CN112216885A - 一种移动终端电池生命周期读取电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种移动终端电池生命周期读取电路，属于移动终端电池技术领域，所述电路包括：电池温度检测电路、电池电量检测电路、通信电路、电池生命周期检测电路、第一切换电路和第二切换电路。本申请提供的一种移动终端电池生命周期读取电路，实现了NFC天线信号ANT+/ANT‑和I2C信号SCL/SDA的复用，从而降低电池PIN数，简化了电路布局，同时还可以保证对电池生命周期数据的获取，电路布局更简洁。

Description

一种移动终端电池生命周期读取电路
技术领域
本发明属于移动终端电池技术领域，具体涉及一种移动终端电池生命周期读取电路。
背景技术
在现有技术中，普通电池上配置有4个引脚，依次为：VBAT引脚、GND引脚、THERMAL引脚和ID引脚。在移动终端的电池中，由于要统计电池的生命周期，移动终端主机通过I2C接口来获取电池的生命周期信息；同时，NFC天线往往也配置在电池的后盖上，故而移动终端的电池上需要配置7个引脚，依次为：VBAT引脚、GND引脚、THERMAL引脚、SCL引脚、SDA引脚、NFC ANT+引脚和NFC ANT-引脚(电池的ID信息可以由I2C接口读取电池内置的电池电量读取芯片(FUEL GUAGE IC)的KEY信息来代替)。但是，电池上配置较多的引脚会大大占用PCB布局面积，也会导致接触可靠性问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种移动终端电池生命周期读取电路，包括：
电池温度检测电路，用于检测电池温度；所述电池温度检测电路与所述电池连接；
电池电量检测电路，用于检测所述电池电量；所述电池电量检测电路与所述电池连接；
通信电路，用于所述电池与外界通信；
电池生命周期检测电路，用于获取所述电池电量检测电路所检测的所述电池电量，以计算所述电池的生命周期；
第一切换电路，用于控制所述通信电路和所述电池生命周期检测电路与自身的通断；所述第一切换电路分别与所述电池电量检测电路、所述通信电路和所述电池生命周期检测电路连接；
第二切换电路，用于控制所述电池温度检测电路和所述电池生命周期检测电路与所述第一切换电路的通断；所述第二切换电路分别与所述电池温度检测电路、所述电池生命周期检测电路和所述第一切换电路连接。
优选地，所述电池温度检测电路包括：电池管理芯片和第一电阻，其中，所述电池管理芯片分别与所述电池和所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端连接VCC信号端。
优选地，所述电池电量检测电路包括：电池电量读取芯片，所述电池电量读取芯片内置于所述电池中，且与所述第一切换电路连接。
优选地，所述通信电路包括：NFC射频匹配芯片和NFC天线芯片，其中，所述NFC射频匹配芯片分别与所述第一切换电路和所述NFC天线芯片连接。
优选地，所述通信电路还包括：第一电容，所述第一电容的第一端与所述第一切换电路连接而第二端与所述NFC射频匹配芯片连接。
优选地，所述电池生命周期检测电路包括：基带芯片，所述基带芯片与所述第二切换电路连接，所述基带芯片上的SDA引脚分别与所述第一切换电路和所述通信电路中NFC射频匹配芯片的负ANT引脚，所述基带芯片上的SCL引脚分别与所述第一切换电路和所述通信电路中NFC射频匹配芯片的正ANT引脚。
优选地，所述第一切换电路包括：第一开关芯片、第二电阻、第三电阻、第一二极管和电池连接器，其中，所述第一开关芯片内置于所述电池中，且分别与所述电池连接器和所述电池电量检测电路中的电池电量读取芯片连接，所述第一开关芯片的0E引脚分别连接所述第三电阻的第一端及GND信号端，所述第一开关芯片的SEL引脚分别连接所述第三电阻的第二端及所述第一二极管的阴极，所述第一二极管的阳极连接所述第二电阻的第一端及所述电池连接器，所述第二电阻的第二端连接所述GND信号端，所述电池连接器的第一引脚分别与所述通信电路中NFC射频匹配芯片的负ANT引脚和所述电池生命周期检测电路中基带芯片的SDA引脚连接，所述电池连接器的第二引脚分别与所述NFC射频匹配芯片的正ANT引脚和所述基带芯片的SCL引脚连接，所述电池连接器的VBAT引脚连接所述电池而GND引脚连接所述GND信号端，所述电池连接器的THERMAL引脚连接所述第二切换电路。
