CN203607899U - 一种移动设备的双充电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种移动设备的双充电系统，通过在锂电池中增加信号检测／控制线、及在DC充电小板中增加DC充电管理模块，加强主充电控制IC对DC充电器的控制与兼容，除单一USB或DC充电模式外，当USB充电器和DC充电器同时插入时，在电池预充(涓流)、快充(恒流)、恒压充电的不同阶段，对DC充电回路进行不同控制，并对所使用的锂电池进行改造以便双电流的输入，实现USB充电和DC充电同时进行的双充电模式。本实用新型方案解决了移动设备在升级PCB主板后需要更换DC充电器的问题，增加了充电模式，提高了电池充电效率和充电方便性。
Description
技术领域
本实用新型涉及移动设备的充电系统技术领域，及所使用的锂电池的设计领域。
背景技术
现有的一般智能移动设备，如工业用巡检仪，虽然可以同时有DC充电接口和USB充电接口，但传统的充电设计，是使用时两种充电接口选择其一，而且升级更换设备PCB主板后，由于DC充电器通过单独的充电小板对电池进行充电，传统系统是无法控制的，因此原有DC充电器通常不能再使用，只能保留单一的USB充电模式，或更换DC充电器，使得设备充电方式受限、升级不方便。另一方面，一般的锂电池通常不适用于双充电模式，且通常没有更丰富的通讯通道，不利于更进一步的充电自动控制设计和系统模块的增加。
实用新型内容
本实用新型设计了一种移动设备的双充电系统。本实用新型中通过对锂电池的改造和增加DC充电管理模块，提高了DC充电器的适用性，使充电更方便，并且实现了USB和DC同时充电的双充电模式，提高了充电效率。
本实用新型提供的技术方案为：
一种移动设备的双充电系统，包括：
USB充电器，其与主充电控制IC连接；
主充电控制IC，其与锂电池连接；
信号检测／控制线，其一端与主充电控制IC连接，另一端与DC充电管理模块连接；
锂电池；
DC充电管理模块，其与电池及DC充电器连接；
DC充电器，其与DC充电模块连接。
优选的是，所述的一种移动设备双充电系统，所述的信号检测／控制线设置于锂电池中。
优选的是，所述的一种移动设备双充电系统，所述DC充电管理模块设置于DC充电小板中。
优选的是，所述的一种移动设备双充电系统，所述DC充电管理模块包括：DC充电管理芯片，栅极和源极与所述DC充电管理芯片电流调整端连接、漏极与所述DC充电器连接的第一开关，栅极和漏极与所述DC充电管理芯片电流调整端连接的第二开关，连接所述第二开关漏极与所述DC充电管理芯片电流调整端的第一电阻，栅极和漏极与所述DC充电管理芯片回路控制端连接、源极与所述锂电池连接的第三开关，连接在所述DC充电管理芯片输入参考电压端和电流检测端之间的第二电阻，连接所述第二电阻与地的第三电阻，两端连接所述DC充电管理芯片输出参考电压端并且一端连接所述锂电池的第四电阻，连接所述第四电阻与所述DC充电管理芯片开关端的电感，连接所述DC充电管理芯片参考滤波端与地的电容，连接在所述DC充电管理芯片温度端与VREF(基准电压)之间以及所述锂电池与所述VREF之间的第五电阻，连接在所述DC充电管理芯片温度端与地之间以及所述锂电池与地之间的第六电阻。
优选的是，所述的一种移动设备双充电系统，所述DC充电管理模块，其STAT端与所述信号检测／控制线连接。
