CN109066888A - 一种带温度保护的充电控制电路及电子产品 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带温度保护的充电控制电路及电子产品，包括参考温度配置电路、温度检测电路和开关电路；所述参考温度配置电路根据外供电源生成温度参考电平；所述温度检测电路根据电池的温度变化生成温度实测电平，所述温度实测电平与温度参考电平的差值的绝对值随电池温度的升高而增大，并在电池温度超过安全阈值时，升高到开关电路动作阈值；所述开关电路连接在充电管理芯片或电池的充电回路中，在所述温度实测电平与温度参考电平的差值的绝对值升高到开关电路动作阈值时，切断充电回路，执行过热保护。本发明无需软件设计，采用纯硬件电路实现充电过程中的过热保护功能，可靠性高，不受产品死机影响，有助于提升电子产品的安全性。

Description

一种带温度保护的充电控制电路及电子产品

技术领域

本发明属于充电电路技术领域，具体地说，是涉及一种在充电过程中用于防止电池过热的充电控制电路。

背景技术

随着电子技术的快速发展，便携式电子产品的种类日益繁多，例如手机、平板电脑、穿戴设备（例如智能手环等）等，给人们的日常生活带来了极大的便利。目前的便携式电子产品，内置可充电电池为产品的系统电路供电，而且受产品体积的限制，电池的容量十分有限，需要经常性地为电池充电，以补充电量。

现有的便携式电子产品，大部分采用USB接口充电方式，并且随着快充技术的推广，目前市场上出现的充电器，其输出电压有5V、9V、12V等多种形式。电子产品要适配不同的充电电压，对于产品输入检测和快充条件下的过热保护要求越来越高，充电电路及系统软件的设计也越来越复杂。

现有的温度控制方法，大多采用软硬件相结合的设计方式。在硬件上，通常配置温度传感器来检测电池附近的温度，并将检测到的电池的实时温升传输至系统芯片；在软件上，需要对系统芯片中的系统程序进行编写，以将电池的实时温升与设定的温度阈值进行比较，继而判断是否出现过热异常，并在判定出现过热异常时，通过系统芯片输出控制信号，控制相应的保护电路执行保护动作。例如，申请号为201410232525.8的中国专利，即公开了一种采用软硬件相结合的技术设计的充电时的温度控制方法。由于这种温度控制方式依赖于软件设计，因此，存在占用系统芯片的IO接口以及系统资源的问题，且电子产品一旦发生死机故障，系统芯片将无法正常运行，过热保护的功能也将随之丧失，导致电子产品存在一定的安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带温度保护的充电控制电路，无需软件设计，采用纯硬件电路实现充电过程中的过热保护功能，可靠性高，不受产品死机影响，有助于提升电子产品的安全性。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

在一个方面，本发明提出了一种带温度保护的充电控制电路，包括参考温度配置电路、温度检测电路和开关电路；其中，所述参考温度配置电路连接充电接口的电源引脚，根据电源引脚接入的外供电源生成温度参考电平；所述温度检测电路根据电池的温度变化生成温度实测电平，所述温度实测电平与温度参考电平的差值的绝对值随电池温度的升高而增大，并在电池温度超过安全阈值时，升高到开关电路动作阈值；所述开关电路连接在充电管理芯片或电池的充电回路中，并受控于所述参考温度配置电路输出的温度参考电平以及温度检测电路输出的温度实测电平，所述开关电路在所述温度实测电平与温度参考电平的差值的绝对值升高到开关电路动作阈值时，切断所述充电管理芯片或电池的充电回路，执行过热保护。

进一步的，在所述开关电路中设置有开关管和电源开关；其中，所述开关管连接所述参考温度配置电路和温度检测电路，其通断状态受控于所述参考温度配置电路输出的温度参考电平以及温度检测电路输出的温度实测电平，所述开关电路动作阈值等于所述开关管的导通压降；所述电源开关连接在所述充电管理芯片或电池的充电回路中，用于改变所述充电回路的通断状态，所述电源开关的通断状态受控于所述开关管的通断状态。

作为所述开关电路的一种优选设计方案，所述开关管可以采用NPN型三极管或NMOS管，所述电源开关可以采用PMOS管，若所述温度检测电路输出的温度实测电平随电池温度的升高而增大，则：

当所述开关管为NPN型三极管时，利用所述NPN型三极管的基极接收所述温度检测电路输出的温度实测电平，发射极接收所述参考温度配置电路输出的温度参考电平，并通过下拉电阻接地，集电极连接所述PMOS管的源极，并连接所述充电接口的电源引脚；所述PMOS管的栅极连接所述NPN型三极管的发射极，所述PMOS管的漏极连通所述充电管理芯片或电池；

