CN106532902B - 一种移动终端的双电池控制装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动终端的双电池控制装置及其方法，双电池控制装置与主电池和副电池连接，包括主电池检测模块、副电池检测模块、使能模块和控制切换模块；通过主电池检测模块检测主电池电压的大小并输出对应电平的第一检测信号。副电池检测模块检测副电池电压的大小并输出对应电平的第二检测信号。使能模块根据输入指令输出断电信号。控制切换模块根据第一检测信号和第二检测信号的高低电平判断主电池有电时进行主电池供电，判断主电池无电且副电池有电时切换为副电池供电，这样在主电池无电时自动切换为副电池供电，在不关机的状态下也可以更换主电池。在副电池供电时还能根据断电信号重启移动终端以解决移动终端死机或系统故障的问题。

Description

一种移动终端的双电池控制装置及其方法

技术领域

本发明涉及移动终端技术领域，尤其涉及的是一种移动终端的双电池控制装置及其方法。

背景技术

目前手机、平板等移动终端在人们的生活、工作中使用越来越频繁。在移动终端的电池电量耗尽而又不能及时充电或更换电池的情况下，移动终端失电关机势必会影响用户的使用和工作。例如，一些特定岗位的从业者(如快递员、超市扫货员)在使用移动终端工作时，遇到电池没电需要更换电池时，希望系统不关机就可以完成电池的更换操作，避免关机导致数据丢失，这样才能更加高效地工作。

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移动终端的双电池控制装置及其方法，旨在解决现有移动终端无电时，在不关机的状态下不能更换电池的问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种移动终端的双电池控制装置，与主电池和副电池连接，其包括：

主电池检测模块，检测主电池电压的大小并输出对应电平的第一检测信号；

副电池检测模块，检测副电池电压的大小并输出对应电平的第二检测信号；

使能模块，根据输入指令输出断电信号；

控制切换模块，根据第一检测信号和第二检测信号的高低电平判断主电池有电时进行主电池供电，判断主电池无电且副电池有电时切换为副电池供电，以及在副电池供电时还根据断电信号重启移动终端。

所述的移动终端的双电池控制装置中，

所述主电池检测模块检测主电池电压大于阈值电压时输出高电平的第一检测信号，小于阈值电压时输出低电平的第一检测信号；

副电池检测模块检测副电池电压大于阈值电压时输出高电平的第二检测信号，小于阈值电压时输出低电平的第二检测信号；

控制切换模块根据第一检测信号的高低电平判断主电池电压是否大于阈值电压：是则进行主电池供电；否则继续根据第二检测信号的高低电平判断副电池电压是否大于阈值电压，是则切换为副电池供电，否则关机。

所述的移动终端的双电池控制装置中，所述主电池检测模块包括第一电压检测单元、第一电阻和第二电阻；

所述第一电压检测单元的第一输入端连接第一电阻的一端和第二电阻的一端，第一电阻的另一端连接控制切换模块，第二电阻的另一端连接第一电压检测单元的第二输入端和地，第一电压检测单元的输出端连接控制切换模块。

所述的移动终端的双电池控制装置中，所述副电池检测模块包括第二电压检测单元、第三电阻和第四电阻；

所述第二电压检测单元的第一输入端连接第三电阻的一端和第四电阻的一端，第三电阻的另一端连接副电池端，第四电阻的另一端连接第二电压检测单元的第二输入端和地，第二电压检测单元的输出端连接控制切换模块。

所述的移动终端的双电池控制装置中，所述使能模块包括与门、按键、第五电阻和第六电阻；

所述与门的一输入端连接按键的一端和第五电阻的一端，按键的另一端接地，第五电阻的另一端连接供电端；与门U3的另一输入端输入调试信号、还连接第六电阻的一端；第六电阻的另一端连接供电端，与门的输出端连接控制切换模块。

所述的移动终端的双电池控制装置中，所述控制切换模块包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第一或门、第二或门、充电单元和非门；

