CN117498504B - 电池充放电及供电电路、运行方法及智能终端后备电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种电池充放电及供电电路，包括控制器、电池、电池充电电路、电池放电及供电电路、电池唤醒驱动电路和电池插拔检测电路；电池充电电路和电池放电及供电电路与直流电源连接；控制器分别与电池、电池充电电路、电池放电及供电电路、电池唤醒驱动电路和电池插拔检测电路电性连接；电池充电电路分别与电池和电池插拔检测电路电性输入连接；电池唤醒驱动电路与电池电性输入连接，电池与电池放电及供电电路电性输入连接，电池放电及供电电路与电池插拔检测电路电性输入连接。本发明还公开一种电池充放电及供电电路的运行方法。本发明解决了现有电池充放电电路供电时间短，无法满足当前智能量测终端对后备电池的需求的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及电池电路技术领域，尤其涉及一种电池充放电及供电电路、运行方法及智能终端后备电池。
背景技术
智能量测终端作为专变或公变台区的智能化采集和控制设备终端，支持多采集对象、大容量存储、高性能计算，具备电能计量、数据采集、配变监测、用电管理等功能，其终端需具备在供电电源中断后，终端仍旧能保持不低于6分钟的运行时间，用于数据保存和通讯，同时，终端功耗最高可达15W，因此，在电源设计方面采用法拉电容加后备电池供电模式保持终端运行。智能终端备用电池模块需满足输出电压范围为5V±0.5V，最大输出电流不小于1.5A，容量不小于3.5Wh，电池循环寿命不低于500次循环的要求，具备充放电管理、异常警告、状态查询以及断电唤醒等功能，同时终端内部法拉电容耗电完成后能保持终端3分钟运行时间，因此，针对智能量测终端对电池的需求，需要一套行之有效的电池充放电及供电电路。
目前，终端产品上的后备电池不具有单独的电池模块，采用的电池一般为450mAh的后备电池，其充放电路只对充电进行控制，无法单独成系统，其功能单一，差异较大，供电时间短，采用此类电池构成的充放电电路无法满足当前量测智能型终端对后备电池的需求。申请号为202021891278 .X的专利文献中公开一种蓝牙智能电池控制电路，也无法满足当前智能量测终端的需求，因此，亟待提出一种电池充放电及供电电路、运行方法及智能终端后备电池，解决现有电池充放电电路供电时间短，无法满足当前智能量测终端对后备电池的需求的技术问题。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种电池充放电及供电电路、运行方法及智能终端后备电池，旨在解决现有电池充放电电路供电时间短，无法满足当前智能量测终端对后备电池的需求的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种电池充放电及供电电路，其中，所述电池充放电及供电电路包括控制器、电池、电池充电电路、电池放电及供电电路、电池唤醒驱动电路和电池插拔检测电路；
所述电池充电电路和电池放电及供电电路与直流电源连接；
所述控制器通过导线分别与电池、电池充电电路、电池放电及供电电路、电池唤醒驱动电路和电池插拔检测电路电性连接；所述电池充电电路通过导线分别与电池和电池插拔检测电路电性输入连接；所述电池唤醒驱动电路通过导线与电池电性输入连接，所述电池通过导线与电池放电及供电电路电性输入连接，所述电池放电及供电电路通过导线与电池插拔检测电路电性输入连接。
优选方案之一，所述电池充电电路包括DC-DC电源芯片D1；
所述DC-DC电源芯片D1的1号引脚与通过电容C20与6号引脚连接；
所述DC-DC电源芯片D1的3号引脚分别与电阻R6和电阻R7连接；
所述DC-DC电源芯片D1的4号引脚分别与电阻R4和电阻R5连接；
所述DC-DC电源芯片D1的5号引脚分别与电阻R4的另一端、电容C1、瞬变抑制器V2以及双二级管V1连接，所述双二级管V1的另一端与直流电源连接，所述瞬变抑制器V2、电阻R5、电容C1的另一端接地；
