CN113300440B

CN113300440B - 一种电池供电装置及其供电方法

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Publication number: CN113300440B
Application number: CN202110853607.4A
Authority: CN
Inventors: 时聪
Original assignee: Suzhou Baker Microelectronics Co Ltd
Current assignee: Suzhou Baker Microelectronics Co Ltd
Priority date: 2021-07-28
Filing date: 2021-07-28
Publication date: 2021-10-15
Anticipated expiration: 2041-07-28
Also published as: CN113300440A

Abstract

本发明公开了一种电池供电装置及其供电方法，电池供电装置包括启动电路、功率电路及检测电路。本申请的启动电路输入的工作电压较低，可实现低电压启动；且本申请的功率电路的接地点与所在电池供电装置的实际接地点分开设置，且功率电路在工作时的接地点电压小于实际接地点电压，使得功率电路允许输入较低的电压，以实现功率电路在低工作电压下使用。因此，本申请的电池供电装置可应用于低工作电压的情况，从而扩大了电池供电装置的应用场景；而且，若电池供电装置被应用在一些需要长时间不间断工作的电池供电场景时，低工作电压使得电池的利用率较高，从而使得电池供电装置的持续工作时间较长，提升了电池供电装置的使用体验。

Description

一种电池供电装置及其供电方法

技术领域

本发明涉及电池供电领域，特别是涉及一种电池供电装置及其供电方法。

背景技术

目前，以电池为供电源的供电装置应用广泛，但现有的电池供电装置的工作电压普遍都比较高，无法应用于低工作电压的情况，从而限制了电池供电装置的应用场景。而且，若电池供电装置被应用在一些需要长时间不间断工作的电池供电场景时，高工作电压会导致电池电量消耗过大，从而导致电池供电装置的持续工作时间较短，影响电池供电装置的使用体验。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域的技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种电池供电装置及其供电方法，电池供电装置可应用于低工作电压的情况，从而扩大了电池供电装置的应用场景；而且，若电池供电装置被应用在一些需要长时间不间断工作的电池供电场景时，低工作电压使得电池的利用率较高，从而使得电池供电装置的持续工作时间较长，提升了电池供电装置的使用体验。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种电池供电装置，包括：

启动电路，用于在自身输入电压值等于预设低电压阈值的工作电压时，将所述工作电压进行升压操作，待所述工作电压升压至功率电路的启动电压时，利用所述启动电压启动所述功率电路；

功率电路，所述功率电路的接地点与所在电池供电装置的实际接地点分开设置，且所述功率电路在工作时的接地点电压小于实际接地点电压，用于在自身启动后，利用所述启动电路提供的电压进行功率转换操作，以输出稳定电压值供负载使用；

检测电路，用于在检测到所述功率电路的输出电压达到预设电压时，控制所述启动电路停止升压操作。

优选地，所述启动电路包括包含第一原边绕组和第一副边绕组的第一升压变压器、第一电阻、第一开关管、单向导通元件及第一电容；其中：

所述第一原边绕组的异名端与所述第一副边绕组的同名端连接且公共端作为所述启动电路的供电输入端，所述第一原边绕组的同名端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一副边绕组的异名端分别与所述第一开关管的第一端和所述单向导通元件的第一端连接，所述第一开关管的控制端分别与所述第一电阻的第二端和所述检测电路的第一开关控制端连接，所述单向导通元件的第二端分别与所述第一电容的第一端和所述功率电路的启动端连接，所述第一电容的第二端与所述第一开关管的第二端均接地；其中，所述单向导通元件在自身第一端电压大于第二端电压时导通；所述第一开关管为高电平导通、低电平截止的开关管；

所述检测电路具体用于在检测到所述功率电路的输出电压达到预设电压时，控制所述第一开关管断开，以控制所述启动电路停止升压操作。

优选地，所述启动电路还包括第一稳压管；其中：

所述第一稳压管的阴极分别与所述单向导通元件的第二端、所述第一电容的第一端及所述功率电路的启动端连接，所述第一稳压管的阳极接地。

优选地，所述单向导通元件包括带有体二极管的第二开关管和第二电阻；其中：

所述体二极管的阳极与所述第二开关管的第一端连接且公共端作为所述单向导通元件的第一端，所述体二极管的阴极分别与所述第二开关管的第二端和所述第二电阻的第一端连接且公共端作为所述单向导通元件的第二端，所述第二开关管的控制端分别与所述第二电阻的第二端和所述检测电路的第二开关控制端连接；

