CN111682616B - 一种防带电误接触电路系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防带电误接触电路系统，包括电池、电池连接器、主板连接器和防带电误接触电路；电池连接器上设置有防误触PIN，主板连接器上设置有对应于防误触PIN的接地PIN；防带电误接触电路包括PMOS管和第一电阻；PMOS管的栅极与防误触PIN连接，PMOS管的源极与电池连接，PMOS管的漏极作为电池的输出端；第一电阻的一端连接在PMOS管的栅极与防误触PIN之间，另一端连接在PMOS管的源极与电池之间；当电池连接器未与主板连接器扣合时，防误触PIN悬空，PMOS管的栅极为高电平，PMOS管的源极和漏极不导通，电池不对外输出。本发明通过电路设计使得当防误触PIN未与接地PIN接触时电池不被允许对外输出，避免了电池的PIN误接触带来的短路问题，提升了产品的可靠性及稳定性。

Description

一种防带电误接触电路系统

技术领域

本发明实施例涉及智能穿戴设备技术领域，尤其涉及一种防带电误接触电路系统。

背景技术

随着电子技术的迅速发展，智能穿戴设备越来越受到人们的追捧。智能穿戴设备是应用现有的高科技技术对日常穿戴设备进行智能化设计的设备的总称，如智能眼镜、智能手环、智能手表等等。

目前，由于智能手表本身的体积较小，结构空间有限，因此诸如电池、心率传感器、气压计等元器件是共同集成于后壳上面的，它们对外输入、输出接口共同通过一个连接器(即电池连接器，后续简称为BTB1)与主板连接。主控芯片则置于主板上，并通过另一个连接器(即主板连接器，后续简称为BTB2)与电池及各传感器通讯。现有技术中，电池电压VBAT在BTB1上的PIN(引脚，又叫管脚)一直是带电状态，在组装生产过程中极易与BTB2上的对应PIN接触造成误触，使得VBAT误灌入主控芯片内，从而造成主控芯片受损。一般情况下，主控芯片受损的表现为受损引脚对外电阻降低，电流增大，这将导致主控芯片的耗电增加，造成电池电量的损失，严重影响产品的续航能力。

发明内容

本发明提供一种防带电误接触电路系统，以解决现有技术的不足。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：

一种防带电误接触电路系统，包括电池、电池连接器、主板连接器和防带电误接触电路；

所述电池连接器上设置有防误触PIN，所述防误触PIN的电位与所述电池的电压一致；所述主板连接器上设置有对应于所述防误触PIN的接地PIN，所述接地PIN连接于地；

所述防带电误接触电路包括PMOS管和第一电阻；

所述PMOS管的栅极与所述防误触PIN连接，所述PMOS管的源极与所述电池连接，所述PMOS管的漏极作为所述电池的输出端；

所述第一电阻的一端连接在所述PMOS管的栅极与所述防误触PIN之间，另一端连接在所述PMOS管的源极与所述电池之间；

当所述电池连接器未与所述主板连接器扣合时，所述防误触PIN悬空，所述PMOS管的栅极为高电平，所述PMOS管的源极和漏极不导通，所述电池不对外输出；

当所述电池连接器与所述主板连接器扣合时，所述防误触PIN与所述接地PIN接触，所述PMOS管的栅极的电平被拉低到地，所述PMOS管的源极和漏极导通，所述电池对外输出。

进一步地，所述防带电误接触电路系统中，所述防带电误接触电路还包括RC延时电路；

所述RC延时电路由电容和第二电阻组成；

所述第二电阻连接在所述PMOS管的栅极与所述防误触PIN之间；

所述电容的一端连接于所述第二电阻和所述PMOS管的栅极之间，另一端接地。

进一步地，所述防带电误接触电路系统中，所述防带电误接触电路还包括第一TVS管和第二TVS管；

所述第一TVS管的正极连接所述第二TVS管的正极；

所述第一TVS管的负极连接所述PMOS管的源极；

所述第二TVS管的负极接地。

进一步地，所述防带电误接触电路系统中，所述第二电阻的阻值为100KΩ，所述电容的容值为47uF。

进一步地，所述防带电误接触电路系统中，所述第一电阻的阻值为100MΩ。

本发明实施例提供的一种防带电误接触电路系统，通过在电池的输出端增加防带电误接触电路以及在电池连接器和主板连接器上分别设计防误触PIN和接地PIN，使得只有当电池连接器与主板连接器扣合时，也即防误触PIN与接地PIN接触时，电池才被允许对外输出，避免了电池的PIN误接触带来的短路问题，可实现对主控芯片的保护，提升了产品的可靠性及稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例提供的防带电误接触电路的原理示意图；

图2是本发明实施例提供中电池连接器与主板连接器连接的俯视示意图；

图3是本发明实施例提供中电池连接器与主板连接器连接的侧视示意图。

具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。

此外，术语“长”“短”“内”“外”等指示方位或位置关系为基于附图所展示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有此特定的方位、以特定的方位构造进行操作，以此不能理解为本发明的限制。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

