成电路与充电外围电路电连接，将从USB接口输入的5V电压变换为适合所述电池本体贮存的电压，实现为锂离子二次电池本体充电。
所述常规电池供电电压除包括1.5V外，还包括3 V、6V、9V、12V、15V、18V和24V 。
所述锂离子二次电池的形状包括片状、块状和柱状；所述锂离子二次电池是输出电压为1.5V的圆柱状5号即AA型锂离子二次电池；或者所述锂离子二次电池是输出电压为1.5V的圆柱状7号即AAA型锂离子二次电池。
所述控制电路包括多功能复用电感，该多功能复用电感的两端分别与所述电源集成电路的SW1和SW2引脚电连接；所述降压放电外围电路包括降压输出滤波电容和所述多功能复用电感；所述降压输出滤波电容的一端与电源集成电路的1.5V输出引脚电连接，另一端与电源集成电路的第二＂地＂引脚GND2或第一＂地＂引脚GND1电连接；所述电源集成电路的1.5V输出引脚与所述二次电池输出正极端子电连接；所述降压放电外围电路和电源集成电路电连接组成完整的降压电路，将所述二次电池输出电压降为稳定的1.5V，经电池输出端子输出。
所述充电外围电路包括USB接口端滤波电容、电池本体端滤波电容和所述多功能复用电感；所述USB接口端滤波电容的一端与电源集成电路的VCOM引脚电连接，另一端与电源集成电路的第二＂地＂引脚GND2或第一＂地＂引脚GND1电连接；所述电池本体端滤波电容的一端与电池本体的正极端子电连接；所述电池本体端滤波电容的另一端与该电池本体的负极端子电连接；所述电池本体的正极端子与电源集成电路的BAT引脚电连接；所述电源集成电路的VCOM引脚与USB接口电连接；所述充电外围电路和电源集成电路连接组成完整的充电电路，将从USB接口输入的5V电压变换为适合所述电池本体贮存的电压，实现为锂离子二次电池本体充电；所述充电外围电路还包括用于状态指示的状态指示灯，该状态指示灯的一端与电源集成电路的LED引脚电连接，其另一端与电源集成电路的第二＂地＂引脚GND2电连接。
所述升压放电外围电路包括USB接口端滤波电容、电池本体端滤波电容和所述多功能复用电感；所述USB接口端滤波电容的一端与电源集成电路的VCOM引脚电连接，另一端与电源集成电路的第二＂地＂引脚GND2电连接；所述电池本体端滤波电容的一端与电池本体的正极端子电连接；所述电池本体端滤波电容的另一端与电池本体的负极端子电连接；所述电池本体的正极端子与电源集成电路的BAT引脚电连接；所述电源集成电路的VCOM引脚与USB接口电连接；所述升压放电外围电路和电源集成电路连接组成完整的升压放电电路，将电池本体输出电压升压至5V经USB接口输出。
所述电池本体置于锂离子二次电池的底部；包含所述控制电路的电路板位于所述二次电池内上方；所述电路板形状与所述二次电池形状匹配；所述USB接口和所述状态指示灯的安装，以该二次电池的中轴线为对称轴，分别设置在该二次电池外壁的上方。
解决上述技术问题的技术方案还可以是一种基于设置有USB接口的锂离子二次电池的充放电控制方法，包括以下步骤：A：将所述电源集成电路的BAT引脚电压，亦即电池本体正极端子上的电压记作，所述电源集成电路的VCOM引脚电压记作，将记作所述USB接口电源线上的最低输入电压，该USB接口电源线上的输入电压波动范围设定为4.5～5.5V；所述电源集成电路持续检测和俩物理量；B：判断并且的条件是否成立；若成立，则进入步骤C即充电模式；不成立且，则进入步骤D；C：所述二次电池进入充电模式，即，将从USB接口输入的电能变换为具有适合电池本体贮存的电压，实现对电池本体充电；D：所述电源集成电路持续监测VCOM引脚上是否有电平变化，若监测到有高电平至低电平的电压变化，则进入步骤E即升压放电模式；否则进入步骤F即降压放电模式；E；所述二次电池进入升压放电模式，即将电池本体输出电压升高为稳定的5V电压，经充放电的USB接口输出；F：电源集成电路和降压放电外围电路协同工作，使所述二次电池工作在降压放电模式，即将电池本体输出电压降为包括1.5V的常规电池供电电压，经电池输出端子输出；在降压放电模式中，持续检测和，若且未监测VCOM引脚上有高电平至低电平的电压变化，则维持在降压放电模式。
