CN203368086U - 电池充电装置及应用其的移动设备 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种电池充电装置及应用其的移动设备，电池充电装置包括电源总线和电池端、位于电源总线与电池端之间的充电管理模块和限流电路，其中：充电管理模块的输入端和限流电路的输入端择一地与电源总线相连接；充电管理模块的输出端和限流电路的输出端均连接电池端。该电池充电装置既能够支持正常充电、又能够在电池馈电状态下支持激活充电。当电池剩余电量在正常充电范围内时，电源总线与充电管理模块导通，即可实现正常充电；而当电池剩余电量低于可正常充电的最低阈值时，使电源总线与限流电路导通，即可实现移动设备的馈电电池的激活充电。

Description

电池充电装置及应用其的移动设备
技术领域
本实用新型涉及移动设备技术领域，尤其涉及一种电池充电装置及应用其的移动设备。
背景技术
随着移动设备处理器主频的增加、屏幕分辨率的提高等，移动设备终端的功耗也随之增加，需要频繁地给电池充电。
现有技术中，移动设备充电部分的原理框图如图1所示，包括电源总线Vbus、电源保护模块50、充电管理模块Charge IC和电池端Vbat。电源保护模块50连接于电源总线Vbus与充电管理模块Charge IC的输入端之间，充电管理模块Charge IC的输出端与电池端Vbat相连接，这样通过接外部电源，就可以给电池端Vbat进行充电。大多数半导体器件的充电管理模块无法做到很宽的低电压输入范围。这样，若移动设备电池过度放电后，用户未及时进行处理而导致馈电，或电池因长时间不用而馈电时，通过外部电源，无法对移动设备正常充电。用户只能更换电池或拿到维修处进行维修，给移动设备的应用带来了不便。
发明内容
有鉴于此，本实用新型提出一种电池充电装置及应用其的移动设备，以解决上述问题。
本实用新型实施例的技术方案是这样实现的：
一种电池充电装置，包括电源总线和电池端、位于所述电源总线与所述电池端之间的充电管理模块和限流电路，其中：
所述充电管理模块的输入端和所述限流电路的输入端择一地与所述电源总线相连接；
所述充电管理模块的输出端和所述限流电路的输出端均连接所述电池端。
优选地，所述电池充电装置进一步包括电池状态检测模块和馈电激活控制模块，其中：
所述电池状态检测模块的一端与所述电池端连接、用以检测电池电量；
所述电池状态检测模块的另一端与所述馈电激活控制模块相连接、用以向所述馈电激活控制模块输出检测结果；
所述馈电激活控制模块依据所述检测结果控制所述充电管理模块的输入端和所述限流电路的输入端择一地与所述电源总线相连接。
优选地，所述电池充电装置进一步包括第一开关，其中：
所述第一开关包括输入端、第一输出端和第二输出端，且所述第一开关的所述输入端连接所述电源总线、并与所述第一输出端和所述第二输出端择一导通；
所述充电管理模块的输入端与所述第一输出端相连接；
所述限流电路的输入端与所述第二输出端端连接；
以及，所述馈电激活控制模块通过控制所述第一开关的所述输入端与所述第一输出端或所述第二输出端的导通，来控制所述充电管理模块的输入端和所述限流电路的输入端择一地与所述电源总线相连接。。
优选地，所述电池充电装置进一步包括电源保护模块，其中：
所述电源保护模块连接在所述电源总线与所述电池端之间、并接地。
优选地，所述电池充电装置进一步包括备用供电电源电路，其中：
所述备用供电电源电路的一端在所述限流电路的输入端与所述电源总线相连接时与所述电源总线相连接；
所述备用供电电源电路的另一端与所述限流电路相连接、用以给所述限流电路供电。
优选地，所述电池充电装置进一步包括第二开关，其中：
所述第二开关串联在所述备用供电电源电路的所述一端与所述电源总线之间并受控于所述馈电激活控制模块、用以在所述限流电路的输入端与所述电源总线相连接时将所述备用供电电源电路的所述一端与所述电源总线相连接。
本实用新型还提供一种移动设备，包括如上所述的电池充电装置、以及与所述电池充电装置中的所述电池端连接的电池。
如上可见，本实用新型中的电池充电装置提供了一种既能够支持正常充电、又能够在电池馈电状态下支持激活充电的电路结构。当电池剩余电量在正常充电范围内时，电源总线与充电管理模块导通，即可实现正常充电；而当电池剩余电量低于可正常充电的最低阈值时，使电源总线与限流电路导通，即可实现移动设备的馈电电池的激活充电。
而且，若电池充电装置进一步包括电池状态检测模块和馈电激活控制模块，还能够通过对电池电量的实时检测来准确控制正常充电和激活充电的自动切换。
附图说明