当所述开关管为NMOS管时，利用所述NMOS管的栅极接收所述温度检测电路输出的温度实测电平，源极接收所述参考温度配置电路输出的温度参考电平，并通过下拉电阻接地，漏极连接所述PMOS管的源极，并连接所述充电接口的电源引脚；所述PMOS管的栅极连接所述NMOS管的源极，所述PMOS管的漏极连通所述充电管理芯片或电池。

进一步的，在所述参考温度配置电路中设置有第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻的一端连接所述充电接口的电源引脚，另一端通过第二分压电阻接地，第一分压电阻和第二分压电阻的中间节点连接一二极管的阳极，所述二极管的阴极连接所述NPN型三极管的发射极或所述NMOS管的源极；在所述温度检测电路中设置有负温度系数的热敏电阻和第三分压电阻，所述热敏电阻的一端连接所述充电接口的电源引脚，另一端通过所述第三分压电阻接地，所述热敏电阻和第三分压电阻的中间节点连接所述NPN型三极管的基极或所述NMOS管的栅极。

作为所述开关电路的另外一种优选设计方案，所述开关管可以采用NPN型三极管或NMOS管，所述电源开关可以采用PMOS管，若所述温度检测电路输出的温度实测电平随电池温度的升高而减小，则：

当所述开关管为NPN型三极管时，利用所述NPN型三极管的基极接收所述参考温度配置电路输出的温度参考电平，发射极接收所述温度检测电路输出的温度实测电平，并通过下拉电阻接地，集电极连接所述PMOS管的源极，并连接所述充电接口的电源引脚；所述PMOS管的栅极连接所述NPN型三极管的发射极，所述PMOS管的漏极连通所述充电管理芯片或电池；

当所述开关管为NMOS管时，利用所述NMOS管的栅极接收所述参考温度配置电路输出的温度参考电平，源极接收所述温度检测电路输出的温度实测电平，并通过下拉电阻接地，漏极连接所述PMOS管的源极，并连接所述充电接口的电源引脚；所述PMOS管的栅极连接所述NMOS管的源极，所述PMOS管的漏极连通所述充电管理芯片或电池。

进一步的，在所述参考温度配置电路中设置有第一分压电阻和第二分压电阻，所述第二分压电阻的一端连接所述充电接口的电源引脚，另一端通过第一分压电阻接地，第一分压电阻和第二分压电阻的中间节点连接所述NPN型三极管的基极或所述NMOS管的栅极；在所述温度检测电路中设置有负温度系数的热敏电阻和第三分压电阻，所述第三分压电阻的一端连接所述充电接口的电源引脚，另一端通过所述热敏电阻接地，所述热敏电阻和第三分压电阻的中间节点连接一二极管的阳极，所述二极管的阴极连接所述NPN型三极管的发射极或所述NMOS管的源极。

作为所述开关电路的又一种优选设计方案，所述开关管可以采用PNP型三极管或PMOS管；所述电源开关可以采用负载开关芯片，将所述负载开关芯片的输入端连接充电接口的电源引脚，输出端连通所述充电管理芯片或电池，所述负载开关芯片的使能端在接收到高电平信号时控制其所述的输入端和输出端导通；配置所述温度检测电路输出的温度实测电平随电池温度的升高而增大，则：

当所述开关管为PNP型三极管时，利用所述PNP型三极管的基极接收所述参考温度配置电路输出的温度参考电平，发射极接收所述温度检测电路输出的温度实测电平，并连接所述负载开关芯片的使能端，集电极接地；

当所述开关管为PMOS管时，利用所述PMOS管的栅极接收所述参考温度配置电路输出的温度参考电平，源极接收所述温度检测电路输出的温度实测电平，并连接所述负载开关芯片的使能端，漏极接地。

进一步的，在所述参考温度配置电路中设置有第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻的一端连接所述充电接口的电源引脚，另一端通过第二分压电阻接地，第一分压电阻和第二分压电阻的中间节点连接所述PNP型三极管的基极或所述PMOS管的栅极；在所述温度检测电路中设置有负温度系数的热敏电阻和第三分压电阻，所述热敏电阻的一端连接所述充电接口的电源引脚，另一端通过所述第三分压电阻接地，所述热敏电阻和第三分压电阻的中间节点连通所述PNP型三极管的发射极或所述PMOS管的源极。

