CN201877851U - 一种备用电池充电电路 - Google Patents

Abstract

备用电池充电电路可用备用电池给移动终端的主电池进行充电，其包括升压电路、控制电路、升压电路控制器以及使能控制电路。其中，升压电路连接于备用电池与主电池之间，用于将备用电池的电压升压至主电池所需要的电压。控制电路连接备用电池、升压电路以及主电池，用于根据备用电池及主电池的电压状态控制升压电路的工作状态，并输出工作指示信号。升压电路控制器与备用电池以及升压电路相连，用于当主电池已经放电保护、控制电路不工作且备用电池电量充足时，解除主电池的放电保护电路。使能控制电路与备用电池、升压电路控制器以及控制电路相连，用于根据工作指示信号控制升压电路控制器的工作状态。

Description

一种备用电池充电电路

技术领域

本实用新型属于手机能源领域，应用于解决紧急供电，延长待机时间、通话时间的电子产品中。

背景技术

在手机能源领域，有多种解决紧急供电问题，延长待机、通话时间的方案。当手机电量不足，没有携带充电器或是在户外无电源或是遇上停电等等无法进行充电的情况下，如何即时解决手机电量问题，使用便携且随处可得的AAA备用电池给进行手机充电就是方案之一。

如图1所示，传统的AAA备用电池充电电路由AAA备用电池110、升压电路120、控制电路130、锂电池140四个方框组成。其中，AAA备用电池110用于产生手机充电的能源。升压电路120用于将AAA备用电池110提供的较低的直流电压，提升到锂电池140所需的充电电压。控制电路130不但可以对输入端进行检测，保障稳定的输入，还可以对输出端的锂电池140电压进行检测，从而保障锂电池140不会过充；同时，控制电路130还可切换锂电池140的充电模式、控制充电电流、提高充电效率，亦可以检测锂电池140是否正在被其它充电器充电、其电压是否低于设定值、用户是否要求使用上述AAA备用电池110充电功能，最终根据各种判定结果及需求设定，自动开启或关闭充电功能。这里，锂电池140是手机的主电池，是手机系统的能源提供方，同时，其亦用于给控制电路130提供电源。

在传统的设计方案中，为了保障控制电路130工作的稳定性及效率，当AAA备用电池110或锂电池140中任意一个电压低于预定值时，控制电路130不工作，则升压电路120亦无法工作，即整个充电电路不会再进行充电。

如果锂电池140持续放电至放电保护后，锂电池140的电压即为0V，此时，控制电路130不会启动，那么升压电路120也就也无法工作，无论AAA备用电池110的电量有多大，都无法给锂电池140充电，无法解决紧急供电问题，延长待机、通话时间。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型所提供的备用电池充电电路可在移动终端主电池放电保护后，仍可以用备用电池对所述主电池进行充电，方便用户的使用。

本实用新型所述的备用电池充电电路包括，可用备用电池给移动终端的主电池进行充电，其包括升压电路、控制电路、升压电路控制器以及使能控制电路。其中，升压电路连接于备用电池与主电池之间，用于将备用电池的电压升压至主电池所需要的电压。控制电路连接备用电池、升压电路以及主电池，用于根据备用电池及主电池的电压状态控制升压电路的工作状态，并输出工作指示信号。升压电路控制器与备用电池以及升压电路相连，用于当主电池放电保护、控制电路不工作且备用电池电量充足时，解除主电池的放电保护电路。使能控制电路与备用电池、升压电路控制器以及控制电路相连，用于根据工作指示信号控制升压电路控制器的工作状态。

上述的备用电池充电电路，其中：所述备用电池是AAA电池，所述主电池是锂电池。

上述的备用电池充电电路，其中：所述升压电路控制器是由基准电压源、振荡电路、比较器、控制电路所构成，所述升压电路控制器具有使能脚。

上述的备用电池充电电路，所述使能控制电路包括：上拉电阻，连接于所述备用电池的正极与升压电路控制器的使能脚之间，用于确保所述升压电路控制器的正常工作；电容，连接于所述升压电路控制器使能脚与所述备用电池负极之间，其与所述上拉电阻构成延时电路，用于确保所述升压电路控制器工作状态的稳定；芯片，其第一接脚连接于所述升压电路控制器的使能脚，其第二接脚连接所述备用电池的正极，第三接脚连接所述备用电池的负极，用于确保备用电池电压大于预设值时所述升压电路控制器才可以工作；以及电晶体，其控制端与所述控制电路相连，用于接收所述工作指示信号，其第一输出端连接所述备用电池负极，其第二输出端连接所述升压电路控制器的使能端；其中，当所述控制电路正常工作时，所述工作指示信号为高电平，所述电晶体导通，则所述升压电路控制器的使能脚被拉低，故所述升压电路控制器不工作。