优选地，所述第一开关芯片的SEL引脚在低电平状态下的最大输入电压满足公式：
Figure BDA0002725435500000031
其中，V1表示第一开关芯片的SEL引脚在低电平状态下的最大输入电压，V2表示VCC信号端电压，R1表示所述电池温度检测电路中第一电阻的阻值，R2表示第二电阻的阻值，Vd表示第一二极管的压降。
优选地，所述第二切换电路包括：第二开关芯片，所述第二开关芯片的第一引脚与所述电池温度检测电路中电池管理芯片连接而第二引脚与所述电池生命周期检测电路中基带芯片连接，所述第二开关芯片的SEL引脚与所述基带芯片连接。
优选地，所述第二开关芯片内置于所述移动终端的电路板中。
通过本申请提供的该移动终端电池生命周期读取电路，可以实现NFC天线信号ANT+/ANT-和I2C信号SCL/SDA的复用，从而降低电池PIN数，简化了电路布局，同时还可以保证对电池生命周期数据的获取，电路布局更简洁。
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他的附图。
图1是本发明提供的一种移动终端电池生命周期读取电路的电路简图；
图2是本发明提供的一种移动终端电池生命周期读取电路的电路示意图；
图3是本发明提供的一种移动终端电池生命周期读取电路的部分示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本领域的技术人员更好的理解本发明方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，在本领域普通技术人员没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护范围。
此外，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
如图1-3，在本申请实施例中，本发明提供的该移动终端电池生命周期读取电路，包括：电池温度检测电路10、电池电量检测电路20、通信电路30、电池生命周期检测电路40、第一切换电路50和第二切换电路60，下面对各部分进行详细描述。
如图1-3，在本申请实施例中，本发明提供了一种移动终端电池生命周期读取电路，包括：
电池温度检测电路10，用于检测电池温度；所述电池温度检测电路10与所述电池连接；
电池电量检测电路20，用于检测所述电池电量；所述电池电量检测电路20与所述电池连接；
通信电路30，用于所述电池与外界通信；
电池生命周期检测电路40，用于获取所述电池电量检测电路20所检测的所述电池电量，以计算所述电池的生命周期；
第一切换电路50，用于控制所述通信电路30和所述电池生命周期检测电路40与自身的通断；所述第一切换电路50分别与所述电池电量检测电路20、所述通信电路30和所述电池生命周期检测电路40连接；
第二切换电路60，用于控制所述电池温度检测电路10和所述电池生命周期检测电路40与所述第一切换电路50的通断；所述第二切换电路60分别与所述电池温度检测电路10、所述电池生命周期检测电路40和所述第一切换电路50连接。
当使用此移动终端电池生命周期读取电路对移动终端的电池进行生命周期获取时，首先电池生命周期检测电路40向第二切换电路60发送指令，控制第二切换电路60导通电池生命周期检测电路40与第一切换电路50之间的连接，此时，电池生命周期检测电路40与第一切换电路50实现连接，第一切换电路50将电池电量检测电路20检测到的电池电量数据传输给电池生命周期检测电路40，电池生命周期检测电路40根据电池电量数据计算得到电池的生命周期。当电池生命周期检测电路40得到第一切换电路50传输的电池电量数据后，电池生命周期检测电路40再发送指令给第二切换电路60，控制第二切换电路60断开电池生命周期检测电路40与第一切换电路50之间的连接，并导通电池温度检测电路10和第一切换电路50之间的连接，此时，电池温度检测电路10和第一切换电路50实现连接，电池温度检测电路10检测得到的电池温度数据传输给第一切换电路50，同时，由于电池生命周期检测电路40与第一切换电路50之间的连接断开，故而通信电路30和第一切换电路50之间的连接导通。
如图1-3，在本申请实施例中，所述电池温度检测电路10包括：电池管理芯片PMU和第一电阻R1，其中，所述电池管理芯片PMU分别与所述电池和所述第一电阻R1的第一端连接，所述第一电阻R1的第二端连接VCC信号端。
