CN118646116A - 电池保护电路、电池保护板、电子装置及控制方法 - Google Patents

电池保护电路、电池保护板、电子装置及控制方法 Download PDF

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CN118646116A
CN118646116A CN202410735754.5A CN202410735754A CN118646116A CN 118646116 A CN118646116 A CN 118646116A CN 202410735754 A CN202410735754 A CN 202410735754A CN 118646116 A CN118646116 A CN 118646116A
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CN202410735754.5A
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宋利军
唐立波
廖伟宝
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Wuxi Wenxian Microelectronics Co ltd
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Wuxi Wenxian Microelectronics Co ltd
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Abstract

本申请提供一种电池保护电路,包括电源供电端、电源接地端、主控制单元、主开关单元;电池保护电路还包括上电检测模块、防拆存储单元,所述上电检测模块用于检测所述电池保护电路是否上电,所述主控制单元分别与所述上电检测模块、所述防拆存储单元连接,当所述上电检测模块检测所述电池保护电路上电时其输出上电信号给所述主控制单元,所述主控制单元读取所述防拆存储单元中存储的第一信息,并将所述第一信息与第一预设信息进行比较,若比较结果符合第一预设条件,则主控制单元输出电池更换信息,若比较结果不符合第一预设条件,则主控制单元将第一预设信息输出给防拆存储单元。本申请实施例还提供一种电池保护板、电子装置及控制方法。

Description

电池保护电路、电池保护板、电子装置及控制方法
技术领域
本申请涉及电池保护领域,尤其涉及一种电池保护电路、电池保护板、电子装置及控制方法。
背景技术
电池包广泛应用在电子装置中,电子装置例如为手机、平板电脑、蓝牙耳机、电子玩具等,以提供电子装置较具弹性化的使用环境,无须受限于插座与电源供应线材的范围。一般说来,电池包包括电池、电池保护板,电池用于给电子装置提供能量,电池保护板一般与电池包裹在一起,电池保护板包括印刷电路板、安装在印刷电路板上的电池保护电路和相关元器件,电池保护电路用于对电池过充电或过放电等异常情形进行保护。电子装置还包括系统电路,电池经由电池保护电路给系统电路供电。
为了防止将电子装置中经过官方认证的电池更换为性能差的假电池(未经过官方认证),导致容易出现安全问题,现有技术的电池保护电路会包括第一认证单元,系统电路会包括第二认证单元,第一认证单元与第二认证单元互相通信,以验证电池包中的电池是否为经过官方认证的电池。然而,现在市面上出现了将电子装置的电池包拆下来,并将电池包的电池与电池保护板分离,用假电池换替掉经过官方认证的电池,将假电池和正宗的电池保护板组装在一起安装到电子装置上,由于第一认证单元位于电池保护板上,第二认证单元位于系统电路上,经过这样处理电池包与系统电路的认证能通过,然而由于替换为假电池,电子装置在使用过程中容易出现安全问题,而且用户不容易察觉经过认证的电池被替换,还可能对制造商的品牌造成影响。
发明内容
本申请实施例所要解决的技术问题在于,针对现有技术的不足,提供一种电池保护电路、电池保护板、电池包、电子装置及控制方法。可以对电池被更换的情形进行提醒。
为了解决上述技术问题,本申请实施例第一方面提供一种电池保护电路,包括:电源供电端、电源接地端、过充保护单元、过放保护单元、主控制单元、主开关单元,其中,所述电源供电端、电源接地端用于与电池连接,所述主开关单元的控制端与所述主控制单元电连接,所述主开关单元的一端用于与电源供电端或电源接地端电连接,所述主开关单元的另一端用于与系统电路电连接,所述主开关单元用于控制电池供电给系统电路;
所述电池保护电路还包括上电检测模块、防拆存储单元,所述上电检测模块分别与所述电源供电端、电源接地端连接,所述上电检测模块用于检测所述电池保护电路是否上电,所述主控制单元分别与所述上电检测模块、所述防拆存储单元连接,当所述上电检测模块检测所述电池保护电路上电时其输出上电信号给所述主控制单元,所述主控制单元读取所述防拆存储单元中存储的第一信息,并将所述第一信息与第一预设信息进行比较,若比较结果符合第一预设条件,则主控制单元输出电池更换信息,所述电池更换信息用于指示所述电池被更换,若比较结果不符合第一预设条件,则主控制单元将第一预设信息输出给防拆存储单元,所述防拆存储单元将所述第一预设信息存储为第一信息。
可选的,所述第一预设条件包括所述第一信息与所述第一预设信息相同。
