CN107069869A - 电子设备 - Google Patents

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毕监刚
吴锋辉
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Beijing Xiaomi Mobile Software Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0024Parallel/serial switching of connection of batteries to charge or load circuit

Abstract

本公开提供了一种电子设备,属于设备设计领域。该电子设备包括:充电端口、电池串并联控制器、电池组、储能元件和设备用电模块,其中:电池串并联控制器分别与充电端口和电池组电性连接;储能元件分别与电池组和设备用电模块电性连接;充电端口用于连接外部电源,电池组用于对储能元件供电,储能元件用于对设备用电模块供电;本公开通过在电池组和设备用电模块之间串联一个储能元件,当电池组中的电池从串联状态转换为并联状态时,储能元件仍会对设备用电模块稳压供电,避免了在电池从串联状态转换为并联状态的瞬间所造成的电压改变,易导致电子设备掉电关机的情况,防止电子设备不正常关机,延长电子设备的使用寿命。

Description

电子设备
技术领域
[0001] 本公开涉及设备设计领域,特别涉及一种电子设备。
背景技术
[0002] 随着电子设备性能的提升,电子设备的耗电量不断增大,要求电子设备的电池要 有更大的容量来保证电子设备有更长的续航时间。
[0003] 但电池的容量越大,对应的充电时长则越长。为了增加电池容量的同时提高电池 的充电速度,目前主要利用多个电池组合成电池组以增加电池容量,并在电子设备充电的 过程中,控制电池组串联连接,以提高充电电压,提升电池的充电速度,且在电子设备放电 的过程中,控制电池组并联连接,以保证电池组的放电电压符合电子设备的供电要求。
[0004] 电池组中各个电池的串并联状态的转换通常由电池串并联控制器实现。在电源停 止为电池组充电时,电池串并联控制器会控制电池组中的电池从串联状态转换为并联状 态。在电池从串联状态转换为并联状态的瞬间所造成的电压改变,易导致电子设备掉电关 机。
发明内容
[0005] 本公开提供一种电子设备。本公开实施例提供的技术方案如下:
[0006] 第一方面,提供了一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括:充电端口、电池 串并联控制器、电池组、储能元件和设备用电模块,其中:
[0007] 所述电池串并联控制器分别与充电端口和所述电池组电性连接;
[0008] 所述储能元件分别与所述电池组和所述设备用电模块电性连接;
[0009] 所述充电端口用于连接外部电源,所述电池组用于对所述储能元件供电,所述储 能元件用于对所述设备用电模块供电。
[0010]本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
[0011] 通过在电池组和设备用电模块之间串联一个储能元件,当电池组中的电池从串联 状态转换为并联状态时,储能元件仍会对设备用电模块稳压供电,避免了在电池从串联状 态转换为并联状态的瞬间所造成的电压改变,易导致电子设备掉电关机的情况,防止电子 设备不正常关机,延长电子设备的使用寿命。
[0012] 可选的,所述电子设备还包括充电控制模块,所述充电控制模块设置在所述电池 串并联控制器与所述充电端口的连接线路上。
[0013] 可选的,所述充电端口包括电源引脚、至少一个数据引脚和接地引脚。
[0014] 可选的,所述充电控制模块,被配置为当接收到所述电源引脚的第一电压信号时, 将所述第一电压信号发送至所述电池串并联控制器;
[0015] 所述电池串并联控制器,被配置为若接收到所述充电端口发送的所述第一电压信 号,则控制所述电池组中的电池串联连接;若未接收到所述充电端口发送的第一电压信号, 则控制所述电池组中的电池并联连接。
[0016]可选的,超声波指纹模块包括:
[0017]所述充电控制模块,被配置为当接收到所述电源引脚的第一电压信号时,检测所 述数据引脚的第二电压信号,判定所述第二电压信号是否为预设电压值;若所述第二电压 信号为预设电压值,则向所述电池串并联控制器发送串联信号和第一电压信号;若所述第 二电压信号不为预设电压值,则向所述电池串并联控制器发送第一电压信号;