所述检测电路还用于在检测到所述功率电路的输出电压达到预设电压时，控制所述第二开关管导通。

优选地，所述功率电路包括降压芯片、第三电阻、第四电阻、第二电容、第三电容、第四电容、包含第二原边绕组和第二副边绕组的第二反激变压器及二极管；其中：

所述降压芯片的使能端与所述降压芯片的电源端连接且公共端作为所述功率电路的启动端，所述降压芯片的接地端分别与所述第三电阻的第一端、所述第二电容的第一端及所述检测电路的第一检测端连接，所述降压芯片的上开关启动端与所述第三电容的第一端连接，所述第三电容的第二端分别与所述降压芯片的开关连接端和所述第二原边绕组的异名端连接，所述第二原边绕组的同名端分别与所述第四电阻的第一端、所述第二电容的第二端及所述检测电路的第二检测端连接且公共端接地，所述第三电阻的第二端分别与所述第四电阻的第二端和所述降压芯片的反馈端连接，所述第二副边绕组的同名端与所述二极管的阳极连接，所述二极管的阴极与所述第四电容的第一端连接且公共端作为所述功率电路的正供电输出端，所述第二副边绕组的异名端与所述第四电容的第二端连接且公共端作为所述功率电路的负供电输出端；其中，在所述降压芯片内，电源端和开关连接端之间设有上开关管，开关连接端和接地端之间设有下开关管；

所述降压芯片用于根据自身反馈端的电压信号调整内部开关管的占空比，以稳定所在功率电路的输出电压。

优选地，所述降压芯片为允许所述下开关管流过反向电流的同步降压芯片。

优选地，所述功率电路还包括第五电阻；其中：

所述第五电阻的第一端分别与所述降压芯片的接地端、所述第三电阻的第一端、所述第二电容的第一端及所述检测电路的第一检测端连接，所述第五电阻的第二端接地。

优选地，所述降压芯片为同步降压芯片。

优选地，所述检测电路包括第二稳压管、第六电阻及包含发光二极管、第一光敏三极管及第二光敏三极管的光耦元件；其中：

所述第二稳压管的阴极与所述第二光敏三极管的第一端连接且公共端作为所述检测电路的第二检测端，所述第二稳压管的阳极与所述第六电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端与所述发光二极管的阳极连接，所述发光二极管的阴极与所述第一光敏三极管的第一端连接且公共端作为所述检测电路的第一检测端，所述第一光敏三极管的第二端作为所述检测电路的第二开关控制端，所述第二光敏三极管的第二端作为所述检测电路的第一开关控制端；其中，所述第二开关管为低电平导通、高电平截止的开关管。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种电池供电方法，应用于上述任一种电池供电装置，包括：

将电压值等于预设低电压阈值的工作电压输入至所述启动电路，以利用所述启动电路将所述工作电压进行升压操作，待所述工作电压升压至所述功率电路的启动电压时，利用所述启动电压启动所述功率电路；

在所述功率电路启动后，利用所述功率电路对所述启动电路提供的电压进行功率转换操作，以输出稳定电压值供负载使用；

利用检测电路检测所述功率电路的输出电压，并在检测到所述输出电压达到预设电压时，控制所述启动电路停止升压操作。

本发明提供了一种电池供电装置，包括启动电路、功率电路及检测电路。本申请的启动电路输入的工作电压较低，可实现低电压启动；且本申请的功率电路的接地点与所在电池供电装置的实际接地点分开设置，且功率电路在工作时的接地点电压小于实际接地点电压，使得功率电路允许输入较低的电压，以实现功率电路在低工作电压下使用。因此，本申请的电池供电装置可应用于低工作电压的情况，从而扩大了电池供电装置的应用场景；而且，若电池供电装置被应用在一些需要长时间不间断工作的电池供电场景时，低工作电压使得电池的利用率较高，从而使得电池供电装置的持续工作时间较长，提升了电池供电装置的使用体验。