可选的,所述电池保护电路还包括电池信息存储单元和电池信息采集单元,所述电池信息采集单元、所述电池信息存储单元均与所述主控制单元连接,所述电池信息存储单元用于存储断电前的电池信息;
其中,若比较结果符合第一预设条件,则主控制单元经由电池信息采集单元获得当前的电池信息,并将当前的电池信息与电池信息存储单元中存储的电池信息进行比较,若比较结果符合第二预设条件则输出电池更换信息。
可选的,所述第二预设条件为当前的电池信息与存储的电池信息的差异大于或等于预设值。
可选的,当所述上电检测模块检测其与电池连接的时长大于或等于第一预设时长时,其输出上电信号给所述主控制单元。
可选的,所述电池保护电路包括第一认证单元,所述第一认证单元用于与系统电路的第二认证单元进行通信以用于验证电池是否为原装电池。
可选的,所述电池保护电路位于同一个芯片上;或者,
所述电池保护电路除主开关单元之外的元件位于一个芯片上,所述主开关单元位于另一个芯片上;或者,
所述电池保护电路除第一认证单元之外的元件位于一个芯片上;或者,
所述电池保护电路除主开关单元、第一认证单元之外的元件位于一个芯片上;或者,
所述电池保护电路验证为原装电池后才对电池是否更换进行验证。
本申请实施例第二方面提供一种电池保护板,包括:
印刷电路板;
上述的电池保护电路,所述电池保护电路安装在所述印刷电路板上。
本申请实施例第三方面提供一种电池包,包括:
电池;
上述的电池保护电路,或者,上述的电池保护板,其中,电池保护电路的电源供电端与电池的正极连接,电池保护电路的电源接地端与电池的负极连接。
本申请实施例第四方面提供一种电子装置,包括:
系统电路;
上述的电池保护电路,或者,上述的电池保护板,或者,上述的电池包,其中,所述系统电路经由电池保护电路用于与电池连接。
本申请实施例第五方面提供一种电池保护电路的控制方法,包括:
获取上电信号;
读取防拆存储单元中的第一信息;
将第一信息与第一预设信息进行比较;
若比较结果符合第一预设条件,则输出电池更换信息,所述电池更换信息用于指示所述电池被更换;
若比较结果不符合第一预设条件,则输出第一预设信息给防拆存储单元,防拆存储单元将第一预设信息存储为第一信息。
本实施例的电池保护电路包括上电检测模块、防拆存储单元,当上电检测模块检测电池保护电路上电时其输出上电信号给主控制单元,主控制单元读取防拆存储单元中存储的第一信息,并将第一信息与第一预设信息进行比较,若比较结果符合第一预设条件,则主控制单元输出电池更换信息,电池更换信息用于指示所述电池被更换,若比较结果不符合第一预设条件,则主控制单元将第一预设信息输出给防拆存储单元,防拆存储单元将第一预设信息存储为第一信息。通过如此处理,当电池保护电路第一次上电时,此时防拆存储单元存储的第一信息为空信息或者非第一预设信息,主控制单元判断比较结果不符合第一预设条件,主控制单元将第一预设信息输出给防拆存储单元,防拆存储单元将第一预设信息存储为第一信息;当电池保护板从原装电池上拆下来,当电池保护电路再次上电时,此时为第二次上电或者更多次的上电,此时很有可能将原装电池换成伪劣电池,此时防拆存储单元存储的第一信息为第一预设信息,主控制单元判断比较结果符合第一预设条件,此时主控制单元输出电池更换信息,通过电池更换信息用户可以知道电池有可能被更换/偷换为伪劣电池,这样可以防止电子装置的电池被恶意更换,有利于提升用户使用电子装置的安全,降低电池出现安全事故的概率,减少用户的困惑;而且,通过电池更换信息还可以让工厂端知道电池有可能被更换,也方便制造商后续对电子装置的维护,也可以防止对自己品牌的伤害。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例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申请的一些实施例,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是本申请第一实施例电子装置的电路模块图;
图2是本申请第一实施例电池保护电路的详细电路模块图;
图3a是图2中上电检测模块一种电路模块图;
图3b是图2中上电检测模块另一种电路模块图;
图4是本申请第二实施例电池保护电路的详细电路模块图;
图5本申请一实施例的电池保护电路的控制方法流程图。
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、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅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在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请说明书、权利要求书和附图中出现的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外,术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同的对象,而并非用于描述特定的顺序。本申请的连接包含直接连接和间接连接,间接连接是指连接的两个元器件之间还可以存在其他电子元器件、引脚等。本申请提到的XX引脚可能是实际存在的引脚子,也可能不是实际存在的引脚子,例如仅仅为元器件的一引脚或者导线的一引脚。本申请提到的和/或包含三种情况,例如A和/或B,包含A、B、A和B这三种情况。