请参考图1～3，本发明实施例提供一种防带电误接触电路系统，包括电池VBAT、电池连接器BTB1、主板连接器BTB2和防带电误接触电路；

所述电池连接器BTB1上设置有防误触PIN(图中以VBAT_CTL表示)，所述防误触PIN的电位与所述电池VBAT的电压一致；所述主板连接器BTB2上设置有对应于所述防误触PIN的接地PIN(图中以GND表示)，所述接地PIN连接于地；

所述防带电误接触电路包括PMOS管Q1和第一电阻R1；

所述PMOS管Q1的栅极与所述防误触PIN连接，所述PMOS管Q1的源极与所述电池VBAT连接，所述PMOS管Q1的漏极作为所述电池VBAT的输出端VBAT_OUT；

所述第一电阻R1的一端连接在所述PMOS管Q1的栅极与所述防误触PIN之间，另一端连接在所述PMOS管Q1的源极与所述电池VBAT之间；

当所述电池连接器BTB1未与所述主板连接器BTB2扣合时，所述防误触PIN悬空，所述PMOS管Q1的栅极为高电平，所述PMOS管Q1的源极和漏极不导通，所述电池VBAT不对外输出；

当所述电池连接器BTB1与所述主板连接器BTB2扣合时，所述防误触PIN与所述接地PIN接触，所述PMOS管Q1的栅极的电平被拉低到地，所述PMOS管Q1的源极和漏极导通，所述电池VBAT对外输出。

其中，所述电池连接器BTB1为BTB公头，所述主板连接器BTB2为相配合的BTB母头。

需要说明的是，所述防带电误接触电路设置于电池连接器BTB1的前段，具体可设置于电池主板上或后壳的其他位置，不做限定。

因考虑电池连接器BTB1与主板连接器BTB2扣合的瞬间，PMOS管Q1会迅速导通，为此在本实施例中，所述防带电误接触电路还包括有RC延时电路，用于确保上电稳定。

具体的，所述RC延时电路由电容C1和第二电阻R2组成；

所述第二电阻R2连接在所述PMOS管Q1的栅极与所述防误触PIN之间；

所述电容C1的一端连接于所述第二电阻R2和所述PMOS管Q1的栅极之间，另一端接地。

以下为RC延时电路的计算公式：

T＝-R2*C1*ln((Vbat-Vbat_CTL)/Vbat)；

其中，第二电阻R2和电容C1是串联；Vbat为串联第二电阻R2和电容C1之间的电压，也即电池VBAT的电压；Vbat_CTL为电容间要达到的电压，也即防误触PIN的电压。本实施例示例选取第二电阻R2的阻值为100KΩ，电容C1的容值为47uF，计算得得延时T＝500ms，基本满足扣合稳定性需求。

优选的，为了防止浪涌电流瞬间击伤PMOS管Q1，所述防带电误接触电路还包括第一TVS管VD1和第二TVS管VD2；

所述第一TVS管VD1的正极连接所述第二TVS管VD2的正极；

所述第一TVS管VD1的负极连接所述PMOS管Q1的源极；

所述第二TVS管VD2的负极接地。

需要说明的是，虽然本发明所添加的电路会带来损耗，主要表现在第一电阻R1和第二电阻R2的消耗。本实施例示例选取第一电阻R1的阻值为100MΩ(可根据实际情况选择)，第二电阻R2的阻值仍为100KΩ，则当电池VBAT为4V时，正常情况下第一电阻R1上消耗的电流为：

IR1＝VBAT*R2/(R1+R2)≈0.04uA

则，平均一天第一电阻R1消耗的电流为：

q＝I*t＝0.04*3600*24＝3.456mAh

可以看到，这样的电量损失相较于电池400mAh电量而言是可以忽略的，并不会对产品的续航能力造成打的影响。

本发明实施例提供的一种防带电误接触电路系统，通过在电池的输出端增加防带电误接触电路以及在电池连接器和主板连接器上分别设计防误触PIN和接地PIN，使得只有当电池连接器与主板连接器扣合时，也即防误触PIN与接地PIN接触时，电池才被允许对外输出，避免了电池的PIN误接触带来的短路问题，可实现对主控芯片的保护，提升了产品的可靠性及稳定性。

至此，以说明和描述的目的提供上述实施例的描述。不意指穷举或者限制本公开。特定的实施例的单独元件或者特征通常不受到特定的实施例的限制，但是在适用时，即使没有具体地示出或者描述，其可以互换和用于选定的实施例。在许多方面，相同的元件或者特征也可以改变。这种变化不被认为是偏离本公开，并且所有的这种修改意指为包括在本公开的范围内。

提供示例实施例，从而本公开将变得透彻，并且将会完全地将该范围传达至本领域内技术人员。为了透彻理解本公开的实施例，阐明了众多细节，诸如特定零件、装置和方法的示例。显然，对于本领域内技术人员，不需要使用特定的细节，示例实施例可以以许多不同的形式实施，而且两者都不应当解释为限制本公开的范围。在某些示例实施例中，不对公知的工序、公知的装置结构和公知的技术进行详细地描述。