本发明还提供了一种电池供电方法，与上述电池供电装置具有相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种电池供电装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种电池供电装置的具体结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种电池供电装置及其供电方法，电池供电装置可应用于低工作电压的情况，从而扩大了电池供电装置的应用场景；而且，若电池供电装置被应用在一些需要长时间不间断工作的电池供电场景时，低工作电压使得电池的利用率较高，从而使得电池供电装置的持续工作时间较长，提升了电池供电装置的使用体验。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1，图1为本发明实施例提供的一种电池供电装置的结构示意图。

该电池供电装置包括：

启动电路1，用于在自身输入电压值等于预设低电压阈值的工作电压时，将工作电压进行升压操作，待工作电压升压至功率电路2的启动电压时，利用启动电压启动功率电路2；

功率电路2，功率电路2的接地点与所在电池供电装置的实际接地点分开设置，且功率电路2在工作时的接地点电压小于实际接地点电压，用于在自身启动后，利用启动电路1提供的电压进行功率转换操作，以输出稳定电压值供负载使用；

检测电路3，用于在检测到功率电路2的输出电压达到预设电压时，控制启动电路1停止升压操作。

具体地，本申请的电池供电装置包括启动电路1、功率电路2及检测电路3，其工作原理为：

启动电路1的供电输入端接入供电电池。启动电路1在自身输入由供电电池提供的工作电压时，将自身输入的工作电压进行升压操作，待工作电压升压至功率电路2的启动电压时，利用启动电压启动功率电路2。需要说明的是，启动电路1在输入较低的工作电压时便可进入工作状态，从而实现低电压启动。

功率电路2在自身启动后，利用启动电路1提供的电压进行功率转换操作，以输出稳定的电压值，供负载使用。需要说明的是，本申请将功率电路2的接地点与所在电池供电装置的实际接地点分开设置，且功率电路2在工作时的接地点电压小于所在电池供电装置的实际接地点电压（0V），即功率电路2在工作时的接地点电压为负值电压，则在功率电路2的负接地点的设置下，为功率电路2提供一较小的电压值，相当于在功率电路2的0V接地点的设置下（功率电路2的接地点与所在电池供电装置的实际接地点不分开设置），为功率电路2提供一较大的电压值。也就是说，在功率电路2的负接地点的设置下，功率电路2允许输入较低的电压，以实现功率电路2在低工作电压下使用。

检测电路3在功率电路2启动后，检测功率电路2的输出电压，并在检测到功率电路2的输出电压达到预设电压时，控制启动电路1停止升压操作。

可见，本申请的电池供电装置可应用于低工作电压的情况，从而扩大了电池供电装置的应用场景；而且，若电池供电装置被应用在一些需要长时间不间断工作的电池供电场景时，低工作电压使得电池的利用率较高，从而使得电池供电装置的持续工作时间较长，提升了电池供电装置的使用体验。

在上述实施例的基础上：

请参照图2，图2为本发明实施例提供的一种电池供电装置的具体结构示意图。

作为一种可选的实施例，启动电路1包括包含第一原边绕组Lp1和第一副边绕组Ls1的第一升压变压器T1、第一电阻R1、第一开关管Q1、单向导通元件及第一电容C1；其中：

第一原边绕组Lp1的异名端与第一副边绕组Ls1的同名端连接且公共端作为启动电路1的供电输入端，第一原边绕组Lp1的同名端与第一电阻R1的第一端连接，第一副边绕组Ls1的异名端分别与第一开关管Q1的第一端和单向导通元件的第一端连接，第一开关管Q1的控制端分别与第一电阻R1的第二端和检测电路3的第一开关控制端连接，单向导通元件的第二端分别与第一电容C1的第一端和功率电路2的启动端连接，第一电容C1的第二端与第一开关管Q1的第二端均接地；其中，单向导通元件在自身第一端电压大于第二端电压时导通；第一开关管Q1为高电平导通、低电平截止的开关管；

