CN114726025A - 电池充电保护电路及充电耳机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池充电保护电路及充电耳机。电池充电保护电路包括：充电控制模块、第一隔离模块、第二隔离模块和第三隔离模块，充电控制模块用于在接通外部电源的情况下对电池进行充电并输出充电信号；第一隔离模块用于获取充电信号并据其隔离电池与用电负荷；第二隔离模块用于获取充电信号并据其输出导通信号；第三隔离模块用于获取导通信号并据其接通充电控制模块与用电负荷。通过第一隔离模块在电池充电时隔离电池与用电负荷，提高电池使用寿命和安全性；通过第二隔离模块和第三隔离模块在电池充电时接通充电控制模块与用电负荷，使外部电源给用电负荷供电，保证耳机可以在充电时正常使用。

Description

电池充电保护电路及充电耳机

技术领域

本申请涉及电池充电技术领域，尤其是涉及一种电池充电保护电路及充电耳机。

背景技术

相关技术中，耳机电池的正极通常直接连接用电负荷。当一边充电一边使用耳机时，就会出现电池一边充电一边放电的情况，即出现电池反复充电的问题。这会导致电池寿命变短，甚至可能引起电池爆炸。为了安全，部分充电耳机设计成充电时不能工作，但这不便于用户使用，影响用户体验。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种电池充电保护电路，通过隔离模块在电池充电时使电池与用电负荷之间断开，并使外部电源给用电负荷供电，从而在保护电池的同时不影响用电负荷正常工作。

根据本申请的第一方面实施例的电池充电保护电路，包括：充电控制模块，所述充电控制模块用于在接通外部电源的情况下对电池进行充电，并输出充电信号；第一隔离模块，所述第一隔离模块连接所述充电控制模块并用于连接所述电池，所述第一隔离模块还用于获取所述充电信号，并根据所述充电信号隔离所述电池与用电负荷；第二隔离模块，所述第二隔离模块连接所述充电控制模块，所述第二隔离模块用于获取所述充电信号，并根据所述充电信号输出导通信号；第三隔离模块，所述第三隔离模块分别连接所述充电控制模块和所述第二隔离模块，所述第三隔离模块用于获取所述导通信号，并根据所述导通信号接通所述充电控制模块与所述用电负荷。

根据本申请实施例的电池充电保护电路，至少具有如下有益效果：通过第一隔离模块在电池充电时隔离电池与用电负荷，避免电池边充电边放电，提高电池使用寿命和安全性；通过第二隔离模块和第三隔离模块在电池充电时接通充电控制模块与用电负荷，使外部电源给用电负荷供电，使得用电负荷可以正常工作。

根据本申请的一些实施例，还包括：稳压模块，所述稳压模块分别连接所述充电控制模块和所述第三隔离模块，所述稳压模块用于获取所述充电信号，并根据所述充电信号对所述用电负荷供电；所述第三隔离模块还用于根据所述导通信号接通所述稳压模块与所述用电负荷。

根据本申请的一些实施例，所述第一隔离模块还用于在未获取到所述充电信号的情况下接通所述电池与所述用电负荷。

根据本申请的一些实施例，所述第一隔离模块还用于在未获取到所述充电信号的情况下输出截止信号；所述第三隔离模块连接所述第一隔离模块，所述第三隔离模块还用于获取所述截止信号，并根据所述截止信号隔离所述稳压模块与所述用电负荷。

根据本申请的一些实施例，所述充电控制模块包括充电控制芯片，所述充电控制芯片分别连接所述电池、所述第一隔离模块、所述稳压模块和所述第二隔离模块。

根据本申请的一些实施例，所述第一隔离模块包括第一场效应管、瞬态抑制二极管、第一电容、第一电阻和第二电阻；所述第一场效应管的漏极用于连接所述电池，所述瞬态抑制二极管的一端连接所述第一场效应管的漏极，所述瞬态抑制二极管的另一端接地，所述第一电容的一端连接所述第一场效应管的漏极，所述第一电容的另一端接地，所述第一电阻的一端连接所述第一场效应管的栅极，所述第一电阻的另一端接地，所述第二电阻的一端连接所述第一场效应管的栅极，所述第二电阻的另一端连接所述充电控制芯片，所述第一场效应管的源极用于连接所述用电负荷。

