CN208062815U - 一种锂电池电路和装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锂电池电路和装置，包括电池管理模块、锂电池和显示模块，电池管理模块包括主控单元、输入单元、USB‑C单元和至少一个输出单元，输入单元、USB‑C单元和输出单元均连接于主控单元，主控单元包括电池接口和通讯接口；锂电池连接于电池接口，输入单元用于连接于外部电源，输出单元用于连接于用电设备，USB‑C单元用于连接于外部电源或用电设备；电池管理模块还用于将电池信息发送至显示模块进行显示。采用该电路的锂电池装置接口丰富；而且电池管理模块可以兼容于多种输入输出协议，如QC2.0/QC3.0输出快充协议、FCP/AFC/SFCP输入输出快充协议，兼容性更高；另外，显示模块可以显示电池电量、充放电和工作模式等信息。

Description

一种锂电池电路和装置

技术领域

本实用新型涉及移动电源技术，尤其涉及一种锂电池电路和装置。

背景技术

随着智能手机、平板等移动终端的大量普及，移动电源也成为人们的必需品之一。但是现有的移动电源接口单一，对于不同电压、电流接口的兼容性较差，使用仍有不便。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种锂电池电路和装置，其能解决现有的移动电源接口单一，对于不同电压、电流接口的兼容性较差，使用仍有不便的问题。

本实用新型的目的采用如下技术方案实现：

一种锂电池电路，包括电池管理模块、锂电池和显示模块，所述电池管理模块包括主控单元、输入单元、USB-C单元和至少一个输出单元，所述输入单元、USB-C单元和输出单元均连接于所述主控单元，所述主控单元包括电池接口和通讯接口；

所述锂电池连接于所述电池接口，所述输入单元用于连接于外部电源，所述输出单元用于连接于用电设备，所述USB-C单元用于连接于外部电源或用电设备；

所述电池管理模块还用于将电池信息发送至所述显示模块进行显示。

进一步地，所述主控单元包括公共节点端和第一控制引脚，所述输入单元包括第一开关元件和第二开关元件，所述第二开关元件的一端连接于所述第一开关元件，另一端连接于所述公共节点端，所述第一开关元件和第二开关元件的控制端均连接于所述第一控制引脚。

进一步地，所述锂电池电路还包括输入检测单元，所述输入检测单元的输入端连接于所述输入单元，输出端连接于所述显示模块。

进一步地，所述主控单元还包括第二控制引脚，所述USB-C单元包括第三开关元件，所述第三开关元件的一端连接于所述公共节点端，所述第三开关元件的控制端连接于所述第二控制引脚。

进一步地，所述主控单元还包括第三控制引脚，所述输出单元包括第四开关元件，所述第四开关元件的一端连接于所述公共节点端，所述第四开关元件的控制端连接于所述第三控制引脚。

进一步地，所述显示模块包括显示驱动单元和显示器，所述驱动单元用于从所述通讯接口获取显示数据，并驱动所述显示器显示。

进一步地，所述显示器包括电量显示区、状态显示区和模式显示区，所述电量显示区用于显示所述锂电池的电量，所述状态显示区用于显示所述锂电池的充放电状态，所述模式显示区用于显示所述电池管理模块的工作模式。

进一步地，所述主控单元包括IP5328芯片。

进一步地，所述锂电池电路还包括电池保护模块，所述电池保护模块连接于所述锂电池。

一种锂电池装置，包括上述的锂电池电路。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：通过设置输入单元、USB-C 单元和至少一个输出单元，使得采用该电路的锂电池装置接口丰富；而且电池管理模块可以兼容于多种输入输出协议，如QC2.0/QC3.0输出快充协议、 FCP/AFC/SFCP输入输出快充协议，兼容性更高；另外，显示模块可以显示电池电量、充放电和工作模式等信息。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的锂电池电路的结构示意图；

图2为图1中电池管理模块的电路示意图；

图3为输入检测单元的电路示意图；

图4为图1中显示驱动单元的电路示意图；

图5为图1中显示器的电路示意图；

图6为电池保护模块的电路示意图。

图中：110、电池管理模块；120、锂电池；130、显示模块；111、主控单元； 112、输入单元；113、USB-C单元；114、输出单元。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1为一种锂电池120电路，包括电池管理模块110、锂电池120和显示模块130，电池管理模块110包括主控单元111、输入单元112、USB-C单元113 和至少一个输出单元114，输入单元112、USB-C单元113和输出单元114均连接于主控单元111，主控单元111包括电池接口(图未示)和通讯接口(图未示)。

