CN111564889A - 防止电池组装带电操作电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防止电池组装带电操作电路，其包括充电芯片和控制电路，充电端口接电池的正极，电池的负极接地，开关电路串接于电池的正极和充电端口之间，逻辑输入端口接电源端口，触发端口接开关电路，激活器件接入激活端口时，激活器件提供一激活信号至充电芯片，充电芯片输出一控制信号至逻辑电路，逻辑电路依据控制信号控制开关电路导通，以供充电芯片对电池充电；开关电路导通后且激活器件断开与激活端口的电连接时，充电芯片保持对电池充电；本发明的电池需要通过激活逻辑才能与充电芯片电连接，避免因电池接入电路即自动与充电芯片电连接而使后续组装为带电组装，避免因带电组装而导致主板损坏，有效提升良品率。

Description

防止电池组装带电操作电路

技术领域

本发明涉及电子设备带电组装技术领域，尤其涉及一种防止电池组装带电操作电路。

背景技术

现有诸如手机、平板电脑和穿戴设备等电子产品一般会内置电池，而电池接入电子产品的系统后，会与充电芯片直接相连，而一旦接入电子产品的系统，整个系统处于带电状态，生产工人在进行电子产品的后续装配流程中即为带电组装，而带电组装容易对系统引入浪涌和/或负压冲击，导致主板损坏，严重者直接导致主板报废。且出现损坏的主板的出厂检测中不容易被发现，大大增加了检测工作量、工作难度及严重影响良品率。

因此，亟需一种防止电池组装带电操作电路来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种防止电池组装带电操作电路，其电池需要通过激活逻辑才能与充电芯片电连接，避免因电池接入电路即自动与充电芯片电连接而使后续组装为带电组装，避免因带电组装而导致主板损坏，有效提升良品率和降低后续检测工作量、工作难度。

为了实现上有目的，本发明公开了一种防止电池组装带电操作电路，其包括充电芯片和控制电路，所述充电芯片包括充电端口、电源端口和用于接入激活器件的激活端口，所述充电端口接电池的正极，所述电池的负极接地，所述控制电路包括开关电路和逻辑电路，所述开关电路串接于所述电池的正极和所述充电端口之间，所述逻辑电路包括逻辑输入端口和触发端口，所述逻辑输入端口接所述电源端口，所述触发端口接所述开关电路，所述激活器件接入所述激活端口时，所述激活器件提供一激活信号至所述充电芯片，所述充电芯片依据所述激活信号输出一控制信号至所述逻辑电路，所述逻辑电路依据所述控制信号控制所述开关电路导通，以供所述充电芯片对所述电池充电；所述开关电路导通后且所述激活器件断开与所述激活端口的电连接时，所述充电芯片保持对所述电池充电。

与现有技术相比，本发明的开关电路串接于电池的正极和充电芯片的充电端口之间，逻辑电路根据激活器件是否接入激活端口以控制开关电路的通断，当激活器件接入激活端口时，开关电路导通以使充电芯片能够对电池进行充电操作，而当开关电路导通后且激活器件断开与激活端口的电连接时，充电芯片保持对电池充电，一方面，由于电池接入电路后需要通过激活器件才能使充电芯片对电池充电，避免电池接入电路即直接与充电芯片电连接，避免因电池直接电连接充电芯片而导致后续组装为带电组装，避免因带电组装而导致主板损坏，有效提升良品率和降低后续检测工作量、工作难度；另一方面，借助激活器件激活电池与充电芯片的电连接，且电池与充电芯片电连接后，激活器件断开与激活端口的电连接，电池与充电芯片能够保持电连接，使得激活电池与充电芯片的电连接后无需保留激活器件，有效降低元器件数量和生产成本。

较佳地，所述开关电路包括开关场效应管，所述开关场效应管为N沟道增强型场效应晶体管，所述开关场效应管的源极接所述电池的正极，漏电极接所述充电端口，栅极接所述触发端口。

较佳地，所述逻辑电路还包括第一比较器、第二比较器和与门单元，所述第一比较器的负极输入端接所述电池的正极，输出端接所述与门单元的第一输入端，所述第二比较器的负极输入端接所述电源端口，输出端接所述与门单元的第二输入端，所述第一比较器和第二比较器的正极输入端分别接一参考电平，所述与门单元的输出端接所述开关电路，当所述激活器件接入所述激活端口时，所述第一比较器和第二比较器分别输出高电平至所述与门单元，所述与门单元控制所述开关电路导通。