[0018] 所述电池串并联控制器,被配置为当接收到所述充电控制模块发送的串联信号 时,控制所述电池组中的电池串联连接;若未接收到所述充电端口发送的第一电压信号,则 控制所述电池组中的电池并联连接。由于电源适配器是电子设备的供电电源变换设备,不 同厂商的电源适配器对应的数据引脚的第二电压信号通常存在差异,原配的电源适配器的 安全的标称电压电流肯定比非原配的电源适配器准确,因此当充电控制模块检测到原配的 电源适配器,可控制电池串并联控制器将电池组中的电池并联连接。
[0019] 可选的,所述储能元件的电容量小于所述电池组的电容量。由于电池组中的电池 从串联状态转换为并联状态的时长很短,因此储能元件只需要为设备用电模块提供,在电 池组中的电池从串联状态转换为并联状态的瞬间所需要的电容量即可,节省制造成本。
[0020] 可选的,所述储能元件包括电池或电容。
[0021] 可选的,所述充电接口包括通用串行总线USB接口、Mini USB接口、USB Type-c接 口或 Lighting接口。
[0022] 应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的,并不能限制本 公开。
附图说明
[0023]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本公开的实施 例,并于说明书一起用于解释本公开的原理。
[0024]图1是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的结构示意图;
[0025]图2是根据另一示例性实施例示出的一种电子设备的结构示意图;
[0026]图3是根据再一示例性实施例示出的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0027] 这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及 附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例 中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附 权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0028]随着电子设备性能的提升,电子设备的耗电量不断增大。为了增加电池容量的同 时提高电池的充电速度,目前主要利用多个电池组合成电池组以增加电池容量,并在电子 设备充电的过程中,控制电池组串联连接,以提高充电电压,提升电池的充电速度,且在电 子设备放电的过程中,控制电池组并联连接,以保证电池组的放电电压符合电子设备的供 电要求。
[0029]电池组中各个电池的串并联状态的转换通常由电池串并联控制器实现。在电源停 止为电池组充电时,电池串并联控制器会控制电池组中的电池从串联状态转换为并联状 态。在电池从串联状态转换为并联状态的瞬间所造成的电压改变,易导致电子设备掉电关 机。
[0030] 本公开实施例提供了一种电子设备,以解决上述相关技术中存在的问题。本公开 实施例提供的技术方案中,在电池组和设备用电模块之间串联一个储能元件,当电池组中 的电池从串联状态转换为并联状态时,储能元件仍会对设备用电模块稳压供电,避免了在 电池从串联状态转换为并联状态的瞬间所造成的电压改变,易导致电子设备掉电关机的情 况,防止电子设备不正常关机,延长电子设备的使用寿命。
[0031] 本公开实施例所提供的电子设备可以为移动电话、平板电脑(英文:Tablet Personal Computer)、膝上型电脑(英文:Laptop Computer)、可穿戴式设备(英文: Wearable Device)等各种电子设备。
[0032] 请参考图1,根据一示例性实施例示出的一种电子设备的结构示意图。该电子设备 100包括:充电端口 110、电池串并联控制器120、电池组130、储能元件140和设备用电模块 150〇
[0033]由于电池串并联控制器120是用于控制电池组130中的电池在串联状态和并联状 态之间转换的组件,因此电池串并联控制器120分别与充电端口 110和电池组130电性连接。 [0034] 可选的,充电端口 110包括通用串行总线(英文:Universal Serial Bus,简称: USB)接口、迷你USB (英文:Mini USB)接口、USB Type-C接口或Lighting接口中的至少一种。 [0035]由于储能元件140是在电池组中的电池从串联状态转换为并联状态的瞬间,为设 备用电模块150提供电量的组件,因此储能元件140分别与电池组130和设备用电模块150电 性连接。