所述DC-DC电源芯片D1的6号引脚与电感L4连接，所述电感L4的另一端分别与电阻R6的另一端、瞬变抑制器V3、二极管V4和第一滤波电路连接，所述DC-DC电源芯片D1的2号引脚、电阻R7、第一滤波电路、瞬变抑制器V3的另一端接地；所述二极管V4的另一端与稳压器D9连接，所述稳压器的D9的另一端分别与充电控制电路、第一限流电路连接，所述第一限流电路的另一端与电池连接。
优选方案之一，所述充电控制电路包括开关管V6、三极管V5、电阻R1、电阻R2和电阻R3；所述三极管V5的基极与电阻R2连接，所述电阻R2的另一端分别与控制器、电阻R3连接；所述三极管V5的发射极、电阻R3的另一端接地；所述三极管V5的集电极分别与电阻R1和开关管V6的栅极连接，所述开关管V6的源极和漏极与第一限流电路连接。
优选方案之一，所述电池唤醒驱动电路包括按键唤醒电路；所述按键唤醒电路包括按键K1；所述按键K1的一端分别与电阻R17和电容C6连接，所述电阻R17的另一端分别与三极管V10的基极以及电阻R18连接，所述三极管V10的集电极分别与电阻R18的另一端以及电容C7连接，所述三极管V10的发射极分别与电阻R19和电阻R20连接，所述电阻R20的另一端与三极管V11的基极连接，所述三极管V11的集电极分别与电阻R22和电阻R23连接，所述电阻R23的另一端与MOS管开关管V13的栅极连接，所述电阻R22的另一端与开关管V13的源极连接，所述开关管V13的漏极分别与电池和电阻R24连接；所述按键K1、三极管V11的发射极、电容C6、电容C7、电阻R19、电阻R24的另一端接地。
优选方案之一，所述电池唤醒驱动电路包括控制唤醒电路；所述控制唤醒电路包括三极管V12，所述三极管V12的基极通过电阻R21与控制器连接；所述三极管V12集电极分别与电容C8、电阻R22、电阻R23连接，所述电阻R23的另一端与开关管V13的栅极连接，所述电阻R22的另一端与开关管V13的源极连接，所述开关管V13的漏极分别与电池和电阻R24连接；所述三极管V12的发射极、电容C8、电阻R24的另一端接地。
优选方案之一，所述电池放电及供电电路包括电池放电电路；所述电池放电电路包括开关管V8，所述开关管V8的栅极分别与电阻R13和三极管V9的集电极连接，所述三极管V9的基极分别与电阻R11和电阻R12连接，所述电阻R11的另一端与二极管V7连接，所述二极管V7的另一端与控制器连接；所述开关管V8的漏极分别与电阻R14、电阻R15和电阻R16连接；所述开关管V8的源极与电阻R13的另一端连接；所述三极管V9的发射极、电阻R12、电阻R14、电阻R15和电阻R16的另一端接地。
优选方案之一，所述电池放电及供电电路包括电池供电电路；所述电池供电电路包括电源芯片D26；
所述电源芯片D26的1号引脚与2号引脚连接；所述电源芯片D26的2号引脚分别与电容C9、电容C10、瞬变抑制管V15以及双二级管V14连接，所述双二级管V14的另一端分别与电池和直流电源连接；所述电源芯片D26的4号引脚分别与电阻R25、电容C11、电容C12以及电池插拔检测电路连接，所述电阻R25的另一端分别与电源芯片D26的5号引脚以及电阻R26连接；所述电源芯片D26的3、6号引脚、电容C9、电容C10、瞬变抑制管V15、电阻R26、电容C11、电容C12的另一端接地。
优选方案之一，所述电池插拔检测电路包括运放U1A和运放U1B；
所述运放U1A的1号引脚分别与控制器、电池充电电路和运放U1B的6号引脚连接；所述运放U1A的2号引脚分别与电容C13和电池放电及供电电路连接；所述运放U1A的3号引脚与双二级管V17的2号引脚连接；所述运放U1A的8号引脚分别与电容C16和电源端连接；所述运放U1A的4号引脚、电容C13的另一端接地；所述运放U1B的5号引脚分别与电阻R28、电阻R27和电容C14连接，所述电阻R28的另一端与电池放电及供电电路连接；所述运放U1B的7号引脚与双二级管V17的1号引脚连接；所述运放U1B的8号引脚分别与电容C19和电源端连接；所述运放U1B的4号引脚、电阻R27、电容C14以及电容C19的另一端接地；所述双二级管V17的3号引脚与电阻R29连接，所述电阻R29的另一端分别与电容C20和三极管V12的基极连接，所述三极管V12的集电极分别与控制器和电阻R30连接，所述三极管V12的发射极接地。
本发明提供一种电池充放电及供电电路的运行方法，其中，所述运行方法，包括以下步骤：