根据本申请的一些实施例，所述第二隔离模块包括第二场效应管、第三电阻、第四电阻和第五电阻；所述第二场效应管的源极接地，所述第三电阻的一端连接所述第二场效应管的栅极，所述第三电阻的另一端接地，所述第四电阻的一端连接所述场效应管的栅极，所述第四电阻的另一端连接所述充电控制芯片，所述第五电阻的一端连接所述场效应管的漏极，所述第五电阻的另一端连接所述第三隔离模块。

根据本申请的一些实施例，所述第三隔离模块包括第三场效应管和第六电阻，所述第三场效应管的源极连接所述第一隔离模块和所述用电负荷，所述第三场效应管的栅极连接所述第二隔离模块，所述第三场效应管的漏极连接所述稳压模块，所述第六电阻的一端连接所述第三场效应管的源极，所述第六电阻的另一端连接所述第三场效应管的栅极。

根据本申请的一些实施例，所述稳压模块包括稳压器、二极管、第二电容、第三电容、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻和第十一电阻，所述稳压器包括输入端、接地端、使能端、设置端和输出端；所述二极管的正极连接所述充电控制芯片，所述二极管的负极连接所述输入端，所述接地端接地，所述第二电容的一端连接所述输入端，所述第二电容的另一端接地，所述第三电容的一端连接所述输出端，所述第三电容的另一端接地，所述第七电阻的一端连接所述输出端，所述第七电阻的另一端连接所述第八电阻的一端和所述设置端，所述第八电阻的另一端接地，所述第九电阻的一端连接所述输入端，所述第九电阻的另一端连接所述第十电阻的一端和所述使能端，所述第十电阻的另一端接地，所述第十一电阻的一端连接所述输入端，所述第十一电阻的另一端连接所述输出端。

根据本申请的第二方面实施例的充电耳机，包括上述第一方面实施例的电池充电保护电路。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本申请做进一步的说明，其中：

图1为本申请电池充电保护电路一种实施例的模块图；

图2为本申请电池充电保护电路另一种实施例的模块图；

图3为本申请充电控制模块一种实施例的电路图；

图4为图2所示电池充电保护电路一种实施例的电路图。

附图标记：

充电控制模块100、第一隔离模块200、第二隔离模块300、第三隔离模块400、稳压模块500。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。

本申请实施例的电池充电保护电路可应用于充电耳机。在现有的锂电池电路方案中，耳机电池的正极通常直接连接用电负荷。当一边充电一边使用耳机时，就会出现电池一边充电一边放电的情况，即出现电池反复充电的问题。这会导致电池寿命变短，甚至可能引起电池爆炸，存在一定的安全隐患。部分厂商为了安全考虑，将耳机设计成充电时不能工作，但这会造成用户使用不便，影响用户体验。

基于此，本申请提出一种电池充电保护电路及充电耳机，通过隔离模块在电池充电时使电池与用电负荷之间断开，并使外部电源给用电负荷供电，从而在保护电池的同时不影响用电负荷正常工作。

一些实施例，参照图1，电池充电保护电路，包括：充电控制模块100、第一隔离模块200、第二隔离模块300和第三隔离模块400，充电控制模块100用于在接通外部电源的情况下对电池进行充电，并输出充电信号；第一隔离模块200连接充电控制模块100并用于连接电池，第一隔离模块200还用于获取充电信号，并根据充电信号隔离电池与用电负荷；第二隔离模块300连接充电控制模块100，第二隔离模块300用于获取充电信号，并根据充电信号输出导通信号；第三隔离模块400分别连接充电控制模块100和第二隔离模块300，第三隔离模块400用于获取导通信号，并根据导通信号接通充电控制模块100与用电负荷。

需要说明的是，在本申请实施例中，外部电源是指市电，接通外部电源是指通过电源适配器等装置连接市电，因此外部电源输入电压是指市电经过调节后的电压，通常为5V。用电负荷是指除了电池充电保护电路之外耳机的其他部分电路。

本申请实施例的充电控制模块100包括电源输入端和电池连接端，充电控制模块100的电源输入端用于连接外部电源，其电池连接端连接电池。外部电源接通后，充电控制模块100按照预定的充电模式给电池充电。充电信号即为充电控制模块100电源输入端的高低电平信号，接通外部电源时为高电平信号，未接通外部电源时为低电平信号，因此充电信号也相当于从外部电源输入的电压信号。第一隔离模块200连接充电控制模块100的电源输入端，并分别连接电池和用电负荷。接通外部电源时，充电控制模块100的电源输入端为高电平，第一隔离模块200获取到充电信号并隔离电池和用电负荷，使电池与用电负荷之间电性断开。