在所述步骤F中，即在降压放电模式下电源集成电路持续监测负载电流小于等于预先设置在电源集成电路中的电池静态电流设定值，若是，则维持在LDO降压模式，此时电源集成电路和降压放电外围电路组合成LDO降压电路；若负载电流大于预先设置在电源集成电路中的电池静态电流设定值，则所述二次电池进入BUCK降压模式，此时电源集成电路和降压放电外围电路组合成BUCK降压电路。
在步骤A之前还包括有步骤A0：所述电源集成电路判断是否在正常工作范围之内；若，则所述二次电池进入放电欠压保护模式，停止放电；若，则该二次电池实施步骤A；Ubat-min是所述电池本体正极端子上容许放电的最低电压；在步骤C中，即在充电模式中，电源集成电路持续监测充电电流是否大于预先设置在电源集成电路中的第二参考电流数值，若是，则继续充电；否则表示电已经充满；所述电源集成电路在充电过程中输出使LED灯闪烁或常亮的控制信号；结束充电后，输出使LED灯常亮或熄灭的控制信号；在充电模式下，必须等待外部动作拔除外部充电电源后，电池回到步骤A，重新判断进入充电模式的条件不满足之后，才会继续判断进入升压放电模式的条件是否成立；在步骤E中，即升压放电模式中，电源集成电路持续监测负载电流是否大于预先设置在电源集成电路中的升压放电电流最低值，若是，则继续升压放电；否则判断是否小于即，若则所述二次电池进入放电欠压保护模式，停止放电；若，则所述二次电池进入降压放电模式，即实施步骤F。
同现有技术相比较，本发明的有益效果是：1、所涉及的锂离子二次电池，其结构可以与AA型或AAA型干电池完全兼容，使产品具备普通干电池的通用性和灵活性；且可重复循环使用多次，具备多种电压输出的能力，1.5V和5V输出电压稳定；且5V充放电接口和1.5V输出接口各自独立，无短路风险；2、USB充放电接口兼容，无需专门的充电器；充电、升压放电和降压放电电路的主要部件，全部集成在同一片或至多两片半导体基底上，密封为集成电路，再借助少量可复用的外围器件，简化了电子线路，电路板体积小，在特定空间内增加了可容置锂离子电池本体的容积，增加了电池容量，且集成电路芯片相对于焊接分离器件的线路板，其可靠性也大大提升。
附图说明
图1是本发明设置有USB接口的锂离子二次电池优选实施例的原
理电路逻辑框图；
图2是所述优选实施例的电源集成电路240的示意框图；
图3是所述优选实施例的电路连接示意图；
图4是所述优选实施例在充电模式的电路原理图；
图5是所述优选实施例在升压模式的电路原理图；
图6是所述优选实施例在LDO降压模式的电路原理图；
图7是所述优选实施例在BUCK降压模式的电路原理图；
图8是所述优选实施例的状态转移示意图；
图9和10分别是所述优选实施例的轴测投影示意图之一和二；
图11是所述优选实施例的轴测投影半剖示意图；
图12是所述优选实施例移除部分组件的轴测投影示意图。
具体实施方式
以下结合各附图对本发明的实施方式做进一步详述。
如图1所示的设置有USB接口的锂离子二次电池，包括用作电源的锂离子电池本体100、提供常规电池供电电压的电池输出端子110、用于充放电的双向USB接口120及用于电压变换的控制电路200；所述电池本体100与所述控制电路200电连接，所述控制电路200又分别与提供常规电池供电电压的电池输出端子110和USB接口120电连接；所述控制电路200包括型号为HT4201的电源集成电路240、降压放电外围电路210、升压放电外围电路220和充电外围电路230；所述电源集成电路240与降压放电外围电路210电连接，将所述电池本体100输出电压变换为包括1.5V的常规电池供电电压；所述电源集成电路240与升压放电外围电路220电连接，用于将所述电池本体100输出电压升压至包括5V的电池供电电压；所述电源集成电路240与充电外围电路230电连接组成完整的充电电路，将从USB接口120输入的5V电压变换为适合所述电池本体100贮存的电压，实现为锂离子二次电池本体100充电。
