CN107294055A - 一种充电保护电路及相关设备 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种充电保护电路及充电器，其中所述充电保护电路包括：控制模块，用于检测充电输入端输出的充电电压，在所述充电电压未超过预设阈值时，维持所述电源管理芯片的充电状态；在所述充电电压超过所述预设阈值时，控制所述电源管理芯片停止充电；这样可防止在过压环境下，损坏充电电路中的相关元器件。

Description

一种充电保护电路及相关设备
技术领域
本发明涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种充电保护电路及相关设备。
背景技术
随着终端的不断发展，越来越多的终端设备已出现在市面上。由于高通芯片耐用、性能好等原因，通常选择高通芯片作为终端设备的中央处理器(Central ProcessingUnit，CPU)。相应地，在对终端设备的电源充电方面，是基于高通CPU搭配电源管理芯片(Power Management IC，PMIC)来实现。通常电源管理芯片的过压保护点为固定值，如10.5V。但是，不同的厂商可能设计的过压保护点可不同。
例如，终端厂商在使用该电源管理芯片的时候，其过压保护的标准往往会低于10.5V，也就是说，充电路径上的其他电路或器件的过压保护点低于10.5V，例如6.7V。那么在实际充电过程中，在充电电压大于6.7V小于10.5V的情况下，仍然会继续充电，则会损害这些周边电路或器件。
因此，如何设计一种充电保护电路是亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种充电保护电路及充电器，可在输入高电平信号时，智能断开充电电路，保护终端设备的电源管理芯片PMIC不被过压击穿。
第一方面，本发明实施例提供一种充电保护电路，包括控制模块，所述控制模块电性连接至充电电压输出端与电源管理芯片的充电电压输入端之间，所述控制模块检测充电输入端输出的充电电压，在所述充电电压未超过预设阈值时，维持所述电源管理芯片的充电状态，并在所述充电电压超过所述预设阈值时，控制所述电源管理芯片停止充电。
在一些可能的实施例中，所述控制模块包括处理器，所述处理器包括检测端及控制信号输出端；所述检测端用于接收一与充电电压正相关的检测信号；所述处理器根据该检测信号确定所述充电电压是否超过预设阈值，并在所述充电电压未超过所述预设阈值时，通过所述控制信号输出端输出第一控制信号以维持所述电源管理芯片的充电状态；在所述充电电压超过预设阈值时，通过所述控制信号输出端输出第二控制信号以控制所述电源管理芯片停止充电。
在一些可能的实施例中，所述控制模块还包括电子开关，所述电子开关电性连接至所述充电电压输出端及所述电源管理芯片的充电电压输入端之间，所述电子开关包括电性连接至所述控制信号输出端的控制端，所述控制端在接收到所述第一控制信号时使所述电子开关导通，并在接收到所述第二控制信号时使所述电子开关截止。
在一些可能的实施例中，所述控制信号输出端还电性连接至所述电源管理芯片的使能引脚，所述第一控制信号用于使能所述电源管理芯片；所述第二控制信号用于关闭所述电源管理芯片。
在一些可能的实施例中，所述控制模块还包括限流电阻，电性连接至所述控制信号输出端与所述电源管理芯片的使能引脚之间。
在一些可能的实施例中，所述控制模块还包括分压电路，所述分压电路电性连接至所述充电电压输出端与所述检测端之间，所述分压电路用于对所述充电电压进行分压，以通过所述检测端输出与所述充电电压正相关的所述检测信号。
在一些可能的实施例中，所述分压电路包括第一分压电阻和第二分压电阻，所述充电电压输出端电性连接至所述第一分压电阻的一端，所述检测端分别与所述第一分压电阻的另一端和所述第二分压电阻的一端电性连接，所述第二分压电阻的另一端接地。
在一些可能的实施例中，所述控制模块为过压保护芯片。
第二方面，本发明实施例提供一种处理器，用于控制一电源管理芯片的充电状态，所述处理器包括检测端及控制信号输出端，所述检测端用于接收与一充电电压正相关的检测信号；所述处理器根据该检测信号确定所述充电电压是否超过预设阈值，并在所述充电电压未超过所述预设阈值时，通过所述控制信号输出端输出第一控制信号以维持所述电源管理芯片的充电状态；在所述充电电压超过预设阈值时，通过所述控制信号输出端输出第二控制信号以控制所述电源管理芯片停止充电。
第三方面，本发明实施例提供一种终端设备，包括充电电压输出端与电源管理芯片，所述终端设备还包括如上第一方面任一项所述的充电保护电路。