S1、获取电池插拔检测电路的插拔检测信号，判断电池插拔检测状态；
若插拔检测信号AD2为低电平，则电池处于拔出状态；
若插拔检测信号AD2为高电平，则电池处于插入状态；
S2、获取电池充电电路的充电电压，进行电池充电电路输入电状态判断；
若所述充电电压AD1小于第一阈值，则充电截止；反之，则充电发生；
S3、根据电池充电电路的充电信号，判断电池充电状态；
若充电信号CHARGE为高电平，则对电池进行恒流充电；
若充电信号CHARGE为低电平，则对电池进行涓流充电；
S4、根据电池唤醒驱动电路的唤醒信号和控制信号，以及电池放电电路的掉电信号，判断电池放电状态；
若唤醒信号KEY_ESC为低电平，则电池唤醒放电；
若控制信号KEEP_WORK为高电平，则电池唤醒放电；
若唤醒信号KEY_ESC为高电平，且控制信号KEEP_WORK为低电平，则电池停止放电；
若放电信号Discharge为低电平，则电池放电；
若放电信号Discharge为高电平，则电池停止放电；
S5、电池供电状态判断；
若市电未掉电，则采用市电进行供电；
若市电掉电且电池处于唤醒状态，则电池进行供电；
若市电掉电且电池处于未唤醒状态，则均不进行供电。
本发明提供一种智能终端后备电池，所述智能终端后备电池包括所述的一种电池充放电及供电电路。
本发明的上述技术方案中，该电池充放电及供电电路包括：控制器、电池、电池充电电路、电池放电及供电电路、电池唤醒驱动电路和电池插拔检测电路；所述电池充电电路和电池放电及供电电路与直流电源连接；所述控制器通过导线分别与电池、电池充电电路、电池放电及供电电路、电池唤醒驱动电路和电池插拔检测电路电性连接；所述电池充电电路通过导线分别与电池和电池插拔检测电路电性输入连接；所述电池唤醒驱动电路通过导线与电池电性输入连接，所述电池通过导线与电池放电及供电电路电性输入连接，所述电池放电及供电电路通过导线与电池插拔检测电路电性输入连接。本发明解决了现有电池充放电电路供电时间短，无法满足当前智能量测终端对后备电池的需求的技术问题，本发明电路适用范围广，功能稳定，运行可靠。
在本发明中，对电池设置两种唤醒模式，一种为在终端掉电后，同时终端内部法拉电容放电完后由控制器接收至掉电信号输出控制信号唤醒电池；另一种为终端不再运行，处于无电状态，通过按键长按3秒输出唤醒信号唤醒电池；电池唤醒驱动电路通过按键或控制器使能唤醒电池放电，使系统在无电状态启动，通过两种驱动方式可适应不同供电应用场景。
在本发明中，通过电池插拔检测电路对电池有无插拔在终端上进行检测并协助控制器对电池的充放电进行管理，降低了电池自身损耗。
在本发明中，充电及放电均收唤醒信号和电池插拔检测信号的节制，电池插拔检测电路所产生的电平通过控制采样使能信号，也即AD1，综合处理判断输入电池供电时市电还是终端法拉电容供电，以此实现对电池充放电和供电进行管理，避免电池在放电的同时进行充电，或充电的同时进行放电的情况。
在本发明中，控制器通过充电信号输出至电池充电电路，选择恒流或涓流的充电方式，且充电电流和放电电流均可通过限流电阻阻值进行调节，最大充电和放电均可支持350mA。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述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方式，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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明实施例电池充放电及供电电路的示意图；
图2为本发明实施例电池充电电路的示意图；
图3为本发明实施例电池唤醒驱动电路的示意图；
图4为本发明实施例电池放电及供电电路的示意图；
图5为本发明实施例电池插拔检测电路的示意图；
图6为本发明实施例控制器的示意图；
图7为本发明实施例一种电池充放电及供电电路的运行方法的第一示意图；
图8为本发明实施例一种电池充放电及供电电路的运行方法的第二示意图；
图9为本发明实施例一种电池充放电及供电电路的运行方法的第三示意图。
附图标号说明：