如图2所示的电源集成电路240有八个引脚，分别是BAT、SW1、SW2、VCOM、1.5V、LED、GND1和GND2；电源集成电路240内部主要包括开关管Q1~Q5，逻辑控制电路，栅级驱动控制和一个指示灯控制模块。
如图3所示的电路连接示意图可见，所述控制电路200的实体电路板300上的电路元器件包括多功能复用电感207、USB接口端滤波电容205、电池本体端滤波电容206、降压输出滤波电容218和状态指示灯237；所述多功能复用电感207的两端分别与所述电源集成电路240的SW1和SW2引脚电连接。
所述降压放电外围电路210包括降压输出滤波电容218和所述多功能复用电感207；所述降压输出滤波电容218的一端与电源集成电路240的1.5V输出引脚电连接，另一端与电源集成电路240的第二＂地＂引脚GND2或第一＂地＂引脚GND1电连接；所述电源集成电路240的1.5V输出引脚与所述二次电池600输出正极端子111电连接，所述二次电池600输出负极端子112与电源集成电路240的第二＂地＂引脚GND2或第一＂地＂引脚GND1电连接；所述降压放电外围电路210和电源集成电路240电连接组成完整的降压电路，将所述二次电池输出电压降为稳定的1.5V电压，经电池输出端子110输出。
所述充电外围电路230包括USB接口端滤波电容205、电池本体端滤波电容206和所述多功能复用电感207；所述USB接口端滤波电容205的一端与电源集成电路240的VCOM引脚电连接，另一端与电源集成电路240的第二＂地＂引脚GND2或第一＂地＂引脚GND1电连接；所述电池本体端滤波电容206的一端与电池本体100的正极端子电连接；所述电池本体端滤波电容206的另一端与电池本体100的负极端子电连接；所述电池本体100的正极端子与电源集成电路240的BAT引脚电连接；所述电源集成电路240的VCOM引脚与USB接口120电连接；所述充电外围电路230和电源集成电路240连接组成完整的充电电路，将从USB接口120输入的电压变换为适合所述电池本体100贮存的电压，实现为锂离子二次电池本体100充电；所述充电外围电路230还包括用于状态指示的状态指示灯237，所述状态指示灯237的一端与电源集成电路240的LED引脚电连接，另一端与电源集成电路240的第二＂地＂引脚GND2电连接。
所述第一＂地＂引脚GND1和第二＂地＂引脚GND2在电源集成电路240内部电连接；即与第一＂地＂引脚GND1电连接等同于和第二＂地＂引脚GND2电连接，反之亦然。
所述升压放电外围电路220包括USB接口端滤波电容205、电池本体端滤波电容206和所述多功能复用电感207；所述USB接口端滤波电容205的一端与电源集成电路240的VCOM引脚电连接，另一端与电源集成电路240的第二＂地＂引脚GND2电连接；所述电池本体端滤波电容206的一端与电池本体100的正极端子电连接；所述电池本体端滤波电容206的另一端与电池本体100的负极端子电连接；所述电池本体100的正极端子与电源集成电路240的BAT引脚电连接；所述电源集成电路240的VCOM引脚与USB接口120电连接；所述升压放电外围电路220和电源集成电路240连接组成完整的升压放电电路，将电池本体100输出电压升压至5V经USB接口120输出。
