CN115549258A - 充电电路、充电方法和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种充电电路、充电方法和电子设备，属于电子设备领域。该充电电路，包括第一充电模块、开关模块和检测模块，第一充电模块，第一端与外部充电设备连接，第二端分别与所述开关模块和电池连接；开关模块，设置在所述第一充电模块的第二端和终端电路系统的电压输入端之间；检测模块，分别与所述第一充电模块和所述开关模块连接，其中，在所述检测模块检测所述终端电路系统的输入电压重复低于第一预设电压阈值的情况下，控制所述开关模块断开所述第一充电单元向所述终端电路系统的充电。

Description

充电电路、充电方法和电子设备

技术领域

本申请属于电子设备领域，具体涉及一种充电电路、充电方法和电子设备。

背景技术

终端设备关机插入外部充电设备，例如充电器充电，终端电路系统会触发终端设备开机启动时序，并同时给终端设备的电池充电，当电池电压很低，电池过放或者低电量时，终端电路系统启动所需要的耗电几乎全部都由充电器提供。

在终端设备的充电电路和外部充电设备完成BC1.2类型识别之前，能提供的最大电流一般被限流在500mA，如果终端电路系统启动耗电超出此功率范围，会导致充电电路输出电压被瞬间拉低，触发终端设备的电源管理芯片的欠压锁定功能(UVLO)，终端设备的电源掉电，掉电后终端电路系统耗电降低为0，充电电路输出电压会回升再次触发终端电路系统启动流程。如此，最终表现为终端电路系统反复重启，不能正常开机。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种充电电路、充电方法和电子设备，能够解决电池低压时终端设备不能正常开机的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种充电电路，包括第一充电模块、开关模块和检测模块，

所述第一充电模块，第一端与外部充电设备连接，第二端分别与所述开关模块和电池连接；

所述开关模块，设置在所述第一充电模块的第二端和终端电路系统的电压输入端之间；

所述检测模块，分别与所述第一充电模块和所述开关模块连接，

其中，在所述检测模块检测所述终端电路系统的输入电压重复低于第一预设电压阈值的情况下，控制所述开关模块断开所述第一充电单元向所述终端电路系统的充电。

第二方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括根据上述第一方面所述的充电电路。

第三方面，本申请实施例提供了一种充电方法，应用于根据上述第一方面所述的充电电路，包括：

在所述开关模块导通的情况下，实时检测所述终端电路系统的输入电压VPH以及所述电池的电压；

检测所述终端电路系统的输入电压是否小于所述第一预设电压阈值；

对检测到所述输入电压小于所述第一预设电压阈值的次数进行计数；

在所述计数次数达到预设次数且检测到的所述电池的电压低于第一预设电压阈值的情况下，控制所述开关模块断开所述第一充电模块向所述终端电路系统的充电。

第四方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现根据上述第三方面所述的充电方法的步骤。

在本申请实施例中，通过上述结构的充电电路，可在电池低电量或过放等低压充电的情况下，在检测模块检测终端电路系统的输入电压重复低于第一预设电压阈值的情况下，控制开关模块断开第一充电模块向终端电路系统的充电，由此从硬件上避免了对低压电池充电时，终端设备电路系统反复重启不能开机的风险。

附图说明

图1是本申请第一实施例的充电电路的结构方框图。

图2是本申请第一实施例的充电电路的电路结构图。

图3是本申请实施例终端电路系统的输入电压变化波形图。

图4是本申请第二实施例的充电电路的电路结构图。

图5是本申请第二实施例的充电电路的电路结构图。

图6是本申请实施例的充电电路的工作原理流程图。

图7是本申请实施例的充电方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不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，以便本申请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，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的充电电路进行详细地说明。

本申请实施例的充电电路，包括第一充电模块、开关模块和和检测模块，所述第一充电模块，第一端与外部充电设备连接，第二端分别与所述开关模块和电池连接；所述开关模块，设置在所述第一充电模块的第二端和终端电路系统的电压输入端之间；所述检测模块，分别与所述第一充电模块和所述开关模块连接，其中，在所述检测模块检测所述终端电路系统的输入电压重复低于第一预设电压阈值的情况下，控制所述开关模块断开所述第一充电单元向所述终端电路系统的充电。

