CN106712180A - 一种充放电模组和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种充放电模组和电子设备，所述充放电模组包括：电芯，包括第一接口和第二接口；第一保护板和第二保护板，所述第一保护板和所述第二保护板的一端分别与所述第一接口和所述第二接口耦接；第一主板和第二主板，分别与所述第一保护板和所述第二保护板的另一端耦接；其中，定义第一放电路径和第二放电路径，所述第一放电路径包括：所述电芯的所述第一接口产生第一放电电流，经所述第一保护板至所述第一主板，所述第一主板耦接负载；所述第二放电路径包括：所述电芯的所述第二接口产生第二放电电流，经所述第二保护板至所述第二主板，所述第二主板耦接所述负载。通过上述方式，本发明能够有效降低放电路径损耗。

Description

一种充放电模组和电子设备

技术领域

本发明涉及充放电技术领域，特别是涉及一种充放电模组和电子设备。

背景技术

目前，大屏手机越来越流行，手机的长度和宽度越来越大，这就使得传统手机设计的放电路径长度随之增大，消耗在放电路径上的损耗也会加大。传统手机设计方式如图1所示，电芯10的正负极耳从一端引出并与保护板11连接，手机在进行放电时的路径包括：电芯10-保护板11-主板12和电芯10-保护板11-主板12-挠性线路板13-小板14。一方面传统手机的放电路径较长，放电损耗较大；另一方面，传统手机的小板只能放置防护器、充电接口等，一定程度上限定了手机布局。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种充放电模组和电子设备，能够降低放电路径损耗。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种充放电模组，包括：电芯，包括第一接口和第二接口；第一保护板和第二保护板，所述第一保护板和所述第二保护板的一端分别与所述第一接口和所述第二接口耦接；第一主板和第二主板，分别与所述第一保护板和所述第二保护板的另一端耦接；其中，定义第一放电路径和第二放电路径，所述第一放电路径包括：所述电芯的所述第一接口产生第一放电电流，经所述第一保护板至所述第一主板，所述第一主板耦接负载；所述第二放电路径包括：所述电芯的所述第二接口产生第二放电电流，经所述第二保护板至所述第二主板，所述第二主板耦接所述负载。

其中，所述第一保护板内设置有第一保护电路，所述第一保护电路包括：第一芯片，包括第一引脚、第二引脚、第三引脚；所述第一引脚与所述第二引脚分别与所述第一接口的第一正极与第一负极耦接；第一控制开关，所述第一控制开关一端与所述第一接口的所述第一负极耦接，另一端与所述第一主板耦接；所述第一控制开关的第一控制端与所述第一芯片的所述第三引脚耦接；所述第一芯片通过所述第一引脚和所述第二引脚检测所述电芯的电压，并将所述电压与第一阈值范围比较，依据所述比较的结果改变所述第三引脚的电压，进而控制所述第一控制开关的通断，从而控制所述电芯的第一接口的放电过程。

其中，所述第一保护电路还包括：第二控制开关，串联在所述第一控制开关与所述第一接口的第一负极之间；所述第一芯片还包括第四引脚，所述第四引脚与所述第二控制开关的第二控制端耦接；第一二极管和第二二极管：分别并联在所述第一控制开关与所述第二控制开关两端，所述第一二极管的导通方向为从所述主板至所述第一接口的第一负极方向，所述第二二极管的导通方向与所述第一二极管的导通方向相反。

其中，当所述电压处于所述第一阈值范围内时，所述第一芯片控制所述第三引脚和所述第四引脚输出高电平,所述第一控制开关和所述第二控制开关导通,所述第一接口可以正常进行放电过程；当所述电压大于所述第一阈值范围时，所述第一芯片控制所述第四引脚输出低电平,所述第三引脚输出高电平,进而使得所述第一控制开关导通，所述第二控制开关断开；所述第一接口可通过所述第二控制开关两端的所述第二二极管进行放电；当所述电压小于所述第一阈值范围时，所述第一芯片控制所述第四引脚输出高电平,所述第三引脚输出低电平,进而使得所述第一控制开关断开，所述第二控制开关导通；所述第一接口不能进行放电。