[0036]可选的,储能元件140的电容量小于电池组的电容量。
[0037]由于电池组中的电池从串联状态转换为并联状态的时长很短,因此储能元件只需 要为设备用电模块提供,在电池组中的电池从串联状态转换为并联状态时所需要的电容量 即可,节约制造成本。
[0038]可选的,储能元件包括电池或电容。
[0039]需要说明的是,储能元件的电压为符合电子设备的设备用电模块150的供电要求 的电压。
[0040] 需要说明的是,本实施例中提到的电性连接均为串联连接。
[0041] 充电端口 110用于连接外部电源200,电池组130用于对储能元件140供电,储能元 件140用于对设备用电模块150供电。
[0042] 本实施例中,该外部电源为电源适配器。
[0043]当电池组130实际存储的电容量大于储能元件140实际存储的电容量时,电池组 130开始为储能元件140供电,当电池组130实际存储的电容量小于或等于储能元件140实际 存储的电容量时,电池组130停止为储能元件140供电。
[0044] 综上所述,本实施例通过在电池组和设备用电模块之间串联一个储能元件,当电 池组中的电池从串联状态转换为并联状态时,储能元件仍会对设备用电模块稳压供电,避 免了在电池从串联状态转换为并联状态的瞬间所造成的电压改变,易导致电子设备掉电关 机的情况,防止电子设备不正常关机,延长电子设备的使用寿命。
[0045]基于图1所提供的实施例,请参考图2,根据另一示例性实施例示出的一种电子设 备的结构示意图。该电子设备100还包括充电控制模块160,充电控制模块160设置在电池串 并联控制器120与充电端口 110的连接线路上。
[0046] 其中,充电端口 110包括电源引脚、至少一个数据引脚和接地引脚。
[0047] 当充电端口 110为USB2.0接口时,该充电端口 11 〇包括电源引脚、两个数据引脚和 接地引脚,其中,电源引脚为Vbus引脚,用于为电子设备提供5V电压信号;两个数据引脚分 别为Data+引脚和Data-引脚,用于传输数据;接地引脚为GND引脚,用于接电源地线,构成完 成的电路。
[0048]需要说明的是,外部电源与充电端口对接的引脚,所包括的引脚数量、各个引脚的 功能相同,在外部电源与充电端口对接后,外部电源的引脚分别与同一功能的充电端口引 脚对接。
[0049] 比如,当充电端口 110为USB2.0接口时,外部电源与充电端口对接的引脚包括Vbus 引脚、Data+引脚、Data-引脚和GND引脚,在外部电源与充电端口对接后,外部电源的Vbus引 脚与充电端口的Vbus引脚对接,外部电源的Data+与充电端口的Data+引脚对接,外部电源 的Data-引脚与充电端口的Data-引脚对接,外部电源的GND引脚与充电端口的GND引脚对 接。
[0050] 充电控制模块160,被配置为当接收到电源引脚的第一电压信号时,将第一电压信 号发送至电池串并联控制器。
[0051] 当充电控制模块接收到电源引脚的第一电压信号时,说明外部电源欲向电子设备 的电池组供电,由于在电子设备放电的过程中,电池组合中的电池是并联状态,因此,当充 电控制模块接收到电源引脚的第一电压信号时,会将第一电压信号发送至电池串并联控制 器,来指示电池串并联控制器控制电池组中的电池串联连接。
[0052] 电池串并联控制器120,被配置为若接收到充电端口发送的第一电压信号,则控制 电池组中的电池串联连接;若未接收到充电端口发送的第一电压信号,则控制电池组中的 电池并联连接。
[0053] 若电池串并联控制器接收到充电端口发送的第一电压信号,说明外部电源欲向电 子设备的电池组充电,为了提高充电电压,提升电池的充电速度,电池串并联控制器则控制 则控制电池组中的电池串联连接。
[0054]由于在外部电源为电池组充电时,充电控制模块会持续接收到充电端口发送的第 一电压信号,也就是说,电池串并联控制器会持续接收到充电控制模块发送的第一电压信 号,因此若电池串并联控制器未接收到充电端口发送的第一电压信号,说明当外部电源停 止为电池组充电。由于该电池组中电池的串联电压大于该电池组中电池的并联电压,为了 保证电池组的放电电压符合电子设备的供电要求,若电池串并联控制器未接收到充电端口 发送的第一电压信号,则控制电池组中的电池并联连接。
[0055]需要说明的是,当外部电源为电池组充电的同时,会为电子设备的设备用电模块 供电,当外部电源为电子设备停止充电后,则有电池组为设备用电模块供电。