1、控制器；2、电池充电电路；3、电池放电电路；4、电池供电电路；5、电池唤醒驱动电路；6、电池插拔检测电路。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施方式，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
并且，本发明各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
参见图1-图6，本发明提供一种电池充放电及供电电路，其中，所述电电池充放电及供电电路包括控制器1、电池、电池充电电路2、电池放电及供电电路、电池唤醒驱动电路5和电池插拔检测电路6；
所述电池充电电路2和电池放电及供电电路与直流电源连接；
所述控制器1通过导线分别与电池、电池充电电路2、电池放电及供电电路、电池唤醒驱动电路5和电池插拔检测电路6电性连接；所述电池充电电路2通过导线分别与电池和电池插拔检测电路6电性输入连接；所述电池唤醒驱动电路5通过导线与电池电性输入连接，所述电池通过导线与电池放电及供电电路电性输入连接，所述电池放电及供电电路通过导线与电池插拔检测电路6电性输入连接。
具体地，在本实施例中，所述控制器1包括控制芯片H1；所述控制芯片H1的11、12号引脚与电池插拔检测电路6连接；所述控制芯片H1的18号引脚与电池唤醒驱动电路5连接；所述控制芯片H1的19号引脚与电池充电电路2连接；所述控制芯片H1的21号引脚与电池放电及供电电路连接；所述控制芯片H1的32、33号引脚与外部终端连接；所述控制器1外接电源和晶振，通过USB与终端通信，通过AD转换采样不同节点电压和电池工作温度，通过IO输出信号对电池的充放电进行管理。
具体地，在本实施例中，所述电池充电电路2用于将输入电压转换为设制的稳定的直流电压，并采用恒流或涓流的方式对电池进行充电；所述电池充电电路2可实现快速瞬态响应，并在输出从轻负载到重负载的变化时提供一个平滑的过渡，高效低功率，输入电压为4V-42V宽输入，使能电压需大于或等于1.8V；所述电池充电电路2包括DC-DC电源芯片D1；
所述DC-DC电源芯片D1的1号引脚与通过电容C20与6号引脚连接；
所述DC-DC电源芯片D1的3号引脚分别与电阻R6、电阻R7和电容CB1连接；所述电容CB1的另一端与电感L4连接；
所述DC-DC电源芯片D1的4号引脚分别与电阻R4和电阻R5连接；
所述DC-DC电源芯片D1的5号引脚分别与电阻R4的另一端、电容C1、电容C2、瞬变抑制器V2以及双二级管V1连接，所述双二级管V1的另一端与直流电源连接，所述瞬变抑制器V2、电阻R5、电容C1的另一端接地；
所述DC-DC电源芯片D1的6号引脚与电感L4连接，所述电感L4的另一端分别与电阻R6的另一端、瞬变抑制器V3、二极管V4和第一滤波电路连接，所述DC-DC电源芯片D1的2号引脚、电阻R7、第一滤波电路、瞬变抑制器V3的另一端接地；所述二极管V4的另一端与稳压器D9连接，所述稳压器的D9的另一端分别与充电控制电路、第一限流电路连接，所述第一限流电路的另一端与电池连接；所述第一滤波电路包括电容C3、电容C4和电容C5，所述电容C3、电容C4和电容C5的一端与电感L4连接，所述电容C3、电容C4和电容C5的另一端接地；所述第一限流电路包括电阻R8、电阻R9和电阻R10，所述电阻R8和电阻R9的一端与开关管V6的漏极连接，所述电阻R10的一端与稳压器D9的1号引脚连接，所述电阻R8、电阻R9和电阻R10的另一端与电池供电电路4连接；终端供电电压以及终端内部主系统供电电压通过双二极管V1输入，经过瞬变抑制管V2、滤波电容C1和C2输出至DC-DC电源芯片D1输入端，同时通过电阻R4和电阻R5组成的分压电路输入至DC-DC电源芯片D1的使能号引脚，且分压输出的充电电压AD1用于DC-DC电源芯片D1使能和控制器1对输入电压采样，电路中双二极管V1用于自适应选择输入电压，当终端未掉电时输入电压选择12V，当终端掉电由其内部法拉电容供电或电池供电时，选择5V作为输入电压，此时充电电压AD1若低于1.8V，DC-DC电源芯片D1停止工作，充电截止，充电电压AD1大于或等于1.8V，DC-DC电源芯片D1工作，充电发生；DC-DC电源芯片D1工作时，输入电压通过DC-DC变换输出，首先通过滤波电感L4及调压电阻R6和电阻R7调制输出电压；再通过第一滤波电路和瞬变抑制管V3进一步将电压稳定到VBAT=6.8V，最后通过二极管V4输入至低压差的稳压器D9输入端，同时稳压器D9输出稳定电压通过第一限流电路给电池进行充电。
