CN106655364B - 一种板载电池充电电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种板载电池的充电电路，包括第一三极管和第二三极管；其中第一三极管的发射极接至电源，其集电极接至板载锂电池，同时接至时钟供电电路，其基极经第六偏置电阻接至电源同时经第五偏置电阻接至第二三极管的集电极；第二三极管的发射极接地，其基极经第四偏置电阻接至电源同时经第三偏置电阻接地。本发明的应用具有实现简单、可靠性高、成本低的优点，该电路可将锂电池电压充3.29V，大大延长了系统掉电时锂电池的续航时间。

Description

一种板载电池充电电路
技术领域
本发明涉及一种充电电路，具体涉及一种板载电池的充电电路。
背景技术
在应用单片机的工业控制领域中，为保障单片机控制系统的时钟在系统掉电的情况下正常运行，或者RAM存储器在掉电后短时数据不丢失，典型的应用中使用插针(如图1所示)或者二极管加限流电阻的方式(如图2所示)实现的。
以上两种方式都有各自的缺点，插针方式虽然操作简单，但是在整个装配过程中会增加一道工序，如果插针短路块漏插会导致系统工作异常；插针方式一般是配合不可充电池使用，如果插针短路块插入以后单元长时间放在仓库不使用，会造成电池耗电，缩短电池使用时间；插针的存在增加了一个机械故障点，插针氧化会导致接触不良，影响系统工作。二极管加限流电阻方式主要配合可充锂电池使用的，此种方式可解决短路块的缺陷，既可以给电池充电，又可以防止系统掉电时电池对系统时钟或者RAM以外的其他元器件放电，但是由于二极管正向导通时压降的存在，锂电池电压充的较低，一般低于系统供电电压0.3V(配合锗管)～0.6V(配合硅管)左右，系统工作电压3.3V时，正常电压3.6V的锂电池只能充到2.7V(配合硅管)～3.0V(配合锗管)。在一定程度上会影响电池的续航时间。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种可延长板载锂电池的续航时间的板载电池的充电电路。
为解决上述问题，本发明采取的技术方案为：一种板载电池充电电路，其特征在于：包括第一三极管和第二三极管；其中第一三极管的发射极接至电源，其集电极接至板载锂电池同时接至时钟供电电路，其基极经第六偏置电阻接至电源同时经第五偏置电阻接至第二三极管的集电极；第二三极管的发射极接地，其基极经第四偏置电阻接至电源同时经第三偏置电阻接地。
系统上电时可以通过电子开关向时钟供电，同时向板载锂电池充电；系统掉电时电子开关关闭，板载锂电池自动给时钟供电，同时不能增加其他放电回路，以保证电池可以提供足够的续航时间。
第二三极管是为了防止电源掉电以后，板载锂电池电压通过第一三极管集电极放电。
所述的第一三极管为PNP型三极管，所述的第二三极管为NPN型三极管。
第一三极管的集电极经限流电阻接至板载锂电池。限流电阻是为限制板载锂电池充电电流而设计，也可防止板载锂电池电压过低时拉低时钟电压，影响时钟工作，因正常工作时时钟所需电流极小，一般为微安级，故板载锂电池放电时，R2上的压降可以忽略。
所述的电源电压为3.3V，板载锂电池电压为3.6V。充电电压接近系统供电电源电压时，进入浮充状态，板载锂电池电压不再升高。
板载锂电池电压稍高于系统供电电源电压时，不影响电路工作。当板载锂电池电压稍高于系统供电电压时，充电自动停止，低于系统供电电压时，充电自动启动。
本发明的应用具有实现简单、可靠性高、成本低的优点，该电路可将锂电池电压充3.29V，大大延长了系统掉电时锂电池的续航时间。
附图说明
图1为插针实现的时钟供电电路图；
图2为可充电池的时钟供电电路图；
图3为本发明电路原理图。
