CN203967779U - 充电电池保护电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种充电电池保护电路和具有该充电电池保护电路的电子设备，该充电电池保护电路包括充电电池、分压测温电路、充电电路和系统控制模块，其中，充电电池的温度调节端与分压测温电路的温度检测端连接；充电电路的充电输出端与充电电池的电源输入端连接，充电电路的充电温度保护端与分压测温电路的温度检测输出端连接；系统控制模块的检测端与分压测温电路的温度检测输出端连接。本实用新型在分压测温电路检测到与充电电池温度值对应的电压信号超过系统预设的基准值时，通过充电电路关闭对充电电池的充电，系统控制模块关闭系统电源或降低系统输出功率，促使充电电池的温度回落至正常范围，达到保护充电电池的目的。

Description

充电电池保护电路及电子设备

技术领域

本实用新型涉及电子电路领域，尤其涉及一种充电电池保护电路及电子设备。

背景技术

目前市场上的锂电池中基本都有NTC热敏电阻及外部充电管理电路，而没有高温放电保护电路，但由于电子产品功能多样化，锂电池需要承受的工作功率越来越大，从而导致产品功率过大而发热严重；而产品发热将提升内部锂电池温度，这样，锂电池很容易就超温度范围使用；内部锂电池的超温度使用不但会影响电池循环寿命，还会带来严重的安全隐患。

上述内容仅用于辅助理解本实用新型的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本实用新型的主要目的在于提供一种低成本、结构简单且高精度的充电电池保护电路及电子设备。

为实现上述目的，本实用新型提供一种充电电池保护电路，该充电电池保护电路包括充电电池、用于检测所述充电电池的温度并将根据检测到的温度值输出相应的电压信号的分压测温电路、用于根据所述分压测温电路输出的电压信号控制所述充电电池充电状态的充电电路，以及用于根据所述分压测温电路输出的电压信号对系统电源或系统输出功率进行相应调整的系统控制模块，其中，所述充电电池的温度调节端与所述分压测温电路的温度检测端连接；所述充电电路的充电输出端与所述充电电池的电源输入端连接，所述充电电路的充电温度保护端与所述分压测温电路的温度检测输出端连接；所述系统控制模块的检测端与所述分压测温电路的温度检测输出端连接。

优选地，所述所述充电电池内置一热敏电阻；所述热敏电阻的一端与所述分压测温电路的温度检测端连接，另一端接地。

优选地，所述热敏电阻为NTC热敏电阻，所述NTC热敏电阻的精度小于或等于百分之一。

优选地，所述分压测温电路包括第一电阻，所述第一电阻的一端与工作输入电源连接，所述第一电阻的另一端分别与所述充电电路的充电温度保护端和所述系统控制模块的检测端连接，且经由所述热敏电阻接地。

优选地，所述分压测温电路还包括一用于补偿参数调节的第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一电阻和所述热敏电阻的公共端连接，所述第二电阻的另一端接地。

优选地，所述分压测温电路还包括第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第一电阻和所述热敏电阻的公共端连接，所述第三电阻的另一端与所述系统控制模块的检测端连接。

优选地，所述系统控制模块包括系统MCU和系统控制电路，所述系统MCU的检测端与所述分压测温电路的温度检测端连接，所述系统控制电路包括系统电源控制电路和系统功率调整电路，所述系统控制电路及系统功率调整电路的控制端与所述系统MCU的输出端连接，所述系统电源控制电路的电源输入端与充电电池的电源输出端连接；

所述系统MCU接收所述分压测温电路的电压信号，并将所述电压信号与所述系统MCU预设的基准值相比较，当电压信号超出基准值时，系统MCU输出控制信号至所述系统电源控制电路和所述系统功率调整电路，所述电源控制电路关闭其电源输入端或所述系统功率调整电路降低系统的输出功率。