为了提高过热保护的准确性，优选配置所述第三分压电阻的阻值等于所述第二分压电阻的阻值；所述热敏电阻在常温下的阻值等于所述第一分压电阻的阻值。

为了实现外供电源的插入检测功能，本发明在所述充电控制电路中还设置有外供电源插入检测电路，其连接所述参考温度配置电路，在接收到参考温度配置电路输出的温度参考电平时，判定有外供电源接入，进而输出指示信号至电子产品的系统芯片，以指示外供电源的插入状态。

在另一个方面，本发明还提出了一种电子产品，包括充电接口、充电管理芯片、电池、系统芯片以及带温度保护的充电控制电路；所述充电控制电路包括参考温度配置电路、温度检测电路和开关电路；其中，所述参考温度配置电路连接充电接口的电源引脚，根据电源引脚接入的外供电源生成温度参考电平；所述温度检测电路根据电池的温度变化生成温度实测电平，所述温度实测电平与温度参考电平的差值的绝对值随电池温度的升高而增大，并在电池温度超过安全阈值时，升高到开关电路动作阈值；所述开关电路连接在充电管理芯片或电池的充电回路中，并受控于所述参考温度配置电路输出的温度参考电平以及温度检测电路输出的温度实测电平，所述开关电路在所述温度实测电平与温度参考电平的差值的绝对值升高到开关电路动作阈值时，切断所述充电管理芯片或电池的充电回路，执行过热保护。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的充电控制电路可以在电池充电过程中对电池的温升实现实时监控，并可根据接入的外供电源的充电电压不同自适应地调整温度参考电平，以满足电池在不同充电电压下的过热保护需求，适应性强，控制精准。另外，本发明的充电控制电路完全采用硬件电路搭建而成，无需软件设计，因此，不会占用电子产品中系统芯片的IO接口和系统资源，运行可靠性高，并且利用外供电源为本发明的充电控制电路提供所需的工作电源，即便电子产品出现死机故障，也不会对电池在充电过程中的过热保护作用造成影响，因此可最大限度的提升电子产品充电的安全性，改善电子产品的整体性能。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其它特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本发明所提出的带温度保护的充电控制电路的一种实施例的电路原理框图；

图2是本发明所提出的带温度保护的充电控制电路的另一种实施例的电路原理框图；

图3是图2中外供电源插入检测电路及参考温度配置电路的一种实施例的电路原理图；

图4是图2中温度检测电路及开关电路的一种实施例的电路原理图；

图5是本发明所提出的充电控制电路的第二种实施例的电路原理图；

图6是本发明所提出的充电控制电路的第三种实施例的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细地说明。

本发明的充电控制电路为了在充电过程中对电子产品中的电池实现过热保护功能，采用全硬件搭建方式设计有参考温度配置电路、温度检测电路和开关电路，如图1所示。其中，参考温度配置电路连接电子产品上的充电接口，例如USB接口，具体连接充电接口的电源引脚，在充电接口上有外供电源VUSB接入时，所述参考温度配置电路接通外供电源VUSB，并根据外供电源VUSB的充电电压（例如5V、9V、12V等）不同，生成不同幅值的温度参考电平Vref，以作为电池在不同外供电源VUSB下充电时，电池温度是否超过安全阈值的判断基准，继而提高本发明的充电控制电路对不同类型充电器的适应能力。所述温度检测电路用于检测电池在充电过程中的温度，并根据电池的温度变化生成与之对应的温度实测电平Vo，利用温度实测电平Vo反映电池的温升变化。所述开关电路用于对电子产品中的充电管理芯片或电池的充电回路进行通断控制，具体连接在充电管理芯片或电池的充电回路中，并受控于所述参考温度配置电路输出的温度参考电平Vref以及温度检测电路输出的温度实测电平Vo。本发明设计所述温度实测电平Vo与温度参考电平Vref的差值的绝对值|Vo-Vref|随电池温度的升高而增大。当电池温度小于等于设定的安全阈值时，配置|Vo-Vref|小于开关电路动作阈值，此时，所述开关电路连通外供电源VUSB与充电管理芯片或电池的连接线路，利用外供电源VUSB为充电管理芯片供电，并利用充电管理芯片对电池进行充放电控制，满足电池的充电要求。当电池温度超过设定的安全阈值时，配置|Vo-Vref|升高到开关电路动作阈值，进而控制所述开关电路动作，切断所述充电管理芯片或电池的充电回路，停止电池的充电过程，实现对电池的过热保护。