检测电路3具体用于在检测到功率电路2的输出电压达到预设电压时，控制第一开关管Q1断开，以控制启动电路1停止升压操作。

具体地，本申请的启动电路1包括第一升压变压器T1（第一原边绕组Lp1+第一副边绕组Ls1）、第一电阻R1、第一开关管Q1、单向导通元件及第一电容C1。以第一开关管Q1选用NPN型三极管（三极管的基极作为第一开关管Q1的控制端，三极管的集电极作为第一开关管Q1的第一端，三极管的发射极作为第一开关管Q1的第二端）为例，对启动电路1的工作原理进行说明：

启动电路1输入的工作电压可低至第一开关管Q1的基射极导通电压Vbe（因为第一开关管Q1的基射极导通电压Vbe存在误差，因此该电压约为0.7V）。当启动电路1输入工作电压V_IN（约为0.7V）时，第一开关管Q1开始逐渐导通，产生通过第一副边绕组Ls1与第一开关管Q1的电流，使第一升压变压器T1产生一个同名端略高的感应电动势（不高于V_IN），正向加在第一开关管Q1的基极，使第一开关管Q1快速导通，通过第一副边绕组Ls1与第一开关管Q1的电流也迅速上升，此过程将持续至第一开关管Q1饱和。

在第一开关管Q1接近饱和后，第一开关管Q1的集电极电流将不再上升或上升电流很小，因此第一升压变压器T1产生的感应电动势减弱，使得第一开关管Q1的基极电流减小，第一开关管Q1的集电极电流也将随之减小，此时第一升压变压器T1将会产生一个和刚才相反的感应电动势，使得第一开关管Q1加速关断，此过程将持续至第一开关管Q1完全关断，接着会进入下一个周期（第一开关管Q1导通→第一开关管Q1关断）。

通过第一开关管Q1周期性的开通和关断，对第一电容C1进行充电，在将第一电容C1充电至功率电路2的启动电压Vth后，功率电路2启动。需要说明的是，第一电阻R1需调节至合适的电阻值（通常在100K欧姆-1M欧姆），以使启动电路1稳定工作，同时满足节约电量的需求（因为当第一开关管Q1关断后，启动电路1输入的工作电压V_IN通过第一原边绕组Lp1和第一电阻R1接地，因此，第一电阻R1的阻值不能过小，否则该支路电流过大，会加快电池放电速度）。另外，本申请还可在启动电路1的供电输入端增设用于滤波的电容C5，以稳定启动电路1输入的工作电压。

基于此，检测电路3具体在检测到功率电路2的输出电压达到预设电压时，控制第一开关管Q1断开，以控制启动电路1停止升压操作。

作为一种可选的实施例，启动电路1还包括第一稳压管Z1；其中：

第一稳压管Z1的阴极分别与单向导通元件的第二端、第一电容C1的第一端及功率电路2的启动端连接，第一稳压管Z1的阳极接地。

进一步地，本申请的启动电路1还包括第一稳压管Z1，其工作原理为：

在功率电路2启动之后，在启动电路1被彻底关闭之前，第一电容C1仍会被不停地充电，此时，为了保证功率电路2的安全可靠性，在第一电容C1的两端并联第一稳压管Z1，且将第一稳压管Z1的钳位电压设计为略大于功率电路2的启动电压Vth，从而保证不会因为第一电容C1被充到过高电压而损坏功率电路2。而且，在第一升压变压器T1产生一个相反的感应电动势使第一开关管Q1加速关断时，该相反的感应电动势通过单向导通元件由第一稳压管Z1钳位。

作为一种可选的实施例，单向导通元件包括带有体二极管D1的第二开关管Q2和第二电阻R2；其中：

体二极管D1的阳极与第二开关管Q2的第一端连接且公共端作为单向导通元件的第一端，体二极管D1的阴极分别与第二开关管Q2的第二端和第二电阻R2的第一端连接且公共端作为单向导通元件的第二端，第二开关管Q2的控制端分别与第二电阻R2的第二端和检测电路3的第二开关控制端连接；