较佳地，所述逻辑电路还包括第一场效应管、第二场效应管、第一电阻和第二电阻，所述第一场效应管为N沟道增强型场效应晶体管，所述第二场效应管为P沟道增强型场效应晶体管，所述第一场效应管的源极接地，漏电极接所述第二场效应管的漏电极，所述第二场效应管的源极通过所述第一电阻接上拉电压，所述第一场效应管和第二场效应管的栅极分别接所述第一比较器的输出端，且共同通过所述第二电阻接上拉电压，所述与门单元的第一输入端接于所述第一场效应管的漏电极和第二场效应管的漏电极之间。

较佳地，所述逻辑电路还包括第三场效应管、第四场效应管和第三电阻，所述第四场效应管为N沟道增强型场效应晶体管，所述第三场效应管为P沟道增强型场效应晶体管，所述第四场效应管的源极接地，漏电极接所述第三场效应管的漏电极，所述第三场效应管的源极通过所述第一电阻接上拉电压，所述第四场效应管和第三场效应管的栅极分别接所述第二比较器的输出端，且共同通过所述第三电阻接上拉电压，所述与门单元的第二输入端接于所述第四场效应管的漏电极和第三场效应管的漏电极之间。

较佳地，所述逻辑电路还包括第五场效应管和第六场效应管，所述第五场效应管为P沟道增强型场效应晶体管，所述第六场效应管为N沟道增强型场效应晶体管，所述第五场效应管的源极接所述电池的正极，漏电极接所述第六场效应管的漏电极，所述第六场效应管的源极接地，所述第五场效应管和第六场效应管的漏电极相接并形成所述触发端口，所述触发端口接所述开关场效应管的栅极,所述第五场效应管和第六场效应管的栅极相接，所述与门单元的输出端接所述第五场效应管和第六场效应管的栅极。

较佳地，所述激活端口为USB接口，所述激活器件为USB插头。

较佳地，所述开关电路还包括第一二极管，所述第一二极管的正极接所述充电端口，负极接所述电池的正极。

较佳地，所述充电芯片还包括第二二极管，所述第二二极管的正极接所述激活端口，负极接所述电源端口。

较佳地，所述充电芯片还包括用于对外供电的供电端口。

附图说明

图1是本发明的防止电池组装带电操作电路的电路图。

图2是激活器件接入本发明的防止电池组装带电操作电路的电路图的激活端口时的电路图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1和图2所示，本实施例的防止电池组装带电操作电路100包括充电芯片10和控制电路20，充电芯片10包括充电端口11、电源端口12、用于接入激活器件300的激活端口13和用于对外供电的供电端口14，充电端口11接电池200的正极，电池200的负极接地GND，这里的激活器件300具体为USB插头，对应的，激活端口13具体为USB接口，USB插头插入USB接口以完成激活操作。

控制电路20包括开关电路21和逻辑电路22，开关电路21串接于电池200的正极和充电端口11之间。逻辑电路22包括逻辑输入端口221和触发端口222，逻辑输入端口221接电源端口12，触发端口222接开关电路21。激活器件300接入激活端口13时，激活器件300提供一激活信号至充电芯片，充电芯片10依据该激活信号输出一控制信号至逻辑电路22，逻辑电路22依据控制信号控制开关电路21导通，以供充电芯片10对电池200充电；开关电路21导通后且激活器件300断开与激活端口13的电连接时，充电芯片10保持对电池200充电。这里的激活信号可以为一激活电压或一激活电流，充电芯片10依据激活电压或激活电流生成并输出控制信号至逻辑电路22，以实现对开关电路21的控制。

较佳者，开关电路21包括类型为P沟道增强型场效应晶体管的开关场效应管Q0，开关场效应管Q0的源极接电池200的正极，漏电极接充电端口11，栅极接触发端口222，采用开关场效应管Q0作为开关，其成本低，实现方式简单。当然，开关电路21还可以为软件开关或其他带有触发端口222的硬件开关。

本实施例中，防止电池组装带电操作电路100预留了供电池200接入电路的卡位，电池200扣入卡位时，电池200的正极即电连接充电端口11，负极即电连接地，以便于快捷组装电池200。当然，电池200还可以通过焊接的方式接入电路，但将电池200直接焊接于电路上，不便于后续对电路的维修、维护。

请参阅图1和图2所示，本实施例的逻辑电路22还包括第一比较器223、第二比较器224和与门单元225，第一比较器223的负极输入端接电池200的正极以检测电池200是否接入电路，第一比较器223的输出端接与门单元225的第一输入端2251，第二比较器224的负极输入端接电源端口12以检测激活器件300是否接入激活端口13，第二比较器224的输出端接与门单元225的第二输入端2252，第一比较器223和第二比较器224的正极输入端分别接一参考电平vref，与门单元225的输出端接开关电路21，电池200接入电路时，第一比较器223的负极输入端的电压高于参考电平vref，第一比较器223翻转而输出一翻转信号至与门单元225；激活器件300接入激活端口13时，第二比较器224的负极输入端的电压高于参考电平vref，第二比较器224翻转而输出一翻转信号至与门单元225，与门单元225仅在第一比较器223的负极输入端的电压和第二比较器224的负极输入端的电压均高于参考电平vref的情况下，才控制开关电路21导通。即该电路结构的核心意义在于，开关电路21导通需要同时满足：电池200接入电路及激活器件300接入激活端口13。