如图8所示，设置有USB接口的锂离子二次电池要么处于保护模式，要么处于工作模式。
将所述电源集成电路240的BAT引脚电压，亦即所述电池本体正极端子上的电压记作，所述电源集成电路240的VCOM引脚电压记作，将记作所述USB接口120电源线上的最低输入电压，该USB接口120电源线上的输入电压波动范围设定为4.5～5.5V；所述电源集成电路240持续检测和俩物理量；为电池本体100正极端子上容许放电的最低放电电压,电压通常高于电池本体100的最低放电电压。使所述锂离子二次电池600进入保护模式的条件有三个,分别是：条件1：当电源集成电路USB接口端滤波电容240USB接口端滤波电容的BAT引脚电压≤；条件2：当≥时，为设定的锂离子二次电池的最大工作电流，通常小于电池本体100的最大耐受电流；条件3：当电源集成电路240内部监测到的温度TEM≥时，此处为电源集成电路240内部设定的最高工作温度。
上述三个条件有任何一个满足时，设置有USB接口的锂离子二次电池就进入保护模式，不进行充电或放电；当上述三个条件都不满足时，才进入工作模式。
如图8所示，正常工作模式又包括三个模式，分别为充电模式、升压放电模式和降压放电模式；其中降压放电模式包括LDO降压模式和BUCK降压模式。
通常在三个工作模式下，进入充电模式的优先级最高；在降压放电模式和升压放电模式下，只要接入外部充电装置，使得进入充电模式的条件成立，即可进入充电模式进行充电，且不会主动退出充电模式，除非外部充电装置移除，使得进入充电模式的条件不能成立之时，才会退出充电模式。即充电过程中由于外部条件变化，使得且的条件不成立时才会退出充电模式。
在两种放电模式中，通常会处在降压放电模式下，除非在VCOM引脚检测到了电平变化时才会进入升压放电模式。
如图4所示在充电模式时，通过VCOM引脚输入的5V对锂离子电池进行三段式充电，由指示灯指示充电过程；电源集成电路240内部MOS管Q1处于导通状态，Q2，Q3，Q5处于断开状态，而Q4处于受第一误差放大器255，和第二误差放大器256的控制。电池本体100的电压通过电源集成电路240的BAT引脚进入第一误差放大器255与参考电压4.2V比较，同时充电电流由电池取样器254，经I/V变换器257，送入到第二误差放大器256与基准参考电流比较，误差结果去控制MOS管Q4的栅极，进入三段式充电。充电电流另一路进入比较器259和第二参考电流比较，第二参考电流为基准参考电流的十分之一；当充电过程中，当充电电流较大大于第二参考电流时，指示灯控制电路251使状态指示灯237处于闪烁状态；当充电电流越来越小，小于等于第二参考电流时，表示充满电，此时LED灯201处于恒亮。基准参考电流和第二参考电流均为预先设置在电源集成电路240内的数值。
在升压放电模式下，升压电路把锂离子电池的电压升到5V从VCOM引脚输出到外部负载。如果升压过程中，负载电流小于等于升压放电电流最低值，就自动停止升压；并判断是否小于即，若则锂离子二次电池进入放电保护模式，停止放电；若，则锂离子二次电池进入降压放电模式。
如图5所示，升压放电模式时，内部MOS管Q1处于导通状态，Q2， Q5处于断开状态，而Q3，Q4受缓冲器263,264的驱动。电源集成电路240的VCOM引脚进入误差放大器261与参考电压5.0V比较，比较后的误差电压送入比较器262与锯齿波电压进入比较后，把误差信号转换成相对应占空比的方波信号，方波信号缓冲器263,264的分别去触发Q3，Q4的开关管，与多功能复用电感207，USB接口端滤波电容205组成BOOST升压电路，升压后的电压由USB接口120输出。
在降压模式时，分两种降压方式：1，如果负载电流小于等于电池静态电流设定值，则进入LDO降压模式；2，如果负载电流大于电池静态电流设定值，则进入BUCK降压模式。