其中，所述第二保护板内设置有第二保护电路，所述第二保护电路包括：第二芯片，包括第五引脚、第六引脚、第七引脚；所述第五引脚与所述第六引脚分别与所述第二接口的第二正极与第二负极耦接；第三控制开关，所述第三控制开关一端与所述第二接口的所述第二负极耦接，另一端与所述第二主板耦接；所述第三控制开关的第三控制端与所述第二芯片的所述第七引脚耦接；所述第一芯片通过所述第五引脚和所述第六引脚检测所述电芯的电压，并将所述电压与第二阈值范围比较，依据所述比较的结果改变所述第七引脚的电压，进而控制所述第三控制开关的通断，从而控制所述电芯的所述第二接口的放电过程。

其中，所述第二保护电路还包括：第四控制开关，串联在所述第三控制开关与所述第二接口的第二负极之间；所述第二芯片还包括第八引脚，所述第八引脚与所述第四控制开关的第四控制端耦接；第三二极管和第四二极管：分别并联在所述第三控制开关与所述第四控制开关两端，所述第三二极管的导通方向为从所述主板至所述第二接口的第二负极方向，所述第四二极管的导通方向与所述第三二极管的导通方向相反。

其中，当所述电压处于所述第二阈值范围内时，所述第二芯片控制所述第七引脚和所述第八引脚输出高电平,所述第三控制开关和所述第四控制开关导通,所述第二接口可以正常进行放电过程；当所述电压大于所述第二阈值范围时，所述第二芯片控制所述第八引脚输出低电平,所述第七引脚输出高电平,进而使得所述第三控制开关导通，所述第四控制开关断开；所述第二接口可通过所述第四控制开关两端的所述第四二极管进行放电；当所述电压小于所述第二阈值范围时，所述第二芯片控制所述第八引脚输出高电平,所述第七引脚输出低电平,进而使得所述第三控制开关断开，所述第四控制开关导通；所述第二接口不能进行放电。

其中，所述第一芯片还包括第九引脚，所述第九引脚耦接所述第一主板与所述第一负极之间，用于测量所述第一放电路径的第一电流；当所述第一电流超过第三阈值，所述第一芯片控制所述第三引脚和/或所述第四引脚输出低电平，所述第一放电路径断开；所述第二芯片还包括第十引脚，所述第十引脚耦接所述第二主板与所述第二负极之间，用于测量所述第二放电路径的第二电流；当所述第二电流超过第四阈值，所述第二芯片控制所述第七引脚和/或所述第八引脚输出低电平，所述第二放电路径断开。

其中，所述电芯的所述第一接口、所述第二接口分别邻近所述第一主板及其负载、所述第二主板及其负载设置。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种电子设备，包括如上所述的充放电模组。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明所提供的电芯的正负极耳从两端引出，分别形成第一接口和第二接口，两个接口分别依次耦接保护板和主板，本发明所提供的充放电模组的放电路径有两条，均为电芯-保护板-主板；通过上述方式，本发明缩短了充放电模组的放电路径，有效降低放电路径损耗。

另一方面，本发明所提供的模组包括第一主板和第二主板，上述主板除可放置防护器和充电接口外，还可以放置基带、射频等器件，从而进一步扩大了手机布局的方式。

附图说明

图1是传统手机的结构示意图；

图2是本发明充放电模组一实施方式的结构示意图；

图3是图2中第一保护板和第二保护板的电路示意图；

图4是本发明电子设备一实施方式的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图2，图2为本发明充放电模组一实施方式的结构示意图，包括：

电芯20，电芯20的正负极耳分别从两端引出，形成第一接口201和第二接口202；

第一保护板21和第二保护板22，第一保护板21和第二保护板22的一端分别与第一接口201和第二接口202耦接；在第一保护板21和/或第二保护板22的位置还包括连接器，图2中未示意；

