CN109066879A - 一种板载电池的充电电路、充电方法及单片机控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种板载电池的充电电路，包括：板载电池、第一开关、第二开关、可控稳压组件及时钟芯片供电端口，其中：时钟芯片供电端口用于为时钟芯片供电；可控稳压组件用于控制时钟芯片供电端口的供电电压及板载电池的充电电压。本申请通过设置可控稳压组件，使得能够通过可控稳压组件对加载在板载电池两端的电压进行调节，使得板载电池在充电后处于充满状态，能够提供更长的续航时间；而且该充电电路能够根据需求提供不同的电压值，避免了重新设计充电电路的麻烦；同时，在系统掉电后减小板载电池的漏电电流，进一步的提高了板载电池的续航时间。本申请同时还提供了一种板载电池的充电方法及单片机控制系统，具有上述有益效果。

Description

一种板载电池的充电电路、充电方法及单片机控制系统

技术领域

本申请涉及充电电路领域，特别涉及一种板载电池的充电电路、充电方法及单片机控制系统。

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，板载电池充电电路应运而生。

然而，由于单片机的种类越来越多，且不同类型的板载电池所需要的充电电压不同，而现有的板载电池的充电电路所提供的电压均为固定值(通常为3.3V)，而板载电池所需要的充电电压通常至少为3.6V，这使得板载电池经常处于未充满状态，进而存在续航时间短的问题。

因此，如何提高板载电池的续航时间是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种板载电池的充电电路、充电方法及单片机控制系统，用于提高板载电池的续航时间。

为解决上述技术问题，本申请提供一种板载电池的充电电路，该板载电池的充电电路包括：板载电池、第一开关、第二开关、可控稳压组件及时钟芯片供电端口，其中：

所述第一开关的第一端与+5V系统供电端相连，所述第一开关的第二端与所述可控稳压组件的输入端相连；

所述第二开关的第一端连接于所述可控稳压组件的第一输出端，所述第二开关的第二端接地；

所述板载电池的第一端连接于所述可控稳压组件的第二输出端，所述板载电池的第二端接地；

所述时钟芯片供电端口与所述可控稳压组件的第二输出端及所述板载电池的第一端连接；

所述时钟芯片供电端口用于为时钟芯片供电；

所述可控稳压组件用于控制所述时钟芯片供电端口的供电电压及所述板载电池的充电电压。

可选的，所述可控稳压组件具体为可控变阻器。

可选的，所述第一开关具体为第一端为正极、第二端为负极的二极管。

可选的，所述第二开关具体为PNP型三极管。

可选的，所述第二开关具体为场效应管。

可选的，还包括：

第一端与所述第一开关的第二端连接、第二端与所述可控稳压组件的输入端连接、用于限制流入所述板载电池的充电电流的限流电阻。

可选的，所述板载电池具体为板载锂电池。

可选的，所述可控稳压组件具体为TL431稳压集成电路。

本申请还提供一种板载电池的充电方法，基于上述任一项所述的板载电池的充电电路，所述方法包括：

当系统上电时，通过可控稳压组件对加载在所述板载电池两端的电压进行调节；

当系统掉电时，断开第一开关及第二开关，以断开除时钟芯片供电端口以外的其他放电回路。

本申请还提供一种单片机控制系统，该单片机控制系统包括如上述任一项所述的板载电池的充电电路。

本申请所提供的一种板载电池的充电电路，包括：板载电池、第一开关、第二开关、可控稳压组件及时钟芯片供电端口，其中：第一开关的第一端与+5V系统供电端相连，第一开关的第二端与可控稳压组件的输入端相连；第二开关的第一端连接于可控稳压组件的第一输出端，第二开关的第二端接地；板载电池的第一端连接于可控稳压组件的第二输出端，板载电池的第二端接地；时钟芯片供电端口与可控稳压组件的第二输出端及板载电池的第一端连接；时钟芯片供电端口用于为时钟芯片供电；可控稳压组件用于控制时钟芯片供电端口的供电电压及板载电池的充电电压。

本申请所提供的板载电池的充电电路，通过设置用于控制时钟芯片供电端口的供电电压及板载电池的充电电压的可控稳压组件，使得当利用本申请所提供的充电电路为板载电池进行充电时，能够通过可控稳压组件对加载在板载电池两端的电压进行调节，使其达到板载电池所需要的充电电压，进而使得板载电池在充电后处于充满状态，能够提供更长的续航时间；而且在更换板载电池时，对于不同电压类型的板载电池来说，该充电电路能够根据需求提供不同的电压值，避免了重新设计充电电路的麻烦；同时，在系统掉电后能够通过第一开关及第二开关断开除时钟芯片供电端口以外的其他放电回路，使得板载电池的漏电电流足够小，进一步的提高了板载电池的续航时间。本申请同时还提供了一种板载电池的充电方法及一种单片机控制系统，具有上述有益效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中一种板载电池的充电电路的结构示意图；