图1是本申请第一实施例的充电电路的结构方框图，如图1所示，充电电路100包括第一充电模块10、开关模块70和检测模块30。第一充电模块10一端连接外部充电设备40，另一端通过开关模块70与终端电路系统50连接，第一充电模块10的另一端还与电池60连接。由此，第一充电模块10可在接通外部充电设备40之后，直接向电池60充电，以及在开关模块70导通的情况下向终端电路系统50充电。

可选地，第一充电模块包括第一充电单元、第一开关和第一控制器，所述第一充电单元，第一端与所述外部充电设备连接，第二端分别与所述终端电路系统的电压输入端、所述第一开关的第一端和所述检测模块的第一端连接；所述第一开关，第二端与所述第一控制器的第一端连接，第三端与所述电池连接；所述第一控制器，第二端与所述检测模块的第二端连接。

第一充电模块10的电路结构可参考图2的实施例的充电电路的电路结构图，如图2所示，第一充电模块10包括第一充电单元12、第一开关Q4和第一控制器(图2的Q4控制器14)。

第一充电单元12可以为直流-直流(DC-DC)转换器，用于将外部充电设备输出的电压VBUS转换为电压VPH，以向终端电路系统50供电。第一开关Q4可以为开关晶体管，例如NMOS(N型金属氧化物半导体)晶体管等。

如图2所示，第一充电单元12的一端与外部充电设备连接40，接收外部充电设备输出的电压VBUS，第一充电单元12的另一端分别与终端电路系统50的电压输入端、第一开关Q4的源极和检测模块(图2的电压检测&计数单元32)连接。第一开关Q4的漏极与电池60连接，栅极与Q4控制器14的一端连接，Q4控制器14与电压检测&计数单元32连接。可选地，所述检测模块包括电压检测和计数单元，所述电压检测和计数单元，与所述终端电路系统的电压输入端连接，检测所述终端电路系统的输入电压是否小于所述第一预设电压阈值，并在检测所述输入电压小于所述第一预设电压阈值的情况下进行计数。

在图2实施例中，检测模块的电压检测和计数单元可由电压检测&计数单元32实现。

电压检测&计数单元32检测终端电路系统50的电压输入端的电压VPH，检测电压VPH是否小于第一预设电压阈值，即，使得终端电路系统50出现欠压锁定的电压，例如2.7V。并对出现电压VPH小于第一预设电压阈值的次数进行计数。

可选地，所述开关模块包括第三开关和控制器单元，所述第三开关，第一端与所述第一充电模块的第二端连接，第二端与所述终端电路系统的电压输入端连接，第三端与所述控制器单元的第一端连接；所述控制器单元，第二端与所述检测模块连接。

如图2所示，开关模块包括第三开关Q6和控制器单元(图2的Q6控制器74)，第三开关Q6的一端与第一充电单元12的一端连接，第三开关Q6的另一端与终端电路系统50的电压输入端连接。由此，第一充电单元12的另一端通过第三开关Q6与终端电路系统50的电压输入端连接。

第三开关Q6的第三端与Q6控制器74的一端连接，Q6控制器74的一端还与电压检测&计数单元32连接。

具体地，第一充电单元12的电压输出端与第三开关Q6的源极连接，第三开关Q6的漏极与终端电路系统50的电压输入端连接，第三开关Q6的栅极与Q6控制器74连接。

当遇到电池低压充电情况时，例如电压VBAT低于3V以下，外部充电设备插入，终端电路系统开始启动，如果启动耗电过大，导致第一充电单元12输出至终端电路系统50的电压VPH从3.4V被瞬间拉低到2.7V以下，如图3所示，触发电源管理芯片的欠压锁定功能，终端电路系统50电源掉电，掉电后终端电路系统50的耗电降低为0，电压VPH又会回升到3.4V，再次触发启动上述流程。这样最终表现为系统终端电路系统50反复重启，不能开机。

则在上述情况下，电压检测&计数单元32可以检测电压VPH是否从3.4V拉低到2.7V，且可以检测这种电压拉低的次数。在满足预设次数下，电压检测&计数单元32输出检测结果给Q6控制器74，从而Q6控制器74输出对应的控制信号给第三开关Q6，以控制第三开关Q6断开，由此可控制第三开关Q6断开第一充电单元12向终端电路系统50的充电。

