CN206135458U - 电源电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电源电路及电子设备，该电路包括电池正极连接端、充电电源正极连接端、供电正极端、二极管、受控开关和下拉电阻，对应的电池负极连接端、充电电压负极连接端和供电负极端均连接至接地端；受控开关连接在电池正极连接端与所述供电正极端之间；二极管的正极与充电电源正极连接端连接，负极与供电正极端连接；下拉电阻连接在充电电源正极连接端与接地端之间；受控开关被设置为充电电源正极连接端的电位被拉低至低电平时导通、及在所述充电电源正极连接端被提供充电电源时截止。

Description

电源电路及电子设备

技术领域

本实用新型涉及电池充放电技术领域，更具体地，本实用新型涉及一种电源电路、及采用该种电源电路的电子设备。

背景技术

基于电子设备的便携性和使用灵活性等方面的考虑，绝大部分的电子设备，例如手机、平板电脑、可穿戴设备等等，都能够通过电池供电。其中，由于锂电池具备在较小的自重下能放出较大电能、放电电压平稳、储存寿命长、自放电率很低、绿色环保等优点，因此，锂电池已成为这些电子设备的首选。

目前，通过锂电池供电的电子设备采用的电源电路无法解决电池边充电边放电的问题，然而，边充电边放电的工作方式将严重影响锂电池的健康程度，进而降低锂电池的使用寿命。因此，设计一种能够避免锂电池既充电又放电的电源电路，对于保护锂电池而言至关重要。

实用新型内容

本实用新型实施例的一个目的是提供一种电源电路的新的技术方案，以避免电池在充电的同时又放电的问题发生。

根据本实用新型的第一方面，提供了一种电源电路，其包括电池正极连接端、电池负极连接端、充电电源正极连接端、充电电源负极连接端、供电正极端、供电负极端、二极管、受控开关和下拉电阻；所述电池负极连接端、充电电压负极连接端和供电负极端均连接至接地端；

所述受控开关连接在所述电池正极连接端与所述供电正极端之间；所述二极管的正极与所述充电电源正极连接端连接，所述二极管的负极与所述供电正极端连接；所述下拉电阻连接在所述充电电源正极连接端与所述接地端之间；

所述受控开关被设置为在所述充电电源正极连接端的电位被拉低至低电平时导通、且在所述充电电源正极连接端被提供充电电源时截止。

可选的是，所述受控开关为PMOS管，所述PMOS管的源极与所述电池正极连接端连接，所述PMOS管的漏极与所述供电正极端连接，所述PMOS管的栅极与所述充电电源正极连接端连接。

可选的是，所述电源电路还包括电源转换芯片，所述电源转换芯片的输入引脚与所述供电正极端连接，所述电源转换芯片的接地引脚与所述接地端连接，所述电源电路被设置为经由所述电源转换芯片的输出引脚输出供电电源。

可选的是，所述输出引脚经由第一滤波电容与所述接地端连接。

可选的是，所述电池正极连接端经由第二滤波电容与所述接地端连接。

可选的是，所述电源电路还包括由电容组成的滤波单元，所述滤波单元连接在所述供电正极端与所述接地端之间。

可选的是，所述滤波单元包括并联连接的电解电容和普通电容，且所述电解电容的电容值高于所述普通电容的电容值。

根据本实用新型的第二方面，提供了一种电子设备，其包括电池安装槽、充电接口、根据本实用新型第一方面所述的电源电路、及充电电路，所述充电电源正极连接端和所述充电电源负极连接端与所述充电接口的对应针脚连接，所述电池正极连接端和电池负极连接端与所述电池安装槽的对应针脚连接；所述充电电源正极连接端和所述充电电源负极连接端构成充电电源连接端，所述电池正极连接端和电池负极连接端构成电池连接端，所述充电电路连接在所述充电电源连接端与所述电池连接端之间；所述电子设备通过所述电源电路为自身的用电器件供电。