图2为本申请实施例所提供的一种板载电池的充电电路的结构示意图；

图3为图2所提供的一种板载电池的充电电路的一种具体实施例的结构示意图；

图4为本申请实施例所提供的板载电池的充电方法的流程图。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种板载电池的充电电路、充电方法及单片机控制系统，用于提高板载电池的续航时间。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

请参考图1、图2及图3，图1为现有技术中一种板载电池的充电电路的结构示意图；图2为本申请实施例所提供的一种板载电池的充电电路的结构示意图；图3为本申请实施例所提供的另一种板载电池的充电电路的结构示意图。

如图1所示，现有技术中板载电池的充电电路由3.3V的系统供电端为其供电，这使得充电电压通常至少为3.6V的板载电池经常处于未充满状态，进而存在着续航时间短的问题，而且当系统掉电时由板载电池BAT1向时钟芯片供电，存在着另外两条放电通路：一条是由板载电池BAT1经过+Q1的体二极管(2、3脚之间的PN结)，再通过R1流向系统供电端(此时系统掉电相当于接地)的放电通路；另一条是由板载电池BAT1经过+Q1的体二极管(2、3脚之间的PN结)，再通过R1、R4、R3接地的放电回路；这两条放电回路的存在增加了板载电池BAT1的电量消耗，进而存在着续航时间短的问题。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种板载电池的充电电路，如图2所示，该充电电路可以包括板载电池BAT、第一开关KT1、第二开关KT2、可控稳压组件V及时钟芯片供电端口U，其中：

第一开关KT1的第一端与+5V系统供电端相连，第一开关KT1的第二端与可控稳压组件V的输入端相连；第二开关KT2的第一端连接于可控稳压组件V的第一输出端，第二开关KT2的第二端接地；板载电池BAT的第一端连接于可控稳压组件V的第二输出端，板载电池BAT的第二端接地；时钟芯片供电端口U与可控稳压组件V的第二输出端及板载电池BAT的第一端连接；时钟芯片供电端口U用于为时钟芯片供电；可控稳压组件V用于控制时钟芯片供电端口U的供电电压及板载电池BAT的充电电压。

这里提到的第一开关KT1的第一端与+5V系统供电端相连，第一开关KT1的第二端与可控稳压组件V的输入端相连，其目的在于：在系统上电时，通过可控稳压组件V对加载在板载电池BAT两端的电压进行调节，使得该充电电路能够满足所有充电电压在0-5V内的板载电池BAT，防止出现板载电池BAT充不满的情况，进而达到增加板载电池BAT续航时间的效果；

可选的，该可控稳压组件V具体可以为可控变阻器，使得用户可根据需求调节可控变阻器的阻值，进而改变加载在板载电池BAT两端的电压；

这里提到的第一开关KT1的作用在于，当系统掉电时，板载电池BAT通过时钟芯片供电端口U对时钟芯片进行供电，此时断开第一开关KT1，防止出现由板载电池BAT经过可控稳压组件V至此时相当于接地的+5V系统供电端的放电通路，减少板载电池BAT的电量消耗，进而达到增加板载电池BAT续航时间的效果；

可选的，该第一开关KT1具体可以为第一端为正极、第二端为负极的二极管，即电流只能由+5V系统供电端流向板载电池BAT，而板载电池BAT流向+5V系统供电端的电流会被二极管阻隔；进一步的，该第一开关KT1具体也可以为电磁继电器或其它类型的开关，本申请对此不作具体限定；

这里提到的第二开关KT2的作用在于，当系统掉电时，板载电池BAT通过时钟芯片供电端口U对时钟芯片进行供电，此时断开第二开关KT2，防止出现由板载电池BAT经过可控稳压组件V后接地的放电通路，减少板载电池BAT的电量消耗，进而达到增加板载电池BAT续航时间的效果；