本实用新型的备用电池充电电路可以解决锂电池放电保护后，升压电路控制器解除锂电池的放电保护，使得备用电池可以给锂电池充电的问题，安全可靠，且具有较高的性能与效率。

附图说明

为了易于说明，本实用新型由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。

图1所示为传统的AAA备用电池充电电路的方框图。

图2所示为本实用新型中备用电池充电电路的方框图。

图3所示为本实用新型图2的具体电路图。

具体实施方式

图2所示为本实用新型备用电池充电电路的方框图，其可使用备用电池210给移动终端的主电池240进行充电，其由升压电路220、控制电路230、升压电路控制器250以及使能控制电路260组成。本实施方式中，备用电池210为AAA干电池，其他实施方式中，亦可是其他类型且方便可得的电池。移动终端主电池240为锂电池。其中，备用电池210、升压电路220、控制电路230、锂电池240功能方框与图1中传统的AAA备用电池充电电路中对应的方框一样，即，升压电路220连接于备用电池210与锂电池240之间，用于将备用电池210的电压升压至主电池240所需要的电压；控制电路连接备用电池210、升压电路220以及锂电池240，用于根据备用电池210及锂电池240的电压状态控制升压电路220的工作状态。

本实施方式中，升压电路控制器250与备用电池210、升压电路220均相连，用于在锂电池240已经放电保护时，由备用电池210供电，输出一个高电平，解除锂电池240内部的放电保护电路并给锂电池240充电。当锂电池240两端的电压高于控制电路230所需的电压时，控制电路230开始工作。使能控制电路260与备用电池210、升压电路控制器250、控制电路230均相连，用于给升压电路控制器250一个简单的使能控制，保证他在备用电池210电量充足且控制电路230不工作的情况下工作。

同时参阅图3，其为本实用新型图2的具体电路图。需要说明的是，V_ALK+端口连接备用电池210的正极，接地端T1连接备用电池210的负极，V_BAT端口连接锂电池240的正极，接地端T2连接锂电池240的负极。本实施方式中，电感L1、二极管D1、第一晶体管Q1、第二电晶体Q2构成升压电路220，芯片U1是备用电池210给锂电池240充电的控制芯片，构成控制电路230功能方框。电容C1、C2是V_BAT端口的滤波电容。电阻R2连接接地端T1与T2之间。芯片U2是一种由基准电压源、振荡电路、比较器、控制电路等构成的升压电路控制器250功能方框。电阻R1、电容C3、芯片U3以及第三电晶体Q3A构成使能控制电路260功能方框，用于对升压电路控制器250的使能控制。

V_ALK+端口、电感L1、二极管D1、第一电晶体Q1、第二电晶体Q2、芯片U1、电容C1、C2、V_BAT端口是传统的备用电池充电电路，其完成了从备用电池210电压升压输出到锂电池240，并通过检测及充电控制给锂电池240充电。芯片U1控制锂电池240的充电与否、充电模式以及充电电流。当锂电池240电压为0V，芯片U1供电电源为0V，即无法工作。

本实施方式中，芯片U2选用的是S-8351A33MC型号的芯片，它是一种由基准电压源、振荡电路、比较器、脉冲频率调制控制电路等构成的CMOS升压电路控制器250，能根据负载大小自动切换占空系数，且内置的MOSFET使用保护电路，在超过控制值时会自动断路，以防止破坏。因此，能获得较大范围的低纹波、高效率及保障系统电路的安全性。综合考虑，功能、性能、安全性都能达到亦可选用其它器件。

芯片U2与升压电路220共用了V_ALK+端口、电感L1、二极管D1、电容C1、C2、V_BAT端口部件，完成了从备用电池210电压升压输出3.3V到锂电池240。

芯片U2的第一接脚是使能脚，其为高电平触发，即，高电平时芯片U2工作，低电平时芯片U2不工作，这样，芯片U2可对是否升压输出3.3V至锂电池240进行控制。

如上所述，使能控制电路260包括电阻R1、电容C3、芯片U3以及第三电晶体Q3A。电阻R1是使能脚的上拉电阻，连接于V_ALK+端口与芯片U2的使能脚之间，以确认在其它控制电路都没有工作的情况下，此使能脚是高电平，芯片U2正常工作。电容C3连接于接地端T1与芯片U2使能脚之间，保证芯片U2工作状态的稳定，其与电阻R1构成延时电路，当电阻R1上拉时，不会立即让使能脚变成高电平，使其会有一个延时，延时时间t＝R1*C3，以确保芯片U2工作状态的稳定，防止抖动。同时为了保证激活锂电池240的保护后，能有效的给锂电池240充电，必须保证备用电池210的电量不能太低，否则锂电池240会出现不断的放电保护激活，再放电保护，再激活......的循环，对锂电池240的寿命会有影响。