可以看出，本发明实施例提供的充电保护电路中包括控制模块，用于检测充电输入端输出的充电电压，在所述充电电压未超过预设阈值时，维持所述电源管理芯片的充电状态；在所述充电电压超过所述预设阈值时，控制所述电源管理芯片停止充电；这样可防止在过压环境下，损坏充电电路中的相关元器件。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种充电保护电路的示意框图；
图2是本发明实施例提供的一种控制模块的结构示意框图；
图3A至图3C是本发明另一实施例提供的几种充电保护电路的连线示意框图；
图4是本发明实施例提供的一种分压电路的连线示意框图；
图5是本发明实施例提供的一种充电模块的连线示意框图；
图6是本发明实施例提供的一种充电保护电路的连线示意框图；
图7是本发明另一实施例提供的一种控制模块的结构示意框图；
图8是本发明另一实施例提供的一种充电保护电路的连线示意框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
参见图1，是本发明实施例提供一种充电保护电路，如图1所示的充电保护电路100包括控制模块102，所述控制模块102电性连接在充电电压输出端12和电源管理芯片PMIC的充电电压输入端14之间。其中：
所述控制模块102用于检测充电输入端输出12的充电电压，在所述充电电压未超过预设阈值时，维持所述电源管理芯片PMIC的充电状态，并在所述充电电压超过所述预设阈值时，控制所述电源管理芯片PMIC停止充电。
所述预设阈值可为用户侧或终端设备侧自主设置的，所述预设阈值用于评定充电电压是否高于终端设备的过压保护点。不同厂商设置的终端设备的过压保护点可不同。
可以看出，本发明实施例提供的充电保护电路中包括控制模块，用于检测充电输入端输出的充电电压，在所述充电电压未超过预设阈值时，维持所述电源管理芯片的充电状态；在所述充电电压超过所述预设阈值时，控制所述电源管理芯片停止充电；这样可防止在过压环境下，损坏充电电路中的相关元器件。
基于图1所述实施例，下面对本发明实施例所涉及的各个模块进行具体阐述。请参见图2，是本发明实施例提供的一种控制模块的连线示意图。如图2，所述控制模块100包括处理器102，所述处理器102包括检测端22和控制信号输出端24。其中：
所述检测端102用于接收一与充电电压正相关的检测信号；所述处理器102根据该检测信号确定所述充电电压是否超过预设阈值，并在所述充电电压未超过所述预设阈值时，通过所述控制信号输出端24输出第一控制信号以维持所述电源管理芯片的充电状态；在所述充电电压超过预设阈值时，通过所述控制信号输出端24输出第二控制信号以控制所述电源管理芯片PMIC停止充电。
在可选实施例中，基于图2所述实施例，如图3A所述控制模块100还可包括电子开关104，其中：
所述电子开关104电性连接至所述充电电压输出端12及所述电源管理芯片PMIC的充电电压输入端14之间，所述电子开关104包括电性连接至所述控制信号输出端24的控制端26，所述控制端26在接收到所述第一控制信号时使所述电子开关104导通，并在接收到所述第二控制信号时使所述电子开关107截止。
在可选实施例中，基于图2所述实施例，如图3B所述控制模块100还包括限流电阻R1。R1电性连接至所述控制信号输出端24与所述电源管理芯片的使能引脚16之间。其中：
所述第一控制信号用于使能所述电源管理芯片PMIC；所述第二控制信号用于关闭所述电源管理芯片PMIC。
所述第一控制信号和所述第二控制信号为互不相同的信号，例如所述第一控制信号为低电平信号，则所述第二控制信号可为高电平信号。
所述处理器102包括但不限于控制器(Microcontroller Unit，MCU)，中央处理器(英文：Central Processing Unit，CPU)，通用处理器，数字信号处理器(英文：DigitalSignal Processor，DSP)，专用集成电路(英文：Application-Specific IntegratedCircuit，ASIC)，现场可编程门阵列(英文：Field Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。
所述电子开关104包括但不限于开关管(三极管)、场效应管、或其他具备开关控制功能的逻辑器件，本发明实施例不做限定。
在可选实施例中，基于前述实施例，如图3C所述控制模块100可同时包括所述处理器102、所述电子开关104以及所述限流电阻R1。所述第一控制信号同时用于导通所述电子开关104，且使能所述电源管理芯片PMIC。所述第二控制信号同时用于截止所述电子开关104，且不使能(即关闭)所述电源管理芯片PMIC。关于所述处理器102、所述电子开关104以及R1中的相关描述具体可参见前述实施例中的相关描述，这里不再赘述。