可选的是，所述电池安装槽中安装有适配的锂电池。

本实用新型的一个有益效果在于，本实用新型的电源电路通过设置二极管和受控开关实现了在电池充电时由充电电源对外供电，且禁止电池在充电器件对外供电的目的，进而能够有效保护锂电池不受损坏。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。

图1为根据本实用新型电源电路的一种实施方式的电路原理图；

图2为图1中受控开关的一种实施例的电路连接结构；

图3为根据本实用新型电源电路的另一种实施方式的电路原理图；

图4为根据本实用新型电子设备的一种实施方式的方框原理图。

附图标记说明：

100、200：电源电路； VBA：电池正极连接端；

VCHG：充电电源正极连接端； VIN+：供电正极端；

VIN-：供电负极端； D2：二极管；

CK：受控开关； R20：下拉电阻；

GND：接地端； Q8：PMOS管；

C32：第二滤波电容； C31：第一滤波电容；

FC：滤波单元； C49：电解电容；

C41：普通电容； U7：电源转换芯片；

PVIN：输入引脚； PGND：接地引脚；

PVOUT：输出引脚； 400：电子设备；

401：充电接口； 402：电池；

403：充电电路； 404：用电器件。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本实用新型为了解决电池在充电的同时还放电，进而影响电池健康度的问题，提供了一种禁止电池在充电的同时放电的电源电路。图1是该种电源电路的一种实施方式的电路原理图。

根据图1所示，该电源电路100包括电池正极连接端VBAT、电池负极连接端(图中未标识)、充电电源正极连接端VCHG、充电电源负极连接端(图中未标识)、供电正极端VIN+、供电负极端VIN-、二极管D2、受控开关CK和下拉电阻R20，其中，电池负极连接端、充电电源负极连接端和供电负极端VIN-均与接地端GND连接，以形成电流回路。

该接地端GND可以是相对电池负极连接端、充电电源负极连接端和供电负极端VIN-单独设置的接地点，并相互之间通过导线连接；也可以直接是电池负极连接端、充电电源负极连接端和供电负极端VIN-中的任意端；另外，电池负极连接端、充电电源负极连接端和供电负极端VIN-中的至少两个端也可以为共用端。

受控开关CK连接在电池正极连接端VBAT与供电正极端VIN+之间，以通过受控开关CK的通断控制由电池供电的供电回路的通断。

下拉电阻R20连接在充电电源正极连接端VCHG与接地端GND之间，以在充电电源正极连接端VCHG未被提供充电电源时，将充电电源正极连接端VCHG的电位拉低至低电平。

二极管D2的正极与充电电源正极连接端VCHG连接，二极管D2的负极与供电正极端VIN+连接，通过二极管D2可以保证充电电源正极连接端VCHG在未被提供充电电源时能够被下拉至低电平。

受控开关CK被设置为在充电电源正极连接端VCHG的电位被拉低至低电平时导通、且在充电电源正极连接端VCHG被提供充电电源时截止。这样，在向充电电源正极连接端VCHG和充电电源负极连接端提供充电电源，进而通过充电电路为电池充电时，受控开关CK将被控断开，此时，一方面将禁止电池通过供电回路放电，另一方面充电电源将由于二极管D2满足导通条件而向供电正极端VIN+和供电负极端VIN-供电。在未向充电电源正极连接端VCHG和充电电源负极连接端提供充电电源时，充电电源正极连接端VCHG的电位被拉低为低电平，此时，受控开关CK导通，电池将通过供电回路向供电正极端VIN+和供电负极端VIN-正常供电，而且二极管D2截止，进而将供电正极端VIN+与充电电源正极连接端VCHG隔离，保证充电电源正极连接端VCHG被下拉电阻R20可靠地拉低至低电平。

由此可见，通过本实用新型的电源电路能够以简单的电路结构实现禁止电池在充电时放电，并在此时通过充电电源供电的目的，进而能够有效保护电池不受损坏，还不影响相应电子设备在充电期间的正常使用。