芯片U3是高精度的电压检测芯片，其第一接脚连接于芯片U2的使能脚，其第二接脚连接V_ALK+端口，其第三接脚连接接地端T1，作用是保证备用电池210电压大于一定值时，芯片U2才可以工作，才会激活锂电池240的保护并给锂电池240充电。

本实施方式中，芯片U3我们选用的是S-80811CNPF型号的芯片，检测电压是1.1V，精度是+-2％。当备用电池210电压大于1.1V时，即芯片U3的第二接脚大于1.1V时，芯片U2才开始工作，在满足其功能的情况下，芯片U2亦可选用其它器件。

当锂电池240电压高于芯片U1的门限电压时，芯片U1即会工作，此时，由V_ALK+端口、电感L1、二极管D1、第一电晶体Q1、第二电晶体Q2、电阻R14、电容C1、C2、V_BAT端口完成备用电池210给锂电池240的充电工作，与此同时，芯片U1会输出一个高电平工作指示信号，则应该关闭由芯片U2、V_ALK+端口、电感L1、二极管D1、电阻R14、电容C1、C2、V_BAT端口构成的升压输出。反之，当锂电池240电压低于芯片U1的门限电压时，芯片U1不工作，芯片U1输出一个低电平工作指示信号。

本实施方式中，电晶体Q3A控制端与芯片U1相连，用于接收工作指示信号，其第一输出端连接接地端T1，其第二输出端连接芯片U2的使能端。当芯片U1工作时，其输出高电平的工作指示信号，则电晶体Q3A导通，芯片U2的第一接脚即被拉低，芯片U2不工作，从而保证关闭由芯片U2、V_ALK+端口、电感L1、二极管D1、电阻R14、电容C1、C2、V_BAT端口构成的升压输出。当芯片U1不工作时，其输出低电平的工作指示信号，则电晶体Q3A不导通，芯片U2的第一接脚的状态由电阻R1、芯片U3、电容C3所决定。可见，使能控制电路260可以确保升压电路控制器250于控制电路230不工作的情况下进行正常工作，从而确保整个充电电路的正常工作。

综上所述，本实用新型的备用电池充电电路可以解决锂电池240放电保护后，升压电路控制器250解除锂电池240的放电保护，使得备用电池210可以给锂电池240充电的问题，安全可靠，且具有较高的性能与效率。

以上所述之具体实施方式为实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式。凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均包含本实用新型的保护范围内。

Claims (4)

1.一种备用电池充电电路，其可用备用电池给移动终端的主电池进行充电，其特征在于，所述备用电池充电电路包括：

升压电路，连接于所述备用电池与主电池之间，将所述备用电池的电压升压至所述主电池所需要的电压；

控制电路，连接所述备用电池、升压电路以及主电池，可根据所述备用电池及主电池的电压状态控制所述升压电路的工作状态，并输出工作指示信号；

升压电路控制器，与所述备用电池以及升压电路相连，可在所述控制电路不工作且所述备用电池电量充足时解除所述主电池的放电保护电路；以及

使能控制电路，与所述备用电池、升压电路控制器以及控制电路相连，根据所述工作指示信号控制所述升压电路控制器的工作状态。

2.如权利要求1所述的备用电池充电电路，其特征在于，所述备用电池是AAA电池，所述主电池是锂电池。

3.如权利要求1所述的备用电池充电电路，其特征在于，所述升压电路控制器是由基准电压源、振荡电路、比较器、控制电路所构成，所述升压电路控制器具有使能脚。

4.如权利要求3所述的备用电池充电电路，其特征在于，所述使能控制电路包括：

确保所述升压电路控制器正常工作的上拉电阻，连接于所述备用电池的正极与升压电路控制器的使能脚之间；

确保所述升压电路控制器具有稳定工作状态的电容，连接于所述升压电路控制器使能脚与所述备用电池负极之间，所述电容与所述上拉电阻构成延时电路；

确保备用电池电压大于预设值时所述升压电路控制器才可以工作的芯片，其第一接脚连接于所述升压电路控制器的使能脚，其第二接脚连接所述备用电池的正极，第三接脚连接所述备用电池的负极；以及

接收所述工作指示信号的电晶体，其控制端与所述控制电路相连，其第一输出端连接所述备用电池负极，其第二输出端连接所述升压电路控制器的使能端；

其中，当所述控制电路正常工作时，所述工作指示信号为高电平，所述电晶体导通，则所述升压电路控制器的使能脚被拉低，故所述升压电路控制器不工作。

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