CN113141030A - 供电电路和终端设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种供电电路和终端设备，涉及电源领域，用于防止电池并联的供电电路存在电池过冲或欠充。供电电路包括：电源管理单元PMU、N个充电集成电路IC芯片和并联的N个电池，其中，N为大于等于2的正整数，N个充电IC芯片并联连接至PMU的电压输入端，N个充电IC芯片中每个充电IC芯片用于控制N个电池中的一个电池充放电；每个充电IC芯片输出的充电电流小于或等于对应的电池的最大充电电流。

Description

供电电路和终端设备

技术领域

本申请涉及电源领域，尤其涉及一种供电电路和终端设备。

背景技术

越来越多的智能终端产品(例如折叠手机)，采用两个电池来达到增加电池容量，这两个电池可以串联或并联。当两个电池并联时，两个电池所在支路的阻抗之比等于电池容量之比时，充电的功率可以达到最大，否则会导致一个电池过冲或者欠充，从而限制两个电池的总充电功率。

发明内容

本申请实施例提供一种供电电路和终端设备，用于防止电池并联的供电电路存在电池过冲或欠充。

为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供了一种供电电路，包括：电源管理单元PMU、N个充电集成电路IC芯片和并联的N个电池；其中，N为大于等于2的正整数，所述N个充电IC芯片并联连接至所述PMU的电压输入端，所述N个充电IC芯片中每个充电IC芯片用于控制所述N个电池中的一个电池充放电；所述每个充电IC芯片输出的充电电流小于或等于对应的电池的最大充电电流。

本申请实施例提供的供电电路，对于并联的电池，通过为每块电池配置独立的充电IC芯片，使得对各个电池的充电也是独立的，可以采用对应电池的最大充电电流对对应电池进行充电以降低充电时间，并且在达到对应电池的截止电压时停止对该电池进行充电，可以防止电池并联的供电电路存在电池过冲或欠充。

在一种可能的实施方式中，供电电路还包括至少一个开关均衡电路，所述开关均衡电路用于控制所述N个电池中的至少一个电池接入所述供电电路。可以针对每个电池是否接入供电电路进行控制。

在一种可能的实施方式中，在电池充电时，未达到截止电压的电池对应的开关均衡电路导通。可以只对未达到截止电压的电池进行充电。

在一种可能的实施方式中，在电池放电时，所述PMU根据所述N个电池的电压控制所述开关均衡电路的导通或关断。可以实现各个电池均衡放电。

在一种可能的实施方式中，在电池放电时，所述PMU控制电压最高的电池对应的开关均衡电路导通。

在一种可能的实施方式中，所述开关均衡电路包括第一端A、第二端B、控制端、第一金属氧化物半导体场效应晶体管MOS管和第二MOS管；所述第一MOS管和所述第二MOS管的栅极连接，作为所述控制端；所述第一MOS管的源极与所述第二MOS管的漏极连接，所述第一MOS管的漏极作为所述第一端，所述第二MOS管的源极作为所述第二端；或者，所述第一MOS管的漏极与所述第二MOS管的源极连接，所述第一MOS管的源极作为所述第一端，所述第二MOS管的漏极作为所述第二端；所述第一端和所述第二端用于串联接入所述电池所在支路。

第二方面，提供了一种终端设备，包括如第一方面及其任一实施方式所述的供电电路。

本申请实施例提供的终端设备，对于并联的电池，通过为每块电池配置独立的充电IC芯片，使得对各个电池的充电也是独立的，可以采用对应电池的最大充电电流对对应电池进行充电以降低充电时间，并且在达到对应电池的截止电压时停止对该电池进行充电，可以防止电池并联的供电电路存在电池过冲或欠充。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种终端设备的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种两个电池并联的供电电路的示意图；

图3为本申请实施例提供的另一种两个电池并联的供电电路的示意图；

图4为本申请实施例提供的又一种两个电池并联的供电电路的示意图；

图5为本申请实施例提供的再一种两个电池并联的供电电路的示意图；

图6为本申请实施例提供的一种电池充电的示意图；

图7为本申请实施例提供的一种电池放电的示意图；

图8为本申请实施例提供的一种开关均衡电路的示意图。

具体实施方式

本申请提供了一种终端设备，如图1所示，终端设备可以包括：射频(radiofrequency，RF)电路110、存储器120、输入单元130、显示单元140、传感器150、音频电路160、无线保真(wireless fidelity，Wi-Fi)模块170、处理器180、蓝牙模块181、以及电源190等部件。

