CN113258539A - 一种锂电池超低功耗模式控制电路和方法 - Google Patents

一种锂电池超低功耗模式控制电路和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种锂电池超低功耗模式控制电路和方法，控制电路包括锂电池保护电路、超低功耗控制信号产生电路、温度保护电路，温度保护电路与锂电池保护电路同时连接超低功耗控制信号产生电路的同一端，温度保护电路用于根据锂电池温度，输出温度信号给锂电池保护电路，在锂电池温度大于充电温度阈值或大于放电温度阈值时，锂电池保护电路断开充电或者放电通路；超低功耗控制信号产生电路输出超低功耗控制信号，锂电池保护电路在接收到超低功耗控制信号后，控制锂电池进入超低功耗模式。本申请通过在锂电池保护电路的同一端分时检测温度信号与超低功耗控制信号，控制锂电池在待机时进入超低功耗模式，节省能源，延长锂电池寿命。

Description

一种锂电池超低功耗模式控制电路和方法
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，尤其是涉及一种锂电池超低功耗模式控制电路和方法。
背景技术
目前，锂电池已经成为各种设备的必备电源，而这些设备在从厂家到用户之间，需要经过长时间的存储或运输，这就需要降低锂电池在此时间段内的能量损耗，以保证终端用户在接收到产品时，只通过简单的充电操作退出低功耗模式，从而进入正常操作。特别对于穿戴式设备的应用，由于受到产品体积的限制，无法采用较大容量的电池，降低存储运输过程中电池电量的损耗变得更加重要。
现有的保护锂电池在存储或运输时，采用锂电池保护芯片来保护锂电池的充电或放电，在锂电池充电时检测充电电压、充电电流，在充电电压达到充电电压阈值，或充电电流超过充电电流阈值时，切断充电通路；同样，在锂电池放电时检测放电电压、放电电流，在放电过程中，如果放电电压达到放电电压阈值，或放电电流超过放电电流阈值，或放电电流超出负载短路电流阈值时，关闭放电电流；或检测芯片内部或外部温度，在温度超过温度保护阈值时，切断充电或放电通路。也就是说，现有的锂电池保护芯片只有在电池电压、电流或者温度异常时才会控制切断锂电池充电或放电通路，而在电池电压、电流及温度正常时，电池保护芯片自身的耗电以及电池为之供电系统的待机电流会持续消耗电池的电量。
同时用于穿戴式设备的锂电池保护芯片受其尺寸的限制只有4个管脚，增加管脚就必须要采用更大尺寸的封装。因此，在体积受限的设备应用中，如何实现让锂电池在待机状态实现低功耗，是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种锂电池超低功耗模式控制电路和方法，通过在锂电池保护电路的外围设置超低功耗控制信号产生电路，在超低功耗控制信号产生电路给锂电池保护电路输出一定数量的有效脉冲信号时，锂电池保护电路使锂电池进入超低功耗模式，切断锂电池的放电通路，同时降低锂电池自身功耗，提高锂电池寿命。
第一方面，本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：
一种锂电池超低功耗模式控制电路，包括锂电池保护电路、超低功耗控制信号产生电路、温度保护电路，温度保护电路与锂电池保护电路同时连接超低功耗控制信号产生电路的同一端，温度保护电路用于根据锂电池温度，输出温度信号给锂电池保护电路，在锂电池温度大于充电温度阈值或大于放电温度阈值时，锂电池保护电路断开充电或者放电通路；超低功耗控制信号产生电路用于输出超低功耗控制信号给锂电池保护电路，锂电池保护电路在接收到超低功耗控制信号后，控制锂电池进入超低功耗模式。
本发明进一步设置为：超低功耗控制信号产生电路包括微控制器电路，在锂电池处于待机状态时用于输出超低功耗控制信号。