具体地，在本实施例中，所述充电控制电路包括开关管V6、三极管V5、电阻R1、电阻
R2和电阻R3；所述三极管V5的基极与电阻R2连接，所述电阻R2的另一端分别与控制器1、电
阻R3连接；所述三极管V5的发射极、电阻R3的另一端接地；所述三极管V5的集电极分别与电
阻R1和开关管V6的栅极连接，所述开关管V6的源极和漏极与第一限流电路连接；充电信号
CHARGE通过充电控制电路对电池充电的快慢进行匹配；当充电信号CHARGE为低电平时，三
极管V5截止，开关管V6关断，以涓流的方式对电池进行充电，涓流电流，其中，为恒压电压，为三极管和开
关管V6的漏电流；当充电信号CHARGE为高电平时，三极管V5导通，开关管V6导通，以恒流的
方式对电池进行充电，恒流电流。
具体地，在本实施例中，所述电池唤醒驱动电路5针对终端不同供电应用场景设置两种模式，一种通过按键唤醒，一种通过控制器1使能唤醒，使系统在无电状态启动；所述电池唤醒驱动电路5包括按键唤醒电路；所述按键唤醒电路包括按键K1；所述按键K1的一端分别与电阻R17和电容C6连接，所述电阻R17的另一端分别与三极管V10的基极以及电阻R18连接，所述三极管V10的集电极分别与电阻R18的另一端以及电容C7连接，所述三极管V10的发射极分别与电阻R19和电阻R20连接，所述电阻R20的另一端与三极管V11的基极连接，所述三极管V11的集电极分别与电阻R22和电阻R23连接，所述电阻R23的另一端与MOS管开关管V13的栅极连接，所述电阻R22的另一端与开关管V13的源极连接，所述开关管V13的漏极分别与电池和电阻R24连接；所述按键K1、三极管V11的发射极、电容C6、电容C7、电阻R19、电阻R24的另一端接地；唤醒信号通过按键K1产生低电平信号经过滤波电容C6和限流电阻R17，将原通过滤波电容C7和上拉电阻R18拉高的电平拉低，从而使三极管V10导通，将唤醒信号传递至下一级电路。
具体地，在本实施例中，所述电池唤醒驱动电路5包括控制唤醒电路；所述控制唤醒电路包括三极管V12，所述三极管V12的基极通过电阻R21与控制器1连接；所述三极管V12集电极分别与电容C8、电阻R22、电阻R23连接，所述电阻R23的另一端与开关管V13的栅极连接，所述电阻R22的另一端与开关管V13的源极连接，所述开关管V13的漏极分别与电池和电阻R24连接；所述三极管V12的发射极、电容C8、电阻R24的另一端接地；所述控制唤醒电路用于对来自控制器1的电池唤醒信号进行处理，也即对控制信号KEEP_WORK进行处理，当控制信号KEEP_WORK为高电平时，控制器1通过控制唤醒电路对电池进行唤醒。
具体地，在本实施例中，所述电池放电及供电电路用于保护电池，在电压稳定的同时给予电池内部控制器1供电；所述电池放电及供电电路包括电池放电电路3；所述电池放电电路3包括开关管V8，所述开关管V8的栅极分别与电阻R13和三极管V9的集电极连接，所述三极管V9的基极分别与电阻R11和电阻R12连接，所述电阻R11的另一端与二极管V7连接，所述二极管V7的另一端与控制器1连接；所述开关管V8的漏极分别与电阻R14、电阻R15和电阻R16连接；所述开关管V8的源极与电阻R13的另一端连接；所述三极管V9的发射极、电阻R12、电阻R14、电阻R15和电阻R16的另一端接地；所述二极管V7的阳极连接控制器1IO口接入放电控制信号Discharge，当放电控制信号Discharge为低电平时，三极管V9导通，开关管V8打开，电池进行放电；当放电控制信号Discharge为高电平时，电池停止放电。