所述充电单元的输入端输入充电电压；充电单元的双向端连接主电池，充电单元的输出端连接第一电阻的另一端和第一MOS管的漏极，第一MOS管的栅极连接非门的输出端，第一MOS管的源极连接系统供电端和第二MOS管的漏极，第二MOS管的栅极连接第二或门的输出端；第二MOS管的源极连接副电池端、第一或门的第二输入端和第二或门的第二输入端，第一或门的第一输入端连接非门的输入端和第一电压检测单元的输出端，第二或门的第一输入端连接第一或门的输出端，第三MOS管的栅极连接第二电压检测单元的输出端，第三MOS管的漏极连接第一或门的第二输入端，第三MOS管的源极接地，第四MOS管的栅极连接与门的输出端，第四MOS管的漏极连接第二或门的第二输入端，第四MOS管的源极接地。

所述的移动终端的双电池控制装置中，所述控制切换模块还包括第七电阻和第八电阻；

所述第七电阻的一端连接副电池端和第八电阻的一端，第七电阻的另一端连接第一或门的第二输入端，第八电阻的另一端连接第二或门的第二输入端。

一种采用所述移动终端的双电池控制装置的双电池控制方法，其包括：

步骤A、检测主电池电压的大小并输出对应电平的第一检测信号，检测副电池电压的大小并输出对应电平的第二检测信号；

步骤B、根据第一检测信号和第二检测信号的高低电平判断主电池有电时进行主电池供电，判断主电池无电且副电池有电时切换为副电池供电；

步骤C、根据输入指令输出断电信号，在副电池供电时还根据断电信号重启移动终端。

所述的双电池控制方法中，在所述步骤A中，检测主电池电压大于阈值电压时输出高电平的第一检测信号，小于阈值电压时输出低电平的第一检测信号；

检测副电池电压大于阈值电压时输出高电平的第二检测信号，小于阈值电压时输出低电平的第二检测信号。

所述的双电池控制方法中，所述步骤B具体包括：

步骤B1、根据第一检测信号的高低电平判断主电池电压是否大于阈值电压：是则进行主电池供电，否则执行步骤B2：

步骤B2、根据第二检测信号的高低电平判断副电池电压是否大于阈值电压，是则切换为副电池供电，否则关机。

相较于现有技术，本发明提供的移动终端的双电池控制装置及其方法，通过主电池检测模块检测主电池电压的大小并输出对应电平的第一检测信号。副电池检测模块检测副电池电压的大小并输出对应电平的第二检测信号。使能模块根据输入指令输出断电信号。控制切换模块根据第一检测信号和第二检测信号的高低电平判断主电池有电时进行主电池供电，判断主电池无电且副电池有电时切换为副电池供电，这样在主电池无电时自动切换为副电池供电，在不关机的状态下也可以更换主电池。在副电池供电时还能根据断电信号重启移动终端以解决移动终端死机或系统故障的问题。

附图说明

图1是本发明提供的移动终端的双电池控制装置的结构框图。

图2是本发明提供的移动终端的双电池控制装置的电路图。

图3是本发明提供的移动终端的双电池控制方法流程图。

具体实施方式

本发明提供一种移动终端的双电池控制装置及其方法。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。

请同时参阅图1和图2，本发明提供的双电池控制装置设置在移动终端中，与主电池和副电池连接，其包括主电池检测模块10、副电池检测模块20、使能模块30和控制切换模块40。所述主电池检测模块10检测主电池电压的大小并输出对应电平的第一检测信号。副电池检测模块20检测副电池电压的大小并输出对应电平的第二检测信号。使能模块30根据输入指令输出断电信号。控制切换模块40根据第一检测信号和第二检测信号的高低电平判断主电池有电时进行主电池供电，判断主电池无电且副电池有电时切换为副电池供电，这样在主电池无电时自动切换为副电池供电，在不关机的状态下也可以更换主电池。在副电池供电时还能根据断电信号重启移动终端以解决移动终端死机或系统故障的问题。