第一主板23和第二主板24，分别与第一保护板21和第二保护板22的另一端耦接；第一主板23和/或第二主板24的位置均可以与充电接口(图未示)耦接。

其中，电芯20的第一接口201、第二接口202分别邻近第一主板23及其负载、第二主板24及其负载设置。定义第一放电路径和第二放电路径，如图1中的虚线箭头所示，第一放电路径包括：电芯20的第一接口201产生第一放电电流，经第一保护板21至第一主板23，第一主板23耦接负载；第二放电路径包括：电芯20的第二接口202产生第二放电电流，经第二保护板22至第二主板24，第二主板24耦接负载；当第一主板23和/或第二主板24的位置均可以与充电接口耦接时，充电路径包括：充电接口-第一主板23-第一保护板21-第一接口201；和/或充电接口-第二主板24-第二保护板22-第二接口202。需要说明的是，目前常用的电池为锂电池，该结构本身的材料特性决定了它不能被过充、过放、过流、短路及超高温充放电，因此锂电池通常为电芯耦接保护板的形式。随着以后电池技术的发展，也许电池本身可以做到有自我保护功能，从而无需保护板，即上述第一保护板21和第二保护板22可视为整合进电池自身的保护模块。

下面，将详细说明第一保护板和第二保护板内的电路构成。请参阅图3，图3为图2中第一保护板和第二保护板的具体电路示意图。其中，第一保护板30内设置有第一保护电路30a，第一保护电路30a包括：

第一芯片32，包括第一引脚321、第二引脚322、第三引脚323；第一引脚321和第二引脚322分别与电芯34的第一接口341的第一正极3411和第一负极3412耦接；

第一控制开关36，第一控制开关36一端与第一接口341的第一负极3412耦接，另一端与第一主板(图未示)耦接；第一控制开关36的第一控制端361与第一芯片32的第三引脚323耦接；第一芯片32通过第一引脚321和第二引脚322检测电芯34的电压，并将电压与第一阈值范围比较，改变第三引脚323的电压，进而控制第一控制开关36的通断，从而控制电芯34的第一接口341的放电过程。

具体地，例如第一阈值范围取值为(2.5-4.5V)，当电芯34的电压处于第一阈值范围内时，第一芯片32控制第三引脚323电压为高电压，电芯34的第一接口341可以进行正常的放电过程；当第一芯片32检测到电芯34的电压为2V时，低于第一阈值范围的最小电压，即当前电芯34处于过放低电压状态，第一芯片32控制第三引脚323电压为低电压，第一控制开关36断开，进而断开放电路径；当第一芯片32检测到电芯34的电压为6V时，即高于第一阈值范围的最大电压，此时电芯34处于过充的状态，第一芯片32控制第一控制开关36断开，进而使得电芯34断开充电状态，但此时过充的电压得不到释放，仍然会损害电芯34。

请继续参阅图3，针对上面电芯34会出现过充的现象，第一保护电路30a增加如下设计：第二控制开关38，串联在第一控制开关36与第一接口341的第一负极3412之间；第一芯片32还包括第四引脚324，第四引脚324与第二控制开关38的第二控制端381耦接；

第一二极管31和第二二极管33：分别并联在第一控制开关36与第二控制开关38两端，第一二极管31的导通方向为从主板(图未示)至第一接口341的第一负极3412方向，第二二极管33的导通方向与第一二极管31的导通方向相反。

具体地，当电压处于第一阈值范围内时，例如，第一芯片32检测到此时芯片电压为4V，处于第一阈值范围(2.5V-4.5V)，第一芯片32控制第三引脚323和第四引脚324输出高电平,第一控制开关36和第二控制开关38导通,第一接口341可以正常进行放电过程；当电压大于第一阈值范围时，例如，第一芯片32检测到此时芯片电压为6V，大于第一阈值范围(2.5V-4.5V)，即此时电芯处于过充的状态，第一芯片32控制第四引脚324输出低电平,第三引脚323输出高电平,进而使得第一控制开关36导通，第二控制开关38断开，第一接口341此时无法通过第一保护电路30a进行充电，但此时第一接口341可通过第二控制开关38两端的第二二极管33进行放电，放掉电芯34过充的电压；当电压小于第一阈值范围时，例如，第一芯片32检测到此时芯片电压为2V，小于第一阈值范围(2.5V-4.5V)，即此时电芯处于过放的状态，第一芯片32控制第四引脚324输出高电平,第三引脚323输出低电平,进而使得第一控制开关36断开，第二控制开关38导通；第一接口341不能进行放电，但可以通过第一二极管31对电芯进行充电。