本实用新型还提供一种电子设备，该电子设备包括充电电池保护电路，该充电电池保护电路包括充电电池、用于检测所述充电电池的温度并将根据检测到的温度值输出相应的电压信号的分压测温电路、用于根据所述分压测温电路输出的电压信号控制所述充电电池充电状态的充电电路，以及用于根据所述分压测温电路输出的电压信号对系统电源或系统输出功率进行相应调整的系统控制模块，其中，所述充电电池的温度调节端与所述分压测温电路的温度检测端连接；所述充电电路的充电输出端与所述充电电池的电源输入端连接，所述充电电路的充电温度保护端与所述分压测温电路的温度检测输出端连接；所述系统控制模块的检测端与所述分压测温电路的温度检测输出端连接。

本实用新型提出的一种充电电池保护电路，充电电池的温度变化时，引起分压测温电路温度检测端的电压发生变化，将变化的电压信号引至充电电路的充电温度保护端和系统控制模块的检测端，从而使得当电压信号超过系统预设的基准值时，充电电路将关闭对充电电池的充电，系统控制模块关闭系统电源或降低系统输出功率，促使充电电池的温度回落至正常范围，达到保护充电电池的目的。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例充电电池保护电路的电路结构示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

以下结合说明书附图及具体实施例进一步说明本实用新型的技术方案。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参照图1，图1是本实用新型较佳实施例充电电池保护电路的电路结构示意图。

本实用新型较佳实施例提出一种充电电池保护电路，该充电电池保护电路包括充电电池1、分压测温电路2、充电电路3和系统控制模块4，分压测温电路2用于检测充电电池1的温度并根据检测到的温度值输出相应的电压信号，充电电路3用于根据分压测温电路2输出的电压信号控制充电电池3的充电状态，系统控制模块4用于根据分压测温电路2输出的电压信号对系统电源或系统输出功率进行相应调整。

其中，充电电池1的温度调节端与分压测温电路2的温度检测端COM连接，充电电路3的充电输出端V_Charge与充电电池1的电源输入端I/O1连接，充电电路3的充电温度保护端VNTC与分压测温电路2的温度检测输出端COM连接；系统控制模块的检测端AD与分压测温电路2的温度检测输出端COM连接。

在本实施例中，在充电电池1充电或放电状态下，分压测温电路2对充电电池1进行温度检测，并根据检测到的温度值输出相应的电压信号，当充电电池1的温度发生变化时，分压测温电路2的温度检测端COM输出的电压信号也会发生变化，将此电压信号作为检测信号，传输至充电电路3的充电温度保护端VNTC和系统控制模块4。在充电电池1处于充电状态下，当分压测温电路2输出的电压信号低于系统预设的基准值(该基准值可根据充电电池特性进行设置)时，充电电路持续打开其充电输出端，对充电电池进行充电；当分压测温电路2输出的电压信号超出系统预设的基准值，即当充电电池1在充电状态下的温度值超出充电电池1的过温保护范围时，充电电路3将关闭充电输出端V_Charge对充电电池1的供电，即停止对充电电池1的充电，从而实现对充电电池1在充电状态下进行温度保护。另外，在充电电池1处于放电状态下，当分压测温电路2输出的电压信号低于系统预设的基准值时，系统控制模块4持续打开系统电源进行供电；当分压测温电路2输出的电压信号超出系统预设的基准值，即当充电电池1在放电状态下的温度值超出充电电池1的过温保护范围时，系统控制模块4将关闭系统电源或者调整整个系统的输出功率，直到分压测温电路2输出的电压信号恢复至系统所预设的正常范围为止，从而对充电电池1在放电状态下进行温度保护。

进一步地，充电电池1内置一热敏电阻RT；热敏电阻RT的一端与分压测温电路2的温度检测端COM连接，另一端接地。

在本实施例中，热敏电阻RT内置在充电电池1中，从而充电电池1的温度发生变化时，热敏电阻RT的阻值将根据温度相应改变，从而引起热敏电阻RT两端的电压发生改变，此电压信号作为检测信号由分压测温电路2的温度检测端COM输出至充电电路3和系统控制模块4。

