实用新型内容
为克服上述现有技术中的缺陷,本实用新型提供一种智能电池控制电路及智能电池,以防止智能电池在工作过程中出现对外断电的问题。
为达到上述目的,本实用新型采用如下技术方案:
本实用新型提供了一种智能电池控制电路,包括外接线正极端、外接线负极端、电池内芯和电子开关,所述电子开关连接于所述外接线正极端与所述电池内芯之间,或连接于所述外接线负极端与所述电池内芯之间,所述智能电池控制电路还包括:与所述电子开关相连的编码控制器,所述编码控制器能够向所述电子开关输出控制电平,以控制所述电子开关的导通或关断;与所述编码控制器相连的开关控制器,所述开关控制器向所述编码控制器发送编码信号,在所述编码信号正确时,所述开关控制器能够控制所述编码控制器向所述电子开关输出控制电平。
上述智能电池控制电路中,设置一编码控制器,使其与电子开关相连,并使开关控制器与该编码器相连,在正常工作时,开关控制器向编码控制器发送编码信号,若编码信号正确,则开关控制器能够控制编码控制器向电子开关输出控制电平,进而使电子开关导通或者关断。当开关控制器在突发异常复位或受到外部干扰时,其IO端口所输出的信号(即编码信号)具有随机性,可能为高电平,也可能为低电平,也可能为杂乱无章的脉冲等,此时开关控制器IO端口所输出的编码信号必然是错误的编码信号,开关控制器无法与编码控制器进行通信,即不能实现对编码控制器的控制,所述编码控制器亦无法更新输出的控制电平,从而使电子开关保持原有的状态,有效地防止了智能电池在工作过程中出现对外断电或者在断电时意外启动的问题。
基于上述智能电池控制电路,进一步的,所述编码控制器为采用I2C通信方式、UART通信方式或者SPI通信方式的IO扩展芯片。
进一步的,所述开关控制器包括第一IO端口和第二IO端口;所述编码控制器包括时钟端口、数据端口、第一IO端口和第二IO端口,所述编码控制器的时钟端口与所述开关控制器的第一IO端口相连,所述编码控制器的数据端口与所述开关控制器的第二IO端口相连,所述编码控制器的第一IO端口和所述编码控制器的第二IO端口分别与所述电子开关相连。
进一步的,所述电子开关包括:第一MOS管,所述第一MOS管的控制端与所述编码控制器的第一IO端口相连,所述第一MOS管的输入端与所述电池内芯相连;第一电阻,所述第一电阻的一端与所述第一MOS管的控制端相连,所述第一电阻的另一端与所述第一MOS管的输入端相连;第二MOS管,所述第二MOS管的控制端与所述编码控制器的第二IO端口相连,所述第二MOS管的输入端与所述第一MOS管的输出端相连,所述第二MOS管的输出端与所述外接线正极端或所述外接线负极端相连;第二电阻,所述第二电阻的一端与所述第二MOS管的控制端相连,所述第二电阻的另一端与所述第二MOS管的输入端相连。
进一步的,所述电池内芯具有电芯正极端和电芯负极端;当所述电子开关连接于所述外接线正极端与所述电池内芯之间时,所述电子开关与所述电池内芯的电芯正极端相连;当所述电子开关连接于所述外接线负极端与所述电池内芯之间时,所述电子开关与所述电池内芯的电芯负极端相连。
本实用新型还提供了一种智能电池,包括上述的智能电池控制电路。
由于本实用新型所提供的智能电池包括上述的智能电池控制电路,因此其具有与上述智能电池控制电路相同的有益效果,在此不再赘述。
基于本实用新型所提供的智能电池,进一步的,所述智能电池还包括外壳,所述智能电池控制电路中的电池内芯、电子开关、编码控制器和开关控制器设置于所述外壳内部,所述智能电池控制电路中的外接线正极端和外接线负极端设置于所述外壳上。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型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实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例,均属于本实用新型保护的范围。