本发明在开关电路中设置有开关管和电源开关，如图1所示。其中，电源开关连接在所述充电管理芯片或电池的充电回路中，用于改变所述充电回路的通断状态。开关管连接所述参考温度配置电路和温度检测电路，利用参考温度配置电路输出的温度参考电平Vref和温度检测电路输出的温度实测电平Vo对所述开关管的通断状态进行控制。在这种情况下，可以将所述开关管的导通压降作为所述开关电路动作阈值，当|Vo-Vref|升高到开关管的导通压降时，开关管动作（例如，由截止状态转变成导通状态），进而改变电源开关的通断状态（例如，由闭合状态转变成断开状态），以切断充电管理芯片或电池的充电回路，结束充电过程，抑制电池温升，保护电子产品。

此外，为了使电子产品能够自动识别出充电接口上是否有外供电源VUSB插入，以执行某些特定功能，本发明在所述充电控制电路中还可以进一步设置外供电源插入检测电路，如图2所示。将外供电源插入检测电路连接至所述参考温度配置电路，当外供电源插入检测电路接收到参考温度配置电路输出的温度参考电平Vref时，表示充电接口上有外供电源VUSB插入，此时，通过外供电源插入检测电路输出指示信号USB_INT，传输至电子产品中的系统芯片，例如MCU，以通知系统芯片MCU有外供电源VUSB插入。所述系统芯片MCU在接收到指示信号USB_INT后，可以生成控制信号Ctrl发送至所述充电管理芯片，以调整充电管理芯片的工作模式。对于所述系统芯片MCU和外供电源插入检测电路所需的工作电源VSYS，可以由充电管理芯片提供，也可以利用直流稳压电路对电池电压转换后提供。

下面通过三个具体的实施例，对本发明的充电控制电路的具体线路设计及其工作原理进行详细阐述。

实施例一，在本实施例的充电控制电路中，参考温度配置电路采用两个分压电阻R2、R3组成分压网络，如图3所示，连接在充电接口的电源引脚与地之间，通过对外供电源VUSB进行分压处理，以生成温度参考电平Vref。具体而言，可以将第一分压电阻R2的一端连接至充电接口的电源引脚，用于连通外供电源VUSB，将第一分压电阻R2的另一端连接第二分压电阻R3，并通过第二分压电阻R3接地。通过两个分压电阻R2、R3的中间节点输出温度参考电平Vref，经滤波电容C1滤除掉其中的干扰噪波后，发送至开关电路。

本实施例的温度检测电路采用负温度系数的热敏电阻NTC配合第三分压电阻R4连接而成，如图4所示。将热敏电阻NTC的一端连接至充电接口的电源引脚，用于连通外供电源VUSB，将热敏电阻NTC的另一端连接第三分压电阻R4，并通过第三分压电阻R4接地。通过热敏电阻NTC和第三分压电阻R4的中间节点输出温度实测电平Vo，并经滤波电容C2滤除掉其中的干扰噪波后，发送至所述开关电路。

将所述热敏电阻NTC布设在电池附近，感知电池的温度变化。由于所述热敏电阻NTC的阻值随电池温度的升高而减小，因此，采用图4所示的温度检测电路，其输出的温度实测电平Vo会随电池温度的升高而增大。优选配置所述第三分压电阻R4的阻值等于第二分压电阻R3的阻值，第一分压电阻R2的阻值等于热敏电阻NTC在常温25℃下的阻值，使通过温度检测电路输出的温度实测电平Vo在常温下等于温度参考电平Vref。合理选择热敏电阻NTC的温度系数（最好选择温度系数较大的热敏电阻），使温度实测电平Vo在电池温度到达安全阈值（例如40℃）时升高到Vref+Vb，所述Vb为开关管的导通压降，由此便可控制开关管导通，进而控制电源开关动作，实现过热保护。

在本实施例的开关电路中，开关管可以选用NPN型三极管Q2或NMOS管，电源开关可以选用PMOS管Q3，如图4所示。将NPN型三极管Q2的基极（或NMOS管的栅极）连接至所述热敏电阻NTC和第三分压电阻R4的中间节点，接收温度实测电平Vo；将NPN型三极管Q2的发射极（或NMOS管的源极）通过下拉电阻R5接地，并连接至所述第一分压电阻R2和第二分压电阻R3的中间节点，接收所述温度参考电平Vref；将NPN型三极管Q2的集电极（或NMOS管的漏极）连接PMOS管Q3的源极，并连接充电接口的电源引脚，以在充电过程中接通外供电源VUSB。将PMOS管Q3的栅极连接至所述NPN型三极管Q2的发射极（或NMOS管的源极），PMOS管Q3的漏极连接充电管理芯片或电池，并通过滤波电容C4接地。