所述电池放电及供电电路包括电池供电电路4；所述电池供电电路4包括电源芯片D26；所述电源芯片D26的1号引脚与2号引脚连接；所述电源芯片D26的2号引脚分别与电容C9、电容C10、瞬变抑制管V15以及双二级管V14连接，所述双二级管V14的另一端分别与电池和直流电源连接；所述电源芯片D26的4号引脚分别与电阻R25、电容C11、电容C12以及电池插拔检测电路6连接，所述电阻R25的另一端分别与电源芯片D26的5号引脚以及电阻R26连接；所述电源芯片D26的3、6号引脚、电容C9、电容C10、瞬变抑制管V15、电阻R26、电容C11、电容C12的另一端接地；双二极管接入充电电压和电池电压至电源芯片D26输入号引脚，同时通过瞬变抑制器V1、电容C9和电容C10并联接地，电源芯片D26输出经调压电阻R25、电阻R26和滤波电容C11和C12输出稳定的3.3V。
具体地，在本实施例中，所述电池插拔检测电路6用于对电池是否插拔在终端上进行检测并协助控制器1对电池的充放电管理，降低电池自身损耗。所述电池插拔检测电路6包括运放U1A和运放U1B；所述运放U1A的1号引脚分别与控制器1、电池充电电路2和运放U1B的6号引脚连接；所述运放U1A的2号引脚分别与电容C13和电池放电及供电电路连接；所述运放U1A的3号引脚与双二级管V17的2号引脚连接；所述运放U1A的8号引脚分别与电容C16和电源端连接；所述运放U1A的4号引脚、电容C13的另一端接地；所述运放U1B的5号引脚分别与电阻R28、电阻R27和电容C14连接，所述电阻R28的另一端与电池放电及供电电路连接；所述运放U1B的7号引脚与双二级管V17的1号引脚连接；所述运放U1B的8号引脚分别与电容C19和电源端连接；所述运放U1B的4号引脚、电阻R27、电容C14以及电容C19的另一端接地；所述双二级管V17的3号引脚与电阻R29连接，所述电阻R29的另一端分别与电容C20和三极管V12的基极连接，所述三极管V12的集电极分别与控制器1和电阻R30连接，所述三极管V12的发射极接地；所述运放U1A和运放U1B分别通过电容C16和电容C19接入电源，运放U1A反向输入端通过电容C13接入，UA=3.3V，作为电路的上限电压3.3V通过分压电阻R28、电阻R27得到UB=0.8V，经过滤波电容C14输入运放U1B同相输入端，作为下限电压；运放U1A同相输入端、运放U1B反向输入端接入电压AD1，两运放输出信号通过双二极管V17、电阻R29、电容C20组成或门电路驱动三极管V12和上拉电阻R30组成控制电路，控制AD2输出电平；当输入4V≤VMain≤16.5V时，此时，UB=0.8V≤AD1≤3.3V=UA，UO1为低电平，UO2为低电平，三极管V12截止，AD2输出高电平，电池插入；当输入VMain小于5V时，此时，AD1＜UB=0.8V＜UA，UO1为低电平，UO2为高电平，三极管V12导通，AD2输出低电平，电池拔出。
参见图7-图9，本发明提供一种电池充放电及供电电路的运行方法，其中，所述运行方法包括以下步骤：
S1、获取电池插拔检测电路6的插拔检测信号，判断电池插拔检测状态；
若插拔检测信号AD2为低电平，则电池处于拔出状态；
若插拔检测信号AD2为高电平，则电池处于插入状态；
S2、获取电池充电电路2的充电电压，进行电池充电电路2输入电状态判断；
若所述充电电压AD1小于第一阈值，则充电截止；反之，则充电发生；
S3、根据电池充电电路2的充电信号，判断电池充电状态；
若充电信号CHARGE为高电平，则对电池进行恒流充电；
若充电信号CHARGE为低电平，则对电池进行涓流充电；
S4、根据电池唤醒驱动电路5的唤醒信号和控制信号，以及电池放电电路3的掉电信号，判断电池放电状态；
若唤醒信号KEY_ESC为低电平，则电池唤醒放电；
若控制信号KEEP_WORK为高电平，则电池唤醒放电；
若唤醒信号KEY_ESC为高电平，且控制信号KEEP_WORK为低电平，则电池停止放电；
若放电信号Discharge为低电平，则电池放电；
若放电信号Discharge为高电平，则电池停止放电；
S5、电池供电状态判断；
若市电未掉电，则采用市电进行供电；
若市电掉电且电池处于唤醒状态，则电池进行供电；
若市电掉电且电池处于未唤醒状态，则均不进行供电。
具体地，在本实施例中，若所述充电电压AD1小于第一阈值，则充电截止，反之，则充电发生，所述第一阈值为1.8V，本发明不进行具体限定，具体可根据需要进行设定；