图2示出了受控开关的一种实施例的电路连接结构。

根据图2所示，该受控开关为PMOS管Q8，PMOS管Q8的源极与电池正极连接端VBAT连接，PMOS管Q8的漏极与供电正极端VIN+连接，PMOS管Q8的栅极与充电电源正极连接端VCHG连接。这样，在充电电源正极连接端VCHG的电位被拉低至低电平时，PMOS管Q8将导通，在充电电源正极连接端VCHG被提供充电电源时，由于充电电源的电压高于电池的电压，PMOS管Q8将可靠截止。

在另外的实施例中，该受控开关可以为PNP三极管，PNP三极管的发射极与电池正极连接端VBAT连接，PNP三极管的集电极与供电正极端VIN+连接，PNP三极管的基极与充电电源正极连接端VCHG连接。该种受控开关起作用的原理请参见图2所示的PMOS管Q8。

在另外的实施例中，该受控开关还可以为继电器的常闭触点，而继电器的线圈则可以与下拉电阻R20串联连接在充电电源正极连接端VCHG于接地端GND之间，或者直接将继电器的线圈作为该下拉电阻R20使用。这样，在充电电源正极连接端VCHG的电位被拉低至低电平时，继电器的线圈失电，继电器的常闭触点闭合而导通，在充电电源正极连接端VCHG被提供充电电源时，继电器的线圈得电，继电器的常闭触点断开而截止。

根据图1所示，在本实用新型的一个具体实施例中，电池正极连接端VBAT壳经由第二滤波电容C32与接地端GND连接，以提高电池供电的稳定性。

根据图1所示，在本实用新型的一个具体实施例中，该电源电路100还可以包括由电容组成的滤波单元FC，该滤波单元FC连接在供电正极端VIN+与接地端GND之间。该滤波单元FC一方面可以起到对供电电源进行滤波的作用，另一方面可以作为储能元件使用，进而避免在电池供电与充电电源供电之间切换时出现供电电源中断的问题，以保证供电电源能够稳定地供给后端的用电器件404。

该滤波单元FC例如可以包括并联连接的电解电容C49和普通电容C41，且电解电容C49的电容值高于普通电容C41的电容值。这样，可以通过电解电容C49减小纹波，并通过普通电容C41滤除高频杂波。

图3为根据本实用新型电源电路的另一种实施方式的电路原理图。

根据图3所示，该电源电路200在电源电路100的基础上增加了电源转换芯片U7，以提供所需的供电电压。该电源转换芯片U7的输入引脚PVIN与供电正极端VIN+连接，电源转换芯片U7的接地引脚PGND与接地端GND连接，电源电路被设置为经由电源转换芯片U7的输出引脚PVOUT输出供电电源。

在本实用新型的一个具体实施例中，如图3所示，输出引脚PVOUT可经由第一滤波电容C31与接地端GND连接，以提高供电电源的稳定性。

在上述电源电路100、200的基础上，本实用新型还提供了一种电子设备，图4是该种电子设备的一种实施方式的方框原理图。

根据图4所示，该电子设备400包括电池安装槽(用于安装电池402)、充电接口401、电源电路100/200、及充电电路403，充电电源正极连接端VCHG和充电电源负极连接端与充电接口401的对应针脚连接，电池正极连接端VBAT和电池负极连接端与电池安装槽的对应针脚连接；充电电源正极连接端VBAT和充电电源负极连接端构成充电电源连接端，电池正极连接端VBAT和电池负极连接端构成电池连接端，充电电路403连接在充电电源连接端与电池连接端之间，以使经由充电接口401接入的充电电源能够通过充电电路403为电池402充电。电子设备400通过电源电路100/200为自身的用电器件(或者称之为用电模块)供电。