其中，主电池检测模块10检测主电池电压大于阈值电压时输出高电平的第一检测信号，小于阈值电压时输出低电平的第一检测信号。同理，副电池检测模块20检测副电池电压大于阈值电压时输出高电平的第二检测信号，小于阈值电压时输出低电平的第二检测信号。这样控制切换模块40实际上是判断主电池电压是否大于阈值电压：是则进行主电池供电；否则继续判断副电池电压是否大于阈值电压，是则切换为副电池供电，否则关机(此时主副电池均无电则不能工作)。该检测判断过程在移动终端开机后是一直进行的，直至主副电池均无电时停止(关机则势必停止)。

本实施例中，副电池容量较小，为70mAh。所述控制切换模块40还能在充电器插入时，优先对副电池充电(充电时间较少)，副电池充满后再对主电池充电。当主电池的电量大于10％时，控制切换模块40还可控制主电池持续为副电池充电。这两种充电设计保证了副电池电量始终为较高状态。当移动终端由副电池供电时，会进入休眠模式，关闭相应的模块以维持最小系统工作，保证最小的耗电，从而使副电池提供更久的续航时间。

请继续参阅图2，所述主电池检测模块10包括第一电压检测单元U1、第一电阻R1和第二电阻R2；所述第一电压检测单元U1的第一输入端x1连接第一电阻R1的一端和第二电阻R2的一端，第一电阻R1的另一端连接控制切换模块40，第二电阻R2的另一端连接第一电压检测单元U1的第二输入端x2和地，第一电压检测单元U1的输出端o1连接控制切换模块40。

其中，第一电压检测单元U1为3.0V的电压检测芯片，当第一输入端x1的电压大于阈值电压(如3.0V)时，输出端的电压等于输入端的电压，即第一检测信号为高电平；当第一输入端x1的电压小于阈值电压时，输出端的电压为0V，即第一检测信号为低电平。在具体实施时，设置第一电阻R1的阻值为2.2KΩ，第二电阻R2的阻值为86.6KΩ。通过第一电阻R1和第二电阻R2的分压，第一电压检测单元U1实际的阈值电压为3.08V。

所述副电池检测模块20包括第二电压检测单元U2、第三电阻R3和第四电阻R4；所述第二电压检测单元U2的第一输入端x1连接第三电阻R3的一端和第四电阻R4的一端，第三电阻R3的另一端连接副电池端，第四电阻R4的另一端连接第二电压检测单元U2的第二输入端x2和地，第二电压检测单元U2的输出端o1连接控制切换模块40。

其中，第二电压检测单元U2的工作原理与第一电压检测单元U1相同，即当第一输入端x1的电压大于阈值电压3.08V时，输出端的电压等于输入端的电压，即第二检测信号为高电平；当第一输入端x1的电压小于阈值电压时，输出端的电压为0V，即第二检测信号为低电平。在具体实施时，设置第三电阻R3的阻值为2.2KΩ，第四电阻R4的阻值为86.6KΩ。

所述使能模块30包括与门U3、按键S1、第五电阻R5和第六电阻R6；所述与门U3的一输入端A连接按键S1的一端和第五电阻R5的一端，按键S1的另一端接地，第五电阻R5的另一端连接供电端1.8V；与门U3的另一输入端B输入调试信号SW_SET、还连接第六电阻R6的一端；第六电阻R6的另一端连接供电端1.8V，与门U3的输出端Y连接控制切换模块40。

其中，按键S1为手动按键，常开状态，用于按下后断开副电池供电。调试信号SW_SET由BB芯片(即基带芯片)输出，即与门U3的另一输入端B连接基带芯片的一个GPIO口，用于研发人员调试副电池供电时的重启功能，该调试信号SW_SET常态为高电平，需要调试时输出低电平。与门U3为二输入与门，任一输入脚输入低电平的输入指令，则输出低电平的断电信号；常态下两个输入脚保持高电平。