图1所示为现有技术中电池充电装置的原理框图；
图2所示为本实用新型实施例的电池充电装置的原理框图；
图3所示为本实用新型实施例的电池充电装置的电池激活充电工作流程图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过具体实施例并参见附图，对本实用新型进行详细说明。
本实用新型实施例的电池充电装置如图2所示，包括电源总线Vbus和电池端Vbat、位于电源总线Vbus与电池端Vbat之间的充电管理模块Charge IC和限流电路20，其中：
充电管理模块Charge IC的输入端和限流电路20的输入端择一地与电源总线Vbus相连接；
充电管理模块Charge IC的输出端和限流电路20的输出端均连接电池端Vbat。
可见，本实施例中的电池充电装置提供了一种既能够支持正常充电、又能够在电池馈电状态下支持激活充电的电路结构。当电池剩余电量在正常充电范围内时，电源总线Vbus与充电管理模块Charge IC导通，即可实现正常充电；而当电池剩余电量低于可正常充电的最低阈值（或称之为过度馈电的临界值）时，使电源总线Vbus与限流电路20导通，即可实现移动设备的馈电电池的激活充电。而且，用户不必因为电池馈电而更换电池，从而节约电池的生产，也可以达到环保的效果。
在本实施例中，为了通过对电池电量的实时检测而准确控制正常充电和激活充电的自动切换，如图2所示的电池充电装置可以进一步包括电池状态检测模块30和馈电激活控制模块40，其中：
电池状态检测模块30的一端与电池端Vbat连接、用以检测电池电量；
电池状态检测模块30的另一端与馈电激活控制模块40相连接、用以向馈电激活控制模块40输出检测结果；
馈电激活控制模块40依据检测结果控制充电管理模块Charge IC的输入端和限流电路20的输入端择一地与电源总线Vbus相连接，用以实现正常充电和激活充电的切换。
例如，当电池状态检测模块30的检测结果表示电池的电量已低至、甚至低于可正常充电的最低阈值时，馈电激活控制模块40即可控制限流电路20的输入端与电源总线Vbus相连接，而当电池状态检测模块30的检测结果表示电池的电量高于可正常充电的最低阈值时，馈电激活控制模块40即可控制充电管理模块ChargeIC的输入端与电源总线Vbus相连接。
实际应用中，充电管理模块Charge IC的输入端和限流电路20的输入端与电源总线Vbus的择一连接可以利用开关器件来实现切换，具体说，如图2所示的电池充电装置还可以进一步包括第一开关S1，其中：
第一开关S1包括输入端D0、第一输出端D1和第二输出端D2，且输入端D0连接电源总线Vbus、并与第一输出端D1和第二输出端D2择一导通；
充电管理模块Charge IC的输入端与第一输出端D1相连接；
限流电路20的输入端与第二输出端D2连接；
以及，馈电激活控制模块40通过控制输入端D0与第一输出端D1或第二输出端D2的导通来控制充电管理模块Charge IC的输入端和限流电路20的输入端择一地与电源总线Vbus相连接。
基于第一开关S1的切换功能，当输入端D0与第一输出端D1导通时，电源总线Vbus与充电管理模块Charge IC导通、以支持电池的正常充电；而当输入端D0与第二输出端D2导通时，电源总线Vbus与限流电路20导通、以支持电池的激活充电。
在本实施例中，如图2所示的电池充电装置可以进一步包括电源保护模块50，其中：电源保护模块50连接于电源总线Vbus与电池端Vbat之间、并接地。电源保护模块50的设置以防止电压过大而对电路造成损害，起到对整个电路的保护作用。
需要说明的是，图2中的电源保护模块50，可以为过压保护模块OVP（Over VoltageProtection）、过流保护模块OCP（Over Current Protection）等，本实施例不再一一列举。另外，本实施例在图2中是将电源保护模块50通过与充电管理模块Charge IC的串联方式连接在电源总线Vbus与电池端Vbat之间，但实际应用中也可以采用并联方式。
在本实施例中，如图2所示的电池充电装置还可以进一步包括备用供电电源电路10，其中：
备用供电电源电路10的一端在限流电路20的输入端与电源总线Vbus相连接时与电源总线Vbus相连接，其余时刻则可以与电源总线Vbus断开；
备用供电电源电路10的另一端与限流电路20相连接、用以给限流电路20供电。
实际应用中，备用供电电源电路10与电源总线Vbus的连接和断开，可以利用开关器件来实现，具体说，如图2所示的电池充电装置可以进一步包括第二开关S2，其中：
