CN206193207U - 一种检测并联双电池中单个电池状态的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种检测并联双电池中单个电池状态的装置，其特点是，包括电源、充电芯片和电池充电电路；电池充电电路包括并联的电池充电支路，每条电池充电支路包括电池和用于限制流过电池的最大电流的电池保护电路；电源与充电芯片的输入端相连，用于提供外部供电电流；充电芯片的输出端与所述电池充电电路相连，用于提供内部充电电流；电池保护电路经配置可调节电阻的阻值以使得流过电池的电流阈值处于流过电池充电支路的支路充电电流和2倍的支路充电电流之间；充电芯片的输入端外连接有用于检测外部供电电流的电流检测装置。该装置检测并联双电池中单个电池状态的效率高且方便，简单易实现，降低维护成本。

Description

一种检测并联双电池中单个电池状态的装置

技术领域

本实用新型属于电子通信技术领域，具体涉及一种用于检测并联双电池中单个电池状态的装置。

背景技术

目前，在许多电子产品例如耳机中，经常使用两个并联电池（通常为锂电池）进行供电，这种供电方式在充分利用空间的同时增加了电子产品的续航时间。现有技术中，并联双电池在充电过程中，如果并联双电池中一个电池异常（例如，电池虚焊或断开），总充电电流完全通过正常工作的另一电池进行充电，从外部输入的供电电流检测不出来，导致在实际的电子产品的生产过程中对电池的测试造成了较大困扰，当产品组装完成后，无法及时检测出并联双电池是否均处于正常工作状态。

实用新型内容

本实用新型提供一种检测并联双电池中单个电池状态的装置，通过设置电池的电池保护电路调节流过电池的电流阈值，在单个电池异常工作时，从外部供电电流检测到单个电池的异常状况，该装置检测效率高且方便，简单易实现，降低维护成本。

为了解决上述技术问题，本实用新型提出如下技术方案予以解决：

一种检测并联双电池中单个电池状态的装置，其特征在于，包括电源、充电芯片和电池充电电路；所述电池充电电路包括并联的电池充电支路，每条所述电池充电支路包括电池和用于限制流过电池的最大电流的电池保护电路；所述电源与所述充电芯片的输入端相连，用于提供外部供电电流；所述充电芯片的输出端与所述电池充电电路相连，用于提供内部充电电流；电池保护电路经配置可调节电阻的阻值以使得流过电池的电流阈值处于流过电池充电支路的支路充电电流和2倍的支路充电电流之间；充电芯片的输入端外连接有用于检测外部供电电流的电流检测装置。

为了避免电池保护电路误保护，在设置电流阈值时保证足够的电流余量，所述电流阈值为1.5倍的支路充电电流。

在单个电池异常时，流过电池充电支路的支路充电电流大于电流阈值时，电池保护电路用于切断电池充电支路，实现对单个电池异常状况的检测，电池保护电路包括电池保护芯片、可调节电阻和与可调节电阻串联且由电池保护芯片控制的开关电路。

为了测量到外部供电电流以便检测单个电池的异常状况，电流检测装置为用于采集外部供电电流的电流互感器。

作为电流检测装置的另一个替代方案，电流检测装置为用于测量外部供电电流的电流表。

在生产线上，为了降低人工参与，提高检测的自动化程度，电流检测装置包括用于采样外部供电电流的采样器、与采样器输出端相连的控制器和与控制器通信连接的显示屏，用于显示外部供电电流。

所述电源为数字电源。

与现有技术相比，本实用新型的优点和有益效果是：电池保护电路通过调节可调节电阻的阻值而调节流过电池的电流阈值处于流过电池充电支路的支路充电电流和2倍的支路充电电流之间，在单个电池异常时，流过另一电池的电流为内部充电电流且大于电流阈值，则与该电池对应的电池保护电路控制该电池所处的电池充电支路断开，使得内部充电电流为零，此后通过电流检测装置检测外部供电电流来判断并联双电池中单个电池是存在异常，该装置检测效率高且方便，简单易实现，降低了维护成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本实用新型实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简要介绍，显而易见地，下面描述的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本实用新型的用于检测并联双电池中单个电池状态的装置的框图；