本发明进一步设置为：还包括开关电路，开关电路的控制端连接微控制器电路，开关电路的一个开关端连接锂电池保护电路，用于将微控制器电路的输出信号，转换为超低功耗控制信号。
本发明进一步设置为：开关电路包括开关管，开关管的控制端连接微控制器电路的一个输出端，开关管的输入端连接锂电池保护电路，其输出端连接电池负端。
本发明进一步设置为：微控制器电路包括微控制器芯片。
本发明进一步设置为：锂电池保护电路包括锂电池保护芯片。
第二方面，本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：一种锂电池超低功耗模式控制方法，包括锂电池保护电路，锂电池保护电路检测温度检测端的电压和有效脉冲数量，在一个温度检测周期内，既检测温度也检测有效脉冲，在有效脉冲数量大于脉冲设定值时，锂电池保护电路控制锂电池工作在超低功耗模式，在温度检测周期结束时，对有效脉冲计数清零。
本发明进一步设置为：有效脉冲信号包括有效低电平脉冲信号，其脉冲宽度大于等于第一设定时间，低电平电压小于等于第一设定电压，脉冲间隔大于等于第二设定时间。
本发明进一步设置为：第一设定时间为60us，第二设定时间为15us，第一设定电压为0.4V。
本发明进一步设置为：脉冲设定值等于3。
与现有技术相比，本申请的有益技术效果为：
1.本申请通过设置超低功耗控制信号产生电路，发送设定数量的有效脉冲信号给锂电池保护电路，使锂电池进入超低功耗模式，降低锂电池功耗；
2.进一步地，本申请通过在锂电池保护电路的同一端复用，输入温度保护或超低功耗控制信号，在不需要增加锂电池保护电路管脚数量的情况下，实现应用系统对锂电池保护电路进入超低功耗模式的控制；
3.本申请通过设置设定数量的有效脉冲信号，使锂电池保护电路进入超低功耗控制模式，延长锂电池寿命。
附图说明
图1是本申请的一个具体实施例的锂电池超低功耗模式控制电路结构示意图；
图2是本申请的一个具体实施例的有效脉冲信号时序示意图；
图3是本申请的另一个具体实施例的超低功耗控制信号产生电路结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
具体实施例一
本申请的一种锂电池超低功耗模式控制电路，如图1所示，包括锂电池保护电路U1、超低功耗控制信号产生电路U2、温度保护电路，锂电池保护电路U1的电源端VDD连接锂电池的正极Bat+，其接地端GND连接锂电池的负极Bat-，超低功耗控制信号产生电路U2的一端同时连接锂电池保护电路U1的温度检测端TIN、温度保护电路的一端，温度保护电路的另一端连接锂电池的正极Bat+，在本实施例中，温度保护电路包括热敏电阻R1，热敏电阻R1具有负温度系数（NTC），温度越高阻值越小。
P+表示电池包正极，P-表示电池包负极，P+/P-接充电器时，充电器给电池充电；P+/P-接负载时，电池给负载供电。
外接电阻R1和锂电池保护电路U1内部的高精度下拉电阻连接，当温度发生变化时，NTC 电阻 R1 和内部高精度下拉电阻产生的分压比会发生变化；锂电池保护电路U1检测到温度检测端TIN的电压变化，从而确定电池的温度变化。当电池温度高于充电过温保护阈值时，锂电池保护电路U1切断充电通路；当电池温度高于放电过温保护阈值时，锂电池保护电路U1切断充放电通路。
放电过温保护阈值大于充电过温保护阈值。
电池的温度通常是缓慢的变化，为了减小锂电池保护电路U1消耗的电流，温度检测电路采用占空比的形式进行工作，每T1周期检测一次温度，检测时间为T2。
在本实施例中，T1=520ms，T2=13ms。
TIN 引脚为高电平时温度检测电路不工作，TIN 引脚电压等于电池电压；温度检测电路工作时，TIN 引脚电压等于NTC 电阻R1 和内部高精度下拉电阻产生的分压。
超低功耗控制信号产生电路输出超低功耗控制信号给锂电池保护电路U1的温度检测端TIN，与温度控制电路实现管脚复用。