锂电池120连接于电池接口，输入单元112用于连接于外部电源，输出单元114用于连接于用电设备，USB-C单元113用于连接于外部电源或用电设备。

电池管理模块110还用于将电池信息发送至显示模块130进行显示。

电池管理模块110用于通过输入单元112从外部电源获取电能，并通过电池接口向锂电池120充电；电池管理模块110还用于通过电池接口从锂电池120 获取电能，并通过输出单元114向用电设备，如手机、灯具、音响等供电。电池管理模块110还可以用于通过USB-C单元113从外部电源获取电能，并通过电池接口向锂电池120充电，或者电池管理模块110还用于通过电池接口从锂电池120获取电能，并通过USB-C单元113向用电设备供电

作为优选的实施方式，如图2所示，主控单元111包括IP5328芯片。输入单元112为J2，在本实施例中为MicroUSB接口；USB-C单元113为U2，可采用TYPE-16方式；输出单元114为J4和J5，均为USB-A接口。主控单元111 的电池接口为BAT+，其与锂电池120的正极连接；主控单元111的通讯接口包括引脚INT、引脚SDA、引脚SCK、引脚LIGHT和引脚KEY。

IP5328芯片是一款集成QC2.0/QC3.0输出快充协议、FCP/AFC/SFCP输入输出快充协议、MTK PE+1.1&2.0输入/输出快充协议、USB C输入输出协议、兼容BC1.2/苹果/三星手机、同步升/降压转换器、锂电池120充电管理、电池电量指示等多功能的电源管理SOC。

IP5328芯片的同步开关升压系统可提供最大18W输出能力，即使锂电池 120电压较低时输出18W仍能保持90％以上的效率。空载时，自动进入休眠状态。IP5328的同步开关充电系统，提供高达5.0A充电电流。内置IC温度、电池温度和输入电压控制环路，智能调节充电电流。而且其内置USB C协议，既可以支持USB C口输入大电流充电，也可以支持输出大电流放电。IP5328芯片内置14bit ADC，可以精确测量电池电压和电流，还可通过I2C访问ADC 数据。IP5328内置电量计算法，可以准确获取电池电量信息。可定制电池电量曲线，以精准显示电池电量。

IP5328芯片的引脚8/9/22/23为系统输入输出公共节点。系统输入输出公共节点连接于采样电阻R29的一端，采样电阻R29的另一端作为主控单元111的公共节点端。采样电阻R29还分别连接于IP5328芯片的电流采样引脚VSN和 VSP。因此，主控单元111可以检测输入单元112、USB-C单元113或输出单元 114的输入/输出电流，进而得到输入、输出电压，并可以进一步传输至显示模块130进行显示。

作为优选的实施方式，输入单元112连接于IP5328芯片的快充识别引脚 DMB和DPM和充电电源检测引脚VIN；输入单元112包括第一开关元件Q11 和第二开关元件Q16；第一开关元件Q11和第二开关元件Q16可采用PMOS管 AO3401。第一开关元件Q11和第二开关元件Q16的控制端，即栅极均连接于主控单元111的第一控制引脚，即IP5328芯片的充电输入PMOS控制引脚VING。因此，主控单元111可以控制第一开关元件Q11和第二开关元件Q16导通，以使输入单元112与主控单元111的公共节点端导通，进而向锂电池120充电。

作为优选的实施方式，锂电池120电路还包括如图3所示的输入检测单元，输入检测单元的输入端，即引脚DMB1和引脚DPB1连接于输入单元112，输出端即引脚VIN连接于显示模块130。当输入单元112连接的有些外部电源不能被IP5328芯片的快充识别引脚识别时，可以由输入检测单元识别并将充电状态在显示模块130进行显示。

USB-C单元113连接于IP5328芯片的充电电源检测引脚VBUS、检测引脚 CC和引脚CC2以及快充识别引脚DMC和DPC。USB-C单元113包括第三开关元件Q21，第三开关元件Q21可采用PMOS管AO3401。第三开关元件Q21 的控制端，即栅极连接于主控单元111的第一控制引脚，即IP5328芯片的充电输入PMOS控制引脚VBUSG。

当主控单元111控制第三开关元件Q21导通，可以使主控单元111的公共节点端与USB-C单元113导通，因此锂电池120可以通过主控单元111的公共节点端，向USB-C单元113输出电能，从而USB-C单元113可以向用电设备供电。另外，当USB-C单元113连接于外部电源，外部电源的电流可以流向公共节点端，并进而向锂电池120充电。