具体地，逻辑电路22还包括第一场效应管Q1、第二场效应管Q2、第一电阻R1和第二电阻R2，第一场效应管Q1为N沟道增强型场效应晶体管，第二场效应管Q2为P沟道增强型场效应晶体管，第一场效应管Q1的源极接地，漏电极接第二场效应管Q2的漏电极，第二场效应管Q2的源极通过第一电阻R1接上拉电压VCC，第一场效应管Q1和第二场效应管Q2的栅极分别接第一比较器223的输出端，且共同通过第二电阻R2接上拉电压VCC，与门单元225的第一输入端2251接于第一场效应管Q1的漏电极和第二场效应管Q2的漏电极之间。在第一场效应管Q1、第二场效应管Q2、第一电阻R1和第二电阻R2的配合下，第一比较器223的输出信号稳定的输送至与门单元225。

对应地，逻辑电路22还包括第三场效应管Q3、第四场效应管Q4和第三电阻R3，第四场效应管Q4为N沟道增强型场效应晶体管，第三场效应管Q3为P沟道增强型场效应晶体管，第四场效应管Q4的源极接地，漏电极接第三场效应管Q3的漏电极，第三场效应管Q3的源极通过第一电阻R1接上拉电压VCC，第四场效应管Q4和第三场效应管Q3的栅极分别接第二比较器224的输出端，且共同通过第三电阻R3接上拉电压VCC，与门单元225的第二输入端2252接于第四场效应管Q4的漏电极和第三场效应管Q3的漏电极之间。在第三场效应管Q3、第四场效应管Q4、第一电阻R1和第三电阻R3的配合下，第二比较器224的输出信号稳定的输送至与门单元225。

进一步地，逻辑电路22还包括第五场效应管Q5和第六场效应管Q6，第五场效应管Q5为P沟道增强型场效应晶体管，第六场效应管Q6为N沟道增强型场效应晶体管，第五场效应管Q5的源极接电池200的正极，漏电极接第六场效应管Q6的漏电极，第六场效应管Q6的源极接地，第五场效应管Q5和第六场效应管Q6的漏电极相接并形成触发端口222，触发端口222接开关场效应管Q0的栅极,第五场效应管Q5和第六场效应管Q6的栅极相接，与门单元225的输出端接第五场效应管Q5和第六场效应管Q6的栅极。

请参阅图1和图2所示，为了避免因电池200反向接入电路而损坏充电芯片10，开关电路21还包括第一二极管D1，第一二极管D1的正极接充电端口11，负极接电池200的正极。充电芯片还包括第二二极管D2，第二二极管D2的正极接激活端口13，负极接电源端口12。

下面对本实施例的防止电池组装带电操作电路100的工作过程进行说明：

1、电池200未扣入卡位，此时开关电路21处于断开状态且充电芯片10不带电，防止电池组装带电操作电路100不带电；

2、电池200扣入卡位，此时开关电路21处于断开状态且充电芯片10不带电，防止电池组装带电操作电路100不带电；

3、激活器件300插入激活端口13，此时开关电路21处于导通状态且充电芯片10接入电池200，防止电池组装带电操作电路100带电；

4、激活器件300激活电路后再拔出，此时开关电路21处于导通状态且充电芯片10接入电池200，防止电池组装带电操作电路100带电。由于此时的防止电池组装带电操作电路100带电，该状态下的充电芯片10可以对电池200充电，电池200也可以通过充电芯片10对外部系统供电，具体的，电池200通过充电芯片10的供电端口14对外供电，以实现对外部系统的供电。

值得注意的是，本实施例的控制电路20为通过电子元器件搭建的硬件电路实施，其电路简单，搭建成本低，易于批量化生产。当然，在其他实施方式中，控制电路20可以通过控制芯片实现，其激活逻辑通过编程实现，在此不做赘述。

结合图1和图2，本发明的开关电路21串接于电池200的正极和充电芯片10的充电端口11之间，逻辑电路22根据激活器件300是否接入激活端口13以控制开关电路21的通断，当激活器件300接入激活端口13时，开关电路21导通以使充电芯片10能够对电池200进行充电操作，而当开关电路21导通后且激活器件300断开与激活端口13的电连接时，充电芯片10保持对电池200充电，一方面，由于电池200接入电路后需要通过激活器件300才能使充电芯片10对电池200充电，避免电池200接入电路即直接与充电芯片10电连接，避免因电池200直接电连接充电芯片10而导致后续组装为带电组装，避免因带电组装而导致主板损坏，有效提升良品率和降低后续检测工作量、工作难度；另一方面，借助激活器件300激活电池200与充电芯片10的电连接，且电池200与充电芯片10电连接后，激活器件300断开与激活端口13的电连接，电池200与充电芯片10能够保持电连接，使得激活电池200与充电芯片10的电连接后无需保留激活器件300，有效降低元器件数量和生产成本。