[0056]综上所述,本实施例通过在电池组和设备用电模块之间串联一个储能元件,当电 池组中的电池从串联状态转换为并联状态时,储能元件仍会对设备用电模块稳压供电,避 免了在电池从串联状态转换为并联状态的瞬间所造成的电压改变,易导致电子设备掉电关 机的情况,防止电子设备不正常关机,延长电子设备的使用寿命。
[0057]电源适配器是电子设备的供电电源变换设备,不同厂商的电源适配器对应的数据 引脚的第二电压信号通常存在差异。由于厂商很清楚所生产的电子设备中电池组的负载能 力,因此原配的电源适配器的安全的标称电压电流肯定比非原配的电源适配器准确。
[0058]在一种可能实现的方式中,为了避免当与原配电源适配器的参数相差较大的非原 配的电源适配器,对电池组中处于串联状态的电池进行充电时,电压过高造成电子设备的 电池组过热甚至爆炸。只有当充电控制模块检测到对对电池组进行充电的外部电源是原配 的电源适配器时,才控制电池串并联控制器将电池组中的电池串联连接。
[0059]充电控制模块,被配置为当接收到电源引脚的第一电压信号时,检测数据引脚的 第二电压信号,判定第二电压信号是否为预设电压值;若第二电压信号为预设电压值,则向 电池串并联控制器发送串联信号和第一电压信号;若第二电压信号不为预设电压值,则向 电池串并联控制器发送第一电压信号。
[0060]举例,设充电控制模块记录有原配的电源适配器的Data+引脚的电压为3V、Data-引脚的电压为2V。由于在外部电源与充电端口对接后,外部电源的引脚分别与同一功能的 充电端口引脚对接,因此当充电控制模块接收到电源引脚的第一电压信号时,还会接收到 数据引脚(Data+引脚和Data-引脚)的第二电压信号。此时当充电控制模块检测到数据引脚 的第二电压信号后,会进一步判定第二电压信号是否为预设电压值(即Data+引脚的电压为 3V且Data-引脚的电压为2V),若第二电压信号为预设电压值,说明外部电源是原配的电源 适配器,充电控制模块向电池串并联控制器发送串联信号和第一电压信号,该串联信号用 于指示电池串并联控制器控制电池组中的电池串联连接。
[0061]电池串并联控制器,被配置为当接收到充电控制模块发送的串联信号时,控制电 池组中的电池串联连接;若未接收到充电端口发送的第一电压信号,则控制电池组中的电 池并联连接。
[0062]当电池串并联控制器接收到充电控制模块发送的串联信号时,说明欲向电池组充 电的外部电源是原配的电源适配器,此时电池串并联控制器控制电池组中的电池串联连 接。
[0063] 进一步地,请参考图3,图3是根据再一示例性实施例示出的一种电子设备的结构 示意图。为了详细说明电子设备的结构,下面从各个部分详述:
[0064] 壳体170通常为直板形状的六面体或者近似六面体,当然该壳体也可能为其它造 型,比如,该电子设备为手机,则该壳体也可以类似翻盖手机的折叠式壳体或者类似滑盖手 机的滑盖式壳体。通常壳体170由塑料或者金属等材料制成。
[0065]盖板180设置于壳体170的至少一个面上,可以是硬质的,也可以是软质的。盖板 180可以是设置于壳体170的一个面上的矩形盖板,还可以是圆角矩形、正方形以及其它几 何图形,本实施例对此不作具体限定。
[0066] 处理模块(图中未示出)为电子设备的控制中心,利用各种接口和线路连接整个电 子设备的各个部分,通过运行或执行存储在存储单元内的软件程序和/或模块,以及调用存 储在存储单元内的数据,以执行电子设备的各种功能和/或处理数据。所述处理模块可以由 1C (英文全称integrated Circuit,中文全称:集成电路)组成,例如可以由单颗封装的1C 所组成,也可以由连接多颗相同功能或不同功能的封装1C而组成。举例来说,处理模块可以 仅包括中央处理器(英文^Central Processing Unit,简称:CPU),也可以是GPU、数字信号 处理器(英文:Digital Signal Processor,简称:DSP)、及通信管理模块中的控制芯片(例 如基带芯片)的组合。
[0067]充电控制模块可用于存储对应的软件程序设置以及充电设置,处理模块通过读取 存储在充电控制模块的软件程序配置以及系统配置,从而实现数据处理。在本公开实施例 中,充电控制模块可以包括易失性存储器,例如非挥发性动态随机存取内存(英文: Nonvolatile RandomAccess Memory,简称:NVRAM)、相变化随机存取内存(英文:Phase Change RAM,简称:PRAM)、磁阻式随机存取内存(英文:Magetoresistive RAM,简称:MRAM) 等,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件、电子可擦除可编程只读存储 器(英文:Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory,简称:EEPR0M)、闪存 器件,例如反或闪存(英文:N0R flash memory)或是反及闪存(英文:NAND flash memory)。 [0068] 综上所述,本实施例通过在电池组和设备用电模块之间串联一个储能元件,当电 池组中的电池从串联状态转换为并联状态时,储能元件仍会对设备用电模块稳压供电,避 免了在电池从串联状态转换为并联状态的瞬间所造成的电压改变,易导致电子设备掉电关 机的情况,防止电子设备不正常关机,延长电子设备的使用寿命。
[0069] 本实施例为了避免当与原配电源适配器的参数相差较大的非原配的电源适配器, 对电池组中处于串联状态的电池进行充电时,电压过高造成电子设备的电池组过热甚至爆 炸。只有当充电控制模块检测到对对电池组进行充电的外部电源是原配的电源适配器时, 才控制电池串并联控制器将电池组中的电池串联连接。
[0070] 本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后,将容易想到本公开的其 它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或 者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识 或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本公开的真正范围和精神由下面的 权利要求指出。
[0071] 应当理解的是,本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并 且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1. 一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括:充电纟而口、电池串并联控制器、电池 组、储能元件和设备用电模块,其中: 所述电池串并联控制器分别与充电端口和所述电池组电性连接; 所述储能元件分别与所述电池组和所述设备用电模块电性连接; 所述充电端口用于连接外部电源,所述电池组用于对所述储能元件供电,所述储能元 件用于对所述设备用电模块供电。
2. 根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述电子设备还包括充电控制模块, 所述充电控制模块设置在所述电池串并联控制器与所述充电端口的连接线路上。
3. 根据权利要求2所述的电子设备,其特征在于,所述充电端口包括电源引脚、至少一 个数据引脚和接地引脚。
4. 根据权利要求3所述的电子设备,其特征在于, 所述充电控制模块,被配置为当接收到所述电源引脚的第一电压信号时,将所述第一 电压信号发送至所述电池串并联控制器; 所述电池串并联控制器,被配置为若接收到所述充电端口发送的所述第一电压信号, 则控制所述电池组中的电池串联连接;若未接收到所述充电端口发送的第一电压信号,则 控制所述电池组中的电池并联连接。
5. 根据权利要求3所述的电子设备,其特征在于, 所述充电控制模块,被配置为当接收到所述电源引脚的第一电压信号时,检测所述数 据引脚的第二电压信号,判定所述第二电压信号是否为预设电压值;若所述第二电压信号 为预设电压值,则向所述电池串并联控制器发送串联信号和第一电压信号;若所述第二电 压信号不为预设电压值,则向所述电池串并联控制器发送第一电压信号; 所述电池串并联控制器,被配置为当接收到所述充电控制模块发送的串联信号时,控 制所述电池组中的电池串联连接;若未接收到所述充电端口发送的第一电压信号,则控制 所述电池组中的电池并联连接。
6. 根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述储能元件的电容量小于所述电池 组的电容量。
7. 根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述储能元件包括电池或电容。
8. 根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述充电接口包括通用串行总线USB 接口、Mini USB接口、USB Type-C接口或Lighting接口。
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