如图6所示，工作于LDO降压模式时，通过驱动电源集成电路240内部的误差放大器272，对电池输出端子110的电压和内部的1.5V参考电压进行比较，比较后输出误差信号驱动高侧开关管Q1的导通程度，经多功能复用电感207和降压输出滤波电容218滤波后，使电池输出端子110得到稳定的输出电压。
如图7所示，工作于开关降压模式时，通过驱动电源集成电路240内部的误差放大器282和比较器283，对电池输出端子110的电压和内部的锯齿波电压进行比较，把输出电压的高低转变成输出电压占空比的大小，分成两路经由信号缓冲器285、284去分别触发高侧开关管Q1和低侧开关管Q2，经由多功能复用电感207和降压输出滤波电容218滤波，组成同步整流的开关式降压BUCK电路，使电池输出端子110得到稳定的输出电压。
本发明专利申请中所述型号为HT4201的电源集成电路240为深圳市华芯邦公司发布的市售芯片产品，该产品也在本申请同一日由本申请人向中国国家知识产权局提出了名称为“ 混合型降压电路 ”的发明和实用新型申请。
如图9至12所示，所述电池本体100置于锂离子二次电池600的底部；包含所述控制电路200的电路板300位于所述二次电池600内上方；所述电路板300形状与所述二次电池600形状匹配；所述USB接口120和所述状态指示灯237的安装，以所述二次电池600的中轴线为对称轴，设置在所述二次电池600外壁的上方。
如图9至12所示，锂离子二次电池600的形状为圆柱状，所述锂离子二次电池为输出电压为1.5V的圆柱状5号即AA型锂离子二次电池；或所述锂离子二次电池为输出电压为1.5V的圆柱状7号即AAA型锂离子二次电池。图中的电池输出正极端子111和电池输出负极端子112均可与对应型号的电池兼容。在实际应用中，锂离子二次电池600还可以是片状、块状和其他柱状的形态。同时所述锂离子二次电池600的常规电池供电电压除包括1.5V外，还可以包括3V、6V、9V、12V、15V、18V和24V ，只需配置相应的电池本体100和具体电路参数即可。
本发明专利涉及的锂离子二次电池，其结构可以与AA型或AAA型干电池完全兼容，使产品具备普通干电池的通用性和灵活性；且可重复循环使用多次，具备多种电压输出的能力，1.5V和5V输出电压稳定；且5V充放电接口和1.5V输出接口各自独立，无短路风险。
USB充放电接口兼容，无需专门的充电器；充电、升压放电和降压放电电路的主要部件，全部集成在单一的芯片中，经过少量的可复用的外围器件，简化了电子线路，电路板体积小，在特定空间内增加了可容置的锂离子电池的体积，增加了电池容量，且芯片相对分离器件的线路板的可靠性也大大提升。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.种设置有USB接口的锂离子二次电池(600)，包括：
用作电源的锂离子电池本体(100)、提供常规电池供电电压的电池输出端子(110)、用于充放电的双向USB接口(120)及用于电压变换的控制电路(200)；所述电池本体(100)与所述控制电路(200)电连接，所述控制电路(200)又分别与提供常规电池供电电压的电池输出端子(110)和USB接口(120)电连接；
所述控制电路(200)包括型号为HT4201的电源集成电路(240)、降压放电外围电路(210)、升压放电外围电路(220)和充电外围电路(230)；
所述电源集成电路(240)与降压放电外围电路(210)电连接，将所述电池本体(100)输出电压变换为包括1.5V的常规电池供电电压；所述电源集成电路(240)与升压放电外围电路(220)电连接，用于将所述电池本体(100)输出电压升压至包括5V的电池供电电压；所述电源集成电路(240)与充电外围电路(230)电连接，将从USB接口(120)输入的5V电压变换为适合所述电池本体(100)贮存的电压，实现为锂离子二次电池本体(100)充电;