以NPN型三极管Q2作为所述开关管为例，阐述所述开关电路的工作原理：当电子产品的充电接口上接入外供电源VUSB时，参考温度配置电路和温度检测电路上电，输出温度参考电平Vref和温度实测电平Vo，分别作用于NPN型三极管Q2的发射极和基极。当电池温度正常，低于设定的安全阈值时，通过对热敏电阻NTC的温度系数进行合理地选择，可以使Vo-Vref<Vb，如Vo-Vref<0.7V，此时，NPN型三极管Q2处于截止状态，PMOS管Q3的源极电压等于VUSB，栅极电压等于Vref，VUSB-Vref大于PMOS管Q3的导通压降，从而使PMOS管Q3饱和导通，外供电源VUSB通过PMOS管Q3传输至充电管理芯片或电池，为电池充电。

在充电过程中，电池的温度升高，温度检测电路输出的温度实测电平Vo增大，当电池的温度升高到安全阈值时，Vo-Vref=Vb，例如Vo-Vref=0.7V，此时，NPN型三极管Q2进入饱和导通状态，使PMOS管Q3的源极电压等于其栅极电压，PMOS管Q3截止，切断外供电源VUSB向充电管理芯片或电池的电力传输，继而停止充电过程，对电池实现过热保护。

为了避免在NPN型三极管Q2导通时，外供电源VUSB反作用于参考温度配置电路，本实施例优选在参考温度配置电路与NPN型三极管Q2的发射极之间增设二极管D1，如图3所示，具体可以将二极管D1的阳极连接至第一分压电阻R2和第二分压电阻R3的中间节点，将二极管D1的阴极连接至NPN型三极管Q2的发射极（或NMOS管的源极）。在NPN型三极管Q2（或NMOS管）导通时，所述二极管D1反向截止，确保对PMOS管Q3实现准确控制。

在本实施例的外供电源插入检测电路中设置有一NMOS管Q1，如图3所示，将NMOS管Q1的栅极连接至参考温度配置电路，具体连接至第一分压电阻R2和第二分压电阻R3的中间节点，将NMOS管Q1的源极接地，漏极通过上拉电阻R1连接工作电源VSYS。通过NMOS管Q1的漏极输出指示信号USB_INT，传输至电子产品中的系统芯片MCU，以通知系统芯片MCU有外供电源VUSB插入。

所述外供电源插入检测电路的工作原理是：当电子产品的充电接口上无外供电源VUSB插入时，第一分压电阻R2和第二分压电阻R3的中间节点的电位为零，此时，NMOS管Q1处于截止状态，指示信号USB_INT为高电平。系统芯片MCU在检测到指示信号USB_INT为高电平时，判定无外供电源VUSB插入。

反之，当电子产品的充电接口上有外供电源VUSB接入时，第一分压电阻R2和第二分压电阻R3的中间节点处的电位为高，即，对外供电源VUSB进行分压后的温度参考电平Vref。此时，NMOS管Q1饱和导通，拉低其漏极电位，指示信号USB_INT为低电平。系统芯片MCU在检测到指示信号USB_INT为低电平时，判定外供电源VUSB插入，响应充电操作。

当然，所述NMOS管Q1也可以采用NPN型三极管或者可控硅等开关元件替换，本实施例并不仅限于以上举例。

实施例二，如图5所示，本实施例的充电控制电路所选用的元器件可以与实施例一完全相同，但在元器件的连接关系上有所差异，具体体现在参考温度配置电路和温度检测电路的电路设计上。

如图5所示，在参考温度配置电路中，将第二分压电阻R3的一端连接至充电接口的电源引脚，用于连通外供电源VUSB，将第二分压电阻R3的另一端连接第一分压电阻R2，并通过第一分压电阻R2接地。通过两个分压电阻R2、R3的中间节点输出温度参考电平Vref，传输至作为开关管的NPN型三极管Q2的基极（若采用NMOS管作为所述开关管，则传输至所述NMOS管的栅极）。

在温度检测电路中，将第三分压电阻R4的一端连接至充电接口的电源引脚，用于连通外供电源VUSB，将第三分压电阻R4的另一端连接负温度系数的热敏电阻NTC，并通过所述热敏电阻NTC接地。通过第三分压电阻R4和热敏电阻NTC的中间节点输出温度实测电平Vo，传输至作为开关管的NPN型三极管Q2的发射极（若采用NMOS管作为所述开关管，则传输至所述NMOS管的源极）。