图2为本实用新型的用于检测并联双电池中单个电池状态的装置中的电池保护电路的电路原理图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实施例涉及一种检测并联双电池5和6中单个电池5或6状态的装置，包括电源1、充电芯片2和电池充电电路；电池充电电路包括并联的电池充电支路，每条电池充电支路包括电池5或6和用于限制流过电池5或6的最大电流的电池保护电路（protectcell model，即PCM）3或4；电源1与充电芯片2的输入端相连，用于提供外部供电电流I_in；充电芯片2的输出端与电池充电电路相连，用于提供内部充电电流I_out；如图2所示，PCM 3或4经配置可调节电阻R65的阻值以使得流过电池5或6的电流阈值I_th处于流过电池充电支路的支路充电电流I_1或I_2和2倍的支路充电电流I_1或I_2之间；充电芯片2的输入端外连接有用于检测外部供电电流I_in的电流检测装置（未示出）。在本实施例中，电源1可以为数字电源1。

具体地，如图1所示，每个电池5或6均具有与其相连的PCM 3或4，实现对电池5或6的充电管理和控制，用于在流过电池5或6的支路充电电流I_1或I_2过大时，切断电池5或6的电池充电支路，及时检测电池状态，降低电池产品不良率。数字电源1与充电芯片2的输入端相连，充电芯片2的输出端为两个电池5和6提供内部充电电流I_out，I_out一般由充电芯片2根据电子产品的电池容量而设置。并联的电池充电支路中每条电池充电支路的结构是相同的，即PCM 3和4是相同的，电池5和6是相同的。在电池5和6均正常工作时，I_1=I_2=1/2*I_out<I_th，PCM 3和4不会切断各自的电池充电支路，并且此时I_in较大；假设当电池5异常工作时，电池5所在的电池充电支路断开，导致电池6上的电流I_2’=I_out=2*I_2，此时I_2’>I_th，PCM 4将断开电池6所在的电池充电支路，则I_out为零，由于充电芯片2中系统存在损耗电流，因此I_in不为零但是较小。通过电流检测装置检测I_in就可以判断并联双电池5和6中单个电池是否异常。

以调整PCM 4中可调节电阻R65为例来调节I_th，如图2所示，PCM 4包括电池保护芯片A1、可调节电阻R65和与可调节电阻R65串联且由电池保护芯片A1控制的开关电路。在本实施例中，该开关电路A2可以为两个串联的MOS管，或者可以替代地为模拟常闭开关。A1的VSS和VM之间的设定电压为V_set，A2中两个串联MOS管的串联电阻为R_MOS，A2中的两个MOS管的关断分别由电池保护芯片A1的控制端DO和CO控制，在调整R65的阻值后，电流流过R65和A2时的压降达到V_set时，A1控制DO和CO输出关断两个MOS管的信号，切断PCM 4的电流路径，即切断了电池6的电池充电支路，此时I_th=V_set /（R65+R_MOS），因此在V_set和R_MOS均不变的情况下，调节R65就可以调节I_th，实现PCM 4的限流值可调。在另一个替代性的实施例中，也可以改变V_set或者R_MOS，实现PCM 4的限流值可调。