本实施例提供了一种智能电池控制电路,如图2所示,该智能电池控制电路包括外接线正极端c、外接线负极端d、电池内芯1、电子开关2、编码控制器4和开关控制器3。其中,电子开关2连接于外接线负极端d与电池内芯1之间;需要说明的是,图2仅示出了电子开关2连接于外接线负极端d与电池内芯1之间的情况,电子开关2也可连接于外接线正极端c与电池内芯1之间。编码控制器4与电子开关2相连,开关控制器3与编码控制器4相连。
在上述智能电池控制电路的工作过程中,编码控制器4向电子开关2输出控制电平,以控制电子开关2的导通或关断;开关控制器3向编码控制器4发送编码信号,在该编码信号正确时,开关控制器3能够控制编码控制器4向电子开关2输出控制电平。
当开关控制器3在突发异常复位或受到外部干扰时,其IO端口所输出的信号(即编码信号)具有随机性,可能为高电平,也可能为低电平,此时开关控制器IO端口所输出的编码信号必然是错误的编码信号。此时开关控制器3与编码控制器4之间的通信失败,开关控制器3不能对编码控制器4进行控制,编码控制器4所输出的控制电平仍然保持原有的状态,使电子开关2也依然保持原有的状态,最终使智能电池的供电状态保持不变,有效地防止了智能电池在工作过程中出现对外断电或者在断电时意外启动的问题。
下面介绍本实施例所提供的智能电池控制电路的工作过程:
在正常情况下,开关控制器3向编码控制器4发送正确的编码信号,此时开关控制器3能够控制编码控制器4向电子开关2输出的控制电平,该控制电平能够改变电子开关2的导通和关断状态;
在电子开关2导通状态下,开关控制器3遇到突发异常复位或受到外部干扰时,开关控制器3的IO端口所输出的编码信号具有随机性,可能为高电平,可能为低电平,也可能是杂乱无章的脉冲,对于编码控制器来说是错误的编码信号,此时开关控制器3与编码控制器4之间的通信失败,编码控制器4不受开关控制器3的控制,编码控制器4仍然保持原有的状态,使电子开关2继续保持导通状态,从而智能电池继续向外部供电,消除了开关控制器3突发异常复位或受到外部干扰所引发的对外断电的问题;
在电子开关2关断状态下(即智能电池停止供电情况下),开关控制器3遇到突发异常复位或受到外部干扰时,开关控制器3亦无法与编码控制器4通信,同样地,编码控制器4不受开关控制器3的控制,编码控制器4仍然保持原有的状态,使电子开关2继续保持关断状态,从而智能电池亦不会出现接通并对外供电的情况,消除了开关控制器3突发异常复位或受到外部干扰所引发的意外供电的问题。
基于上述在现有智能电池控制电路中增设编码控制器4的技术方案,本实施例对编码控制器4的具体实现形式并不进行限定。较为优选的是,编码控制器4可为IO扩展芯片,该IO扩展芯片可采用I2C(Inter-IntegratedCircuit),通信方式、UART(UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter,通用异步收发传输器)通信方式或者采用SPI(SerialPeripheralInterface,串行外设接口)通信方式。以IO扩展芯片采用I2C通信方式为例,I2C是主从式的通信方式,主机每次与从机通信时,必须首先向从机发送正确的地址信号,否则通信失败。本实施例中将开关控制器3作为主机,编码控制器4作为从机,开关控制器3每次与编码控制器4通信时,都要首先发出编码控制器4的地址信号,如果该地址信号不对,开关控制器3就无法与编码控制器4进行通信,即无法对编码控制器4进行操作,因此在编码控制器4为采用I2C通信方式的IO扩展芯片时,编码控制器4所发送的编码信号为该IO扩展芯片的地址信号。
下面以编码控制器4为采用I2C通信方式的IO扩展芯片为例,提供一种具体的智能电池控制电路。
如图3所示,该智能电池控制电路的开关控制器3包括第一IO端口IO1和第二IO端口IO2;开关控制器3还可包括供电端口VCC和接地端口GND,此时开关控制器3的供电端口VCC与外部电源Vcc相连,开关控制器3的接地端口GND接地。