在此，仅为了描述特定的示例实施例的目的使用专业词汇，并且不是意指为限制的目的。除非上下文清楚地作出相反的表示，在此使用的单数形式“一个”和“该”可以意指为也包括复数形式。术语“包括”和“具有”是包括在内的意思，并且因此指定存在所声明的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或额外地具有一个或以上的其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。除非明确地指示了执行的次序，在此描述的该方法步骤、处理和操作不解释为一定需要按照所论述和示出的特定的次序执行。还应当理解的是，可以采用附加的或者可选择的步骤。

当元件或者层称为是“在……上”、“与……接合”、“连接到”或者“联接到”另一个元件或层，其可以是直接在另一个元件或者层上、与另一个元件或层接合、连接到或者联接到另一个元件或层，也可以存在介于其间的元件或者层。与此相反，当元件或层称为是“直接在……上”、“与……直接接合”、“直接连接到”或者“直接联接到”另一个元件或层，则可能不存在介于其间的元件或者层。其他用于描述元件关系的词应当以类似的方式解释(例如，“在……之间”和“直接在……之间”、“相邻”和“直接相邻”等)。在此使用的术语“和/或”包括该相关联的所罗列的项目的一个或以上的任一和所有的组合。虽然此处可能使用了术语第一、第二、第三等以描述各种的元件、组件、区域、层和/或部分，这些元件、组件、区域、层和/或部分不受到这些术语的限制。这些术语可以只用于将一个元件、组件、区域或部分与另一个元件、组件、区域或部分区分。除非由上下文清楚地表示，在此使用诸如术语“第一”、“第二”及其他数值的术语不意味序列或者次序。因此，在下方论述的第一元件、组件、区域、层或者部分可以采用第二元件、组件、区域、层或者部分的术语而不脱离该示例实施例的教导。

空间的相对术语，诸如“内”、“外”、“在下面”、“在……的下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，在此可出于便于描述的目的使用，以描述如图中所示的一个元件或者特征和另外一个或多个元件或者特征之间的关系。空间的相对术语可以意指包含除该图描绘的取向之外该装置的不同的取向。例如如果翻转该图中的装置，则描述为“在其他元件或者特征的下方”或者“在元件或者特征的下面”的元件将取向为“在其他元件或者特征的上方”。因此，示例术语“在……的下方”可以包含朝上和朝下的两种取向。该装置可以以其他方式取向(旋转90度或者其他取向)并且以此处的空间的相对描述解释。

Claims (8)

1.一种防带电误接触电路系统，其特征在于，包括电池、电池连接器、主板连接器和防带电误接触电路；

所述电池连接器上设置有防误触PIN，所述防误触PIN的电位与所述电池的电压一致；所述主板连接器上设置有对应于所述防误触PIN的接地PIN，所述接地PIN连接于地；

所述防带电误接触电路包括PMOS管和第一电阻；

所述PMOS管的栅极与所述防误触PIN连接，所述PMOS管的源极与所述电池连接，所述PMOS管的漏极作为所述电池的输出端；

所述第一电阻的一端连接在所述PMOS管的栅极与所述防误触PIN之间，另一端连接在所述PMOS管的源极与所述电池之间；

当所述电池连接器未与所述主板连接器扣合时，所述防误触PIN悬空，所述PMOS管的栅极为高电平，所述PMOS管的源极和漏极不导通，所述电池不对外输出；

当所述电池连接器与所述主板连接器扣合时，所述防误触PIN与所述接地PIN接触，所述PMOS管的栅极的电平被拉低到地，所述PMOS管的源极和漏极导通，所述电池对外输出。

2.根据权利要求1所述的防带电误接触电路系统，其特征在于，所述防带电误接触电路还包括RC延时电路；

所述RC延时电路由电容和第二电阻组成；

所述第二电阻连接在所述PMOS管的栅极与所述防误触PIN之间；

所述电容的一端连接于所述第二电阻和所述PMOS管的栅极之间，另一端接地。

3.根据权利要求1所述的防带电误接触电路系统，其特征在于，所述防带电误接触电路还包括第一TVS管和第二TVS管；

所述第一TVS管的正极连接所述第二TVS管的正极；

所述第一TVS管的负极连接所述PMOS管的源极；

所述第二TVS管的负极接地。

4.根据权利要求2所述的防带电误接触电路系统，其特征在于，所述第二电阻的阻值为100KΩ，所述电容的容值为47uF。

5.根据权利要求1所述的防带电误接触电路系统，其特征在于，所述第一电阻的阻值为100MΩ。

6.根据权利要求1所述的防带电误接触电路系统，其特征在于，所述电池连接器为BTB公头，所述主板连接器为与所述BTB公头相配合的BTB母头。

7.根据权利要求1所述的防带电误接触电路系统，其特征在于，所述防带电误接触电路设置于电池主板或后壳上。

8.根据权利要求2所述的防带电误接触电路系统，其特征在于，所述RC延时电路的计算公式为：

T＝-R2*C1*ln((Vbat-Vbat_CTL)/Vbat)；

其中，T为延时时间；R2为所述第二电阻；C1为所述电容；Vbat为所述第二电阻和所述电容之间的电压，也即电池的电压；Vbat_CTL为电容间要达到的电压，也即所述防误触PIN的电压。

Images