所述控制切换模块40包括第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第三MOS管Q3、第四MOS管Q4、第一或门U4、第二或门U5、充电单元U6和非门U7；所述充电单元U6的输入端in外接充电器，输入充电电压Vbus；充电单元U6的双向端(既能输入又能输出)d连接主电池，充电单元U6的输出端o连接第一电阻R1的另一端和第一MOS管Q1的漏极，第一MOS管Q1的栅极连接非门U7的输出端，第一MOS管Q1的源极连接系统供电端和第二MOS管Q2的漏极，第二MOS管Q2的栅极连接第二或门U5的输出端F；第二MOS管Q2的源极连接副电池端、第一或门U4的第二输入端B和第二或门U5的第二输入端B，第一或门U4的第一输入端A连接非门U7的输入端和第一电压检测单元U1的输出端o1，第二或门U5的第一输入端A连接第一或门U4的输出端F，第三MOS管Q3的栅极连接第二电压检测单元U2的输出端o1，第三MOS管Q3的漏极连接第一或门U4的第二输入端B，第三MOS管Q3的源极接地，第四MOS管Q4的栅极连接与门U3的输出端Y，第四MOS管Q4的漏极连接第二或门U5的第二输入端B，第四MOS管Q4的源极接地。

其中，第一MOS管Q1和第二MOS管Q2为P型的MOSFET管(即PMOS管)，第三MOS管Q3和第四MOS管为N型的MOSFET管(即NMOS管)。第一MOS管Q1的通断控制系统供电电压VPH_PWR是否由主电池提供，第二MOS管Q2的通断控制系统供电电压VPH_PWR是否由副电池提供。

进一步实施例中，所述控制切换模块40还包括用于对副电池电压进行限流、避免烧坏第一或门U4和第二或门U5的第七电阻R7和第八电阻R8；所述第七电阻R7的一端连接副电池端和第八电阻R8的一端，第七电阻R7的另一端连接第一或门U4的第二输入端B，第八电阻R8的另一端连接第二或门U5的第二输入端B。

请继续参阅图2，所述双电池控制装置的工作原理如下：

正常开机状态下，主电池Vbattery_main通过充电单元U6为系统VPH_PWR供电。电压检测单元U1和U2的检测电压为3.0V，通过输入端电阻分压，设计阈值电压为3.08V。

一、正常开机状态下且主电池有电时，主电池电压Vbattery_main通过充电单元U6输出，此时主电压检测信号SYS_PWR为高电平且高于3.08V，第一电压检测单元U1的输出端OUT1输出高电平并通过非门U7反相后，控制第一MOS管Q1的栅极为低电平，第一MOS管Q1导通，则输出系统供电电压VPH_PWR进行供电，从而实现主电池对移动终端供电。同时，第一电压检测单元U1输出的高电平将第一或门U4的一输入脚拉为高电平，则第一或门U4输出高电平使或门U5的输出也为高电平。第二MOS管Q2的栅极为高电平，第二MOS管Q2关断，副电池电压Vback停止输出，副电池停止对移动终端供电。此状态的应用场景为用户正常使用状态。

二、当主电池电压Vbattery_main下降，如主电压检测信号SYS_PWR的电压低于3.08V时，则第一电压检测单元U1的输出端由高电平变成低电平，通过非门U7反相后将第一MOS管Q1的栅极极拉为高电平，第一MOS管Q1关断，主电池电压Vbattery_main不再给移动终端供电。在此情况下又根据副电池电压Vback的大小分为如下两种状态：

1、若副电池电压Vback大于3.08V，则第二电压检测单元U2输出高电平。N型的第三MOS管Q3的栅极为高电平，第三MOS管Q3导通。此时第一或门U4的两个输入脚都是低电平，则输出也变成低电平。并且，开关S1为断开状态，调试信号SW_SET为高电平。则与门U3的两个输入脚都是高电平，输出也为高。N型的第四MOS管Q4的栅极(即G极)为高电平，第四MOS管Q4导通。第二或门U5的两个输入脚都为低电平，则输出也为低电平。则P型的第二MOS管Q2的G极为低电平，第二MOS管Q2导通，副电池电压Vback通过第二MOS管Q2输出变为系统供电电压VPH_PWR，从而实现由副电池对移动终端供电。此状态的应用场景为：主电池没电了或因主电池电量低用户将主电池拿掉，需要更换主电池时的情况。