这样，可以从硬件上断开电池和手机系统的供电连接，通过第一充电模块单独给电池补电，等电池电压充提升支持系统正常启动的时候，再连通手机系统给系统供电。

在本申请实施例中，预设次数设置为5～10次。

默认情况下第一开关Q4是常开的，电池电压VBAT和系统电压VPH连通。在第一开关Q4导通的情况下，第一充电单元12向电池60充电；在第一开关Q4断开的情况下，第一充电单元12停止向电池60充电。

在该实施例中，第一充电模块10与终端电路系统50之间通过开关模块70间接连接，由开关模块70断开第一充电模块10向终端电路系统50的充电。因此第一充电模块10在启动的情况下，可持续向终端电路系统50充电，在检测模块30检测外部充电设备40的输入电压重复低于第一预设电压阈值的情况下，控制开关模块70断开，以断开第一充电模块10向终端电路系统50的充电。

可选地，所述检测模块还包括：电压检测单元，第一端与所述电池连接，第二端与所述第一充电模块连接，其中，在所述电压检测单元检测所述电池的电压大于第二预设电压阈值情况下，控制所述开关模块导通所述第一充电模块向所述终端电路系统的充电。

如图2所示，检测模块还包括电压检测单元34，电压检测单元34的一端与电池60连接，电压检测单元34的另一端与第一充电模块的Q4控制器14连接。

电压检测单元34可用于检测所连接的电池60的电压，在电压检测单元34检测电池60的电压大于第二预设电压阈值情况下，控制开关模块导通，从而第一充电模块向终端电路系统50充电。

具体地，电压检测单元34在检测电池60的电压VBAT大于第二预设电压阈值情况下，向Q6控制器74输出检测结果。Q6控制器74根据检测结果对应向第三开关Q6发送控制信号，以控制第三开关Q6导通，由此第一充电单元12与终端电路系统50之间的充电通路导通，控制第一充电单元12恢复向终端电路系统充电。

在一个实施例中，可选地，充电电路还包括第二充电模块，所述第二充电模块包括第二充电单元、第二开关和第二控制器，所述第二充电单元，第一端与外部充电设备连接，第二端与所述第二开关的第一端连接，第三端与所述检测模块的第三端连接,所述第二充电单元用于向所述电池输出预设恒定电流；所述第二开关，第二端与所述第二控制器的第一端连接，第三端与所述电池连接；所述第二控制器，第二端与所述检测模块的第四端连接，其中，在所述检测模块检测所述终端电路系统的输入电压重复低于第一预设电压阈值的情况下，还控制所述第一充电模块断开向所述电池的充电以及控制所述第二充电模块输出所述预设恒定电流以向所述电池充电。

如图4所示，图4是本申请第二实施例的充电电路的电路结构图。与图1实施例不同的是，在图4的实施例中，在外部充电设备与电池60之间以及外部充电设备与检测模块30之间，还设置有第二充电模块20。

第二充电模块20的电路结构可参考图5的实施例的充电电路的电路结构图，如图5所示，第二充电模块20包括第二充电单元22、第二开关Q5和第二控制器(图5的Q5控制器24)。

第二充电单元22可以为恒流转换器，用于将外部充电设备40输出的电压VBUS转换为恒定的小电流，以向电池60供电。第二开关Q5可以为开关晶体管，例如NMOS(N型金属氧化物半导体)晶体管等。

预设恒定电流小于第一充电单元12向终端电路系统50的电压输入端输出的电流。

或者，第二充电单元22可以为恒压转换器，用于将外部充电设备40输出的电压VBUS转换为恒定的小电压，以向电池60供电。

可选地，第二充电单元22向电池60输出预设恒定电压，预设恒定电压小于第一充电单元12向终端电路系统50的电压输入端输出的电压。

由此，通过小电流向低压状态下的电池充电，可以提高电池充电的效率及提高电池的寿命。

如图5所示，第二充电单元22的一端与外部充电设备连接40，接收外部充电设备输出的电压VBUS，第二充电单元22的另一端分别与第二开关Q5的源极和检测模块的电压检测&计数单元32连接。第二开关Q5的漏极与电池60连接，栅极与Q5控制器24的一端连接，Q5控制器24分别与电压检测&计数单元32和电压检测单元34连接。