在本申请实施例中，电池管理芯片PMU与电池连接，并获取电池的温度数据，然后传输给第二切换电路60，VCC信号端为电池管理芯片PMU供电。
如图1-3，在本申请实施例中，所述电池电量检测电路20包括：电池电量读取芯片FGIC，所述电池电量读取芯片FGIC内置于所述电池中，且与所述第一切换电路50连接。
在本申请实施例中，电池电量读取芯片FGIC(FUEL GUAGE IC)内置于电池中，可以直接获取电池的电量数据，并传输给第一切换电路50。
如图1-3，在本申请实施例中，所述通信电路30包括：NFC射频匹配芯片NFC RFMATCH和NFC天线芯片NFC CHIP，其中，所述NFC射频匹配芯片NFC RF MATCH分别与所述第一切换电路50和所述NFC天线芯片NFC CHIP连接。
在本申请实施例中，NFC射频匹配芯片NFC RF MATCH实现NFC天线芯片NFC CHIP和第一切换电路50之间的连接，进而实现第一切换电路50与外界的通信。
如图1-3，在本申请实施例中，所述通信电路30还包括：第一电容C1，所述第一电容C1的第一端与所述第一切换电路50连接而第二端与所述NFC射频匹配芯片NFC RF MATCH连接。
在本申请实施例中，第一切换电路50和NFC射频匹配芯片NFC RF MATCH之间设置有第一电容C1，由于有第一电容C1的存在，故而通信电路30与第一切换电路50之间的通路对第一切换电路50和电池生命周期检测电路40之间的信号传输没有影响。
如图1-3，在本申请实施例中，所述电池生命周期检测电路40包括：基带芯片BASEBAND，所述基带芯片BASEBAND与所述第二切换电路60连接，所述基带芯片BASEBAND上的SDA引脚分别与所述第一切换电路50和所述通信电路30中NFC射频匹配芯片NFC RFMATCH的负ANT引脚，所述基带芯片BASEBAND上的SCL引脚分别与所述第一切换电路50和所述通信电路30中NFC射频匹配芯片NFC RF MATCH的正ANT引脚。
在本申请实施例中，基带芯片BASEBAND和NFC射频匹配芯片NFC RF MATCH共同使用第一切换电路50上设置的两个引脚，且第一切换电路50和NFC射频匹配芯片NFC RFMATCH之间设置有第一电容C1，由于有第一电容C1的存在，故而NFC射频匹配芯片NFC RFMATCH与第一切换电路50之间的通路对第一切换电路50和基带芯片BASEBAND之间的信号传输没有影响。
如图1-3，在本申请实施例中，所述第一切换电路50包括：第一开关芯片SWICTH1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一二极管D1和电池连接器Battey Connector，其中，所述第一开关芯片SWICTH1内置于所述电池中，且分别与所述电池连接器Battey Connector和所述电池电量检测电路20中的电池电量读取芯片FGIC连接，所述第一开关芯片SWICTH1的OE引脚分别连接所述第三电阻R3的第一端及GND信号端，所述第一开关芯片SWICTH1的SEL引脚分别连接所述第三电阻R3的第二端及所述第一二极管D1的阴极，所述第一二极管D1的阳极连接所述第二电阻R2的第一端及所述电池连接器Battey Connector，所述第二电阻R2的第二端连接所述GND信号端，所述电池连接器Battey Connector的第一引脚分别与所述通信电路30中NFC射频匹配芯片NFC RF MATCH的负ANT引脚和所述电池生命周期检测电路40中基带芯片BASEBAND的SDA引脚连接，所述电池连接器Battey Connector的第二引脚分别与所述NFC射频匹配芯片NFC RF MATCH的正ANT引脚和所述基带芯片BASEBAND的SCL引脚连接，所述电池连接器Battey Connector的VBAT引脚连接所述电池而GND引脚连接所述GND信号端，所述电池连接器Battey Connector的THERMAL引脚连接所述第二切换电路60。