2、若副电池电压Vback小于3.08V，则第二电压检测单元U2输出低电平，N型的第三MOS管Q3断开，第一或门U4的第二输入脚为高电平，输出则为高电平。同样第二或门U5的输出也为高电平。P型的第二MOS管Q2的G极为高电平，Q2断开，副电池电压Vback不能输出为移动终端供电。这种状态下系统就会关机。此状态的应用场景为：移动终端处于开机状态主电池没电了(电压小于3.08V)，但长时间没有更换主电池或将主电池拆掉后长时间没有装回，系统一直消耗副电池电量直至关机的情况。可以通过安装有电的主电池重新开机。

三、当主电池电压Vbattery_main低于3.08V或没有主电池供电，移动终端由副电池供电时。若按下按键S1或将调试信号SW_SET设置为低电平，则与门U3输出为低电平，第四MOS管Q4关断，第二或门U5的第二输入脚为高电平，输出则为高电平，此时第二MOS管Q2关断，副电池停止供电，从而实现一键断电功能。此状态的应用场景为：移动终端小概率出现死机等系统紊乱状态时，可以拆掉主电池按下S1使系统完全断电，从而可以重新启动移动终端。

基于上述的移动终端的双电池控制装置，本发明还提供一种双电池控制方法，请参阅图3，方法包括：

S100、检测主电池电压的大小并输出对应电平的第一检测信号，检测副电池电压的大小并输出对应电平的第二检测信号；

S200、根据第一检测信号和第二检测信号的高低电平判断主电池有电时进行主电池供电，判断主电池无电且副电池有电时切换为副电池供电；

S300、根据输入指令输出断电信号，在副电池供电时还根据断电信号重启移动终端。

在所述步骤S200中，检测主电池电压大于阈值电压时输出高电平的第一检测信号，小于阈值电压时输出低电平的第一检测信号；

检测副电池电压大于阈值电压时输出高电平的第二检测信号，小于阈值电压时输出低电平的第二检测信号。

这样在所述步骤B中，根据第一检测信号的高低电平判断主电池电压是否大于阈值电压：是则进行主电池供电；否则根据第二检测信号的高低电平判断副电池电压是否大于阈值电压，是则切换为副电池供电，否则关机。

综上所述，本发明判断主电池有电时进行主电池供电，判断主电池无电且副电池有电时切换为副电池供电，这样在主电池无电时自动切换为副电池供电，在不关机的状态下也可以更换主电池，还能进入休眠模式使副电池提供更久的续航时间。在副电池供电时还能根据断电信号重启移动终端，以解决移动终端死机或系统故障的问题。

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)

1.一种移动终端的双电池控制装置，与主电池和副电池连接，其特征在于，包括：

主电池检测模块，检测主电池电压的大小并输出对应电平的第一检测信号；

副电池检测模块，检测副电池电压的大小并输出对应电平的第二检测信号；

使能模块，根据输入指令输出断电信号；

控制切换模块，根据第一检测信号和第二检测信号的高低电平判断主电池有电时进行主电池供电，判断主电池无电且副电池有电时切换为副电池供电，以及在副电池供电时还根据断电信号重启移动终端；

所述控制切换模块包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第一或门、第二或门、充电单元和非门；

所述充电单元的输入端输入充电电压；充电单元的双向端连接主电池，充电单元的输出端连接主电池检测模块和第一MOS管的漏极，第一MOS管的栅极连接非门的输出端，第一MOS管的源极连接系统供电端和第二MOS管的漏极，第二MOS管的栅极连接第二或门的输出端；第二MOS管的源极连接副电池端、第一或门的第二输入端和第二或门的第二输入端，第一或门的第一输入端连接非门的输入端和主电池检测模块的输出端，第二或门的第一输入端连接第一或门的输出端，第三MOS管的栅极连接副电池检测模块的输出端，第三MOS管的漏极连接第一或门的第二输入端，第三MOS管的源极接地，第四MOS管的栅极连接使能模块的输出端，第四MOS管的漏极连接第二或门的第二输入端，第四MOS管的源极接地。