在本实施例中，电池管理模块110包括两个输出单元114，分别为J4和J5。以J4为例，输出单元114连接于IP5328芯片的放电负载检测引脚VOUT1以及快充识别引脚DMA1和DPA1；输出单元114包括第四开关元件Q17，第四开关元件Q17可采用NMOS管AO3400；第四开关元件Q17的控制端，即栅极连接于主控单元111的第三控制引脚，即IP5328芯片的放电输出NMOS控制引脚 VOUT1G。当主控单元111控制第四开关元件Q17导通，可以使主控单元111的公共节点端与输出单元114导通，因此锂电池120可以通过主控单元111的公共节点端，向输出单元114输出电能，从而输出单元114可以向用电设备供电。

作为优选的实施方式，显示模块130包括如图4所示的显示驱动单元和如图5所示的显示器。其中驱动单元用于从主控单元111的通讯接口获取显示数据，并驱动显示器显示。在本实施例中，显示驱动单元包括型号为IP2712的芯片。

作为优选的实施方式，如图5所示，显示器包括电量显示区、状态显示区和模式显示区。电量显示区用于显示锂电池120的电量，如可显示50％；状态显示区用于显示锂电池120的充放电状态，如显示IN或OUT；模式显示区用于显示电池管理模块110的充放电模式，如显示5.0V 2.1A或显示5.0V 1.0A。

作为优选的实施方式，锂电池120电路还包括如图6所示的电池保护模块。电池保护模块包括保护芯片DW01和多个双功率场效应管8205A；电池保护模块通过引脚BAT+和BAT-连接于锂电池120。

本实用新型实施例提供的锂电池电路，通过设置输入单元、USB-C单元和至少一个输出单元，使得采用该电路的锂电池装置接口丰富；而且电池管理模块可以兼容于多种输入输出协议，如QC2.0/QC3.0输出快充协议、 FCP/AFC/SFCP输入输出快充协议，兼容性更高；另外，显示模块可以显示电池电量、充放电和工作模式等信息。

本发明实施例提供的锂电池电路可以设置在PCB板上，加上外壳即可作为锂电池装置；因此本实用新型进一步提供了一种锂电池装置，其包括前述的锂电池电路。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种锂电池电路，其特征在于：包括电池管理模块、锂电池和显示模块，所述电池管理模块包括主控单元、输入单元、USB-C单元和至少一个输出单元，所述输入单元、USB-C单元和输出单元均连接于所述主控单元，所述主控单元包括电池接口和通讯接口；

所述锂电池连接于所述电池接口，所述输入单元用于连接于外部电源，所述输出单元用于连接于用电设备，所述USB-C单元用于连接于外部电源或用电设备；

所述电池管理模块还用于将电池信息发送至所述显示模块进行显示。

2.如权利要求1所述的锂电池电路，其特征在于：所述主控单元包括公共节点端和第一控制引脚，所述输入单元包括第一开关元件和第二开关元件，所述第二开关元件的一端连接于所述第一开关元件，另一端连接于所述公共节点端，所述第一开关元件和第二开关元件的控制端均连接于所述第一控制引脚。

3.如权利要求2所述的锂电池电路，其特征在于：还包括输入检测单元，所述输入检测单元的输入端连接于所述输入单元，输出端连接于所述显示模块。

4.如权利要求2所述的锂电池电路，其特征在于：所述主控单元还包括第二控制引脚，所述USB-C单元包括第三开关元件，所述第三开关元件的一端连接于所述公共节点端，所述第三开关元件的控制端连接于所述第二控制引脚。

5.如权利要求2所述的锂电池电路，其特征在于：所述主控单元还包括第三控制引脚，所述输出单元包括第四开关元件，所述第四开关元件的一端连接于所述公共节点端，所述第四开关元件的控制端连接于所述第三控制引脚。

6.如权利要求1所述的锂电池电路，其特征在于：所述显示模块包括显示驱动单元和显示器，所述驱动单元用于从所述通讯接口获取显示数据，并驱动所述显示器显示。

7.如权利要求6所述的锂电池电路，其特征在于：所述显示器包括电量显示区、状态显示区和模式显示区，所述电量显示区用于显示所述锂电池的电量，所述状态显示区用于显示所述锂电池的充放电状态，所述模式显示区用于显示所述电池管理模块的工作模式。

8.如权利要求1-7中任一项所述的锂电池电路，其特征在于：所述主控单元包括IP5328芯片。

9.如权利要求8所述的锂电池电路，其特征在于：还包括电池保护模块，所述电池保护模块连接于所述锂电池。

10.一种锂电池装置，其特征在于：包括如权利要求1-9中任一项所述的锂电池电路。