在某些情况下，电芯34可能还会出现电压正常，但放电路径由于短路等情况，出现电流过大。因此，请继续参阅图3，上述实施例中的第一芯片32还包括第九引脚325，第九引脚325耦接第一主板(图未示)与第一负极3412之间，用于测量第一放电路径的第一电流；当第一电流超过第三阈值，第一芯片控制第三引脚和/或第四引脚输出低电平，第一放电路径断开，从而保护电芯34。

请继续参阅图3，与电芯34耦接的第二保护板35内设置有第二保护电路35a，第二保护电路35a的设计与第一保护电路30a相同，且控制原理也相同，在此不再赘述。另外，在实际使用过程中，在上述第一保护电路30a和第二保护电路35a中还可引入一些电阻、电容、熔断器等元件，以进一步保护电路，本发明对此不做限定。

以上，本发明所提供的充电模组包括两条放电路径，通过设定第一阈值范围与第二阈值范围，可以实现当电芯34的电压处于正常或者过充的状态时，两个放电路径同时进行放电，或者其中一条进行放电；而当两条放电路径中的一条出现短路等现象而断开时，并不影响另一条放电路径的使用。

请参阅图4，图4为本发明电子设备一实施方式的结构示意图，该电子设备40包括上述实施例中的的充放电模组41。上述电子设备40可以是手机、平板等其他需要用到充放电模组41的设备。

综上所述，区别于现有技术的情况，本发明所提供的电芯的正负极耳从两端引出，分别形成第一接口和第二接口，两个接口分别依次耦接保护板和主板，本发明所提供的充放电模组的放电路径有两条，均为电芯-保护板-主板；通过上述方式，本发明缩短了充放电模组的放电路径，有效降低放电路径损耗。

另一方面，本发明所提供的充放电模组包括第一主板和第二主板，主板除可放置防护器和充电接口外，还可以放置基带、射频等器件，从而进一步扩大了手机布局的方式。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本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 (10)

1.一种充放电模组，其特征在于，包括：

电芯，包括第一接口和第二接口；

第一保护板和第二保护板，所述第一保护板和所述第二保护板的一端分别与所述第一接口和所述第二接口耦接；

第一主板和第二主板，分别与所述第一保护板和所述第二保护板的另一端耦接；

其中，定义第一放电路径和第二放电路径，所述第一放电路径包括：所述电芯的所述第一接口产生第一放电电流，经所述第一保护板至所述第一主板，所述第一主板耦接负载；所述第二放电路径包括：所述电芯的所述第二接口产生第二放电电流，经所述第二保护板至所述第二主板，所述第二主板耦接所述负载。

2.根据权利要求1所述的模组，其特征在于，所述第一保护板内设置有第一保护电路，所述第一保护电路包括：

第一芯片，包括第一引脚、第二引脚、第三引脚；所述第一引脚和所述第二引脚分别与所述第一接口的第一正极和第一负极耦接；

第一控制开关，所述第一控制开关一端与所述第一接口的所述第一负极耦接，另一端与所述第一主板耦接；所述第一控制开关的第一控制端与所述第一芯片的所述第三引脚耦接；

所述第一芯片通过所述第一引脚和所述第二引脚检测所述电芯的电压，并将所述电压与第一阈值范围比较，依据所述比较的结果改变所述第三引脚的电压，进而控制所述第一控制开关的通断，从而控制所述电芯的第一接口的放电过程。