为了保证电池5或6正常工作时电池充电支路正常运行且在单个电池5或6异常时电池充电支路断开，避免PCM 3或4的误保护，在电子产品的设计阶段，将I_th设定为支路充电电流I_1或I_2的1.5倍，以便保证余量。举例而言，如图1所示，假设I_out=400mA，在电池5和6均正常时，I_1=I_2=200mA，如果充电芯片2的输入电压为5V而输出电压为4.35V，计算I_in=400mA*4.35/5+ 30mA（假设系统耗电流为30mA）=378mA，此时PCM 3和4均不动作。如果电池5异常，相当于电池5所在的电池充电支路断开，I_1=0mA，I_2=I_out=400mA，假设R_MOS≈0.04Ω，V_set=0.1V，调节R65=0.2933Ω时，根据I_th*（0.2933+0.04）Ω=0.1V，I_th≈300mA，即支路充电电流I_2>300mA时，A1控制端子DO和CO输出关断A2中两个串联MOS管的信号，使得流过电池6的电池充电支路断开，I_out=0mA，则I_in从正常工作时378mA降低为30mA。一般，电子产品的组装将充电芯片2与电池充电电路封装在内，在对电子产品测试时，通过外加数字电源1对电子产品进行充电时，可以通过电流检测装置检测I_in判断并联双电池5和6中电池5或6的工作状态。例如，根据经验，可以预先设定在电池5或6异常时的I_in范围，当检测到的I_in处于预先设定范围内，则可以说明由电池5或6异常导致电子产品不良；当检测的I_in不处于预先设定范围内，则说明该电子产品的电池正常。

电流检测装置的设置可以是用于采集I_in的电流互感器；或者是测量I_in的电流表；或者是在数字电源1和充电芯片2之间串联一电阻R（阻值已知），通过测量R两端的电压计算得出I_in。

进一步地，为了降低人工任务量，提高检测自动化程度，可以将通过采集器采集到的I_in数据传输至控制器，通过控制器进行数据处理之后，将处理后的数据发送至与控制器相连的显示模块，最后通过与显示模块相连的显示屏显示出来，在显示屏上可以直接显示出并联双电池5和6中单个电池5或6的工作状态，便于集中管理。

本实施例的检测并联双电池中单个电池状态的装置，PCM 3或4通过调节可调节电阻R65的阻值而调节流过各电池5或6的I_th，使I_1<I_th<2*I_1，其中I_1=I_2，在单个电池5异常时，流过电池6的电流I_2’=2*I_1> I_th，则与电池6对应的PCM 4控制该电池6所处的电池充电支路断开，使得I_out为零，此后通过电流检测装置检测I_in以得出单个电池5或6异常，该装置检测效率高且方便，简单易实现，降低了维护成本。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种检测并联双电池中单个电池状态的装置，其特征在于，包括电源、充电芯片和电池充电电路；所述电池充电电路包括并联的电池充电支路，每条所述电池充电支路包括电池和用于限制流过电池的最大电流的电池保护电路；所述电源与所述充电芯片的输入端相连，用于提供外部供电电流；所述充电芯片的输出端与所述电池充电电路相连，用于提供内部充电电流；电池保护电路经配置可调节电阻的阻值以使得流过电池的电流阈值处于流过电池充电支路的支路充电电流和2倍的支路充电电流之间；充电芯片的输入端外连接有用于检测外部供电电流的电流检测装置。

2.根据权利要求1所述的检测并联双电池中单个电池状态的装置，其特征在于，所述电流阈值为1.5倍的支路充电电流。

3.根据权利要求1或2所述的检测并联双电池中单个电池状态的装置，其特征在于，电池保护电路包括电池保护芯片、可调节电阻和与可调节电阻串联且由电池保护芯片控制的开关电路。

4.根据权利要求1或2所述的检测并联双电池中单个电池状态的装置，其特征在于，电流检测装置为用于采集外部供电电流的电流互感器。

5.根据权利要求1或2所述的检测并联双电池中单个电池状态的装置，其特征在于，电流检测装置为用于测量外部供电电流的电流表。

6.根据权利要求1或2所述的检测并联双电池中单个电池状态的装置，其特征在于，电流检测装置包括用于采样外部供电电流的采样器、与采样器输出端相连的控制器和与控制器通信连接的用于显示外部供电电流的显示屏。

7.根据权利要求1或2所述的检测并联双电池中单个电池状态的装置，其特征在于，所述电源为数字电源。