第一实施例
本申请实施例提供一种电子装置,电子装置例如为手机、平板电脑、笔记本电脑、蓝牙耳机、电子玩具、可穿戴设备、移动电源、无人机等。请参见图1,电子装置包括电池包和系统电路300,系统电路300包括第二认证单元310,第二认证单元310用于验证电池包是否为经过官方认证的电池包,官方认证的电池包是指电池包经过电子装置制造商认证过的电池包。系统电路300与电池包连接,电池包用于给系统电路300供电。
在本实施例中,电池包包括电池100和电池保护板(图1虚线区域),电池保护板包括电池保护电路200,电池保护电路200与电池100的正、负极电连接,系统电路300与电池保护电路200电连接,电池100给电池保护电路200供电,电池保护电路200对电池100起保护作用,例如当电池100过充电或过放电时进行保护,由于电池保护电路200如何对电池100过充、过放进行保护为本领域的常用技术手段,在此不再赘述。在实施例中,电池100的数量为一个或多个,较佳为一个,当为多个时,多个电池100可以并联也可以串联也可以串并联混合,电池100优选为锂电池,电池100的容量例如为1000mAH-15000mAH,例如为1000mAH、0mAH、0mAH、4000mAH、5000mAH、6000mAH、7000mAH、8000mAH、9000mAH、10000mAH、00mAH、10mAH、10mAH、14000mAH、15000mAH等。在本实施例中,电池包还包括第一电阻R1和第一电容C1,第一电阻R1和第一电容C1的设置用于滤波,具体连接关系请参见图1。另外,在本申请的其他实施例中,电池包还可以包括其他电路或者电子元件。另外,在本申请的其他实施例中,电池包还可以不包括第一电阻和第一电容。
在本实施例中,请结合参见图1和图2,电池保护电路200包括电源供电端VDD、电源接地端GND、异常保护单元220、主控制单元230、主开关单元240。
在本实施例中,电源供电端VDD、电源接地端GND用于对应与电池100的正、负极电连接,从而电池100可以给电池保护电路200供电,同时,电池100经由电池保护电路200、系统电路300形成回路以给系统电路300供电。
在本实施例中,异常保护单元220用于在电池100充电、放电过程中,当侦测到电池100充电、放电异常时,控制电池100停止充电、放电,以对电池100进行保护。在本实施例中,电池保护电路200例如对电池100过充、对电池100过放、电池100充/放电过流等异常情形进行保护,防止对电池100造成永久性的损坏。在本实施例中,异常保护单元220包括过充保护单元221、过放保护单元222、过流保护单元(图中未示意)。另外,在本申请的其他实施例中,异常保护单元220包括过充保护单元221、过放保护单元222、过流保护单元其中之一或者其中之二。
其中,过充保护单元221用于在电池100充电过程中,当侦测到电池电压过高时对电池100进行保护,例如停止对电池100进行充电等,防止电池100损坏或出现安全问题。
过放保护单元222用于在电池100放电过程中,当侦测到电池电压过低时对电池100进行保护,例如控制电池100只进行最低程度的放电等,一般停止对系统电路300供电,防止电池100放电过度而造成电池100永久性的损坏。
过流保护单元用于在电池100放电或者充电过程中,当侦测到放电电流过大或者充电电流过大时对电池100进行保护,例如电池100停止进行放电或者停止进行充电等,防止放电电流或者充电电流过大导致电池100的永久性损坏或出现安全问题。
在本实施例中,主开关单元240的一端与电池100的负极(图中以此为例进行说明)或者正极连接,主开关单元240的另一端经由系统端VM与系统电路300连接,主开关单元240的控制端与主控制单元230连接,主控制单元230与异常保护单元220连接,主控制单元230控制主开关单元240的导通或者关断,以控制电池100对应给系统电路300供电或者停止给系统电路300供电。在本实施例中,主开关单元240包括开关管和衬底控制电路,开关管为MOS管,开关管的控制端与主控制单元230电连接,衬底控制电路与主控制单元230电连接,衬底控制电路用于实现开关管的衬底的正确偏置。但本申请不限于此,在本申请的其他实施例中,主开关单元240还可以包括充电开关和放电开关,其中,充电开关和放电开关串联连接,充电开关和放电开关均为MOS管,充电开关的控制端和放电开关的控制端分别与主控制单元230电连接。另外,在本申请的其他实施例中,主开关单元240还可以是其他实现形式,例如只包括一个开关管。在本实施例中,主开关单元240用于控制电池100供电给系统电路300,具体为通过电池100、系统电路300、电池保护电路200的主开关单元240形成回路以供电给电池保护电路200。具体而言,主开关单元240的控制端与主控制单元230电连接,主开关单元240的一端用于与电池100电连接,例如直接或者间接与电池100的负极或者正极连接,主开关单元240的另一端经由系统端VM与系统电路300电连接,从而电池100、系统电路300、主开关单元240形成供电回路,电池保护电路200通过控制主开关单元240,就可以控制电池100是否向系统电路300进行供电。