对于电池不可拆卸的一体设备，该电池402为电子设备400的必要组成部分，因此，电池安装槽中将直接安装有适配的电池402，该电池例如是锂电池。

除此之外，该电子设备还可以包括输入装置、接口装置、显示装置、通信装置、扬声器、麦克风等。该通信装置例如能够进行有有线或无线通信。该接口装置例如包括耳机插孔、USB接口等，该USB接口即可作为充电接口401。上述输入装置例如可以包括触摸屏、按键等。上述显示装置例如是液晶显示屏、触摸显示屏等。

该电子设备可以是手机、平板电脑、可穿戴设备等，其中，可穿戴设备例如为头戴式显示器、智能手环等。

以上说明的各端可以在电路中真实存在，也可以指电路中的相应电位点。以上说明的与接地端GND连接，也可以是与接地端等电位的其他端连接。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分相互参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，而且各个实施例可以根据需要单独使用或者相互结合使用。

虽然已经通过例子对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种电源电路，其特征在于，包括电池正极连接端(VBAT)、电池负极连接端、充电电源正极连接端(VCHG)、充电电源负极连接端、供电正极端(VIN+)、供电负极端(VIN-)、二极管(D2)、受控开关(CK)和下拉电阻(R20)；所述电池负极连接端、充电电压负极连接端和供电负极端均连接至接地端(GND)；

所述受控开关(CK)连接在所述电池正极连接端(VBAT)与所述供电正极端(VIN+)之间；所述二极管(D2)的正极与所述充电电源正极连接端(VCHG)连接，所述二极管(D2)的负极与所述供电正极端(VIN+)连接；所述下拉电阻(R20)连接在所述充电电源正极连接端(VCHG)与所述接地端(GND)之间；

所述受控开关(CK)被设置为在所述充电电源正极连接端(VCHG)的电位被拉低至低电平时导通、且在所述充电电源正极连接端(VCHG)被提供充电电源时截止。

2.根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述受控开关(CK)为PMOS管(Q8)，所述PMOS管(Q8)的源极与所述电池正极连接端(VBAT)连接，所述PMOS管(Q8)的漏极与所述供电正极端(VIN+)连接，所述PMOS管(Q8)的栅极与所述充电电源正极连接端(VCHG)连接。

3.根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述电源电路还包括电源转换芯片(U7)，所述电源转换芯片(U7)的输入引脚(PVIN)与所述供电正极端(VIN+)连接，所述电源转换芯片(U7)的接地引脚(PGND)与所述接地端(GND)连接，所述电源电路被设置为经由所述电源转换芯片(U7)的输出引脚(PVOUT)输出供电电源。

4.根据权利要求3所述的电源电路，其特征在于，所述输出引脚(PVOUT)经由第一滤波电容(C31)与所述接地端(GND)连接。

5.根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述电池正极连接端(VBAT)经由第二滤波电容(C32)与所述接地端(GND)连接。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电源电路，其特征在于，所述电源电路还包括由电容组成的滤波单元(FC)，所述滤波单元(FC)连接在所述供电正极端(VIN+)与所述接地端(GND)之间。

7.根据权利要求6所述的电源电路，其特征在于，所述滤波单元(FC)包括并联连接的电解电容(C49)和普通电容(C41)，且所述电解电容(C49)的电容值高于所述普通电容(C41)的电容值。

8.一种电子设备，其特征在于，包括电池安装槽、充电接口(401)、权利要求1至7中任一项所述的电源电路、及充电电路(403)，所述充电电源正极连接端(VCHG)和所述充电电源负极连接端与所述充电接口(401)的对应针脚连接，所述电池正极连接端(VBAT)和电池负极连接端与所述电池安装槽的对应针脚连接；所述充电电源正极连接端(VCHG)和所述充电电源负极连接端构成充电电源连接端，所述电池正极连接端(VBAT)和电池负极连接端构成电池连接端，所述充电电路(403)连接在所述充电电源连接端与所述电池连接端之间；所述电子设备通过所述电源电路为自身的用电器件(404)供电。

9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述电池安装槽中安装有适配的锂电池。