若所述充电电压AD1小于1.8V，且充电电压AD1小于0.8V，则将电池唤醒，由电池内外部供电，若电池电压VBATT≤5.1V或供电时长＞3min，则电池内外部供电停止，否则继续；若所述充电电压AD1小于1.8V，且充电电压AD1大于或等于0.8V，则电池内外部供电停止；
若所述电压AD1大于或等于1.8，进一步判断电池电压VBATT是否大于或等于5.2V，若是，则进行慢充，若否，则进行快充；进一步判断电池电压VBATT是否大于5.9V，若是，则电池放电。
具体地，在本实施例中，当终端断电时，可通过电池唤醒驱动电路5进行按键唤醒或控制器1使能唤醒，若控制信号KEEP_WORK为高电平，则电池唤醒放电，电池内外部供电，若电池电压VBATT＜4.3V或供电时长大于3min，则控制信号唤醒切断，电池外部供电停止，电池内部供电停止；反之则继续。
本发明提供一种智能终端后备电池，所述智能终端后备电池包括所述的一种电池充放电及供电电路。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围。
Claims (7)
1.一种电池充放电及供电电路，其特征在于，包括：控制器、电池、电池充电电路、电池放电及供电电路、电池唤醒驱动电路和电池插拔检测电路；
所述电池充电电路和电池放电及供电电路与直流电源连接；
所述控制器通过导线分别与电池、电池充电电路、电池放电及供电电路、电池唤醒驱动电路和电池插拔检测电路电性连接；所述电池充电电路通过导线分别与电池和电池插拔检测电路电性输入连接；所述电池唤醒驱动电路通过导线与电池电性输入连接，所述电池通过导线与电池放电及供电电路电性输入连接，所述电池放电及供电电路通过导线与电池插拔检测电路电性输入连接；
所述电池唤醒驱动电路包括按键唤醒电路；所述按键唤醒电路包括按键K1；所述按键K1的一端分别与电阻R17和电容C6连接，所述电阻R17的另一端分别与三极管V10的基极以及电阻R18连接，所述三极管V10的集电极分别与电阻R18的另一端以及电容C7连接，所述三极管V10的发射极分别与电阻R19和电阻R20连接，所述电阻R20的另一端与三极管V11的基极连接，所述三极管V11的集电极分别与电阻R22和电阻R23连接，所述电阻R23的另一端与MOS管开关管V13的栅极连接，所述电阻R22的另一端与开关管V13的源极连接，所述开关管V13的漏极分别与电池和电阻R24连接；所述按键K1、三极管V11的发射极、电容C6、电容C7、电阻R19、电阻R24的另一端接地；
所述电池唤醒驱动电路包括控制唤醒电路；所述控制唤醒电路包括三极管V12，所述三极管V12的基极通过电阻R21与控制器连接；所述三极管V12集电极分别与电容C8、电阻R22、电阻R23连接，所述电阻R23的另一端与开关管V13的栅极连接，所述电阻R22的另一端与开关管V13的源极连接，所述开关管V13的漏极分别与电池和电阻R24连接；所述三极管V12的发射极、电容C8、电阻R24的另一端接地；
所述电池插拔检测电路包括运放U1A和运放U1B；
所述运放U1A的1号引脚分别与控制器、电池充电电路和运放U1B的6号引脚连接；所述运放U1A的2号引脚分别与电容C13和电池放电及供电电路连接；所述运放U1A的3号引脚与双二级管V17的2号引脚连接；所述运放U1A的8号引脚分别与电容C16和电源端连接；所述运放U1A的4号引脚、电容C13的另一端接地；所述运放U1B的5号引脚分别与电阻R28、电阻R27和电容C14连接，所述电阻R28的另一端与电池放电及供电电路连接；所述运放U1B的7号引脚与双二级管V17的1号引脚连接；所述运放U1B的8号引脚分别与电容C19和电源端连接；所述运放U1B的4号引脚、电阻R27、电容C14以及电容C19的另一端接地；所述双二级管V17的3号引脚与电阻R29连接，所述电阻R29的另一端分别与电容C20和三极管V12的基极连接，所述三极管V12的集电极分别与控制器和电阻R30连接，所述三极管V12的发射极接地。
2.根据权利要求1所述的电池充放电及供电电路，其特征在于，所述电池充电电路包括DC-DC电源芯片D1；
所述DC-DC电源芯片D1的1号引脚与通过电容C20与6号引脚连接；
所述DC-DC电源芯片D1的3号引脚分别与电阻R6和电阻R7连接；
所述DC-DC电源芯片D1的4号引脚分别与电阻R4和电阻R5连接；