RF电路110可用于在收发信息或通话过程中信号的接收和发送，可以接收基站的下行数据后交给处理器180处理；可以将上行数据发送给基站。通常，RF电路包括但不限于天线、至少一个放大器、收发信机、耦合器、低噪声放大器、双工器等器件。

存储器120可用于存储软件程序及数据。处理器180通过运行存储在存储器120的软件程序或数据，从而执行终端设备的各种功能以及数据处理。存储器120可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。存储器120存储有使得终端设备能运行的操作系统，例如苹果公司所开发的

操作系统，谷歌公司所开发的

开源操作系统，微软公司所开发的

操作系统等。本申请中存储器120可以存储操作系统及各种应用程序，还可以存储执行本申请实施例方法的代码。

输入单元130(例如触摸屏)可用于接收输入的数字或字符信息，产生与终端设备的用户设置以及功能控制有关的信号输入。具体地，输入单元130可以包括设置在终端设备正面的触控屏131，可收集用户在其上或附近的触摸操作。

显示单元140(即显示屏)可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及终端设备的各种菜单的图形用户界面(graphical user interface，GUI)。显示单元140可包括设置在终端设备正面的显示屏141。其中，显示屏141可以采用液晶显示器、发光二极管等形式来配置。显示单元140可以用于显示本申请中所述的各种图形用户界面。触控屏131可以覆盖在显示屏141之上，也可以将触控屏131与显示屏141集成而实现终端设备的输入和输出功能，集成后可以简称触摸显示屏。

终端设备还可以包括至少一种传感器150，比如加速度传感器155、光传感器、运动传感器。终端设备还可配置有陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器。

音频电路160、扬声器161、麦克风162可提供用户与终端设备之间的音频接口。音频电路160可将接收到的音频数据转换后的电信号，传输到扬声器161，由扬声器161转换为声音信号输出；另一方面，麦克风162将收集的声音信号转换为电信号，由音频电路160接收后转换为音频数据，再将音频数据输出至RF电路110以发送给比如另一终端，或者将音频数据输出至存储器120以便进一步处理。

Wi-Fi属于短距离无线传输技术，终端设备可以通过Wi-Fi模块170帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流媒体等，它为用户提供了无线的宽带互联网访问。

处理器180是终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个终端的各个部分，通过运行或执行存储在存储器120内的软件程序，以及调用存储在存储器120内的数据，执行终端设备的各种功能和处理数据。本申请中处理器180可以指一个或多个处理器，并且处理器180可包括一个或多个处理单元；处理器180还可以集成应用处理器和基带处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，基带处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述基带处理器也可以不集成到处理器180中。本申请中处理器180可以执行本申请实施例涉及的方法。

蓝牙模块181，用于通过蓝牙协议来与其他具有蓝牙模块的蓝牙设备进行信息交互。例如，终端设备可以通过蓝牙模块181与同样具备蓝牙模块的可穿戴电子设备(例如智能手表)建立蓝牙连接，从而进行数据交互。

电源190(例如电池)可以通过电源管理系统与处理器180逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗等功能。本申请中，电源190也可以指供电电路。

如图2所示，为一种电池并联的供电电路，包括：电源管理单元(power managementunit，PMU)201、充电集成电路(integrated circuit，IC)芯片202、第一电池203、第二电池204和均衡电路205。

第一电池203和第二电池204并联连接至充电IC芯片202。

PMU 201是一种高度集成的、针对便携式应用的电源管理方案，即将传统分立的若干类电源管理器件整合在单个的封装之内，这样可实现更高的电源转换效率和更低功耗，以及更少的组件数以适应缩小的板级空间。

充电IC芯片202用于根据PMU 201的控制，在对电池进行充电时，向第一电池203和第二电池204提供充电电流，在电池放电时，通过PMU 201向终端设备内部其他电路供电。