也即是，所述控制模块可通过所述处理器102输出的第一控制信号和第二控制信号，同时控制所述电子开关104的通断、以及控制是否使能所述电源管理芯片PMIC，达到双重保护终端设备的作用。
具体的，在所述处理器102检测到所述检测端22接收的所述检测信号的电压不超过第一阈值时，则确定所述充电电压不超过预设阈值。此时所述处理器102可通过所述信号控制输出端24输出第一控制信号。所述第一控制信号可用于导通所述电子开关104，和/或所述第一控制信号可用于使能所述电源管理芯片PMIC，以维持所述电源管理芯片的充电状态。
反之亦然，在所述检测信号的电压超过第一阈值时，则所述处理器102确定所述充电电压超过预设阈值。此时所述处理器102可通过所述信号控制输出端24输出第二控制信号。所述第二控制信号可用于截止所述电子开关104，和/或所述第一控制信号可用于关闭(不使能)所述电源管理芯片PMIC，以控制所述电源管理芯片停止充电。
在可选实施例中，所述第一阈值与终端设备的过压保护点关联。不同的过压保护点，其对应设置的第一阈值也不同，具体在下文中详述。
基于前述实施例，在可选实施例中，如图4所述控制模块100还包括分压电路106，所述分压电路106电性连接至所述充电电压输出端12与所述检测端22之间，所述分压电路106用于对所述充电电压进行分压，以通过所述检测端22输出与所述充电电压正相关的所述检测信号。其中：
所述分压电路106包括第一分压电阻R2和第二分压电阻R3，所述充电电压输出端12电性连接至所述第一分压电阻R2的一端，所述检测端22分别与所述第一分压电阻R2的另一端和所述第二分压电阻R3的一端电性连接，所述第二分压电阻R3的另一端接地。
例如，以终端设备的过压保护点为6.7V为例，由于电源管理芯片PMIC的检测端22(即ADC端口)的最高电平是固定的，如1.8V。相应地，所述第一阈值即为1.8V。R3的电阻值通常为100KΩ(千欧姆)，则根据分压欧姆定律，R2约为272K欧姆。当处理器CPU检测到所述检测端22此时的电位为1.8V时，说明通过所述充电电压输出端12输入的充电电压大于6.7V，电压过高。进入中断保护阶段，此时所述处理器CPU产生第二控制信号，关断所述电源管理芯片PMIC使能，同时通过所述第二控制信号将电子开关104由原来的导通阶段变成关断，禁止通过所述充电电压输入端口14向所述电源管理芯片PMIC输出所述充电电压，双重保护终端设备的充电电路。此处R2和R3的电阻值可以调节，通过所述检测端22处的电平检测判断是否超过过压保护点(预设阈值)也可以相应调节。比如过压保护点可为6V、7V…10.5V都均可进行相应调节。相应地，利用上述电路的工作原理也起到对终端设备的充电电路进行双重保护的作用。
在可选实施例中，如图5所述充电保护电路还包括充电模块200，所述充电模块200包括所述电源管理芯片PMIC(也可称为充电芯片)。所述充电模块还可包括：第一电感L1和第一三极管D1。所述电源管理芯片PMIC可包括所述充电电压输入端14、所述使能引脚16，还可包括第一输出端17和第二输出端18，还可包括图示中的其他端口，这里不再列举。
其中，所述第一输出端17与所述第一电感L1的一端电性连接，所述第一电感L1的另一端与终端设备电性连接；所述第一输出端17通过所述第一二极管D1与地连接；所述第二输出端18与所述终端设备的充电电池电性连接。
具体的，如图5所示，当所述充电电压输入端14输入充电电压时，经过所述电源管理芯片PMIC的内部处理，分为两路充电信号，分别为第一输出信号和第二输出信号。如图5示出两路输出信号，第一输出信号Isys可供终端设备整个系统供电，第二输出信号Ibat用于为终端设备的电池充电。其中，第一二极管D1为反正电流反灌和续流保护的二极管，起到保护电源管理芯片的作用。
基于前述图1至图5所述实施例，请参见图6示出本发明实施例提供的一种充电电路保护电路的连线示意图。
在另一个实施例中，基于图1所述实施例，如图7所述控制模块100为过压保护芯片OVP。
具体的，在所述充电电压输出端12和所述电源管理芯片PMIC的充电电压输入端14之间串联一个过压保护芯片OVP。由于电源管理芯片PMIC不能调节过压保护点，因此外部增加可调节过压保护点的过压保护芯片，对终端设备的充电电路进行保护。可选地，还可根据实际需求/标准，选择所述过压保护芯片OVP的规格，例如过压保护点为6.7v，则选择的所述过压保护芯片OVP也应在6.7V左右的保护芯片，本发明不做限定。
在可选实施例中，参考图5所述充电模块中所述电源管理芯片PMIC包括使能端口16。所述控制模块100还包括限流电阻R1。所述使能端口16通过所述限流电阻R1可与大地或者与预设电压源电性连接。具体可根据系统电路而设置，例如用低电平信号使能所述电源管理芯片PMIC时，则将所述限流电阻R1的一端直接接地；相应地，若设计用高电平信号使能所述电源管理芯片PMIC，则将所述限流电阻R1的一端连接至提供预设电压的电压源上，本发明实施例不做限定。