所述控制电路(200)包括多功能复用电感(207)，该多功能复用电感(207)的两端分别与所述电源集成电路(240)的SW1和SW2引脚电连接；
所述降压放电外围电路(210)包括降压输出滤波电容(218)和所述多功能复用电感(207)；所述降压输出滤波电容(218)的一端与电源集成电路(240)的1.5V输出引脚电连接，另一端与电源集成电路(240)的第二＂地＂引脚GND2或第一＂地＂引脚GND1电连接；所述电源集成电路(240)的1.5V输出引脚与所述二次电池(600)输出正极端子(111)电连接；
所述降压放电外围电路(210)和电源集成电路(240)电连接组成完整的降压电路，将所述二次电池(600)输出电压降为稳定的1.5V，经电池输出端子(110)输出;
所述充电外围电路(230)包括USB接口端滤波电容(205)、电池本体端滤波电容(206)和所述多功能复用电感(207)；所述USB接口端滤波电容(205)的一端与电源集成电路(240)的VCOM引脚电连接，另一端与电源集成电路(240)的第二＂地＂引脚GND2或第一＂地＂引脚GND1电连接；所述电池本体端滤波电容(206)的一端与电池本体(100)的正极端子电连接；所述电池本体端滤波电容(206)的另一端与该电池本体(100)的负极端子()电连接；所述电池本体(100)的正极端子与电源集成电路(240)的BAT引脚电连接；所述电源集成电路(240)的VCOM引脚与USB接口(120)电连接；
所述充电外围电路(230)和电源集成电路(240)连接组成完整的充电电路，将从USB接口(120)输入的5V电压变换为适合所述电池本体(100)贮存的电压，实现为锂离子二次电池本体(100)充电；
所述充电外围电路(230)还包括用于状态指示的状态指示灯(237)，该状态指示灯(237)的一端与电源集成电路(240)的LED引脚电连接，其另一端与电源集成电路(240)的第二＂地＂引脚GND2电连接。
2.根据权利要求1所述的设置有USB接口的锂离子二次电池，其特征在于，
所述常规电池供电电压除包括1.5V外，还包括3 V、6V、9V、12V、15V、18V和24V。
3.根 据权利要求1所述的设置有USB接口的锂离子二次电池，其特征在于，
所述锂离子二次电池的形状包括片状、块状和柱状。
4.根据权利要求3所述的设置有USB接口的锂离子二次电池，其特征在于，
所述锂离子二次电池是输出电压为1.5V的圆柱状5号即AA型锂离子二次电池；
或者所述锂离子二次电池是输出电压为1.5V的圆柱状7号即AAA型锂离子二次电池。
5.根据权利要求1所述的设置有USB接口的锂离子二次电池，其特征在于，
所述升压放电外围电路(220)包括USB接口端滤波电容(205)、电池本体端滤波电容(206)和所述多功能复用电感(207)；所述USB接口端滤波电容(205)的一端与电源集成电路(240)的VCOM引脚电连接，另一端与电源集成电路(240)的第二＂地＂引脚GND2电连接；所述电池本体端滤波电容(206)的一端与电池本体(100)的正极端子电连接；所述电池本体端滤波电容(206)的另一端与电池本体(100)的负极端子()电连接；所述电池本体(100)的正极端子与电源集成电路(240)的BAT引脚电连接；所述电源集成电路(240)的VCOM引脚与USB接口(120)电连接；
所述升压放电外围电路(220)和电源集成电路(240)连接组成完整的升压放电电路，将电池本体(100)输出电压升压至5V经USB接口(120)输出。
6.根据权利要求1所述的设置有USB接口的锂离子二次电池，其特征在于，