第二隔离模块300连接充电控制模块100的电源输入端，接通外部电源时，其输出导通信号。

第三控制模块分别连接第二隔离模块300、用电负荷以及充电控制模块100的电源输入端。外部电源接通时，第三隔离模块400根据第二隔离模块300输出的导通信号使用电负荷与充电控制模块100的电源输入端接通，即相当于用电负荷与外部电源电性导通，外部电源给用电负荷供电。如此便可在隔离电池以对其进行保护的同时不影响耳机其他部分电路的正常工作，保证耳机可以在充电时正常使用。

本申请实施例的电池充电保护电路至少具有如下有益效果：通过第一隔离模块200在电池充电时隔离电池与用电负荷，从而避免电池边充电边放电，提高电池使用寿命和安全性；通过第二隔离模块300和第三隔离模块400在电池充电时接通充电控制模块100与用电负荷，使外部电源给用电负荷供电，保证耳机可以在充电时正常使用。

一些实施例，参照图2，还包括：稳压模块500，稳压模块500分别连接充电控制模块100和第三隔离模块400，稳压模块500用于获取充电信号，并根据充电信号对用电负荷供电；第三隔离模块400还用于根据导通信号接通稳压模块500与用电负荷。稳压模块500是对输入电压进行电压调节并输出稳定电压的模块。不同的用电负荷电路所需要的工作电压不同，外部电源输入电压可能超过用电负荷的工作电压。而外部电源输入电压为电源适配器调节后的市电电压，具有一定的统一标准，不易更改。因此在第三隔离模块400与充电控制模块100的电源输入端之间设置稳压模块500，以进一步调节外部电源输入电压满足用电负荷的工作需要。

一些实施例，第一隔离模块200还用于在未获取到充电信号的情况下接通电池与用电负荷。可以理解的是，在未连接外部电源，电池未充电的情况下，需要电池给用电负荷供电，因此第一隔离模块200接通电池和用电负荷，电池和用电负荷之间导通。

一些实施例，第一隔离模块200还用于在未获取到充电信号的情况下输出截止信号；第三隔离模块400连接第一隔离模块200，第三隔离模块400还用于获取截止信号，并根据截止信号隔离稳压模块500与用电负荷。稳压模块500的电压输出端通过第三隔离模块400连接用电负荷，此连接端为与第一模块连接用电负荷的公共端。在未连接外部电源的情况下，第一隔离模块200接通电池和用电负荷，电池给用电负荷供电。若第三隔离模块400依然处于导通状态，即稳压模块500的电压输出端接通用电负荷，则可能出现电池电压通过稳压模块500的电压输出端倒灌入稳压模块500中的情况，导致稳压模块500的元件损坏。第一隔离模块200输出截止信号，使第三隔离模块400隔离稳压模块500和用电负荷，从而保护稳压模块500的元器件。

一些实施例，参照图3，充电控制模块100包括充电控制芯片U1，充电控制芯片U1分别连接电池、第一隔离模块200、稳压模块500和第二隔离模块300。示意性实施例，充电控制芯片U1可选用SY6974型号的充电管理芯片。如图3所示，充电控制芯片U1的24号引脚即为充电控制模块100的电源输入端(VBUS网络端)，充电控制模块100的13号引脚和14号引脚即为给电池充电的充电端(VBAT网络端)。

一些实施例，参照图4，第一隔离模块200包括第一场效应管Q1、瞬态抑制二极管D1、第一电容C1、第一电阻R1和第二电阻R2；第一场效应管Q1的漏极用于连接电池，瞬态抑制二极管D1的一端连接第一场效应管Q1的漏极，瞬态抑制二极管D1的另一端接地，第一电容C1的一端连接第一场效应管Q1的漏极，第一电容C1的另一端接地，第一电阻R1的一端连接第一场效应管Q1的栅极，第一电阻R1的另一端接地，第二电阻R2的一端连接第一场效应管Q1的栅极，第二电阻R2的另一端连接充电控制芯片U1，第一场效应管Q1的源极用于连接用电负荷。图4中VCC网络端即为连接用电负荷的端点。第一场效应管Q1为P沟道场效应管，其栅极为低电平时源极和漏极之间导通，其栅极为高电平时源极和漏极之间截止。接通外部电源给电池充电时，VBUS为5V(通常情况下)，第一场效应管Q1的栅极为高电平，第一场效应管Q1工作于截止状态，电池和用电负荷之间断开。未连接外部电源时，VBUS端为0V，第一场效应管Q1的栅极为低电平，其工作于导通状态，电池与用电负荷之间导通，此时电池给用电负荷供电。