所述开关电路的结构同实施例一，电源开关仍可选用PMOS管Q3，开关管仍可选用NPN型三极管Q2或NMOS管。同样的，将所述NPN型三极管Q2的发射极（或NMOS管的源极）通过下拉电阻R5接地，并连接PMOS管Q3的栅极；将NPN型三极管Q2的集电极（或NMOS管的栅极）连接至PMOS管Q3的源极，并与充电接口的电源引脚相连接，以在充电过程中接通外供电源VUSB。将PMOS管Q3的漏极连接至充电管理芯片或电池，以在充电过程中向充电管理芯片或电池输送充电电源VBUS，满足电池的充电要求。

针对图5所示的充电控制电路，配置第三分压电阻R4的阻值等于第二分压电阻R3的阻值，第一分压电阻R2的阻值等于热敏电阻NTC在常温25℃下的阻值，使通过温度检测电路输出的温度实测电平Vo在常温下等于温度参考电平Vref。由于负温度系统的热敏电阻NTC，其阻值随电池温度的升高而减小，因此，采用图5所示的温度检测电路，其输出的温度实测电平Vo会随电池温度的升高而减小。合理选择热敏电阻NTC的温度系数，使温度实测电平Vo在电池温度到达安全阈值（例如40℃）时降低到Vref-Vb，所述Vb为开关管的导通压降，对于采用NPN型三极管Q2作为所述开关管的电路设计，Vb=0.7V。

在充电过程中，若电池的温度在设定的安全阈值以下，则NPN型三极管Q2的基极与发射极之间的电压小于其导通压降，NPN型三极管Q2处于截止状态。此时，PMOS管Q3的源极电压等于VUSB，栅极电压等于温度实测电平Vo，VUSB-Vo大于PMOS管Q3的导通压降，从而使PMOS管Q3饱和导通，外供电源VUSB通过PMOS管Q3传输至充电管理芯片或电池，为电池充电。

当电池温度升高，达到安全阈值时，Vref-Vo=Vb，NPN型三极管Q2的基极与发射极之间的电压达到其导通压降，NPN型三极管Q2饱和导通，从而拉高PMOS管Q3的栅极电位，使PMOS管Q3的源极和栅极之间的电位小于其导通压降，控制PMOS管Q3截止，切断外供电源VUSB向充电管理芯片或电池的输送路径，对电池实现过热保护。

设置二极管D1连接在温度检测电路与开关管之间，具体来讲，可以将二极管D1的阳极连接至第三分压电阻R4与热敏电阻NTC的中间节点，将二极管D1的阴极连接至NPN型三极管Q2的发射极（或NMOS管的源极）。当NPN型三极管Q2（或NMOS管）导通时，二极管D1反向截止，避免外供电源VUSB反作用于温度检测电路，确保PMOS管Q3准确通断。

对于外供电源插入检测电路可以采用与实施例一相同的电路设计，本实施例不再详细说明。

实施例三，如图6所示，本实施例的充电控制电路，其参考温度配置电路、温度检测电路和外供电源插入检测电路同实施例一，区别在于开关电路的具体设计。

如图6所示，在本实施例的开关电路中，选择PNP型三极管Q4或PMOS管作为开关管，连接所述参考温度配置电路和温度检测电路；选择负载开关芯片U1作为电源开关，连接在充电管理芯片或电池的充电回路中。具体而言，可以将PNP型三极管Q4的基极（或PMOS管的栅极）连接至参考温度配置电路，具体连接至第一分压电阻R2与第二分压电阻R3的中间节点；将PNP型三极管Q4的集电极（或PMOS管的漏极）接地；将PNP型三极管Q4的发射极（或PMOS管的源极）连接至温度检测电路，具体连接至热敏电阻NTC与第三分压电阻R4的中间节点，或者通过电阻R5连接至所述热敏电阻NTC与第三分压电阻R4的中间节点。若设置电阻R5，应使电阻R5的阻值远大于第三分压电阻R4的阻值，以使电阻R4、R5的并联阻值趋近于第三分压电阻R4的阻值，减小对温度实测电平Vo的影响。将负载开关芯片U1的输入端VIN连接至充电接口的电源引脚，用于在充电过程中接通外供电源VUSB，并通过滤波电容C3接地。将负载开关芯片U1的输出端VOUT连接至充电管理芯片或电池，并通过滤波电容C4接地。将负载开关芯片U1的使能端EN连接至所述PNP型三极管Q4的发射极（或PMOS管的源极），利用PNP型三极管Q4（或PMOS管）的通断状态控制负载开关芯片U1的使能状态。