第二开关S2串联在备用供电电源电路10的一端与电源总线Vbus之间并受控于馈电激活控制模块40、用以在限流电路20的输入端与电源总线Vbus相连接时将备用供电电源电路10的一端与电源总线Vbus相连接。
需要说明的是：
限流电路20的设置以维持电池处于激活充电状态下的充电。限流电路20是电池激活充电状态下的核心电路，它规定了激活电路中的电流大小。限流电路20的实现有很多方法，如专用芯片、运放电流负反馈、分立元件（用BJT、稳压管和电阻电容）搭建，设计人员可以根据情况自行设定，本文不再一一列举。
备用供电电源电路10是为了通过电源总线Vbus给后续连接的限流电路20等提供供电，从而确保限流电路20在激活充电时的正常工作。
如图3所示，电池状态检测模块30会检测电池的电量：
当电池电量低时，电池状态检测模块30会提示用户充电，例如，备用供电电源电路10切换后，通过LED灯、马达震动等方式提示移动设备是否处于激活充电状态。此后，在移动设备过度放电或长时间不用的状态下，电池状态检测模块30会检测到电池电量已低至、甚至低于过度馈电的临界值时，此时，通过馈电激活控制模块40控制输入端D0和第二输出端D2导通、以使电源总线Vbus与限流电路20导通，第二开关S2闭合、以使备用供电电源电路10的一端与电源总线Vbus相连接，使电池端Vbat实现激活充电，处于馈电状态下的供电电池处于激活充电状态，同时，通过备用供电电源电路10给限流电路20供电，保证限流电路20正常工作。
当电池端Vbat的电量高于过度馈电的临界值时，电池状态检测模块30通过馈电激活控制模块40控制输入端D0和第一输出端D1导通、以使电源总线Vbus与充电管理模块Charge IC导通，便可使电池实现正常充电，同时，可以将第二开关S2断开，以使备用供电电源电路10的一端与电源总线Vbus断开连接、并取消备用供电电源电路10对限流电路20的供电。
本实施例还提供一种移动设备，包括如上所述的电池充电装置、以及与如上所述的电池充电装置中的电池端Vbat连接的电池。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。

Claims (7)

1.一种电池充电装置，其特征在于，包括电源总线和电池端、位于所述电源总线与所述电池端之间的充电管理模块和限流电路，其中：
所述充电管理模块的输入端和所述限流电路的输入端择一地与所述电源总线相连接；
所述充电管理模块的输出端和所述限流电路的输出端均连接所述电池端。
2.根据权利要求1所述的电池充电装置，其特征在于，进一步包括电池状态检测模块和馈电激活控制模块，其中：
所述电池状态检测模块的一端与所述电池端连接、用以检测电池电量；
所述电池状态检测模块的另一端与所述馈电激活控制模块相连接、用以向所述馈电激活控制模块输出检测结果；
所述馈电激活控制模块依据所述检测结果控制所述充电管理模块的输入端和所述限流电路的输入端择一地与所述电源总线相连接。
3.根据权利要求2所述的电池充电装置，其特征在于，进一步包括第一开关，其中：
所述第一开关包括输入端、第一输出端和第二输出端，且所述第一开关的所述输入端连接所述电源总线、并与所述第一输出端和所述第二输出端择一导通；
所述充电管理模块的输入端与所述第一输出端相连接；
所述限流电路的输入端与所述第二输出端端连接；
以及，所述馈电激活控制模块通过控制所述第一开关的所述输入端与所述第一输出端或所述第二输出端的导通，来控制所述充电管理模块的输入端和所述限流电路的输入端择一地与所述电源总线相连接。
4.根据权利要求3所述的电池充电装置，其特征在于，进一步包括电源保护模块，其中：
所述电源保护模块连接在所述电源总线与所述电池端之间、并接地。
5.根据权利要求2所述的电池充电装置，其特征在于，进一步包括备用供电电源电路，其中：
所述备用供电电源电路的一端在所述限流电路的输入端与所述电源总线相连接时与所述电源总线相连接；
所述备用供电电源电路的另一端与所述限流电路相连接、用以给所述限流电路供电。
6.根据权利要求5所述的电池充电装置，其特征在于，进一步包括第二开关，其中：
所述第二开关串联在所述备用供电电源电路的所述一端与所述电源总线之间并受控于所述馈电激活控制模块、用以在所述限流电路的输入端与所述电源总线相连接时将所述备用供电电源电路的所述一端与所述电源总线相连接。
7.一种移动设备，其特征在于，包括如权利要求1至6中任意一项所述的电池充电装置、以及与所述电池充电装置中的所述电池端连接的电池。
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