为了防止电子装置替换成未经官方认证的电池包而造成安全事故,在本实施例中,电池保护电路200还包括第一认证单元252,系统电路300包括第二认证单元310,第一认证单元252与第二认证单元310通信连接,第一认证单元252与第二认证单元310的认证方式有多种,在本实施例中,第一认证单元252中存储有第一加密秘钥和第二加密秘钥,第二认证单元310中也存储有第一加密秘钥和第二加密秘钥,在电子装置进入认证阶段后,第一认证单元252生成一个随机数(随机生成的一个数值),并将随机数利用第一加密秘钥加密,将加密后的随机数发送给系统电路300的第二认证单元310,第二认证单元310在接收到经过加密后的随机数之后,通过第一加密秘钥进行解密,然后将解密后的随机数通过第二加密秘钥进行加密并发送给第一认证单元252,第一认证单元252在接收到经过加密后的随机数之后,通过第二加密秘钥进行解密,将解密后的随机数与原先的随机数进行比较,如果两者相同,表明认证通过,为真电池包,如果两者不相同,表明认证不通过,为假电池包。另外,在本申请的其他实施例中,还可以通过其他认证方式实现第一认证单元252和第二认证单元310的认证,例如第一认证单元252存储有第一加密秘钥,第二认证单元310中也存储有第一加密秘钥,同样能实现认证;又例如,第一认证单元252存储有第二加密秘钥,第二认证单元310中也存储有第二加密秘钥,同样能实现认证。在本实施例中,当第一认证单元252和第二认证单元310没有认证通过,此时第一认证单元252输出认证未通过信号给主控制单元230,主控制单元230控制主控制开关完全断开或者部分断开,部分断开例如将控制充电回路的开关断开,放电回路保持导通。在本实施例中,当第一认证单元252和第二认证单元310没有认证通过,此时第一认证单元252输出认证未通过信号给主控制单元230,主控制单元230输出验证未通过的信号给系统电路300,系统电路300进行提示。另外,在本申请的其他实施例中,第一认证单元252、第二认证单元310的顺序还可以调换,也即:在电子装置进入认证阶段后,系统电路300的第二认证单元310生成一个随机数(随机生成的一个数值),并将随机数利用第一加密秘钥加密,将加密后的随机数发送给电池保护电路200的第一认证单元252,第一认证单元252在接收到经过加密后的随机数之后,通过第一加密秘钥进行解密,然后将解密后的随机数通过第二加密秘钥进行加密并发送给第二认证单元310,第二认证单元310在接收到经过加密后的随机数之后,通过第二加密秘钥进行解密,将解密后的随机数与原先的随机数进行比较,如果两者相同,表明认证通过,为真电池包,如果两者不相同,表明认证不通过,为假电池包,如果为假电池包,此时系统电路300进行提示。
为了防止将电池保护板拆下来与假的电池100组装成电池包,并且组装后的电池包能通过上面的认证,然而电子装置会像使用假电池100一样容易出现安全问题,而且会给用户的使用造成困扰,也会对电子装置的品牌造成不利影响,在本实施例中,电池保护电路200还包括上电检测模块210、防拆存储单元251,上电检测模块210分别与电源供电端VDD、电源接地端GND连接,上电检测模块210用于检测电池保护电路200是否上电,也即上电检测模块210用于检测电池保护电路200的电源供电端VDD是否与电池100的正极连接,电池保护电路200的电源接地端GND是否与电池100的负极连接,当电源供电端VDD与电池100的正极连接且电源接地端GND与电池100的负极连接,此时上电检测模块210确认电池保护电路200进行上电。在本实施例中,防拆存储单元251默认不存储数据,或者存储非第一预设信息,此时防拆存储单元251存储的第一信息为空信息(NULL)或者为非第一预设信息之外的其他信息,当电池保护电路200第一次上电时,此时防拆存储单元251被输入第一预设信息并进行存储,此后防拆存储单元251中存储的第一信息为第一预设信息,并且此后防拆存储单元251中的第一信息不能被更改或者此后再次被存储第一预设信息。
在本实施例中,主控制单元230分别与上电检测模块210、防拆存储单元251连接,当上电检测模块210检测到电池保护电路200上电时,此时上电检测模块210输出上电信号给主控制单元230,主控制单元230读取防拆存储单元251中存储的第一信息,并将第一信息与第一预设信息进行比较,若主控制单元230判断比较结果符合第一预设条件,则主控制单元230输出电池100更换信息给系统电路300,电池100更换信息用于指示电池100被更换,此时表明电池保护电路200非第一次上电,此时为第二次或者更多次的上电;若主控制单元230判断比较结果不符合第一预设条件,则主控制单元230将第一预设信息输出给防拆存储单元251,防存储单元将第一预设信息存储为第一信息,此时的上电为第一次上电,也即为电池100第一次与电池保护电路200连接在一起。另外,在本申请的其他实施例中,电池100更换信息不限于输出给系统电路300,还可以输出给电池保护电路200的其他单元,还可以输出给远端的服务器。
在本实施例中,第一预设条件为第一信息与第一预设信息相同,例如第一预设信息为数字、字符等,第一预设信息例如为10、“a”、“A”、“0xAA”等非空信息。
请结合参见图2、图3a、图3b,在本实施例中,上电检测模块210包括充电单元和阈值判断单元212。其中,充电单元的第一端与电源供电端VDD连接,充电单元的第二端与电源接地端GND连接,充电单元的第三端与阈值判断单元212的输入端连接,阈值判断单元212的输出端分别与主控制单元230连接。