本实施例的负载开关芯片U1高电平使能，当电子产品的充电接口上接入外供电源VUSB时，参考温度配置电路和温度检测电路上电，输出温度参考电平Vref和温度实测电平Vo，分别作用于PNP型三极管Q4的基极和发射极。当电池温度正常，低于设定的安全阈值时，Vo-Vref<Vb，例如Vo-Vref<0.7V，此时，PNP型三极管Q4处于截止状态，负载开关芯片U1的使能端EN的电位为高，负载开关芯片U1使能，将其输入端VIN与输出端VOUT接通，进而将外供电源VUSB传输至充电管理芯片或电池，为电池充电。

在充电过程中，电池的温度升高，温度检测电路输出的温度实测电平Vo增大，当电池的温度升高到安全阈值时，Vo-Vref=Vb，例如Vo-Vref=0.7V，此时，PNP型三极管Q4进入饱和导通状态，拉低负载开关芯片U1的使能端EN的电位，使负载开关芯片U1的输入端VIN与输出端VOUT断开，切断外供电源VUSB向充电管理芯片或电池的电力传输，继而停止充电过程，对电池实现过热保护。

将本发明的充电控制电路应用在内置有可充电电池的电子产品中，例如应用在手机、电脑、智能手环等电子产品，可以实现不同电压的USB插入检测，并且在电子产品出现高温异常时，可以对电池实现过热保护，继而提高了电子产品充电的安全性。由于本发明的充电控制电路不依赖于软件检测和判断过程，因此，对充电故障的响应速度快、时效性强，且整个电路仅在充电接口上插入外供电源时上电运行，因此对电子产品的电量无消耗，可以保持电子产品正常的续航时间。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种带温度保护的充电控制电路，其特征在于，包括：

参考温度配置电路，其连接充电接口的电源引脚，根据电源引脚接入的外供电源生成温度参考电平；

温度检测电路，其根据电池的温度变化生成温度实测电平，所述温度实测电平与温度参考电平的差值的绝对值随电池温度的升高而增大，并在电池温度超过安全阈值时，升高到开关电路动作阈值；

开关电路，其连接在充电管理芯片或电池的充电回路中，并受控于所述参考温度配置电路输出的温度参考电平以及温度检测电路输出的温度实测电平；所述开关电路在所述温度实测电平与温度参考电平的差值的绝对值升高到开关电路动作阈值时，切断所述充电管理芯片或电池的充电回路，执行过热保护。

2.根据权利要求1所述的带温度保护的充电控制电路，其特征在于，所述开关电路包括：

开关管，其连接所述参考温度配置电路和温度检测电路，其通断状态受控于所述参考温度配置电路输出的温度参考电平以及温度检测电路输出的温度实测电平，所述开关电路动作阈值等于所述开关管的导通压降；

电源开关，其连接在所述充电管理芯片或电池的充电回路中，用于改变所述充电回路的通断状态，所述电源开关的通断状态受控于所述开关管的通断状态。

3.根据权利要求2所述的带温度保护的充电控制电路，其特征在于，所述开关管为NPN型三极管或NMOS管，所述电源开关为PMOS管，所述温度检测电路输出的温度实测电平随电池温度的升高而增大；

当所述开关管为NPN型三极管时，所述NPN型三极管的基极接收所述温度检测电路输出的温度实测电平，发射极接收所述参考温度配置电路输出的温度参考电平，并通过下拉电阻接地，集电极连接所述PMOS管的源极，并连接所述充电接口的电源引脚；所述PMOS管的栅极连接所述NPN型三极管的发射极，所述PMOS管的漏极连通所述充电管理芯片或电池；

当所述开关管为NMOS管时，所述NMOS管的栅极接收所述温度检测电路输出的温度实测电平，源极接收所述参考温度配置电路输出的温度参考电平，并通过下拉电阻接地，漏极连接所述PMOS管的源极，并连接所述充电接口的电源引脚；所述PMOS管的栅极连接所述NMOS管的源极，所述PMOS管的漏极连通所述充电管理芯片或电池。

4.根据权利要求3所述的带温度保护的充电控制电路，其特征在于，

在所述参考温度配置电路中设置有第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻的一端连接所述充电接口的电源引脚，另一端通过第二分压电阻接地，第一分压电阻和第二分压电阻的中间节点连接一二极管的阳极，所述二极管的阴极连接所述NPN型三极管的发射极或所述NMOS管的源极；