由于一般两个电池所在支路的阻抗并不一定相同，均衡电路205用于调节所在支路的阻抗，使并联支路的阻抗均衡。

假设第一电池203和第二电池204的充电倍率为2C，第一电池203的容量为3000mah，最大充电电流6A，通路阻抗100mohm。第二电池204的容量为1000mah，最大充电电流2A，通路阻抗200mohm。

假设充电IC芯片202的最大输出电流8A，由于第一电池203和第二电池204的通路阻抗之比为1:2，第一电池203和第二电池204的充电电流之比为2：1。所以第一电池203的理论最大充电电流为8*2/3＝5.33A，第二电池204的理论最大充电电流为8*1/3＝2.67A。而由于第二电池204的最大充电电流为2A，低于2.67A，所以要对充电IC芯片202的输出电流进行限流，根据第一电池203和第二电池204的充电电流之比为2：1，使得第一电池203的最大充电电流只有4A。

从中可以看出，第一电池203不能满功率充电，延长了充电时间，在第二电池204充满后还要继续充电，使得第二电池204过充。

为此，本申请实施例提供了一种供电电路，针对每个电池设置一个充电IC芯片，使得每个充电IC芯片可以单独控制对应电池的充放电，防止电池并联的供电电路存在电池过冲或欠充。

具体的，如图3所示，该供电电路包括：PMU 301、N个充电集成电路IC芯片302和并联的N个电池303。

其中，N为大于等于2的正整数。可选的，N为2，即两个电池并联。

电池可以固定在柔性电路板(flexible printed circuit，FPC)上。

N个充电IC芯片302并联连接至PMU 301的电压输入端，PMU 301的电压输入端指在电池放电时，充电IC芯片302向PMU 301供电的输入端。

N个充电IC芯片302中每个充电IC芯片用于控制所述N个电池中的一个电池充放电；每个充电IC芯片输出的充电电流小于或等于对应的电池的最大充电电流。

例如，充电IC芯片n用于控制N个电池303中第n个电池的充放电，充电IC芯片n输出的充电电流小于或等于N个电池303中第n个电池的最大充电电流。

每个电池的截止电压可以相同或不同，截止电压指电池达到该电压时对应的充电IC芯片停止对该电压进行充电。比如电池1的截止电压可以是8.8V，电池2的截止电压可以是4.4V。电池1对应的充电IC芯片1在对电池1充电的过程中，可以采用电池1的最大充电电流进行充电，当检测到电池1的电压达到电池1的截止电压8.8V时，停止对电池1进行充电。电池2对应的充电IC芯片2在对电池2充电的过程中，可以采用电池2的最大充电电流进行充电，检测到电池2的电压达到电池2的截止电压4.4V时，停止对电池2进行充电。

本申请实施例提供的供电电路和终端设备，对于并联的电池，通过为每块电池配置独立的充电IC芯片，使得对各个电池的充电也是独立的，可以采用对应电池的最大充电电流对对应电池进行充电以降低充电时间，并且在达到对应电池的截止电压时停止对该电池进行充电，可以防止电池并联的供电电路存在电池过冲或欠充。

如图4和图5所示，本申请实施例提供了另一种供电电路，在图3所示的供电电路基础上，还包括至少一个开关均衡电路304，开关均衡电路304用于控制N个电池303中的至少一个电池接入该供电电路。

可选的，开关均衡电路304的数目为N。即N个开关均衡电路304中每个开关均衡电路用于控制N个电池303中的一个电池接入该供电电路。本申请以开关均衡电路304的数目为N进行说明，但并不意在限定于此。

示例性的，如图4所示，N个充电IC芯片302可以通过开关均衡电路304连接至PMU301。或者，如图5所示，N个电池303可以通过开关均衡电路304连接至N个充电IC芯片302。本申请以图4所示电路为例进行说明，但并不意在限定于此。

在电池充电时，如图6所示，PMU 301可以控制开关均衡电路304均导通，由充电IC芯片302对全部N个电池进行充电。或者，控制未达到截止电压的电池对应的开关均衡电路导通，即由充电IC芯片302仅对未达到截止电压的电池进行充电。其中，图6中V表示充电电压。