优选的是，所述的一种移动设备双充电系统，所述锂电池包括：充电微控制器、充电模拟前端、LED、热传感器、电池板组、C-FET(OC端MOSFET)、D-FET(OD端MOSFET)、信号检测／控制线、第二层保护IC、第七电阻、第八电阻、第九电阻，其中，所述LED、所述热传感器、所述第七电阻、所述第八电阻、所述充电模拟前端与所述充电微控制器连接，所述第九电阻两端与所述充电微控制器连接并且一端与所述电池板组总负极连接，所述C-FET、所述D-FET、所述电池板组的所有正负极与所述充电模拟前端连接，所述第二层保护IC与所述电池板组所有的正负极连接，所述C-FET栅极连接所述第七电阻以及所述第八电阻，所述D-FET栅极连接所述电池板组总正极，所述C-FET、所述D-FET的漏极相连，所述信号检测／控制线与所述充电微控制器连接。
优选的是，所述的一种移动设备双充电系统，所述锂电池中，所述C-FET与所述D-FET在USB充电设定电流、DC充电设定电流以及二者叠加后的电流大小下皆能导通，并和所述第二层保护IC一起构成所述锂电池的保护电路。
优选的是，所述的一种移动设备双充电系统，所述锂电池，从所述第七电阻不与所述充电微控制器连接的一端引出USB充电用正极，从所述第八电阻不与所述充电微控制器连接的一端引出DC充电用正极，从所述第九电阻不与所述电池板组总负极连接的一端引出锂电池负极，从所述充电微控制器引出TS端(电池温度端)，其中，所述USB充电用正极与所述主充电控制IC连接，所述DC充电用正极与所述DC充电管理模块连接，所述锂电池负极、所述TS端、所述信号检测／控制线与所述主充电控制IC、所述DC充电管理模块同时连接。
其中，所述锂电池中，所述LED、所述热传感器、所述第二层保护IC则与一般锂电池的同类元件相同
其中，所述主充电控制IC、所述USB充电器、所述DC充电器与传统常用的相同。
有益效果
本实用新型所述的一种移动设备的双充电系统，在移动设备的DC充电器和电池之间增加DC充电管理模块，负责DC充电器的插入状态检测和充电回路控制，并在电池中增加信号检测／控制线，负责主充电控制IC和DC充电管理模块之间的通讯，加强了主充电控制IC对DC充电器的控制与兼容，提高了DC充电器的适用性，当移动设备升级更换PCB主板时，无需再更换DC充电器。同时这样的设计可以实现双充电模式，通过对DC充电回路的控制在一定程度上加快充电效率并保护电池，多样的充电模式也使得设备充电受限小，充电更方便。
附图说明
图1为本实用新型所述的一种移动设备的双充电系统的电池充电原理示意图。
图2为本实用新型所述系统的DC充电管理模块结构示意图。
图3为本实用新型所述系统的锂电池内部结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
本实用新型所述的一种移动设备的双充电系统，如图1所示，包括：
USB充电器，其与主充电控制IC连接；
主充电控制IC，其与锂电池连接；
信号检测／控制线，其设置于锂电池中，一端与主充电控制IC连接，另一端与DC充电管理模块连接；
DC充电管理模块，其设置于DC充电小板，与锂电池及DC充电器连接；
锂电池；
DC充电器，其与DC充电模块连接。
其中，如图2所示，所述DC充电管理模块包括：DC充电管理芯片，栅极和源极与所述DC充电管理芯片电流调整端连接、漏极与所述DC充电器连接的第一开关，栅极和漏极与所述DC充电管理芯片电流调整端连接的第二开关，连接所述第二开关漏极与所述DC充电管理芯片电流调整端的第一电阻，栅极和漏极与所述DC充电管理芯片回路控制端连接、源极与所述锂电池连接的第三开关，连接在所述DC充电管理芯片输入参考电压端和电流检测端之间的第二电阻，连接所述第二电阻与地的第三电阻，两端连接所述DC充电管理芯片输出参考电压端并且一端连接所述锂电池的第四电阻，连接所述第四电阻与所述DC充电管理芯片开关端的电感，连接所述DC充电管理芯片参考滤波端与地的电容，连接在所述DC充电管理芯片温度端与VREF(基准电压)之间以及所述锂电池与所述VREF之间的第五电阻，连接在所述DC充电管理芯片温度端与地之间以及所述锂电池与地之间的第六电阻。