该智能电池控制电路的编码控制器4包括时钟端口SCL、数据端口SDA、第一IO端口IO3和第二IO端口IO4;编码控制器4还可包括供电端口VCC和接地端口GND,此时编码控制器4的供电端口VCC与外部电源Vcc相连,编码控制器4的接地端口GND接地。
开关控制器3与编码控制器4之间的连接关系为:开关控制器3的第一IO端口IO1与编码控制器4的时钟端口SCL相连,开关控制器3的第二IO端口IO2与编码控制器4的数据端口SDA相连。编码控制器4与电子开关2的连接关系为:编码控制器4的第一IO端口IO3和编码控制器4的第二IO端口IO4分别与电子开关2相连。
相应的,电子开关2可包括:第一MOS管M1(MOS管的英文全称为:MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor,中文全称为:金属氧化物半导体场效应晶体管)、第一电阻R1、第二MOS管M2和第二电阻R2。其中第一MOS管M1的控制端与编码控制器4的第一IO端口IO3相连,第一MOS管M1的输入端与电池内芯1相连,第一MOS管M1的输出端与第二MOS管M2的输入端相连;第一电阻R1的一端与第一MOS管M1的控制端相连,第一电阻R1的另一端与第一MOS管M1的输入端相连;第二MOS管M2的控制端与编码控制器4的第二IO端口IO4相连,第二MOS管M2的输入端与第一MOS管M1的输出端相连,第二MOS管M2的输出端与外接线负极端d相连;第二电阻R2的一端与第二MOS管M2的控制端相连,第二电阻R2的另一端与第二MOS管M2的输入端相连。
另外,电池内芯1还与外接线正极端c相连。
需要说明的是,图3仅示出了电子开关2连接于外接线负极端d与电池内芯1之间的情况,电子开关2也可连接于外接线正极端c与电池内芯1之间。
此外,由于电池内芯1具有电芯正极端a和电芯负极端b,因此当电子开关2连接于外接线负极端d与电池内芯1之间时,电子开关2应与电池内芯1的电芯负极端b相连,更具体来说,电子开关2中的第一MOS管M1的输入端与电池内芯1的电芯负极端b相连,且电子开关2中的第二MOS管M2的输出端与外接线负极端d相连;当电子开关2连接于外接线正极端c与电池内芯1之间时,电子开关1应与电池内芯1的电芯正极端a相连,更具体来说,电子开关2中的第一MOS管M1的输入端应与电池内芯1的电芯正极端a相连,且第二MOS管M2的输出端应与外接线正极端c相连。
上述具体的智能电池控制电路的工作过程为:在正常工作时,开关控制器3向编码控制器4发送编码信号,该编码信号为编码控制器4的地址信号,因此该编码信号正确,从而开关控制器3能够控制编码控制器4向电子开关2输出控制电平,以控制电子开关的第一MOS管M1和第二MOS管M2导通,电池内芯1的电芯负极端b与外接线负极端d形成通路,智能电池向外部供电。此时若开关控制器3突发异常复位或者受到外部干扰,开关控制器3通过其第一IO端口IO1和第二IO端口IO2所输出的编码信号的状态会变得带有随机性,这一编码信号对于编码控制器4而言并非地址信号,是错误的编码信号,因此开关控制器3无法与编码控制器4实现通信,即开关控制器3无法控制编码控制器4,从而编码控制器4的工作状态不变,继续向电子开关输出控制电子开关导通的控制电平,从而电池内芯1的电芯负极端b与外接线负极端d之间依然为通路,智能电池仍然在稳定的向外部供电,从而有效地防止了智能电池在工作过程中发生对外断电。
本实施例还提供了一种智能电池,该智能电池包括上述智能电池控制电路。
由于本实施例所提供的智能电池包括上述智能电池控制电路,因此本实施例所提供的智能电池能够避免在工作过程中发生对外断电,具有较高的使用安全性和可靠性。
本实施例所提供的智能电池优选的还可包括外壳,以保护智能电池。具体的,智能电池控制电路中的电池内芯1、电子开关2、编码控制器4和开关控制器3可设置于该外壳内部,智能电池控制电路中的外接线正极端c和外接线负极端d可设置于外壳上。
以上所述仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。