3.根据权利要求2所述的模组，其特征在于，所述第一保护电路还包括：

第二控制开关，串联在所述第一控制开关与所述第一接口的第一负极之间；

所述第一芯片还包括第四引脚，所述第四引脚与所述第二控制开关的第二控制端耦接；

第一二极管和第二二极管：分别并联在所述第一控制开关和所述第二控制开关两端，所述第一二极管的导通方向为从所述主板至所述第一接口的第一负极方向，所述第二二极管的导通方向与所述第一二极管的导通方向相反。

4.根据权利要求3所述的模组，其特征在于，

当所述电压处于所述第一阈值范围内时，所述第一芯片控制所述第三引脚和所述第四引脚输出高电平,所述第一控制开关和所述第二控制开关导通,所述第一接口可以正常进行放电过程；

当所述电压大于所述第一阈值范围时，所述第一芯片控制所述第四引脚输出低电平,所述第三引脚输出高电平,进而使得所述第一控制开关导通，所述第二控制开关断开；所述第一接口可通过所述第二控制开关两端的所述第二二极管进行放电；

当所述电压小于所述第一阈值范围时，所述第一芯片控制所述第四引脚输出高电平,所述第三引脚输出低电平,进而使得所述第一控制开关断开，所述第二控制开关导通；所述第一接口不能进行放电。

5.根据权利要求1所述的模组，其特征在于，所述第二保护板内设置有第二保护电路，所述第二保护电路包括：

第二芯片，包括第五引脚、第六引脚、第七引脚；所述第五引脚和所述第六引脚分别与所述第二接口的第二正极和第二负极耦接；

第三控制开关，所述第三控制开关一端与所述第二接口的所述第二负极耦接，另一端与所述第二主板耦接；所述第三控制开关的第三控制端与所述第二芯片的所述第七引脚耦接；

所述第一芯片通过所述第五引脚和所述第六引脚检测所述电芯的电压，并将所述电压与第二阈值范围比较，依据所述比较的结果改变所述第七引脚的电压，进而控制所述第三控制开关的通断，从而控制所述电芯的所述第二接口的放电过程。

6.根据权利要求5所述的模组，其特征在于，所述第二保护电路还包括：

第四控制开关，串联在所述第三控制开关与所述第二接口的第二负极之间；

所述第二芯片还包括第八引脚，所述第八引脚与所述第四控制开关的第四控制端耦接；

第三二极管和第四二极管：分别并联在所述第三控制开关与所述第四控制开关两端，所述第三二极管的导通方向为从所述主板至所述第二接口的第二负极方向，所述第四二极管的导通方向与所述第三二极管的导通方向相反。

7.根据权利要求6所述的模组，其特征在于，

当所述电压处于所述第二阈值范围内时，所述第二芯片控制所述第七引脚和所述第八引脚输出高电平,所述第三控制开关和所述第四控制开关导通,所述第二接口可以正常进行放电过程；

当所述电压大于所述第二阈值范围时，所述第二芯片控制所述第八引脚输出低电平,所述第七引脚输出高电平,进而使得所述第三控制开关导通，所述第四控制开关断开，所述第二接口可通过所述第四控制开关两端的所述第四二极管进行放电；

当所述电压小于所述第二阈值范围时，所述第二芯片控制所述第八引脚输出高电平,所述第七引脚输出低电平,进而使得所述第三控制开关断开，所述第四控制开关导通，所述第二接口不能进行放电。

8.根据权利要求2-7任一项所述的模组，其特征在于，

所述第一芯片还包括第九引脚，所述第九引脚耦接在所述第一主板与所述第一负极之间，用于测量所述第一放电路径的第一电流；当所述第一电流超过第三阈值，所述第一芯片控制所述第三引脚和/或所述第四引脚输出低电平，所述第一放电路径断开；

所述第二芯片还包括第十引脚，所述第十引脚耦接在所述第二主板与所述第二负极之间，用于测量所述第二放电路径的第二电流；当所述第二电流超过第四阈值，所述第二芯片控制所述第七引脚和/或所述第八引脚输出低电平，所述第二放电路径断开。

9.根据权利要求1-8任一项所述的模组，其特征在于，

所述电芯的所述第一接口、所述第二接口分别邻近所述第一主板及其负载、所述第二主板及其负载设置。

10.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的充放电模组。