基于图7所述实施例，请参见图8示出本发明另一实施例提供的一种充电电路保护电路的连线示意图。
需要说明的是，本发明实施例涉及的充电保护电路还可包括图示中的其他元器件，这里不再一一说明。
基于本发明的同一构思，本发明实施例还提供了一种处理器。所述处理器用于控制一电源管理芯片的充电状态，其中所述处理器可包括检测端及控制信号输出端。其中，所述检测端用于接收与一充电电压正相关的检测信号；所述处理器根据该检测信号确定所述充电电压是否超过预设阈值，并在所述充电电压未超过所述预设阈值时，通过所述控制信号输出端输出第一控制信号以维持所述电源管理芯片的充电状态；在所述充电电压超过预设阈值时，通过所述控制信号输出端输出第二控制信号以控制所述电源管理芯片停止充电。
关于所述处理器未描述的部分，可具体参见前述实施例中的相关描述，这里不再赘述。
相应地，本发明实施例还提供一种终端设备，所述终端设备可包括充电电压输出端与电源管理芯片。其中，所述终端设备还包括如上所述的充电保护电路。具体可参见图1至图8所述实施例中所描述的充电保护电路，这里不再赘述。
可以看出，本发明实施例提供的充电保护电路中包括控制模块，用于检测充电输入端输出的充电电压，在所述充电电压未超过预设阈值时，维持所述电源管理芯片的充电状态；在所述充电电压超过所述预设阈值时，控制所述电源管理芯片停止充电；这样可防止在过压环境下，损坏充电电路中的相关元器件。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种充电保护电路，其特征在于，包括控制模块，所述控制模块电性连接至充电电压输出端与电源管理芯片的充电电压输入端之间，所述控制模块检测充电输入端输出的充电电压，在所述充电电压未超过预设阈值时，维持所述电源管理芯片的充电状态，并在所述充电电压超过所述预设阈值时，控制所述电源管理芯片停止充电。
2.根据权利要求1所述的充电保护电路，其特征在于，所述控制模块包括处理器，所述处理器包括检测端及控制信号输出端；所述检测端用于接收一与充电电压正相关的检测信号；所述处理器根据该检测信号确定所述充电电压是否超过预设阈值，并在所述充电电压未超过所述预设阈值时，通过所述控制信号输出端输出第一控制信号以维持所述电源管理芯片的充电状态；在所述充电电压超过预设阈值时，通过所述控制信号输出端输出第二控制信号以控制所述电源管理芯片停止充电。
3.根据权利要求2所述的充电保护电路，其特征在于，所述控制模块还包括电子开关，所述电子开关电性连接至所述充电电压输出端及所述电源管理芯片的充电电压输入端之间，所述电子开关包括电性连接至所述控制信号输出端的控制端，所述控制端在接收到所述第一控制信号时使所述电子开关导通，并在接收到所述第二控制信号时使所述电子开关截止。
4.根据权利要求2或3所述的充电保护电路，其特征在于，所述控制信号输出端还电性连接至所述电源管理芯片的使能引脚，所述第一控制信号用于使能所述电源管理芯片；所述第二控制信号用于关闭所述电源管理芯片。
5.根据权利要求4所述的充电保护电路，其特征在于，还包括限流电阻，电性连接至所述控制信号输出端与所述电源管理芯片的使能引脚之间。
6.根据权利要求2所述的充电保护电路，其特征在于，所述控制模块还包括分压电路，所述分压电路电性连接至所述充电电压输出端与所述检测端之间，所述分压电路用于对所述充电电压进行分压，以通过所述检测端输出与所述充电电压正相关的所述检测信号。
7.根据权利要求6所述的充电保护电路，其特征在于，所述分压电路包括第一分压电阻和第二分压电阻，所述充电电压输出端电性连接至所述第一分压电阻的一端，所述检测端分别与所述第一分压电阻的另一端和所述第二分压电阻的一端电性连接，所述第二分压电阻的另一端接地。
8.根据权利要求1所述的充电保护电路，其特征在于，所述控制模块为过压保护芯片。
9.一种处理器，用于控制一电源管理芯片的充电状态，其特征在于，包括检测端及控制信号输出端，所述检测端用于接收与一充电电压正相关的检测信号；所述处理器根据该检测信号确定所述充电电压是否超过预设阈值，并在所述充电电压未超过所述预设阈值时，通过所述控制信号输出端输出第一控制信号以维持所述电源管理芯片的充电状态；在所述充电电压超过预设阈值时，通过所述控制信号输出端输出第二控制信号以控制所述电源管理芯片停止充电。
10.一种终端设备，包括充电电压输出端与电源管理芯片，其特征在于，所述终端设备还包括如权利要求1-8任一项所述的充电保护电路。
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