所述电池本体(100)置于锂离子二次电池(600)的底部；包含所述控制电路(200)的电路板(300)位于所述二次电池(600)内上方；所述电路板(300)形状与所述二次电池(600)形状匹配；所述USB接口(120)和所述状态指示灯(237)的安装，以该二次电池(600)的中轴线为对称轴，分别设置在该二次电池(600)外壁的上方。
7.一种基于如权利要求1至5之任一项所述的设置有USB接口的锂离子二次电池的充放电控制方法，包括以下步骤：
A：将所述电源集成电路(240)的BAT引脚电压，亦即所述电池本体（100）正极端子上的电压记作，所述电源集成电路(240)的VCOM引脚电压记作，将记作所述USB接口(120)电源线上的最低输入电压，该USB接口(120)电源线上的输入电压波动范围设定为4.5～5.5V；所述电源集成电路(240)持续检测和俩物理量；
B：判断并且的条件是否成立；若成立，则进入步骤C即充电模式；不成立且，则进入步骤D；
C：所述二次电池(600)进入充电模式，即，将从USB接口(120)输入的电能变换为具有适合电池本体(100)贮存的电压，实现对电池本体(100)充电；
D：所述电源集成电路(240)持续监测VCOM引脚上是否有电平变化，若监测到有高电平至低电平的电压变化，则进入步骤E即升压放电模式；否则进入步骤F即降压放电模式；
E；所述二次电池(600)进入升压放电模式，即将电池本体(100)输出电压升高为稳定的5V电压，经充放电的USB接口(120)输出；
F：电源集成电路(240)和降压放电外围电路(210)协同工作，使所述二次电池(600)工作在降压放电模式，即将电池本体(100)输出电压降为包括1.5V的常规电池供电电压，经电池输出端子(110)输出；在降压放电模式中，持续检测和，若且未监测VCOM引脚上有高电平至低电平的电压变化，则维持在降压放电模式。
8.根据权利要求7所述的充放电控制方法，其特征在于：
在所述步骤F中，即在降压放电模式下电源集成电路(240)持续监测负载电流小于等于预先设置在电源集成电路(240)中的电池静态电流设定值，若是，则维持在LDO降压模式，此时电源集成电路(240)和降压放电外围电路(210)组合成LDO降压电路；若负载电流大于预先设置在电源集成电路(240)中的电池静态电流设定值，则所述二次电池(600)进入BUCK降压模式，此时电源集成电路(240)和降压放电外围电路(210)组合成BUCK降压电路。
9.根据权利要求7所述的充放电控制方法，其特征在于：
在步骤A之前还包括有步骤
A0：所述电源集成电路(240)判断是否在正常工作范围之内；若，则所述二次电池(600)进入放电欠压保护模式，停止放电；若，则该二次电池(600)实施步骤A；Ubat-min是电池本体（100）正极端子上容许放电的最低电压；
在步骤C中，即在充电模式中，电源集成电路(240)持续监测充电电流是否大于预先设置在电源集成电路(240)中的第二参考电流数值，若是，则继续充电；否则表示电已经充满；所述电源集成电路(240)在充电过程中输出使LED灯闪烁或常亮的控制信号；结束充电后，输出使LED灯常亮或熄灭的控制信号；
在充电模式下，必须等待外部动作拔除外部充电电源后，电池回到步骤A，重新判断进入充电模式的条件不满足之后，才会继续判断进入升压放电模式的条件是否成立；
在步骤E中，即升压放电模式中，电源集成电路(240)持续监测负载电流是否大于预先设置在电源集成电路(240)中的升压放电电流最低值，若是，则继续升压放电；否则判断是否小于即，若则所述二次电池(600)进入放电欠压保护模式，停止放电；若，则所述二次电池(600)进入降压放电模式，即实施步骤F。
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