一些实施例，参照图4，第二隔离模块300包括第二场效应管Q2、第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5；第二场效应管Q2的源极接地，第三电阻R3的一端连接第二场效应管Q2的栅极，第三电阻R3的另一端接地，第四电阻R4的一端连接场效应管的栅极，第四电阻R4的另一端连接充电控制芯片U1，第五电阻R5的一端连接场效应管的漏极，第五电阻R5的另一端连接第三隔离模块400。第二场效应管Q2为N沟道场效应管，其栅极为低电平时源极和漏极截止，其栅极为高电平时源极和漏极之间导通。接通外部电源给电池充电时，VBUS为5V，第二场效应管Q2的栅极为高电平，因此第二场效应管Q2工作于导通状态，其源极和漏极导通。因为第二场效应管Q2的源极接地，所以其漏极也相当于接地，即相当于输出了低电平信号，此信号即为导通信号。

一些实施例，参照图4，第三隔离模块400包括第三场效应管Q3和第六电阻R6，第三场效应管Q3的源极连接第一隔离模块200和用电负荷，第三场效应管Q3的栅极连接第二隔离模块300，第三场效应管Q3的漏极连接稳压模块500，第六电阻R6的一端连接第三场效应管Q3的源极，第六电阻R6的另一端连接第三场效应管Q3的栅极。第三场效应管Q3为P沟道场效应管，其栅极为低电平时源极和漏极之间导通，其栅极为高电平时源极和漏极之间截止。接通外部电源给电池充电时，第三场效应管Q3接收到来自第二场效应管Q2的导通信号，即第三场效应管Q3的栅极为第电平，第三场效应管Q3工作于导通状态，稳压模块500的电压输出端与用电负荷之间导通，外接电源电压经稳压模块500进一步调节后驱动用电负荷工作。第三场效应管Q3的栅极通过第六电阻R6连接第一场效应管Q1的源极。在未连接外部电源给电池充电时，第一场效应管Q1工作于导通状态，第二场效应管Q2工作于截止状态，即第一场效应管Q1视的源极和漏极之间视为导线，第二场效应管Q2的源极和漏极之间视为开路。

第三场效应管Q3的栅极经由第六电阻R6连接电池，其栅极处于高电平状态，第三场效应管Q3截止，避免电池电压从稳压模块500的电压输出端灌入稳压模块500。

一些实施例，参照图4，稳压模块500包括稳压器U2、二极管D2、第二电容C2、第三电容C3、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10和第十一电阻R11，稳压器U2包括输入端、接地端、使能端、设置端和输出端；二极管D2的正极连接充电控制芯片U1，二极管D2的负极连接输入端，接地端接地，第二电容C2的一端连接输入端，第二电容C2的另一端接地，第三电容C3的一端连接输出端，第三电容C3的另一端接地，第七电阻R7的一端连接输出端，第七电阻R7的另一端连接第八电阻R8的一端和设置端，第八电阻R8的另一端接地，第九电阻R9的一端连接输入端，第九电阻R9的另一端连接第十电阻R10的一端和使能端，第十电阻R10的另一端接地，第十一电阻R11的一端连接输入端，第十一电阻R11的另一端连接输出端。一个实施例，稳压器U2可选用CE6300型号的线性稳压器U2。如图4所示，稳压器U2的1号引脚为输入端，用于连接需要进行电压调节的外部输入电源；稳压器U2的2号引脚为接地端；稳压器U2的3号引脚为使能端，用于控制稳压器U2进入工作状态；稳压器U2的4号引脚为设置端，改变连接设置端的电阻的阻值可以改变稳压器U2的输出电压；稳压器U2的5号引脚为输出端，用于输出调节后的电源电压。

一些实施例，充电耳机包括上述任一实施例的电池充电保护电路。

本申请的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”或“示意性实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

上面结合附图对本申请实施例作了详细说明，但是本申请不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下做出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.电池充电保护电路，用于充电耳机，其特征在于，包括：