在本实施例中,阈值判断单元212在其输入电压满足第一条件时,输出第一电平信号,在其输入电压满足第二条件时输出的信号由第一电平信号变为第二电平信号,相应的,上电信号为第二电平信号或者由第一电平信号变为第二电平信号的边沿信号,较佳为边沿信号,边沿信号例如为上升沿信号或者下降沿信号。
在本实施例中,阈值判断单元212可以实时检测其输入电压的大小,并根据输入电压的大小确定输出信号。示例性的,当电池保护电路200刚与电池100连接时,充电单元被充电,在充电单元被充电的第一阶段,阈值判断单元212的输入电压满足第一条件,这时,阈值判断单元212输出第一电平信号,随着充电单元继续被充电,阈值判断单元212的输入电压满足第二条件(从开始充电到满足第二条件的时长为第一预设时长),充电单元进入被充电的第二阶段,即,阈值判断单元212的输入电压到达第一电压阈值时,阈值判断单元212输出的信号由第一电平信号变为第二电平信号。
可选的,参照图3a、图3b所示,充电单元可以包括充电元件211和第二电容C2,其中,充电元件211可以为电阻、耗尽型开关管、电流源或电容。在实际应用中,充电元件211和第二电容C2的位置不同时,阈值判断单元212输入电压的变化趋势不同,下述通过图3a、图3b进行解释说明。
作为一种示例,参照图3a所示,充电元件211的第一端与电源供电端VDD连接,充电元件211的第二端和第二电容C2的第一端连接,且,充电元件211和第二电容C2的连接点与阈值判断单元212的输入端连接,第二电容C2的第二端与电源接地端GND连接。
在本申请的实施例中,充电元件211连接在电源供电端VDD和第二电容C2之间,在电池保护电路200与电池100开始连接时,电池100可以通过电源供电端VDD、充电元件211为第二电容C2充电,从而使得阈值判断单元212的输入电压逐步增大。也即,充电元件211可以在其两端存在压差时导通,以使得第二电容C2被充电。因而,在本示例中,阈值判断单元212在其输入电压小于第一电压阈值时输出第一电平信号,在其输入电压到达第一电压阈值时输出的信号由第一电平信号变为第二电平信号。
作为另一种示例,参照图3b所示,第二电容C2的第一端与电源供电端VDD连接,第二电容C2的第二端和充电元件211的第一端连接,且,第二电容C2和充电元件211的连接点与阈值判断单元212的输入端连接,充电元件211的第二端与电源接地端GND连接。
在本申请的实施例中,充电元件211连接在第二电容C2和电源接地端GND之间,在电池保护电路200刚与电池100连接时,第二电容C2的两个电极片之间的电压相等的,压降为0,阈值判断单元212的输入电压约等于电池100的电压,此后,电池100逐渐为第二电容C2充电,第二电容C2上两个电极片之间的压降越来越大,由于阈值判断单元212的输入电压等于电池100的电压减去第二电容C2上的压降,使得阈值判断单元212的输入电压逐渐变小。因而,阈值判断单元212在其输入电压大于第一电压阈值时输出第一电平信号,在其输入电压下降至小于或等于第一电压阈值时输出的信号由第一电平信号变为第二电平信号。
在本实施例中,第一电压阈值是阈值判断单元212的阈值电压,其可以是设定的一个电压值,本实施例并不对第一电压阈值的具体取值进行限定。示例性的,充电元件211可以通过电阻、耗尽型开关管或电流源实现,具体如何连接为本领域的常规技术,在此不再赘述。可理解,充电元件211也可以通过其他的元件实现,只要够满足上述的电信号传输原理即可,本实施例并不对其进行限定。在本实施例中,阈值判断单元212可以是一个带阈值的反相器,例如,施密特触发器。另外,在本申请的其他实施例中,阈值判断单元212可以是其他常规的电压比较器。
图3a、图3b提供的方案不是在电池保护电路200连接电池100时立即输出上电信号,而是需要稳定连接一段时间(充电到第一电压阈值所需要的时间,也即为第一预设时长)后才输出上电信号,这样处理有利于防止上电检测模块210对上电的误判,尤其可以提升抗干扰能力,这里的一段时间可以为5分钟、10分钟、30分钟、60分钟、120分钟等,可以根据需要进行设置。另外,在本申请的其他实施例中,也可以不需要延时一段时间才输出上电信号,此时当电池100与电池保护电路200一连接就输出上电信号,这种方案抗干扰能力较弱。另外,在本申请的其他实施例中,也可以通过其他方式实现电池100与电池保护电路200持续连接一段时候后才输出上电信号。
另外,本申请的上电检测模块210不限于上述的电路,还可以是其他常规的上电检测模块210,在此不再赘述。
在本实施例中,防拆存储单元251为非易失性存储器(non-volatile memory,NVM),非易失性存储器在断电后仍然能保存数据。在本实施例中,防拆存储单元251包括只读存储器(Read-Only Memory,ROM),例如可编程只读存储器(PROM)、一次性可编程存储器(OTP,One-Time Programmable),或者其他的只读存储器,这种在上电写入第一预设信息后就不能被更改,具有良好的安全、可靠性能。另外,在本申请的其他实施例中,防拆存储单元251也可以为闪存、磁性存储等可擦可编程的非易失性存储器,这种存储器可以擦除重新输入非第一预设信息,安全性没有只读存储器好,但灵活性较好。