检测电路3还用于在检测到功率电路2的输出电压达到预设电压时，控制第二开关管Q2导通。

具体地，本申请的单向导通元件包括第二开关管Q2（带有体二极管D1）和第二电阻R2，其工作原理为：

单向导通元件可直接选用二极管，二极管的阳极作为单向导通元件的第一端，二极管的阴极作为单向导通元件的第二端。在启动电路1停止升压操作后，启动电路1输入的工作电压一直通过单向导通元件流向功率电路2，但是，二极管在导通时存在一定的导通压降，导致提供给功率电路2的电压有所降低。

基于此，本申请的单向导通元件不再只选用一个二极管，而是选用带有体二极管D1的第二开关管Q2和第二电阻R2代替一个二极管（在第二开关管Q2断开时，仅使用第二开关管Q2内的体二极管D1），检测电路3在控制启动电路1停止升压操作时，控制第二开关管Q2导通，使得电流不再流经第二开关管Q2内的体二极管D1，以此来降低导通压降，此情况下启动电路1输入的工作电压V_IN直接作为功率电路2的输入电压。

作为一种可选的实施例，功率电路2包括降压芯片U1、第三电阻R3、第四电阻R4、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、包含第二原边绕组Lp2和第二副边绕组Ls2的第二反激变压器T2及二极管D2（还可包括用于滤波的电容C6）；其中：

降压芯片U1的使能端（EN）与降压芯片U1的电源端（VCC）连接且公共端作为功率电路2的启动端，降压芯片U1的接地端（GND）分别与第三电阻R3的第一端、第二电容C2的第一端及检测电路3的第一检测端连接，降压芯片U1的上开关启动端（BOOT）与第三电容C3的第一端连接，第三电容C3的第二端分别与降压芯片U1的开关连接端（SW）和第二原边绕组Lp2的异名端连接，第二原边绕组Lp2的同名端分别与第四电阻R4的第一端、第二电容C2的第二端及检测电路3的第二检测端连接且公共端接地，第三电阻R3的第二端分别与第四电阻R4的第二端和降压芯片U1的反馈端（FB）连接，第二副边绕组Ls2的同名端与二极管D2的阳极连接，二极管D2的阴极与第四电容C4的第一端连接且公共端作为功率电路2的正供电输出端，第二副边绕组Ls2的异名端与第四电容C4的第二端连接且公共端作为功率电路2的负供电输出端；其中，在降压芯片U1内，电源端和开关连接端之间设有上开关管，开关连接端和接地端之间设有下开关管；

降压芯片U1用于根据自身反馈端的电压信号调整内部开关管的占空比，以稳定所在功率电路2的输出电压。

具体地，本申请通过对电路的巧妙设计，使得基于降压芯片U1构成的降压电路可实现升降压电路的功能，具体如下：

1）将电池供电装置的实际接地点和降压芯片U1的接地点分开设置，如2图所示，电池供电装置的实际接地点为B点，降压芯片U1的接地点为A点（在降压芯片U1未工作之前，A点电位与B点电位相等）。降压芯片U1在启动后会迅速建立稳态电路，从电路结构可以看出，V_B-V_A=V_C2（V_B：B点电压，V_A：A点电压，V_C2：第二电容C2两端的电压），即电池供电装置的实际接地点电压高于降压芯片U1的接地点电压，而由于电池供电装置的实际接地点电压V_B为0V，因此，此时A点为负电压，即V_A=-V_C2。

2）在启动电路1停止工作时，第二开关管Q2导通，第一副边绕组Ls1以导线的形式经第二开关管Q2直连降压芯片U1的电源端（VCC），此时VCC引脚的供电电压为V_IN-V_A（即V_IN+V_C2）。