充电控制模块，所述充电控制模块用于在接通外部电源的情况下对电池进行充电，并输出充电信号；

第一隔离模块，所述第一隔离模块连接所述充电控制模块并用于连接所述电池，所述第一隔离模块还用于获取所述充电信号，并根据所述充电信号隔离所述电池与用电负荷；

第二隔离模块，所述第二隔离模块连接所述充电控制模块，所述第二隔离模块用于获取所述充电信号，并根据所述充电信号输出导通信号；

第三隔离模块，所述第三隔离模块分别连接所述充电控制模块和所述第二隔离模块，所述第三隔离模块用于获取所述导通信号，并根据所述导通信号接通所述充电控制模块与所述用电负荷。

2.根据权利要求1所述的电池充电保护电路，其特征在于，还包括：

稳压模块，所述稳压模块分别连接所述充电控制模块和所述第三隔离模块，所述稳压模块用于获取所述充电信号，并根据所述充电信号对所述用电负荷供电；

所述第三隔离模块还用于根据所述导通信号接通所述稳压模块与所述用电负荷。

3.根据权利要求1所述的电池充电保护电路，其特征在于，所述第一隔离模块还用于在未获取到所述充电信号的情况下接通所述电池与所述用电负荷。

4.根据权利要求2所述的电池充电保护电路，其特征在于，所述第一隔离模块还用于在未获取到所述充电信号的情况下输出截止信号；

所述第三隔离模块连接所述第一隔离模块，所述第三隔离模块还用于获取所述截止信号，并根据所述截止信号隔离所述稳压模块与所述用电负荷。

5.根据权利要求2所述的电池充电保护电路，其特征在于，所述充电控制模块包括充电控制芯片，所述充电控制芯片分别连接所述电池、所述第一隔离模块、所述稳压模块和所述第二隔离模块。

6.根据权利要求5所述的电池充电保护电路，其特征在于，所述第一隔离模块包括第一场效应管、瞬态抑制二极管、第一电容、第一电阻和第二电阻；

所述第一场效应管的漏极用于连接所述电池，所述瞬态抑制二极管的一端连接所述第一场效应管的漏极，所述瞬态抑制二极管的另一端接地，所述第一电容的一端连接所述第一场效应管的漏极，所述第一电容的另一端接地，所述第一电阻的一端连接所述第一场效应管的栅极，所述第一电阻的另一端接地，所述第二电阻的一端连接所述第一场效应管的栅极，所述第二电阻的另一端连接所述充电控制芯片，所述第一场效应管的源极用于连接所述用电负荷。

7.根据权利要求5所述的电池充电保护电路，其特征在于，所述第二隔离模块包括第二场效应管、第三电阻、第四电阻和第五电阻；

所述第二场效应管的源极接地，所述第三电阻的一端连接所述第二场效应管的栅极，所述第三电阻的另一端接地，所述第四电阻的一端连接所述场效应管的栅极，所述第四电阻的另一端连接所述充电控制芯片，所述第五电阻的一端连接所述场效应管的漏极，所述第五电阻的另一端连接所述第三隔离模块。

8.根据权利要求5所述的电池充电保护电路，其特征在于，所述第三隔离模块包括第三场效应管和第六电阻，所述第三场效应管的源极连接所述第一隔离模块和所述用电负荷，所述第三场效应管的栅极连接所述第二隔离模块，所述第三场效应管的漏极连接所述稳压模块，所述第六电阻的一端连接所述第三场效应管的源极，所述第六电阻的另一端连接所述第三场效应管的栅极。

9.根据权利要求5所述的电池充电保护电路，其特征在于，所述稳压模块包括稳压器、二极管、第二电容、第三电容、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻和第十一电阻，所述稳压器包括输入端、接地端、使能端、设置端和输出端；

所述二极管的正极连接所述充电控制芯片，所述二极管的负极连接所述输入端，所述接地端接地，所述第二电容的一端连接所述输入端，所述第二电容的另一端接地，所述第三电容的一端连接所述输出端，所述第三电容的另一端接地，所述第七电阻的一端连接所述输出端，所述第七电阻的另一端连接所述第八电阻的一端和所述设置端，所述第八电阻的另一端接地，所述第九电阻的一端连接所述输入端，所述第九电阻的另一端连接所述第十电阻的一端和所述使能端，所述第十电阻的另一端接地，所述第十一电阻的一端连接所述输入端，所述第十一电阻的另一端连接所述输出端。

10.充电耳机，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的电池充电保护电路。

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