本实施例的电池保护电路200包括上电检测模块210、防拆存储单元251,当上电检测模块210检测电池保护电路200上电时其输出上电信号给主控制单元230,主控制单元230读取防拆存储单元251中存储的第一信息,并将第一信息与第一预设信息进行比较,若比较结果符合第一预设条件,则主控制单元230输出电池100更换信息,电池100更换信息用于指示所述电池100被更换,若比较结果不符合第一预设条件,则主控制单元230将第一预设信息输出给防拆存储单元251,防拆存储单元251将第一预设信息存储为第一信息。通过如此处理,当电池保护电路200第一次上电时,此时防拆存储单元251存储的第一信息为空信息(NULL)或者为非第一预设信息,主控制单元230判断比较结果不符合第一预设条件,表示为工厂端将电池100与电池保护板第一次组装在一起形成电池包,并且主控制单元230将第一预设信息输出给防拆存储单元251,防拆存储单元251将第一预设信息存储为第一信息;当电池保护板从原装电池100上拆下来,此时电池保护板上的电池保护电路200会断电,当电池保护电路200再次上电时,此时为第二次上电或者更多次的上电,此时很有可能将原装电池100换成伪劣电池100,此时防拆存储单元251存储的第一信息为第一预设信息(第一次上电时存入),主控制单元230判断比较结果符合第一预设条件,表示不是工厂端将电池100与电池保护板第一次组装,很有可能将原装电池100换成伪劣电池100,此时主控制单元230输出电池100更换信息,通过电池100更换信息用户可以知道电池100有可能被更换/偷换为伪劣电池100,防止电子装置的电池100被恶意更换,有利于提升用户使用电子装置的安全,降低电池100出现安全事故的概率,减少用户的困惑;而且,通过电池100更换信息还可以让工厂端知道电池100有可能被更换,也方便制造商后续对电子装置的维护,也可以防止对自己品牌的伤害。
在本实施例中,当认证阶段完成后,第一认证单元252或者第二认证单元310判断为真电池包的基础上,第一认证单元252或者第二认证单元310输出认证通过的信号给主控制单元230,主控制单元230再进行电池100是否有更换的验证;如果第一认证单元252或者第二认证单元310输出认证未通过的信号给主控制单元230,此时表明电池包为未经认证的电池包,此时不再需要进行电池100是否有更换的验证。
请继续参见图1、图2,在本实施例中,电池100更换信息被输出给系统电路300,系统电路300包括第一指示元件,第一指示元件例如为指示灯、显示屏、数码管、蜂鸣器等,第一指示元件与电池保护电路200的主控制单元230连接,当第一指示元件接收到电池100更换信息时,第一指示单元进行指示,例如在显示屏上进行电池100被更换的指示,方便用户知晓。在本实施例中,电池保护电路200连接第二指示元件(图中未示意),第二指示元件也与主控制单元230连接,第二指示元件例如为指示灯、显示屏、数码管、蜂鸣器等,当第二指示元件接收到电池100更换信息时,第二指示单元进行指示,方便用户知晓。在本实施例中,电池保护电路200还连接发送装置,发送装置例如为无线发送装置或者有线发送装置,发送装置用于与远端的服务器连接,服务器例如位于制造商的工厂里,当主控制单元230输出电池100更换信息时,电池100更换信息、电子装置的唯一编码信息通过发送装置被输出给服务器,服务器知道哪个电子装置的电池100可能被更换。另外,在本申请的其他实施例中,第一指示单元、第二指示单元、发送装置可以具有其中之一或者其中之二。另外,在本申请的其他实施例中,电池100更换信息还可以用于对主开关单元240进行控制,例如控制放电回路断开,以防止电池100放电造成安全问题。
请继续参见图1,在本实施例中,电池保护电路200包括第一通信端TX1,系统电路300包括第二通信端TX2,第一通信端TX1与第二通信端TX2连接,电池100更换信息、加密后的随机数经由第一通信端TX1、第二通信端TX2输出给系统电路300,解密后并又加密后的随机数经由第二通信端TX2、第一通信端TX1输出给电池保护电路200。
在本实施例中,电池保护电路200做在同一半导体衬底上,也即位于同一个芯片上,此时,电源供电端VDD为电源供电引脚,电源接地端GND为电源接地引脚,第一通信端TX1为第一通信引脚。但本申请不限于此,在本申请的其他实施例中,电池保护电路200除主开关单元240之外的元件位于第一集成电路芯片上,主开关单元240位于第二集成电路芯片上,也即,第一集成电路芯片做在一个半导体衬底上,第二集成电路芯片做在另一个半导体衬底上,在此处,第一集成电路芯片、第二集成电路芯片封装成一个产品。另外,在本申请的其他实施例中,电池保护电路200除第一认证单元252之外的元件位于第一集成电路芯片上,第一认证单元252位于第三集成电路芯片上。另外,在本申请的其他实施例中,电池保护电路200除第一认证单元252、主开关单元240之外的元件位于第一集成电路芯片上,第一认证单元252、主开关单元240位于第四集成电路芯片上或者两者位于两个独立的芯片上。
在工厂端组装过程中或者在用户日常使用过程中,可能存在一些场景:电池100和电池保护板安装在一起后,也即电池保护电路200在上电一段时间后,可能需要或者出现电池100和电池保护板断开的情况,例如电池100和电池保护板由于规格原因安装错误,或者电池100和电池保护板连接不牢靠,在使用一段时间后自动断开,维修后重新连接牢靠,或者工厂端、用户因为失误导致组装好的电池包的电池保护板与电池100与电池100断开,或者因为电池100电量使用耗尽导致电池保护板断电,等等,此时重新将电池100与电池保护板正常连接上电后,实际电池100还是原装电池100,但根据先前的描述此时电池保护电路200会判断为非第一次上电,会输出电池100更换信息,造成误指示,这不是希望的,为了解决该问题,本申请提供第二实施例。