可选的，该第二开关KT2具体可以为PNP型三极管，其具体也可以为场效应管或其它类型的开关，本申请对此不作具体限定；

可选的，该可控稳压组件V具体也可以为可控稳压电路；

进一步的，请参考图3，图3为图2所提供的一种板载电池的充电电路的一种具体实施例的结构示意图，该可控稳压组件V具体也可以为TL431稳压集成电路；

TL431稳压集成电路是一种可控的精密稳压源，它的输出电压用两个电阻R2及R3就可以任意的设置到预设范围内的任何值，相对于稳压二极管具有改变输出电压的优点；

可选的，该板载电池的充电电路还可以包括：

第一端与第一开关KT1的第二端连接、第二端与可控稳压组件V的输入端连接、用于限制流入板载电池BAT的充电电流的限流电阻R1；

可选的，该板载电池BAT具体可以为板载锂电池，也可以为氧化银纽扣电池，还可以为超级电容。

基于上述技术方案，本申请所提供的一种板载电池的充电电路，能够通过设置用于控制时钟芯片供电端口的供电电压及板载电池的充电电压的可控稳压组件，使得当利用本申请所提供的充电电路为板载电池进行充电时，能够通过可控稳压组件对加载在板载电池两端的电压进行调节，使其达到板载电池所需要的充电电压，进而使得板载电池在充电后处于充满状态，能够提供更长的续航时间；而且在更换板载电池时，对于不同电压类型的板载电池来说，该充电电路能够根据需求提供不同的电压值，避免了重新设计充电电路的麻烦；同时，在系统掉电后能够通过第一开关及第二开关断开除时钟芯片供电端口以外的其他放电回路，使得板载电池的漏电电流足够小，进一步的提高了板载电池的续航时间。

基于上述实施例，本申请实施例还提供了一种板载电池的充电方法，请参考图4，图4为本申请实施例所提供的板载电池的充电方法的流程图。

其具体包括如下步骤：

S101：当系统上电时，通过可控稳压组件对加载在板载电池两端的电压进行调节；

S102：当系统掉电时，断开第一开关及第二开关，以断开除时钟芯片供电端口以外的其他放电回路。

基于上述技术方案，本申请所提供的一种板载电池的充电方法，能够通过可控稳压组件对加载在板载电池两端的电压进行调节，使其达到板载电池所需要的充电电压，进而使得板载电池在充电后处于充满状态，能够提供更长的续航时间；而且在更换板载电池时，对于不同电压类型的板载电池来说，该充电电路能够根据需求提供不同的电压值，避免了重新设计充电电路的麻烦；同时，在系统掉电后能够通过第一开关及第二开关断开除时钟芯片供电端口以外的其他放电回路，使得板载电池的漏电电流足够小，进一步的提高了板载电池的续航时间。

由于充电方法其余部分的实施例与充电电路部分的实施例相互对应，因此充电方法其余部分的实施例请参见充电电路部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

基于上述实施例，本申请实施例还提供一种单片机控制系统，该单片机控制系统包括上述实施例任一项所述的充电电路；

由于单片机控制系统部分的实施例与充电电路部分的实施例相互对应，因此单片机控制系统部分的实施例请参见充电电路部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

以上对本申请所提供的一种板载电池的充电电路、充电方法及单片机控制系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种板载电池的充电电路，其特征在于，包括：板载电池、第一开关、第二开关、可控稳压组件及时钟芯片供电端口，其中：

所述第一开关的第一端与+5V系统供电端相连，所述第一开关的第二端与所述可控稳压组件的输入端相连；

所述第二开关的第一端连接于所述可控稳压组件的第一输出端，所述第二开关的第二端接地；

所述板载电池的第一端连接于所述可控稳压组件的第二输出端，所述板载电池的第二端接地；

所述时钟芯片供电端口与所述可控稳压组件的第二输出端及所述板载电池的第一端连接；

所述时钟芯片供电端口用于为时钟芯片供电；

所述可控稳压组件用于控制所述时钟芯片供电端口的供电电压及所述板载电池的充电电压。

2.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述可控稳压组件具体为可控变阻器。

3.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述第一开关具体为第一端为正极、第二端为负极的二极管。

4.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述第二开关具体为PNP型三极管。

5.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述第二开关具体为场效应管。

6.根据权利要求2-5任一项所述的充电电路，其特征在于，所述可控稳压组件具体为TL431稳压集成电路。

7.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，还包括：

第一端与所述第一开关的第二端连接、第二端与所述可控稳压组件的输入端连接、用于限制流入所述板载电池的充电电流的限流电阻。

8.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述板载电池具体为板载锂电池。

9.一种板载电池的充电方法，其特征在于，基于权利要求1-8任一项所述的板载电池的充电电路，所述方法包括：

当系统上电时，通过可控稳压组件对加载在所述板载电池两端的电压进行调节；

当系统掉电时，断开第一开关及第二开关，以断开除时钟芯片供电端口以外的其他放电回路。

10.一种单片机控制系统，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的板载电池的充电电路。