3）若此时V_IN-V_A>Vth且V_IN大于降压芯片U1做降压电路时（即以A点为整个电源实质上的接地点时）的输入输出最小压差Vdrop（Vdrop为降压芯片U1自身决定的参数，Vdrop与降压芯片U1的最大工作占空比成反比，与降压芯片U1的上开关管的工作压降成正比），则系统会保持稳定工作；当V_IN小于Vdrop时，|V_A|（A点电压的绝对值）会降低，则V_IN-V_A也会降低，由于Vdrop的存在，|V_A|会继续降低，正反馈使得电源因供电电压不足而不再工作。因此，该降压芯片U1的输入输出最小压差Vdrop应小于第一开关管Q1的基射极电压Vbe，使得电源不至于出现启动与关断的死循环，故该电源的启动电压低至第一开关管Q1的最小基射极导通电压Vbe（约为0.7V），启动后最小工作电压低至降压芯片U1的最小输入输出压差Vdrop（低至小于0.7V），即形成一种低工作电压的稳压电源。

基于此，本申请的功率电路2用反激变压器将升降压电路中的电感替换掉，并在次级电路中加上二极管与电容进行整流滤波，构成了以降压芯片U1为基础的隔离稳压电源，其稳压原理为：当降压芯片U1的上开关管导通时，在第二副边绕组Ls2产生感应电动势，二极管D2反向截止，以阻止感应电流。当降压芯片U1的上开关管关闭、下开关管导通时，第二反激变压器T2储存的能量会产生续流电流，在第二原边绕组Lp2上由同名端流出的电流逐渐减小，故在第二副边绕组Ls2产生由同名端流出的电流，电流大小遵循安匝比守恒，即Ip2*Np2=Is2*Ns2（Ip2：第二原边绕组Lp2上的电流，Np2：第二原边绕组Lp2的线圈匝数，Is2：第二副边绕组Ls2上的电流，Ns2：第二副边绕组Ls2的线圈匝数），产生的反向感应电动势即第二原边绕组Lp2两端的电压被钳位在|Va|。在降压芯片U1正常工作时，A点电压为一个固定值，若A点电压发生变化，降压芯片U1的FB引脚感应到此变化后，通过调节内部开关管的占空比来保证A点电压不变，则功率电路2的输出电压会稳定在|Va|*Ns2/Np2。需要说明的是，功率电路2的输出不可空载。

作为一种可选的实施例，降压芯片U1为允许下开关管流过反向电流的同步降压芯片。

具体地，本申请的降压芯片U1为同步降压芯片。反向感应电动势被第二原边绕组Lp2钳位在|Va|的条件是：上开关管关断时下开关管连续导通，而目前大部分同步降压芯片的下开关管都是不允许反向电流流过的，所以可采用如下解决方式实现隔离稳压：选用允许下开关管流过反向电流的同步降压芯片，在该同步降压芯片的轻载FCCM（强制连续导通模式）模式中，下开关管允许反向电流流过。

作为一种可选的实施例，功率电路2还包括第五电阻R5；其中：

第五电阻R5的第一端分别与降压芯片U1的接地端、第三电阻R3的第一端、第二电容C2的第一端及检测电路3的第一检测端连接，第五电阻R5的第二端接地。

进一步地，除了选用允许下开关管流过反向电流的同步降压芯片之外，也可采用如下解决方式实现隔离稳压：在A、B点增设第五电阻R5，第五电阻R5可使第二原边绕组Lp2的电流增大，使电流不会到0，从而使降压芯片U1工作在连续模式下。

作为一种可选的实施例，在功率电路2设置第五电阻R5的情况下，降压芯片U1为同步降压芯片。

具体地，在A、B点增设第五电阻R5的情况下，降压芯片U1可选用同步降压芯片，也可不选用同步降压芯片，本申请在此不做特别的限定。

作为一种可选的实施例，检测电路3包括第二稳压管Z2、第六电阻R6及包含发光二极管D3、第一光敏三极管Q11及第二光敏三极管Q12的光耦元件U2；其中：

第二稳压管Z2的阴极与第二光敏三极管Q12的第一端连接且公共端作为检测电路3的第二检测端，第二稳压管Z2的阳极与第六电阻R6的第一端连接，第六电阻R6的第二端与发光二极管D3的阳极连接，发光二极管D3的阴极与第一光敏三极管Q11的第一端连接且公共端作为检测电路3的第一检测端，第一光敏三极管Q11的第二端作为检测电路3的第二开关控制端，第二光敏三极管Q12的第二端作为检测电路3的第一开关控制端；其中，第二开关管Q2为低电平导通、高电平截止的开关管。