在电池放电时，如图7所示，PMU 301可以根据N个电池的电压控制开关均衡电路304的导通或关断。

具体的，在电池放电时，PMU 301可以控制电压最高的电池对应的开关均衡电路导通。

例如，在电池放电时，电池1的电压降至4V，电池2的电压降至3.6V，则PMU 301可以控制电池1对应的开关均衡电路1导通，使电池1放电，控制电池2对应的开关均衡电路2关断，使电池2停止放电。等电池1的电压也降至3.6V时，控制开关均衡电路1和开关均衡电路2均导通，使电池1和电池2均放电。这样可以使各个电池均衡放电。

示例性的，如图8所示，为一种开关均衡电路的示意图，该开关均衡电路包括第一端A、第二端B、控制端C、第一金属氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor，MOS)管Q1、第二MOS管Q2。第一MOS管Q1和第二MOS管Q2的栅极连接，作为控制端C，可以连接至PUM 301。第一MOS管Q1的源极与第二MOS管Q2的漏极连接，第一MOS管Q1的漏极作为第一端A，第二MOS管Q2的源极作为第二端B；或者，第一MOS管Q1的漏极与第二MOS管Q2的源极连接，第一MOS管Q1的源极作为第一端A，第二MOS管Q2的漏极作为第二端B。开关均衡电路的第一端A和第二端B用于串联接入电池所在支路。

PUM 301向控制端C施加高电平时，两个MOS管的源极与漏极导通，该开关均衡电路导通。PUM 301向控制端C施加低电平时，两个MOS管的源极与漏极关断，该开关均衡电路关断。

除了通过向控制端C施加高低电平来控制MOS管导通和判断，通过调整向控制端C施加的电平，还可以控制MOS管的源极和漏极间的导通阻抗，通过MOS管的导通阻抗进行限流，即MOS管可以工作在非完全导通状态。例如，在放电时，如果不同电压的电池进行放电，可以加大高电压的电池的对应的MOS管的导通阻抗，使得各电池的放电电流均衡。在充电时，导通阻抗的存在可以避免充电电流过大。

本领域普通技术人员可以意识到，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、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。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。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件程序实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式来实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或者数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(Digital Subscriber Line，DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可以用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)，光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘(Solid State Disk，SSD))等。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种供电电路，其特征在于，包括：电源管理单元PMU、N个充电集成电路IC芯片和并联的N个电池，

其中，N为大于等于2的正整数，所述N个充电IC芯片并联连接至所述PMU的电压输入端，所述N个充电IC芯片中每个充电IC芯片用于控制所述N个电池中的一个电池充放电；所述每个充电IC芯片输出的充电电流小于或等于对应的电池的最大充电电流。

2.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述供电电路还包括至少一个开关均衡电路，所述开关均衡电路用于控制所述N个电池中的至少一个电池接入所述供电电路。

3.根据权利要求2所述的供电电路，其特征在于，在电池充电时，未达到截止电压的电池对应的开关均衡电路导通。

4.根据权利要求2-3任一项所述的供电电路，其特征在于，在电池放电时，所述PMU根据所述N个电池的电压控制所述开关均衡电路的导通或关断。

5.根据权利要求4所述的供电电路，其特征在于，在电池放电时，所述PMU控制电压最高的电池对应的开关均衡电路导通。

6.根据权利要求2-5任一项所述的供电电路，其特征在于，所述开关均衡电路包括第一端、第二端、控制端、第一金属氧化物半导体场效应晶体管MOS管和第二MOS管；

所述第一MOS管和所述第二MOS管的栅极连接，作为所述控制端；所述第一MOS管的源极与所述第二MOS管的漏极连接，所述第一MOS管的漏极作为所述第一端，所述第二MOS管的源极作为所述第二端；

或者，所述第一MOS管的漏极与所述第二MOS管的源极连接，所述第一MOS管的源极作为所述第一端，所述第二MOS管的漏极作为所述第二端；

所述第一端和所述第二端用于串联接入所述电池所在支路。

7.一种终端设备，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的供电电路。

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