具体实施方式
一种板载电池充电电路，如图3所示包括第一PNP型三极管Q1和第二NPN型三极管Q2；其中第一三极管Q1的发射极接至3.3V电源，其集电极经限流电阻R2接至3.6V板载锂电池BAT3同时接至时钟供电电路，其基极经第六偏置电阻R6接至电源同时经第五偏置电阻R5接至第二三极管Q2的集电极；第二三极管Q2的发射极接地，其基极经第四偏置电阻R4接至电源同时经第三偏置电阻R3接地。
第一三极管Q1饱和导通时压降极小(实测小于0.01V)；第三偏置电阻R3、第六偏置电阻R6是增强抗干扰设计而增加，第三偏置电阻R3的存在可使得系统掉电时第二三极管Q2可靠截止，第六偏置电阻R6的存在可保证系统掉电时Q1可靠截止。
1)系统上电时，+3.3V电源电压正常，在第四偏置电阻R4的作用下，第二三极管Q2饱和导通，第二三极管Q2通过第五偏置电阻R5将第一三极管Q1的基极拉低，第一三极管Q1饱和导通，+3.3V电源电压通过第一三极管Q1向时钟供电。
2)如果板载锂电池BAT3电压比较充足(高于3.3V)，正常工作时第一三极管Q1的集电结反偏，第一三极管Q1不导通，随着板载锂电池BAT3能量的消耗，其电压逐渐降低，当降低到3.3V以下时，第一三极管Q1导通，+3.3V电源电压通过第一三极管Q1给时钟供电，同时板载锂电池BAT3进入充电状态，板载锂电池BAT3电压充到3.29V时，进入浮充状态，板载电池BAT3电压不再升高。
3)当系统电源+3.3V消失时，第一三极管Q1截止，板载锂电池BAT3通过限流电阻R2向时钟供电，如果停电时间较短，系统上电以后，继续给时钟供电，同时给板载锂电池BAT3充电，补充板载锂电池BAT3能量。如果停电时间较长(几个月甚至几年)，板载锂电池BAT3放电至时钟芯片的最低工作电压(具体数值需视芯片而定，如DS3231最低工作电压为2.3V)时，时钟芯片停止工作，板载锂电池BAT3进入自耗状态(电压降低很缓慢)。待下次上电，只要板载锂电池BAT3不损坏，板载锂电池BAT3重新被充电至3.29V，还可继续使用。
4)第二三极管Q2以及第三偏置电阻R3、第四偏置电阻R4是为了防止系统掉电时，板载锂电池BAT3电压通过第一三极管Q1集电结放电而设计。如果直接将第五偏置电阻R5的下端接地，也可以满足系统上电时给时钟供电和给板载锂电池BAT3充电的功能，但是一旦系统掉电以后，第一三极管Q1的集电结会导通，板载锂电池BAT3会通过第二偏置电阻R2、第一三极管Q1集电结、第五偏置电阻R5向电源地放电，会缩短板载锂电池BAT3的续航时间。第二三极管Q2的存在可以在系统掉电以后切断第五偏置电阻R5的放电回路。

Claims (4)

1.一种板载电池充电电路，其特征在于：包括第一三极管(Q1)和第二三极管(Q2)；其中第一三极管(Q1)的发射极接至电源，其集电极接至板载锂电池(BAT3)，同时接至时钟供电电路，其基极经第六偏置电阻(R6)接至电源同时经第五偏置电阻(R5)接至第二三极管(Q2)的集电极；第二三极管(Q2)的发射极接地，其基极经第四偏置电阻(R4)接至电源同时经第三偏置电阻(R3)接地。
2.根据权利要求1所述的板载电池充电电路，其特征在于：所述的第一三极管(Q1)为PNP型三极管，所述的第二三极管(Q2)为NPN型三极管。
3.根据权利要求1所述的板载电池充电电路，其特征在于：第一三极管(Q1)的集电极经限流电阻(R2)接至板载锂电池(BAT3)。
4.根据权利要求1所述的板载电池充电电路，其特征在于：所述的电源电压为3.3V，板载锂电池(BAT3)电压为3.6V。
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