在本申请实施例中，当基带芯片BASEBAND获取电池的电量数据时，电池电量读取芯片FGIC将电池电量数据通过SCL T0 FGIC和SDA T0 FGIC数据线传输给第一开关芯片SWICTH1，第一开关芯片SWICTH1将电池电量数据传输给电池连接器Battey Connector，电池连接器Battey Connector通过自身的第一引脚和第二引脚将电池电量数据传输给基带芯片BASEBAND的SCL引脚和SDA引脚，基带芯片BASEBAND通过对电池电量数据的计算得到电池的生命周期数据。同时，电池连接器Battey Connector的第一引脚和第二引脚还分别与NFC射频匹配芯片NFC RF MATCH的负ANT引脚和正ANT引脚连接，进而实现电池电量读取芯片FGIC与NFC天线芯片NFC CHIP之间的连接，外界终端可以通过NFC天线芯片NFC CHIP实现与电池电量读取芯片FGIC以及电池之间的通信连接，从而外界终端可以获取移动终端电池的电量数据。
在本申请实施例中，电池连接器Battey Connector的第一引脚和第二引脚分别对应与基带芯片BASEBAND的SCL引脚和SDA引脚连接，以及分别对应与NFC射频匹配芯片NFCRF MATCH的负ANT引脚和正ANT引脚连接，同时，电池连接器Battey Connector的VBAT引脚连接所述电池而GND引脚连接所述GND信号端，所述电池连接器的THERMAL引脚连接所述第二切换电路，故而，整个第一切换电路50只需要配置5个引脚(第一引脚、第二引脚、VBAT引脚、GND引脚和THERMAL引脚)即可实现终端端对电池端中电池的生命周期数据获取，简化了引脚数量和电路布局。
如图1-3，在本申请实施例中，所述第二切换电路60包括：第二开关芯片SWICTH2，所述第二开关芯片SWICTH2的第一引脚与所述电池温度检测电路10中电池管理芯片PMU连接而第二引脚与所述电池生命周期检测电路40中基带芯片BASEBAND连接，所述第二开关芯片SWICTH2的SEL引脚与所述基带芯片BASEBAND连接。
在本申请实施例中，当基带芯片BASEBAND要开启SDA和SCL数据线进行数据传输的时候，基带芯片BASEBAND通过第二开关芯片SWICTH2的第二引脚向第二开关芯片SWICTH2发送控制指令，使得第二开关芯片SWICTH2的SEL引脚被基带芯片BASEBAND配置为高电平，然后SDA和SCL数据线获取第一开关芯片SWICTH1发送的电池电量数据；当电池电量数据传输完成后，基带芯片BASEBAND通过第二开关芯片SWICTH2的第二引脚向第二开关芯片SWICTH2发送控制指令，使得第二开关芯片SWICTH2连接电池管理芯片PMU，电池管理芯片PMU将电池温度数据发送给第二开关芯片SWICTH2，第二开关芯片SWICTH2再通过电池连接器BatteyConnector的THERMAL引脚发送给电池连接器Battey Connector，电池连接器BatteyConnector可以将此电池温度数据通过自身的第一引脚和第二引脚传输给通信电路30，进而传输给外界终端。
在本申请实施例中，所述第二开关芯片SWICTH2内置于所述移动终端的电路板中。
在本申请实施例中，当电池连接器Battey Connector和电池管理芯片PMU连接时，为了防止基带芯片BASEBAND和第一开关芯片SWICTH1之间错误进行电池电量数据的传输，需要保证此时的第一开关芯片SWICTH1的SEL引脚信号为低电平，需要计算第一电阻R1的阻值，同时还需要设计有第一二极管D1降压，确保此时的SEL引脚上的电压小于判决为低电平的最大门限电压，此时第一开关芯片SWICTH1切换为NFC ANT信号，并与NFC天线芯片NFCCHIP连接。因此，所述第一开关芯片SWICTH1的SEL引脚在低电平状态下的最大输入电压满足公式：
Figure BDA0002725435500000091
其中，V1表示第一开关芯片SWICTH1的SEL引脚在低电平状态下的最大输入电压，V2表示VCC信号端电压，R1表示所述电池温度检测电路10中第一电阻R1的阻值，R2表示第二电阻R2的阻值，Vd表示第一二极管D1的压降。
综上所述，本申请提供的该移动终端电池生命周期读取电路，实现了NFC天线信号ANT+/ANT-和I2C信号SCL/SBA的复用，从而降低电池PIN数，简化了电路布局，同时还可以保证对电池生命周期数据的获取，电路布局更简洁。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