如上文所述，电压检测&计数单元32检测终端电路系统50的电压输入端的电压VPH是否小于第一预设电压阈值以及电压VPH小于第一预设电压阈值的次数。

在该实施例中，在满足预设次数下，电压检测&计数单元32输出检测结果给Q4控制器14，从而Q4控制器14输出对应的控制信号给第一开关Q4，以控制第一开关Q4断开，由此可控制第一充电单元12断开向电池60的充电。同时，电压检测&计数单元32还输出检测结果给Q5控制器24，从而Q5控制器24输出对应的控制信号给第二开关Q5，以控制第二开关Q5导通。在第二开关Q5导通的情况下，第二充电单元22向电池60输出预设恒定电流以向电池60充电。

可选地，在所述检测模块检测所述电池的电压大于第二预设电压阈值情况下，还控制所述第二充电模块停止向所述电池输出所述预设恒定电流。

在该实施例中，如图5所示，电压检测单元34的一端与电池60连接，用于检测电池60的电压VBAT，另一端分别与第一充电模块的Q4控制器14和第二充电模块的Q5控制器24连接。

电压检测单元34在检测电池60的电压VBAT大于第二预设电压阈值情况下，分别向Q4控制器14和Q5控制器24输出检测结果。Q4控制器14对应向第一开关Q4发送控制信号以控制第一开关Q4导通，由此控制第一充电模块向终端电路系统和电池充电；Q5控制器24对应向第二开关Q5发送控制信号以控制第二开关Q5断开，由此控制第二充电单元22停止向电池60输出所述预设恒定电流，即停止向电池60充电。

现在结合图6的流程图，对本申请实施例的充电电路的工作原理进行说明。

如图6所示，包括以下步骤：

步骤202，第一开关Q4默认常开，电池电压VBAT和系统电压VPH连通；

步骤204，当遇到低电充电情况时，充电器插入；

步骤206，系统触发启动流程，开始启动；

步骤208，耗电过大，出现欠压锁定UVLO，VBUS被拉低，返回步骤206，系统反复重启；

步骤210，对出现UVLO的次数进行记录；

步骤212，当UVLO次数达到预设次数n且读到VBAT低于电压阈值Vmin时(即电池仍处于低压时，电压阈值Vmin一般设置3V以下)，进入步骤214；

步骤214，关闭或断开第三开关Q6，断开DC-DC转换器与终端电路系统的供电的连接，DC-DC转换器只给电池充电，电池开始复用DC-DC转换器进行补电；

步骤216，当判断电池补电到预设电压a时，即电池已经具有足够电量支持终端电路系统启动耗电时，进入步骤218；

步骤218，打开或导通第三开关Q6，开启DC-DC转换器向终端电路系统充电；

步骤220，手机可以正常充电开机。

在本申请实施例的充电电路的基础上额外包括有第二充电电路的情况下，则当UVLO次数达到预设次数n且读到VBAT低于Vmin时，迅速执行操作关闭或断开DC-DC转换器的充电，关闭第一开关Q4，以切断DC-DC转换器充电、电池与终端电路系统供电的连接。并打开或导通第二充电单元，例如恒流源，打开第二开关Q5，以连通第二充电单元与电池的连接，电池开始独立从恒流源部分进行补电。

当判断电池补电到预设电压a时，即电池已经具有足够电量支持终端电路系统启动耗电时，关闭第二开关Q5，断开小恒流充电回路，开启DC-DC转换器大电流充电回路，打开第一开关Q4使电池和终端电路系统连接，手机可以正常充电开机。

在本申请实施例中，通过上述结构的充电电路，可在电池低电量或过放等低压充电的情况下，在检测模块检测终端电路系统的输入电压VPH重复低于第一预设电压阈值的情况下，通过开关模块控制第一充电模块断开向终端电路系统充电，由此从硬件上避免了对低压电池充电时，终端设备电路系统反复重启不能开机的风险。

可选地，本申请实施例还提供一种电子设备，包括根据上述任一实施例所述的充电电路，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

可选地，本申请实施例还提供一种充电方法，应用于根据上述任一实施例所述的充电电路，如图7所示，包括：

步骤402，在所述开关模块导通的情况下，实时检测所述终端电路系统的输入电压以及所述电池的电压；

步骤404，检测所述终端电路系统的输入电压是否小于所述第一预设电压阈值；

步骤406，对检测到所述输入电压小于所述第一预设电压阈值的次数进行计数；

步骤408，在所述计数次数达到预设次数且检测到的所述电池的电压低于第一预设电压阈值的情况下，控制所述开关模块断开所述第一充电单元向所述终端电路系统的充电。

可选地，控制所述开关模块断开所述第一充电单元向所述终端电路系统的充电之后，还包括：控制所述第一充电模块向所述电池充电。

可选地，还包括：在检测到所述电池的电压达到第二预设电压阈值的情况下，控制所述开关模块导通所述第一充电模块向所述终端电路系统的充电。

上述方法可以由本申请上述图1至图6实施例的充电电路的检测模块执行，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (11)