所述DC-DC电源芯片D1的5号引脚分别与电阻R4的另一端、电容C1、瞬变抑制器V2以及双二级管V1连接，所述双二级管V1的另一端与直流电源连接，所述瞬变抑制器V2、电阻R5、电容C1的另一端接地；
所述DC-DC电源芯片D1的6号引脚与电感L4连接，所述电感L4的另一端分别与电阻R6的另一端、瞬变抑制器V3、二极管V4和第一滤波电路连接，所述DC-DC电源芯片D1的2号引脚、电阻R7、第一滤波电路、瞬变抑制器V3的另一端接地；所述二极管V4的另一端与稳压器D9连接，所述稳压器的D9的另一端分别与充电控制电路、第一限流电路连接，所述第一限流电路的另一端与电池连接。
3.根据权利要求2所述的电池充放电及供电电路，其特征在于，所述充电控制电路包括开关管V6、三极管V5、电阻R1、电阻R2和电阻R3；所述三极管V5的基极与电阻R2连接，所述电阻R2的另一端分别与控制器、电阻R3连接；所述三极管V5的发射极、电阻R3的另一端接地；所述三极管V5的集电极分别与电阻R1和开关管V6的栅极连接，所述开关管V6的源极和漏极与第一限流电路连接。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电池充放电及供电电路，其特征在于，所述电池放电及供电电路包括电池放电电路；所述电池放电电路包括开关管V8，所述开关管V8的栅极分别与电阻R13和三极管V9的集电极连接，所述三极管V9的基极分别与电阻R11和电阻R12连接，所述电阻R11的另一端与二极管V7连接，所述二极管V7的另一端与控制器连接；所述开关管V8的漏极分别与电阻R14、电阻R15和电阻R16连接；所述开关管V8的源极与电阻R13的另一端连接；所述三极管V9的发射极、电阻R12、电阻R14、电阻R15和电阻R16的另一端接地。
5.根据权利要求4所述的电池充放电及供电电路，其特征在于，所述电池放电及供电电路包括电池供电电路；所述电池供电电路包括电源芯片D26；
所述电源芯片D26的1号引脚与2号引脚连接；所述电源芯片D26的2号引脚分别与电容C9、电容C10、瞬变抑制管V15以及双二级管V14连接，所述双二级管V14的另一端分别与电池和直流电源连接；所述电源芯片D26的4号引脚分别与电阻R25、电容C11、电容C12以及电池插拔检测电路连接，所述电阻R25的另一端分别与电源芯片D26的5号引脚以及电阻R26连接；所述电源芯片D26的3、6号引脚、电容C9、电容C10、瞬变抑制管V15、电阻R26、电容C11、电容C12的另一端接地。
6.一种包括权利要求1-5任一项所述的电池充放电及供电电路的运行方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、获取电池插拔检测电路的插拔检测信号，判断电池插拔检测状态；
若插拔检测信号AD2为低电平，则电池处于拔出状态；
若插拔检测信号AD2为高电平，则电池处于插入状态；
S2、获取电池充电电路的充电电压，进行电池充电电路输入电状态判断；
若所述充电电压AD1小于第一阈值，则充电截止；反之，则充电发生；
S3、根据电池充电电路的充电信号，判断电池充电状态；
若充电信号CHARGE为高电平，则对电池进行恒流充电；
若充电信号CHARGE为低电平，则对电池进行涓流充电；
S4、根据电池唤醒驱动电路的唤醒信号和控制信号，以及电池放电电路的掉电信号，判断电池放电状态；
若唤醒信号KEY_ESC为低电平，则电池唤醒放电；
若控制信号KEEP_WORK为高电平，则电池唤醒放电；
若唤醒信号KEY_ESC为高电平，且控制信号KEEP_WORK为低电平，则电池停止放电；
若放电信号Discharge为低电平，则电池放电；
若放电信号Discharge为高电平，则电池停止放电；
S5、电池供电状态判断；
若市电未掉电，则采用市电进行供电；
若市电掉电且电池处于唤醒状态，则电池进行供电；
若市电掉电且电池处于未唤醒状态，则均不进行供电。
7.一种智能终端后备电池，其特征在于，所述智能终端后备电池包括权利要求1-6任一项所述的一种电池充放电及供电电路。
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