第二实施例
请参阅图4,图4是本申请第二实施例的电池保护电路200的部分电路模块图,本实施例与第一实施例相似,因此本实施例未描述的部分可以参照第一实施例,本实施例与第一实施例的主要不同点为对电池保护电路200进行了改进。
请结合参见图1和图4,在本实施例中,电池保护电路200还包括电池信息采集单元261、电池信息存储单元262,电池信息采集单元261用于实时或者定时获得电池100的电压、流过主开关单元240的电流的信息,此信息为电池100采样信息,主控制单元230分别与电池信息采集单元261、电池信息存储单元262连接,本实施例的主控制单元230具有计算、运算等功能,主控制单元230定时或者实时获取电池100采样信息,并根据获得的电池100采样信息进行计算评估,以得到电池信息,或者直接得到电池信息(例如当前电池电压),电池信息例如包括电池100的充/放电次数、充放电速率、电量消耗规律、电池剩余电量、电池衰减程度、当前电池电压、电池内阻大小等指标,主控制单元230实时或者定时将电池信息输出给电池信息存储单元262,电池信息存储单元262对电池信息进行存储,电池信息存储单元262为非易失性存储器,即使电池保护电路200断电电池信息存储单元262也能将最近一次存储的电池信息保留下来。在本实施例中,电池信息存储单元262、防拆存储单元251为两个不同的存储元件,但本申请不限于此,在本申请的其他实施例中,电池信息存储单元262、防拆存储单元251为同一个存储元件,但两者存储在不同的存储地址中。
在本实施例中,主控制单元230在接收到上电信号后,主控制单元230将第一信息与第一预设信息进行比较,若比较结果符合第一预设条件,则主控制单元230进一步经由电池信息采集单元261获得当前的电池100采样信息,主控制单元230基于当前的电池100采样信息获得当前的电池信息,并且主控制单元230读取电池信息存储单元262中存储的电池信息(此时存储的信息还是断电前存储的电池信息),主控制单元230将当前的电池信息与断电前存储的电池信息进行比较,若比较结果符合第二预设条件则主控制单元230输出电池100更换信息,此时表示电池100的当前信息与断电前存储的电池信息差异较大,表明电池100已更换,若比较结果不符合第二预设条件,此时表示电池100的当前信息与断电前存储的电池信息差异较小,表明电池100没有更换,此时即使符合第一预设条件,主控制单元230也不输出电池100更换信息。
在本实施例中,第二预设条件为当前的电池信息与存储的电池信息的差异大于或等于预设值,预设值例如为预设百分比,预设百分比例如为10%、8%、5%等。例如电池信息为电池100的电池100衰减程度,当电池保护电路200为非第一次上电时,主控制单元230判断比较结果符合第一预设条件,进一步的电池保护电路200电路通过运算,获得当前的电池100衰减程度,例如当前的电池100衰减程度为1%,而主控制单元230从电池信息存储单元262中读取到到电池100衰减程度为12%,两者的差异为11%,两者相差比较大,主控制单元230认为比较结果符合第二预设条件。又例如,电池信息为电池电压,当电池保护电路200为非第一次上电时,主控制单元230判断比较结果符合第一预设条件,进一步的电池保护电路200电路获得当前的电池电压,例如当前的电池电压为2V(分压后),而主控制单元230从电池信息存储单元262中读取到电池电压为2.05V,两者的电压差为0.05V,差异百分比为2.5%左右,两者相差较小,主控制单元230认为比较结果不符合第二预设条件。另外,在本申请的其他实施例中,预设值不限于预设百分比,还可以是预设数值等。
在本实施例中,电池信息采集单元261用于获得电池100的电压、流过主开关单元240的电流的信息为本领域的常规技术,具体详情不再赘述,例如通过与电源供电端VDD连接以获得电池100的电压的信息,用于与主开关单元240的两侧连接以获得流过主开关单元240的电流的信息,或者用于与采样电阻的两端连接以获得流过主开关单元240的电流的信息,采样电阻与主开关单元240串联。
本实施例的电池保护电路200在上电时,主控制单元230将第一信息与第一预设信息进行比较,若比较结果符合第一预设条件,主控制单元230不会立即输出电池100更换信息,从而不会出现误提示的问题,主控制单元230通过电池信息采集单元261进一步获得当前的电池信息,并读取电池信息存储单元262中存储的电池信息,主控制单元230将当前的电池信息与读取的电池信息进行比较,若比较结果符合第二预设条件,则表明电池100已被更换,则主控制单元230输出电池100更换信息。通过如此处理,可以进一步防止电池100被短时间断电又立即上电而导致误指示的问题,可以进一步减少使用困扰,也可以降低成本。
基于上面的实施例,本申请还提供对应的控制方法,请结合参见图1、图2和图5,本申请实施例提供一种电池保护电路200的控制方法,包括以下步骤:
S110:获取上电信号;
S120:读取防拆存储单元251中的第一信息;
S130:将第一信息与第一预设信息进行比较;
S141:若比较结果符合第一预设条件,则输出电池100更换信息;
S142:若比较结果不符合第一预设条件,则输出第一预设信息给防拆存储单元251,防拆存储单元251将第一预设信息存储为第一信息。