具体地，本申请的检测电路3包括第二稳压管Z2、第六电阻R6及光耦元件U2，光耦元件U2包括发光二极管D3、第一光敏三极管Q11及第二光敏三极管Q12，其工作原理为：

第二稳压管Z2和第六电阻R6用来判断降压芯片U1构成的稳态电路的输出电压是否达到预设电压，并对光耦元件U2进行限流。当稳态电路的输出电压达到预设电压时，第二稳压管Z2导通，光耦元件U2的发光二极管D3导通发光，第一光敏三极管Q11及第二光敏三极管Q12均导通，即由高阻态变成低阻态，控制第一开关管Q1关断，并控制第二开关管Q2（可选用PMOS管）导通，启动电路1停止工作。

更具体地，关于第二稳压管Z2的参数设计如下：

由于当启动电路1关闭的瞬间，启动电路1输入的工作电压V_IN与降压芯片U1的VCC引脚类似一个直通的连接，此时，VCC=V_IN-Vpre（Vpre为启动电路1关闭瞬间A点的电压值），因此，只需要保证启动电路1关闭时，V_IN-Vpre >Vth即可（否则降压芯片U1会自动关断）。因此，需要选取合适的V_Z2（第二稳压管Z2的电压），使得当第二稳压管Z2导通后，VIN- Vpre >Vth即可。而第二稳压管Z2导通后的电流流向为：B点→第二稳压管Z2→第六电阻R6→发光二极管D3→A点，由于B点为电源的实际接地点（0V），因此，Vpre≈－(V_Z2+Vd)，Vd为发光二极管D3的导通压降（0.7V），故V_IN+ V_Z2+ 0.7V>Vth，V_Z2> Vth-V_IN-0.7V；由上述分析可知，需将V_Z2设计为大于Vth-V_IN-0.7V。

本申请还提供了一种电池供电方法，应用于上述任一种电池供电装置，包括：

将电压值等于预设低电压阈值的工作电压输入至启动电路，以利用启动电路将工作电压进行升压操作，待工作电压升压至功率电路的启动电压时，利用启动电压启动功率电路；

在功率电路启动后，利用功率电路对启动电路提供的电压进行功率转换操作，以输出稳定电压值供负载使用；

利用检测电路检测功率电路的输出电压，并在检测到输出电压达到预设电压时，控制启动电路停止升压操作。

本申请提供的电池供电方法的介绍请参考上述电池供电装置的实施例，本申请在此不再赘述。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种电池供电装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的电池供电装置，其特征在于，所述启动电路包括包含第一原边绕组和第一副边绕组的第一升压变压器、第一电阻、第一开关管、单向导通元件及第一电容；其中：

3.如权利要求2所述的电池供电装置，其特征在于，所述启动电路还包括第一稳压管；其中：

4.如权利要求2所述的电池供电装置，其特征在于，所述单向导通元件包括带有体二极管的第二开关管和第二电阻；其中：

5.如权利要求4所述的电池供电装置，其特征在于，所述功率电路包括降压芯片、第三电阻、第四电阻、第二电容、第三电容、第四电容、包含第二原边绕组和第二副边绕组的第二反激变压器及二极管；其中：

6.如权利要求5所述的电池供电装置，其特征在于，所述降压芯片为允许所述下开关管流过反向电流的同步降压芯片。

7.如权利要求5所述的电池供电装置，其特征在于，所述功率电路还包括第五电阻；其中：

8.如权利要求7所述的电池供电装置，其特征在于，所述降压芯片为同步降压芯片。

9.如权利要求5-8任一项所述的电池供电装置，其特征在于，所述检测电路包括第二稳压管、第六电阻及包含发光二极管、第一光敏三极管及第二光敏三极管的光耦元件；其中：

10.一种电池供电方法，其特征在于，应用于如权利要求1-9任一项所述的电池供电装置，包括：