在所述温度检测电路中设置有负温度系数的热敏电阻和第三分压电阻，所述热敏电阻的一端连接所述充电接口的电源引脚，另一端通过所述第三分压电阻接地，所述热敏电阻和第三分压电阻的中间节点连接所述NPN型三极管的基极或所述NMOS管的栅极。

5.根据权利要求2所述的带温度保护的充电控制电路，其特征在于，所述开关管为NPN型三极管或NMOS管，所述电源开关为PMOS管，所述温度检测电路输出的温度实测电平随电池温度的升高而减小；

当所述开关管为NPN型三极管时，所述NPN型三极管的基极接收所述参考温度配置电路输出的温度参考电平，发射极接收所述温度检测电路输出的温度实测电平，并通过下拉电阻接地，集电极连接所述PMOS管的源极，并连接所述充电接口的电源引脚；所述PMOS管的栅极连接所述NPN型三极管的发射极，所述PMOS管的漏极连通所述充电管理芯片或电池；

当所述开关管为NMOS管时，所述NMOS管的栅极接收所述参考温度配置电路输出的温度参考电平，源极接收所述温度检测电路输出的温度实测电平，并通过下拉电阻接地，漏极连接所述PMOS管的源极，并连接所述充电接口的电源引脚；所述PMOS管的栅极连接所述NMOS管的源极，所述PMOS管的漏极连通所述充电管理芯片或电池。

6.根据权利要求5所述的带温度保护的充电控制电路，其特征在于，

在所述参考温度配置电路中设置有第一分压电阻和第二分压电阻，所述第二分压电阻的一端连接所述充电接口的电源引脚，另一端通过第一分压电阻接地，第一分压电阻和第二分压电阻的中间节点连接所述NPN型三极管的基极或所述NMOS管的栅极；

在所述温度检测电路中设置有负温度系数的热敏电阻和第三分压电阻，所述第三分压电阻的一端连接所述充电接口的电源引脚，另一端通过所述热敏电阻接地，所述热敏电阻和第三分压电阻的中间节点连接一二极管的阳极，所述二极管的阴极连接所述NPN型三极管的发射极或所述NMOS管的源极。

7.根据权利要求2所述的带温度保护的充电控制电路，其特征在于，所述开关管为PNP型三极管或PMOS管；所述电源开关为负载开关芯片，其输入端连接充电接口的电源引脚，输出端连通所述充电管理芯片或电池，所述负载开关芯片的使能端在接收到高电平信号时控制其所述的输入端和输出端导通；所述温度检测电路输出的温度实测电平随电池温度的升高而增大；

当所述开关管为PNP型三极管时，所述PNP型三极管的基极接收所述参考温度配置电路输出的温度参考电平，发射极接收所述温度检测电路输出的温度实测电平，并连接所述负载开关芯片的使能端，集电极接地；

当所述开关管为PMOS管时，所述PMOS管的栅极接收所述参考温度配置电路输出的温度参考电平，源极接收所述温度检测电路输出的温度实测电平，并连接所述负载开关芯片的使能端，漏极接地。

8.根据权利要求7所述的带温度保护的充电控制电路，其特征在于，

在所述参考温度配置电路中设置有第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻的一端连接所述充电接口的电源引脚，另一端通过第二分压电阻接地，第一分压电阻和第二分压电阻的中间节点连接所述PNP型三极管的基极或所述PMOS管的栅极；

在所述温度检测电路中设置有负温度系数的热敏电阻和第三分压电阻，所述热敏电阻的一端连接所述充电接口的电源引脚，另一端通过所述第三分压电阻接地，所述热敏电阻和第三分压电阻的中间节点连通所述PNP型三极管的发射极或所述PMOS管的源极。

9.根据权利要求4或6或8所述的带温度保护的充电控制电路，其特征在于，所述第三分压电阻的阻值等于所述第二分压电阻的阻值；所述热敏电阻在常温下的阻值等于所述第一分压电阻的阻值。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的带温度保护的充电控制电路，其特征在于，还包括外供电源插入检测电路，其连接所述参考温度配置电路，在接收到参考温度配置电路输出的温度参考电平时，输出指示信号至电子产品的系统芯片，指示外供电源的插入状态。

11.一种电子产品，包括充电接口、充电管理芯片、电池和系统芯片，其特征在于，还包括如权利要求1至10中任一项所述的带温度保护的充电控制电路。