进一步地，热敏电阻RT为NTC热敏电阻，NTC热敏电阻的精度小于或等于百分之一。

由于热敏电阻RT为高精度的NTC热敏电阻，在热敏电阻RT的工作温度范围内，能够将充电电池1的温度的每一度的变化，精确的转化为电压信号的变化，从而使得整个保护电路能准确地进行相应调整而对充电电池1进行保护。

热敏电阻RT优选阻值为10KΩ，热敏电阻RT优选地选用B值为3435K的NTC热敏电阻。

进一步地，分压测温电路2包括第一电阻R1，第一电阻R1的一端与工作输入电源VCC连接，第一电阻R1的另一端分别与充电电路3的充电温度保护端VNTC和系统控制模块4的检测端AD连接，且经由热敏电阻RT接地。

在本实施例中，热敏电阻RT与第一电阻R1匹配组成的分压电路，将热敏电阻RT的端电压变化作为采样检测信号来判定充电电池1的温度值是否在系统预置范围内，若温度值超出预置值时，推动充电电路3及系统控制模块4采取相应动作使得充电电池1温度回落至正常值。

进一步地，分压测温电路2还包括一用于补偿参数调节的第二电阻R2，第二电阻R2的一端与第一电阻R1和热敏电阻RT的公共端COM连接，第二电阻R2的另一端接地。

由于在应用中，考虑稳定性及精度，优选热敏电阻RT在0℃到45℃工作，由此热敏电阻RT的变化范围不够大，当超出热敏电阻RT的工作范围时，需要第二电阻R2来进行参数补偿。

进一步地，分压测温电路2还包括第三电阻R3，第三电阻R3的一端与第一电阻R1和热敏电阻RT的公共端COM连接，第三电阻R3的另一端与系统控制模块4的检测端AD连接。

电阻R3用于将电压信号耦合至系统控制模块4，并能对系统控制模块4与分压测温电路2进行隔离，防止系统控制模块4与分压测温电路2相互干扰，相互影响。

进一步地，系统控制模块4包括系统MCU41和系统控制电路42，系统MCU41的检测端AD与分压测温电路2的温度检测端COM连接，系统控制电路42包括系统电源控制电路421和系统功率调整电路422，系统控制电路421及系统功率调整电路422的控制端与系统MCU41的输出端连接，系统电源控制电路422的电源输入端VIN与充电电池1的电源输出端I/O2连接；

系统MCU41接收分压测温电路2的电压信号，并将电压信号与系统MCU41预设的基准值相比较，当电压信号超出基准值时，系统MCU41输出控制信号至系统电源控制电路421和系统功率调整电路422，电源控制电路421关闭其电源输入端VIN或系统功率调整电路422降低系统的输出功率。

系统MCU41的检测端AD与电阻R3相连，由于系统MCU41的检测端AD一般情况下为空闲状态，在不增加成本的基础上，充分利用现有资源，有利于节约成本。电阻R3耦合过来的电压信号传递至上述检测端AD，与系统MCU41内部预设的基准值进行比对，比对完成后，系统MCU41对比对结果进行判断：当电压信号超出基准值时，系统MCU41输出控制信号至系统功率调整电路422，系统将降低输出功率(降低喇叭端输出功率、降低对外设备充电电流等)，减小系统发热，从而降低充电电池1的温度，达到延长系统工作时间的目的；系统在超负荷工作或恶劣环境下使用时，充电电池1的温度超出使用温度范围界限时，此时，系统MCU41将关闭充电电池1对系统的供电，使系统停止工作，从而达到保护电池的目的。