2.根据权利要求1所述的移动终端的双电池控制装置，其特征在于，

所述主电池检测模块检测主电池电压大于阈值电压时输出高电平的第一检测信号，小于阈值电压时输出低电平的第一检测信号；

副电池检测模块检测副电池电压大于阈值电压时输出高电平的第二检测信号，小于阈值电压时输出低电平的第二检测信号；

控制切换模块根据第一检测信号的高低电平判断主电池电压是否大于阈值电压：是则进行主电池供电；否则继续根据第二检测信号的高低电平判断副电池电压是否大于阈值电压，是则切换为副电池供电，否则关机。

3.根据权利要求1所述的移动终端的双电池控制装置，其特征在于，所述主电池检测模块包括第一电压检测单元、第一电阻和第二电阻；

所述第一电压检测单元的第一输入端连接第一电阻的一端和第二电阻的一端，第一电阻的另一端连接控制切换模块，第二电阻的另一端连接第一电压检测单元的第二输入端和地，第一电压检测单元的输出端连接控制切换模块。

4.根据权利要求3所述的移动终端的双电池控制装置，其特征在于，所述副电池检测模块包括第二电压检测单元、第三电阻和第四电阻；

所述第二电压检测单元的第一输入端连接第三电阻的一端和第四电阻的一端，第三电阻的另一端连接副电池端，第四电阻的另一端连接第二电压检测单元的第二输入端和地，第二电压检测单元的输出端连接控制切换模块。

5.根据权利要求4所述的移动终端的双电池控制装置，其特征在于，所述使能模块包括与门、按键、第五电阻和第六电阻；

所述与门的一输入端连接按键的一端和第五电阻的一端，按键的另一端接地，第五电阻的另一端连接供电端；与门的另一输入端输入调试信号、还连接第六电阻的一端；第六电阻的另一端连接供电端，与门的输出端连接控制切换模块。

6.根据权利要求5所述的移动终端的双电池控制装置，其特征在于，所述充电单元的输出端连接第一电阻的另一端，第一或门的第一输入端连接第一电压检测单元的输出端，第三MOS管的栅极连接第二电压检测单元的输出端，第四MOS管的栅极连接与门的输出端。

7.根据权利要求6所述的移动终端的双电池控制装置，其特征在于，所述控制切换模块还包括第七电阻和第八电阻；

所述第七电阻的一端连接副电池端和第八电阻的一端，第七电阻的另一端连接第一或门的第二输入端，第八电阻的另一端连接第二或门的第二输入端。

8.一种采用权利要求1所述移动终端的双电池控制装置的双电池控制方法，其特征在于，包括：

步骤A、检测主电池电压的大小并输出对应电平的第一检测信号，检测副电池电压的大小并输出对应电平的第二检测信号；

步骤B、根据第一检测信号和第二检测信号的高低电平判断主电池有电时进行主电池供电，判断主电池无电且副电池有电时切换为副电池供电；

步骤C、根据输入指令输出断电信号，在副电池供电时还根据断电信号重启移动终端。

9.根据权利要求8所述的双电池控制方法，其特征在于，在所述步骤A中，检测主电池电压大于阈值电压时输出高电平的第一检测信号，小于阈值电压时输出低电平的第一检测信号；

检测副电池电压大于阈值电压时输出高电平的第二检测信号，小于阈值电压时输出低电平的第二检测信号。

10.根据权利要求9所述的双电池控制方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：

步骤B1、根据第一检测信号的高低电平判断主电池电压是否大于阈值电压：是则进行主电池供电，否则执行步骤B2：

步骤B2、根据第二检测信号的高低电平判断副电池电压是否大于阈值电压，是则切换为副电池供电，否则关机。