1.一种充电电路，其特征在于，包括第一充电模块、开关模块和检测模块，

所述第一充电模块，第一端与外部充电设备连接，第二端分别与所述开关模块和电池连接；

所述开关模块，设置在所述第一充电模块的第二端和终端电路系统的电压输入端之间；

所述检测模块，分别与所述第一充电模块和所述开关模块连接，

其中，在所述检测模块检测所述终端电路系统的输入电压重复低于第一预设电压阈值的情况下，控制所述开关模块断开所述第一充电单元向所述终端电路系统的充电。

2.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述第一充电模块包括第一充电单元、第一开关和第一控制器，

所述第一充电单元，第一端与所述外部充电设备连接，第二端分别与所述终端电路系统的电压输入端、所述第一开关的第一端和所述检测模块的第一端连接；

所述第一开关，第二端与所述第一控制器的第一端连接，第三端与所述电池连接；

所述第一控制器，第二端与所述检测模块的第二端连接。

3.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述开关模块包括第三开关和控制器单元，

所述第三开关，第一端与所述第一充电模块的第二端连接，第二端与所述终端电路系统的电压输入端连接，第三端与所述控制器单元的第一端连接；

所述控制器单元，第二端与所述检测模块连接。

4.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述检测模块包括电压检测和计数单元，

所述电压检测和计数单元，与所述终端电路系统的电压输入端连接，检测所述终端电路系统的输入电压是否小于所述第一预设电压阈值，并在检测所述输入电压小于所述第一预设电压阈值的情况下进行计数。

5.根据权利要求4所述的充电电路，其特征在于，所述检测模块还包括：

电压检测单元，第一端与所述电池连接，第二端与所述第一充电模块连接，

其中，在所述电压检测单元检测所述电池的电压大于第二预设电压阈值情况下，控制所述开关模块导通所述第一充电模块向所述终端电路系统和所述电池的充电。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的充电电路，其特征在于，还包括第二充电模块，所述第二充电模块包括第二充电单元、第二开关和第二控制器，

所述第二充电单元，第一端与外部充电设备连接，第二端与所述第二开关的第一端连接，第三端与所述检测模块的第三端连接,所述第二充电单元用于向所述电池输出预设恒定电流；

所述第二开关，第二端与所述第二控制器的第一端连接，第三端与所述电池连接；

所述第二控制器，第二端与所述检测模块的第四端连接，

其中，在所述检测模块检测所述终端电路系统的输入电压重复低于第一预设电压阈值的情况下，还控制所述第二充电模块输出所述预设恒定电流以向所述电池充电。

7.根据权利要求6所述的充电电路，其特征在于，在所述检测模块检测所述电池的电压大于第二预设电压阈值情况下，还控制所述第二充电模块停止向所述电池输出所述预设恒定电流。

8.一种电子设备，其特征在于，包括根据权利要求1至7中任一项所述的充电电路。

9.一种充电方法，其特征在于，应用于根据权利要求1至7中任一项所述的充电电路，包括：

在所述开关模块导通的情况下，实时检测所述终端电路系统的输入电压以及所述电池的电压；

检测所述终端电路系统的输入电压是否小于所述第一预设电压阈值；

对检测到所述输入电压小于所述第一预设电压阈值的次数进行计数；

在所述计数次数达到预设次数且检测到的所述电池的电压低于第一预设电压阈值的情况下，控制所述开关模块断开所述第一充电单元向所述终端电路系统的充电。

10.根据权利要求9所述的充电方法，其特征在于，控制所述开关模块断开所述第一充电单元向所述终端电路系统的充电之后，还包括：

控制所述第一充电模块向所述电池充电。

11.根据权利要求10所述的充电方法，其特征在于，还包括：

在检测到所述电池的电压达到第二预设电压阈值的情况下，控制所述开关模块导通所述第一充电模块向所述终端电路系统的充电。

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