锂电池保护电路U1在接收到超低功耗控制信号产生电路U2的超低功耗控制信号后，控制锂电池进入超低功耗模式。
在本具体实施例中，超低功耗控制信号为有效脉冲信号。
锂电池超低功耗模式控制方法，如下：
温度保护电路随时间的变化检测锂电池温度；锂电池保护电路周期性地检测温度值，检测周期为T1，检测时长为T2。在一个温度检测周期开始时，先进行时长为T2的温度检测，根据温度检测结果输出温度控制信号，检测温度后再检测有效脉冲，并对有效脉冲进行计数，根据有效脉冲数量，决定锂电池是否进入低功耗模式。
有效脉冲信号包括有效低电平脉冲信号，其脉冲宽度大于等于第一设定时间，低电平电压小于等于第一设定电压，脉冲间隔大于等于第二设定时间。
具体地，第一设定时间为60us，第二设定时间为15us，第一设定电压为0.4V；脉冲设定值等于3。
为了保证有效脉冲个数在一个温度检测周期内达到或高于脉冲设定值，发送到温度检测端的脉冲数量在大于3，优先地，发送6个有效脉冲到温度检测端。
具体地，如图2所示，从检测时长T2的结束时间t2时刻开始检测有效脉冲，在t3时刻至t4时刻，检测到第一个低电平信号，判断低电平是否小于等于第一设定电压，判断低电平信号的脉宽是否大于等于第一设定时长，若是则计数，若不是，则放弃这个脉冲信号。
在第一个有效脉冲信号后，在t3时刻又检测到低电平信号，当低电平小于等于第一设定电压、低电平信号的脉宽大于等于第一设定时长时，为第二个有效脉冲信号，检测二个有效脉冲信号之间的间隔是否大于等于第二设定时间，若是，则继续计数，若否，则认为第二个脉冲与第一个脉冲为同一个脉冲，不进行计数。
当记录到的有效脉冲数量大于等于脉冲设定值时，有效脉冲即为超低功耗控制信号，锂电池保护电路使锂电池进入超低功耗模式；若有效脉冲数量小于脉冲设定值时，有效脉冲不能作为超低功耗控制信号，锂电池不进入超低功耗模式。
具体实施例二
本申请的一种锂电池超低功耗模式控制电路，如图3所示，包括锂电池保护电路U1、超低功耗控制信号产生电路、温度保护电路，温度保护电路包括负温度系统的电阻R1，电阻R1的一端连接电池正极，其另一端同时连接锂电池保护电路U1的温度检测端TIN、超低功耗控制信号产生电路的一个输出端。超低功耗控制信号产生电路包括微控制器MCU、开关管M1，开关管M1的控制端连接微控制器MCU的输出端，开关管M1的输入连接温度检测端TIN，其输出端接电池负极。
微控制器MCU输出高电平有效脉冲，经过开关管的转换，变成有效低电平脉冲信号，传输到温度检测端TIN，锂电池保护电路U1在检测到有效低电平脉冲信号后，进行计数，在有效低电平脉冲信号数量大于脉冲设定值时，控制锂电池进入超低功耗模式。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锂电池超低功耗模式控制电路，其特征在于：包括锂电池保护电路、超低功耗控制信号产生电路、温度保护电路，温度保护电路与锂电池保护电路同时连接超低功耗控制信号产生电路的同一端，温度保护电路用于根据锂电池温度，输出温度信号给锂电池保护电路，在锂电池温度大于充电温度阈值或大于放电温度阈值时，锂电池保护电路断开充电或者放电通路；超低功耗控制信号产生电路用于输出超低功耗控制信号给锂电池保护电路，锂电池保护电路在接收到超低功耗控制信号后，控制锂电池进入超低功耗模式。
2.根据权利要求1所述锂电池超低功耗模式控制电路，其特征在于：超低功耗控制信号产生电路包括微控制器电路，在锂电池处于待机状态时用于输出超低功耗控制信号。
3.根据权利要求2所述锂电池超低功耗模式控制电路，其特征在于：还包括开关电路，开关电路的控制端连接微控制器电路，开关电路的一个开关端连接锂电池保护电路，用于将微控制器电路的输出信号，转换为超低功耗控制信号。