本实施例的上述方法可以参见前面的相关描述,在此不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成,即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中,上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。另外,各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分,并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
应当理解的是,在本文中提及的“多个”是指两个或两个以上。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后,将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
需要说明的是,本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置实施例而言,由于其与方法实施例基本相似,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所揭露的仅为本申请较佳实施例而已,当然不能以此来限定本申请之权利范围,因此依本申请权利要求所作的等同变化,仍属本申请所涵盖的范围。

Claims (11)

1.一种电池保护电路,其特征在于,包括:电源供电端、电源接地端、过充保护单元、过放保护单元、主控制单元、主开关单元,其中,所述电源供电端、电源接地端用于与电池连接,所述主开关单元的控制端与所述主控制单元电连接,所述主开关单元的一端用于与电源供电端或电源接地端电连接,所述主开关单元的另一端用于与系统电路电连接,所述主开关单元用于控制电池供电给系统电路;
所述电池保护电路还包括上电检测模块、防拆存储单元,所述上电检测模块分别与所述电源供电端、电源接地端连接,所述上电检测模块用于检测所述电池保护电路是否上电,所述主控制单元分别与所述上电检测模块、所述防拆存储单元连接,当所述上电检测模块检测所述电池保护电路上电时其输出上电信号给所述主控制单元,所述主控制单元读取所述防拆存储单元中存储的第一信息,并将所述第一信息与第一预设信息进行比较,若比较结果符合第一预设条件,则主控制单元输出电池更换信息,所述电池更换信息用于指示所述电池被更换,若比较结果不符合第一预设条件,则主控制单元将第一预设信息输出给防拆存储单元,所述防拆存储单元将所述第一预设信息存储为第一信息。
2.根据权利要求1所述的电池保护电路,其特征在于,所述第一预设条件包括所述第一信息与所述第一预设信息相同。
3.根据权利要求1所述的电池保护电路,其特征在于,所述电池保护电路还包括电池信息存储单元和电池信息采集单元,所述电池信息采集单元、所述电池信息存储单元均与所述主控制单元连接,所述电池信息存储单元用于存储断电前的电池信息;
其中,若比较结果符合第一预设条件,则主控制单元经由电池信息采集单元获得当前的电池信息,并将当前的电池信息与电池信息存储单元中存储的电池信息进行比较,若比较结果符合第二预设条件则输出电池更换信息。
4.根据权利要求3所述的电池保护电路,其特征在于,所述第二预设条件为当前的电池信息与存储的电池信息的差异大于或等于预设值。
5.根据权利要求1所述的电池保护电路,其特征在于,当所述上电检测模块检测其与电池连接的时长大于或等于第一预设时长时,其输出上电信号给所述主控制单元。
6.根据权利要求1所述的电池保护电路,其特征在于,所述电池保护电路包括第一认证单元,所述第一认证单元用于与系统电路的第二认证单元进行通信以用于验证电池是否为原装电池。
7.根据权利要求6所述的电池保护电路,其特征在于,所述电池保护电路位于同一个芯片上;或者,
所述电池保护电路除主开关单元之外的元件位于一个芯片上,所述主开关单元位于另一个芯片上;或者,
所述电池保护电路除第一认证单元之外的元件位于一个芯片上;或者,
所述电池保护电路除主开关单元、第一认证单元之外的元件位于一个芯片上;或者,
所述电池保护电路验证为原装电池后才对电池是否更换进行验证。
8.一种电池保护板,其特征在于,包括:
印刷电路板;
如权利要求1-7任意一项所述的电池保护电路,所述电池保护电路安装在所述印刷电路板上。
9.一种电池包,其特征在于,包括:
电池;
如权利要求1-7任意一项所述的电池保护电路,或者,如权利要求8所述的电池保护板,其中,电池保护电路的电源供电端与电池的正极连接,电池保护电路的电源接地端与电池的负极连接。
10.一种电子装置,其特征在于,包括:
系统电路;
如权利要求1-7任意一项所述的电池保护电路,或者,如权利要求8所述的电池保护板,或者,如权利要求9所述的电池包,其中,所述系统电路经由电池保护电路用于与电池连接。
11.一种电池保护电路的控制方法,其特征在于,包括:
获取上电信号;
读取存储的第一信息;
将第一信息与第一预设信息进行比较;
若比较结果符合第一预设条件,则输出电池更换信息,所述电池更换信息用于指示所述电池被更换;
若比较结果不符合第一预设条件,则输出第一预设信息,并将第一预设信息存储为第一信息。
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