本领域技术人员可以理解，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (10)

1.一种移动终端电池生命周期读取电路，其特征在于，包括：
电池温度检测电路，用于检测电池温度；所述电池温度检测电路与所述电池连接；
电池电量检测电路，用于检测所述电池电量；所述电池电量检测电路与所述电池连接；
通信电路，用于所述电池与外界通信；
电池生命周期检测电路，用于获取所述电池电量检测电路所检测的所述电池电量，以计算所述电池的生命周期；
第一切换电路，用于控制所述通信电路和所述电池生命周期检测电路与自身的通断；所述第一切换电路分别与所述电池电量检测电路、所述通信电路和所述电池生命周期检测电路连接；
第二切换电路，用于控制所述电池温度检测电路和所述电池生命周期检测电路与所述第一切换电路的通断；所述第二切换电路分别与所述电池温度检测电路、所述电池生命周期检测电路和所述第一切换电路连接。
2.根据权利要求1所述的移动终端电池生命周期读取电路，其特征在于，所述电池温度检测电路包括：电池管理芯片和第一电阻，其中，所述电池管理芯片分别与所述电池和所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端连接VCC信号端。
3.根据权利要求1所述的移动终端电池生命周期读取电路，其特征在于，所述电池电量检测电路包括：电池电量读取芯片，所述电池电量读取芯片内置于所述电池中，且与所述第一切换电路连接。
4.根据权利要求1所述的移动终端电池生命周期读取电路，其特征在于，所述通信电路包括：NFC射频匹配芯片和NFC天线芯片，其中，所述NFC射频匹配芯片分别与所述第一切换电路和所述NFC天线芯片连接。
5.根据权利要求4所述的移动终端电池生命周期读取电路，其特征在于，所述通信电路还包括：第一电容，所述第一电容的第一端与所述第一切换电路连接而第二端与所述NFC射频匹配芯片连接。
6.根据权利要求1所述的移动终端电池生命周期读取电路，其特征在于，所述电池生命周期检测电路包括：基带芯片，所述基带芯片与所述第二切换电路连接，所述基带芯片上的SDA引脚分别与所述第一切换电路和所述通信电路中NFC射频匹配芯片的负ANT引脚，所述基带芯片上的SCL引脚分别与所述第一切换电路和所述通信电路中NFC射频匹配芯片的正ANT引脚。
7.根据权利要求1所述的移动终端电池生命周期读取电路，其特征在于，所述第一切换电路包括：第一开关芯片、第二电阻、第三电阻、第一二极管和电池连接器，其中，所述第一开关芯片内置于所述电池中，且分别与所述电池连接器和所述电池电量检测电路中的电池电量读取芯片连接，所述第一开关芯片的OE引脚分别连接所述第三电阻的第一端及GND信号端，所述第一开关芯片的SEL引脚分别连接所述第三电阻的第二端及所述第一二极管的阴极，所述第一二极管的阳极连接所述第二电阻的第一端及所述电池连接器，所述第二电阻的第二端连接所述GND信号端，所述电池连接器的第一引脚分别与所述通信电路中NFC射频匹配芯片的负ANT引脚和所述电池生命周期检测电路中基带芯片的SDA引脚连接，所述电池连接器的第二引脚分别与所述NFC射频匹配芯片的正ANT引脚和所述基带芯片的SCL引脚连接，所述电池连接器的VBAT引脚连接所述电池而GND引脚连接所述GND信号端，所述电池连接器的THERMAL引脚连接所述第二切换电路。
8.根据权利要求7所述的移动终端电池生命周期读取电路，其特征在于，所述第一开关芯片的SEL引脚在低电平状态下的最大输入电压满足公式：
Figure FDA0002725435490000031
其中，V1表示第一开关芯片的SEL引脚在低电平状态下的最大输入电压，V2表示VCC信号端电压，R1表示所述电池温度检测电路中第一电阻的阻值，R2表示第二电阻的阻值，Vd表示第一二极管的压降。
9.根据权利要求1所述的移动终端电池生命周期读取电路，其特征在于，所述第二切换电路包括：第二开关芯片，所述第二开关芯片的第一引脚与所述电池温度检测电路中电池管理芯片连接而第二引脚与所述电池生命周期检测电路中基带芯片连接，所述第二开关芯片的SEL引脚与所述基带芯片连接。
10.根据权利要求9所述的移动终端电池生命周期读取电路，其特征在于，所述第二开关芯片内置于所述移动终端的电路板中。
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