其中，所述DC充电管理模块的检测控制端(STAT端)与所述信号检测／控制线连接。
其中，如图3所示，所述锂电池包括：充电微控制器、充电模拟前端、LED、热传感器、电池板组、C-FET(OC端MOSFET)、D-FET(OD端MOSFET)、信号检测／控制线、第二层保护IC、第七电阻、第八电阻、第九电阻，其中，所述LED、所述热传感器、所述第七电阻、所述第八电阻、所述充电模拟前端与所述充电微控制器连接，所述第九电阻两端与所述充电微控制器连接并且一端与所述电池板组总负极连接，所述C-FET、所述D-FET、所述电池板组的所有正负极与所述充电模拟前端连接，所述第二层保护IC与所述电池板组所有的正负极连接，所述C-FET栅极连接所述第七电阻以及所述第八电阻，所述D-FET栅极连接所述电池板组总正极，所述C-FET、所述D-FET的漏极相连，所述信号检测／控制线与所述充电微控制器连接。
上述的锂电池内，所述C-FET与所述D-FET在USB充电设定电流、DC充电设定电流以及二者叠加后的电流大小下皆能导通，并和所述第二层保护IC一起构成所述锂电池的保护电路，所述LED、所述热传感器、所述第二层保护IC则与一般锂电池的同类元件相同，并从所述第七电阻不与所述充电微控制器连接的一端引出USB充电用正极，从所述第八电阻不与所述充电微控制器连接的一端引出DC充电用正极，从所述第九电阻不与所述电池板组总负极连接的一端引出锂电池负极，从所述充电微控制器引出TS端(电池温度端)，其中，所述USB充电用正极与所述主充电控制IC连接，所述DC充电用正极与所述DC充电管理模块连接，所述锂电池负极、所述TS端、所述信号检测／控制线与所述主充电控制IC、所述DC充电管理模块同时连接。
本实用新型中，所述主充电控制IC、所述USB充电器、所述DC充电器与传统常用的相同。
系统工作过程：
当只有USB充电器插入时，主充电控制IC接收USB充电器的插入状态，进入USB充电模式，设定USB充电电流值，如500mA，打开USB充电回路，接收USB充电器输入的电流并输送给锂电池，监控锂电池电压、电流、温度，电池过热或充满时关闭USB充电回路；当只有DC充电器插入时，主充电控制IC通过锂电池的信号检测／控制线接收DC充电管理模块检测发送的插入状态，进入DC充电模式，设定DC充电电流值如800mA，并发送控制指令给DC充电管理模块，打开DC充电回路，监控锂电池电压、电流，充满时发送关闭指令给DC充电管理模块，关闭DC充电回路；USB充电器和DC充电器同时插入时，主充电控制IC同时接收两者插入状态，进入双充电模式，分别设定二者充电电流值，并监控电池电压、电流、温度，预充阶段，如锂电池电压小于3V时，只打开USB充电回路，进行涓流充电，快充阶段，如锂电池电压大于3V小于4V时，同时打开USB充电回路和DC充电回路，恒压充电阶段，如锂电池电压大于4V时，关闭DC充电回路，USB充电回路继续充电，直至充满时关闭USB充电回路，过程中如电池过热则关闭两个充电回路。
其中，当DC充电器充电时，DC充电管理模块STAT端通过信号检测／控制线与主充电控制IC通讯，接收主充电控制IC的设定充电电流值以及打开充电回路控制指令，通过DC充电管理芯片的电流调整端对第一开关、第二开关的控制和第一电阻的接入来进行电流调整，同时DC充电管理芯片的开关端与回路控制端作用于第三开关，令第三开关导通，即打开DC充电回路，DC充电器对电池充电，同时DC充电管理芯片监测电池温度，当DC充电管理模块接收到主充电控制IC发送的结束充电指令时，或监测到电池温度过热时，令第三开关截止，即关闭DC充电回路，充电结束，过程中DC充电管理芯片监控DC充电管理模块的输入参考电压、输出参考电压、电流，其不稳定或超限时关闭充电回路。
尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (8)
1.一种移动设备的双充电系统，其特征在于，包括：
USB充电器，其与主充电控制IC连接；
主充电控制IC，其与锂电池连接；
信号检测／控制线，其一端与所述主充电控制IC连接，另一端与DC充电管理模块连接；
锂电池；
DC充电管理模块，其与所述锂电池及DC充电器连接；
DC充电器，其与所述DC充电管理模块连接。
2.如权利要求1所述的一种移动设备双充电系统，其特征在于，所述的信号检测／控制线设置于所述锂电池中。
3.如权利要求1所述的一种移动设备双充电系统，其特征在于，所述DC充电管理模块设置于DC充电小板中。
4.如权利要求3所述的一种移动设备双充电系统，其特征在于，所述DC充电管理模块包括：DC充电管理芯片，栅极和源极与所述DC充电管理芯片电流调整端连接、漏极与所述DC充电器连接的第一开关，栅极和漏极与所述DC充电管理芯片电流调整端连接的第二开关，连接所述第二开关漏极与所述DC充电管理芯片电流调整端的第一电阻，栅极和漏极与所述DC充电管理芯片回路控制端连接、源极与所述锂电池连接的第三开关，连接在所述DC充电管理芯片输入参考电压端和电流检测端之间的第二电阻，连接所述第二电阻与地的第三电阻，两端连接所述DC充电管理芯片输出参考电压端并且一端连接所述锂电池的第四电阻，连接所述第四电阻与所述DC充电管理芯片开关端的电感，连接所述DC充电管理芯片参考滤波端与地的电容，连接在所述DC充电管理芯片温度端与VREF(基准电压)之间以及所述锂电池与所述VREF之间的第五电阻，连接在所述DC充电管理芯片温度端与地之间以及所述锂电池与地之间的第六电阻。
5.如权利要求2-4所述的一种移动设备双充电系统，其特征在于，所述DC充电管理模块，其STAT端(检测控制端)与所述信号检测／控制线连接。
6.如权利要求1所述的一种移动设备双充电系统，其特征在于，所述锂电池包括：充电微控制器、充电模拟前端、LED、热传感器、电池板组、C-FET(OC端MOSFET)、D-FET(OD端MOSFET)、信号检测／控制线、第二层保护IC、第七电阻、第八电阻、第九电阻，其中，所述LED、所述热传感器、所述第七电阻、所述第八电阻、所述充电模拟前端与所述充电微控制器连接，所述第九电阻两端与所述充电微控制器连接并且一端与所述电池板组总负极连接，所述C-FET、所述D-FET、所述电池板组的所有正负极与所述充电模拟前端连接，所述第二层保护IC与所述电池板组所有的正负极连接，所述C-FET栅极连接所述第七电阻以及所述第八电阻，所述D-FET栅极连接所述电池板组总正极，所述C-FET、所述D-FET的漏极相连，所述信号检测／控制线与所述充电微控制器连接。
7.如权利要求6所述的一种移动设备双充电系统，其特征在于，所述锂电池中，所述C-FET与所述D-FET在USB充电设定电流、DC充电设定电流以及二者叠加后的电流大小下皆能导通，并和所述第二层保护IC一起构成所述锂电池的保护电路。
8.如权利要求1、2、6、7所述的一种移动设备双充电系统，其特征在于，所述锂电池，从所述第七电阻不与所述充电微控制器连接的一端引出USB充电用正极，从所述第八电阻不与所述充电微控制器连接的一端引出DC充电用正极，从所述第九电阻不与所述电池板组总负极连接的一端引出锂电池负极，从所述充电微控制器引出TS端(电池温度端)，其中，所述USB充电用正极与所述主充电控制IC连接，所述DC充电用正极与所述DC充电管理模块连接，所述锂电池负极、所述TS端、所述信号检测／控制线与所述主充电控制IC、所述DC充电管理模块同时连接。
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