以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种防止电池组装带电操作电路，其特征在于：包括充电芯片和控制电路，所述充电芯片包括充电端口、电源端口和用于接入激活器件的激活端口，所述充电端口接电池的正极，所述电池的负极接地，所述控制电路包括开关电路和逻辑电路，所述开关电路串接于所述电池的正极和所述充电端口之间，所述逻辑电路包括逻辑输入端口和触发端口，所述逻辑输入端口接所述电源端口，所述触发端口接所述开关电路，所述激活器件接入所述激活端口时，所述激活器件提供一激活信号至所述充电芯片，所述充电芯片输出一控制信号至所述逻辑电路，所述逻辑电路依据所述控制信号控制所述开关电路导通，以供所述充电芯片对所述电池充电；所述开关电路导通后且所述激活器件断开与所述激活端口的电连接时，所述充电芯片保持对所述电池充电。

2.如权利要求1所述的防止电池组装带电操作电路，其特征在于：所述开关电路包括开关场效应管，所述开关场效应管为P沟道增强型场效应晶体管，所述开关场效应管的源极接所述电池的正极，漏电极接所述充电端口，栅极接所述触发端口。

3.如权利要求2所述的防止电池组装带电操作电路，其特征在于：所述逻辑电路还包括第一比较器、第二比较器和与门单元，所述第一比较器的负极输入端接所述电池的正极，输出端接所述与门单元的第一输入端，所述第二比较器的负极输入端接所述电源端口，输出端接所述与门单元的第二输入端，所述与门单元的输出端接所述开关电路，当所述激活器件接入所述激活端口时，所述第一比较器和第二比较器分别输出高电平至所述与门单元，所述与门单元控制所述开关电路导通。

4.如权利要求3所述的防止电池组装带电操作电路，其特征在于：所述逻辑电路还包括第一场效应管、第二场效应管、第一电阻和第二电阻，所述第一场效应管为N沟道增强型场效应晶体管，所述第二场效应管为P沟道增强型场效应晶体管，所述第一场效应管的源极接地，漏电极接所述第二场效应管的漏电极，所述第二场效应管的源极通过所述第一电阻接上拉电压，所述第一场效应管和第二场效应管的栅极分别接所述第一比较器的输出端，且共同通过所述第二电阻接上拉电压，所述与门单元的第一输入端接于所述第一场效应管的漏电极和第二场效应管的漏电极之间。

5.如权利要求4所述的防止电池组装带电操作电路，其特征在于：所述逻辑电路还包括第三场效应管、第四场效应管和第三电阻，所述第四场效应管为N沟道增强型场效应晶体管，所述第三场效应管为P沟道增强型场效应晶体管，所述第四场效应管的源极接地，漏电极接所述第三场效应管的漏电极，所述第三场效应管的源极通过所述第一电阻接上拉电压，所述第四场效应管和第三场效应管的栅极分别接所述第二比较器的输出端，且共同通过所述第三电阻接上拉电压，所述与门单元的第二输入端接于所述第四场效应管的漏电极和第三场效应管的漏电极之间。

6.如权利要求5所述的防止电池组装带电操作电路，其特征在于：所述逻辑电路还包括第五场效应管和第六场效应管，所述第五场效应管为P沟道增强型场效应晶体管，所述第六场效应管为N沟道增强型场效应晶体管，所述第五场效应管的源极接所述电池的正极，漏电极接所述第六场效应管的漏电极，所述第六场效应管的源极接地，所述第五场效应管和第六场效应管的漏电极相接并形成所述触发端口，所述触发端口接所述开关场效应管的栅极,所述第五场效应管和第六场效应管的栅极相接，所述与门单元的输出端接所述第五场效应管和第六场效应管的栅极。

7.如权利要求1所述的防止电池组装带电操作电路，其特征在于：所述激活端口为USB接口，所述激活器件为USB插头。

8.如权利要求1所述的防止电池组装带电操作电路，其特征在于：所述开关电路还包括第一二极管，所述第一二极管的正极接所述充电端口，负极接所述电池的正极。

9.如权利要求1所述的防止电池组装带电操作电路，其特征在于：所述充电芯片还包括第二二极管，所述第二二极管的正极接所述激活端口，负极接所述电源端口。

10.如权利要求1所述的防止电池组装带电操作电路，其特征在于：所述充电芯片还包括用于对外供电的供电端口。

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