4.根据权利要求3所述锂电池超低功耗模式控制电路，其特征在于：开关电路包括开关管，开关管的控制端连接微控制器电路的一个输出端，开关管的输入端连接锂电池保护电路，其输出端连接电池负端。
5.根据权利要求2所述锂电池超低功耗模式控制电路，其特征在于：微控制器电路包括微控制器芯片。
6.根据权利要求1所述锂电池超低功耗模式控制电路，其特征在于：锂电池保护电路包括锂电池保护芯片。
7.一种锂电池超低功耗模式控制方法，其特征在于：包括锂电池保护电路，锂电池保护电路检测温度检测端的电压和有效脉冲数量，在一个温度检测周期内，既检测温度也检测有效脉冲，在有效脉冲数量大于脉冲设定值时，锂电池保护电路控制锂电池工作在超低功耗模式，在温度检测周期结束时，对有效脉冲计数清零。
8.根据权利要求7所述锂电池超低功耗模式控制方法，其特征在于：有效脉冲信号包括有效低电平脉冲信号，其脉冲宽度大于等于第一设定时间，低电平电压小于等于第一设定电压，脉冲间隔大于等于第二设定时间。
9.根据权利要求8所述锂电池超低功耗模式控制方法，其特征在于：第一设定时间为60us，第二设定时间为15us，第一设定电压为0.4V。
10.根据权利要求7所述锂电池超低功耗模式控制方法，其特征在于：脉冲设定值等于3。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102403753A (zh) * 2010-09-16 2012-04-04 三星Sdi株式会社 储能系统
CN207234455U (zh) * 2017-09-13 2018-04-13 上海芯录微电子科技有限公司 超低功耗锂电池充放电保护电路
CN108173539A (zh) * 2016-12-07 2018-06-15 大唐恩智浦半导体有限公司 一种芯片唤醒的方法及电路
CN109687400A (zh) * 2018-12-27 2019-04-26 上海南芯半导体科技有限公司 一种适用于电池保护的低功耗电路及其实现方法
CN210839049U (zh) * 2019-11-20 2020-06-23 四川师范大学 适应极端光照条件的智能光伏电源系统
CN112087011A (zh) * 2019-06-12 2020-12-15 苏州宝时得电动工具有限公司 一种电池包
CN112398096A (zh) * 2021-01-21 2021-02-23 苏州赛芯电子科技股份有限公司 一种超低功耗的锂电池保护电路

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102403753A (zh) * 2010-09-16 2012-04-04 三星Sdi株式会社 储能系统
CN108173539A (zh) * 2016-12-07 2018-06-15 大唐恩智浦半导体有限公司 一种芯片唤醒的方法及电路
CN207234455U (zh) * 2017-09-13 2018-04-13 上海芯录微电子科技有限公司 超低功耗锂电池充放电保护电路
CN109687400A (zh) * 2018-12-27 2019-04-26 上海南芯半导体科技有限公司 一种适用于电池保护的低功耗电路及其实现方法
CN112087011A (zh) * 2019-06-12 2020-12-15 苏州宝时得电动工具有限公司 一种电池包
CN210839049U (zh) * 2019-11-20 2020-06-23 四川师范大学 适应极端光照条件的智能光伏电源系统
CN112398096A (zh) * 2021-01-21 2021-02-23 苏州赛芯电子科技股份有限公司 一种超低功耗的锂电池保护电路

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