本实用新型充电电池保护电路的工作原理具体描述如下：

在充电电池1充电或放电状态下，充电电池1内置的热敏电阻RT的阻值发生变化，从而第一电阻R1与热敏电阻RT分压后的电压值也随着改变，即分压测温电路2的温度检测端COM输出的电压信号也会发生变化，分压测温电路2的温度检测端COM输出的电压信号输出至充电电路3的充电温度保护端VNTC和系统控制模块4的检测端AD。在充电电池1处于充电状态下，当分压测温电路2输出的电压信号低于系统预设的基准值时，充电电路持续打开其充电输出端，对充电电池进行充电；当分压测温电路2输出的电压信号超出系统预设的基准值，即当充电电池1在充电状态下的温度值超出充电电池1的过温保护范围时，充电电路3将关闭充电输出端V_Charge对充电电池1的供电，即停止对充电电池1的充电，从而实现对充电电池1在充电状态下进行温度保护。另外，在充电电池1处于放电状态下，当分压测温电路2输出的电压信号低于系统预设的基准值时，系统控制模块4持续打开系统电源进行供电或者对整个系统的输出功率不进行调整；当分压测温电路2输出的电压信号超出系统预设的基准值，即当充电电池1在放电状态下的温度值超出充电电池1的过温保护范围时，系统控制模块4的系统MCU41接收到该电压信号后，将输出控制信号至系统电源控制电路421及系统功率调整电路422，促使系统电源控制电路421关闭系统电源或者系统功率调整电路422降低整个系统的输出功率，直到分压测温电路2输出的电压信号恢复至系统所预设的正常范围为止，从而对充电电池1在放电状态下进行温度保护。

本实用新型还提供一种电子设备，该电子设备包括充电电池保护电路，该充电电池保护电路的结构、工作原理以及所带来的有益效果均参照上述实施例，在此不再赘述。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种充电电池保护电路，其特征在于，包括充电电池、用于检测所述充电电池的温度并将根据检测到的温度值输出相应的电压信号的分压测温电路、用于根据所述分压测温电路输出的电压信号控制所述充电电池充电状态的充电电路，以及用于根据所述分压测温电路输出的电压信号对系统电源或系统输出功率进行相应调整的系统控制模块，其中，所述充电电池的温度调节端与所述分压测温电路的温度检测端连接，所述充电电路的充电输出端与所述充电电池的电源输入端连接，所述充电电路的充电温度保护端与所述分压测温电路的温度检测输出端连接；所述系统控制模块的检测端与所述分压测温电路的温度检测输出端连接。

2.如权利要求1所述的充电电池保护电路，其特征在于，所述充电电池内置一热敏电阻；所述热敏电阻的一端与所述分压测温电路的温度检测端连接，另一端接地。

3.如权利要求2所述的充电电池保护电路，其特征在于，所述热敏电阻为NTC热敏电阻，所述NTC热敏电阻的精度小于或等于百分之一。

4.如权利要求2或3所述的充电电池保护电路，其特征在于，所述分压测温电路包括第一电阻，所述第一电阻的一端与工作输入电源连接，所述第一电阻的另一端分别与所述充电电路的充电温度保护端和所述系统控制模块的检测端连接，且经由所述热敏电阻接地。

5.如权利要求4所述的充电电池保护电路，其特征在于，所述分压测温电路还包括一用于补偿参数调节的第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一电阻和所述热敏电阻的公共端连接，所述第二电阻的另一端接地。

6.如权利要求4所述的充电电池保护电路，其特征在于，所述分压测温电路还包括第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第一电阻和所述热敏电阻的公共端连接，所述第三电阻的另一端与所述系统控制模块的检测端连接。

7.如权利要求1所述的充电电池保护电路，其特征在于，所述系统控制模块包括系统MCU和系统控制电路，所述系统MCU的检测端与所述分压测温电路的温度检测端连接，所述系统控制电路包括系统电源控制电路和系统功率调整电路，所述系统控制电路及系统功率调整电路的控制端与所述系统MCU的输出端连接，所述系统电源控制电路的电源输入端与充电电池的电源输出端连接；

所述系统MCU接收所述分压测温电路的电压信号，并将所述电压信号与所述系统MCU预设的基准值相比较，当电压信号超出基准值时，系统MCU输出控制信号至所述系统电源控制电路和所述系统功率调整电路，所述电源控制电路关闭其电源输入端或所述系统功率调整电路降低系统的输出功率。

8.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1至7中任一项所述的充电电池保护电路。