CN208923896U - 一种电能管理电路及显示设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种电能管理电路及显示设备，所述电能管理电路包括：升压模块；电源管理芯片，所述电源管理芯片包括同步整流模块和稳压模块，所述同步整流模块的输入端为所述电源管理芯片的输入端，所述同步整流模块的输入端与所述升压模块的输出端电连接，所述稳压模块的输入端与所述同步整流模块的输出端电连接，所述稳压模块的输出端为所述电源管理芯片的输出端；所述电源管理芯片包括直接输出端和存储输出端，所述直接输出端输出的电压用于直接驱动负载工作，所述存储输出端输出的电压用于为电池充电。本实用新型实施例提供一种电能管理电路及显示设备，以实现提高显示设备的待机时间。

Description

一种电能管理电路及显示设备

技术领域

本实用新型实施例涉及显示技术，尤其涉及一种电能管理电路及显示设备。

背景技术

随着技术的快速发展，显示产品的种类越来越多，而显示产品的供电一般由电池来为其供给。例如，手机为显示设备中的一种，手机中的电池为手机的 CPU、显示屏以及射频天线等供电。手机的待机时间较短一直是需要解决的重要问题。

目前，为了提高显示产品的待机时间，主要从两方面考虑：第一方面是尽可能降低其功耗；第二方面是尽可能增大显示设备中电池的容量。但是，降低功耗的效果有限，且降低功耗往往会影响用户体验。增大电池容量的情况下既增大了显示设备的体积，同时又增加了成本。利用人体温度与外界环境温度的温差进行发电，并利用温差发电为显示设备供电是一种较好的解决方案，因此亟需一种能管理温差发电的电路。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种电能管理电路及显示设备，以实现提高显示设备的待机时间。

第一方面，本实用新型实施例提供一种电能管理电路，所述电能管理电路包括：

升压模块；

电源管理芯片，所述电源管理芯片包括同步整流模块和稳压模块，所述同步整流模块的输入端为所述电源管理芯片的输入端，所述同步整流模块的输入端与所述升压模块的输出端电连接，所述稳压模块的输入端与所述同步整流模块的输出端电连接，所述稳压模块的输出端为所述电源管理芯片的输出端；所述电源管理芯片包括直接输出端和存储输出端，所述直接输出端输出的电压用于直接驱动负载工作，所述存储输出端输出的电压用于为电池充电；

所述电能管理电路还包括充电模块，所述充电模块与所述存储输出端电连接；所述充电模块包括充电管理芯片，所述充电管理芯片的输出端与电池的正极电连接，电池的负极接地；

所述同步整流模块包括同步整流器。

可选地，所述电能管理电路包括第一电容和第二电容；

所述升压模块包括变压器和第三电容，所述变压器的第一端与所述电源管理芯片的N沟道漏极驱动电路输入引脚电连接，所述变压器的第二端为所述升压模块的输入端，所述变压器的第一端和第二端与所述变压器的初级绕组电连接；所述变压器的第三端与所述第一电容的第一极板以及所述第二电容的第一极板电连接，所述第一电容的第二极板与所述电源管理芯片的电源管理芯片的整流电路输入引脚电连接，所述第二电容的第二极板与所述电源管理芯片的N 沟道栅极驱动电路输入引脚电连接，所述变压器的第三端和第四端与所述变压器的次级绕组电连接；所述第三电容的第一极板与所述变压器的第二端电连接，所述第三电容的第二极板接地。

可选地，所述电能管理电路还包括第一选择模块和第二选择模块，所述第一选择模块包括第一输入端、第二输入端和输出端，所述第一选择模块的第二输入端接地，所述第一选择模块的输出端与所述电源管理芯片的第一选择引脚电连接；所述第二选择模块包括第一输入端、第二输入端和输出端，所述第二选择模块的第二输入端接地，所述第二选择模块的输出端与所述电源管理芯片的第二选择引脚电连接；

所述第一选择模块与所述第二选择模块用于控制所述直接输出端的电压值。

可选地，所述电能管理电路还包括第四电容，

所述第四电容的第一极板与所述电源管理芯片的整流电路输出引脚电连接，所述第四电容的第二极板接地；和/或，

所述电能管理电路还包括第五电容，所述第五电容的第一极板与所述电源管理芯片的直接输出端VOUT电连接，所述第五电容的第二极板接地。

可选地，所述充电模块包括整流二极管和第一电阻；所述第一电阻的第一端与所述存储输出端电连接，所述第一电阻的第二端与所述充电管理芯片的供电电压引脚电连接；所述整流二极管的第一端与所述存储输出端电连接，所述整流二极管的第二端与所述充电管理芯片的供电电压引脚电连接。

可选地，所述电能管理电路还包括过充保护模块，所述过充保护模块与所述充电模块电连接；

所述过充保护模块包括稳压二极管，所述稳压二极管的第一端与所述第一电阻的第二端电连接，所述稳压二极管的第二端接地。

可选地，所述电能管理电路还包括温度感应模块，所述温度感应模块与所述充电模块电连接；

所述温度感应模块包括第二电阻和热敏电阻；所述第二电阻的第一端与所述充电管理芯片的偏置电压引脚电连接，所述第二电阻的第二端与所述充电管理芯片的温度感应引脚电连接；所述热敏电阻的第一端与所述温度感应引脚电连接，所述热敏电阻的第二端接地。

可选地，所述电能管理电路还包括第六电容，所述第六电容的第一极板与所述第一电阻的第二端电连接，所述第六电容的第二极板接地。

第二方面，本实用新型实施例提供一种显示设备，包括第一方面所述的电能管理电路；

所述显示设备还包括温差发电器，所述温差发电器的输出端与所述升压模块的输入端电连接。

可选地，所述显示设备还包括电池、主板和显示屏，所述电能管理电路的直接输出端与所述显示屏电连接；所述电能管理电路的存储输出端与所述电池电连接。

本实用新型实施例提供的电能管理电路包括升压模块、同步整流模块和稳压模块，同步整流模块和稳压模块可以集成于电源管理芯片中，电源管理芯片包括两个输出端，分别为直接输出端和存储输出端。本实用新型实施例提供的电能管理电路为管理温差发电的电路，以实现将人体热能转化为电能，由人体热能转化的电能可以存储在显示设备的电池中，由人体热能转化的电能也可以直接为显示设备供电，从而提高显示设备的待机时间。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种电能管理电路的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种电能管理电路的电路图；

图3为图2中所示电能管理电路的部分结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的另一种电能管理电路的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的另一种电能管理电路的部分电路图；

图6为本实用新型实施例提供的另一种电能管理电路的部分电路图；

图7为本实用新型实施例提供的另一种电能管理电路的部分电路图；

图8为本实用新型实施例提供的另一种电能管理电路的部分电路图；

图9为本实用新型实施例提供的一种显示设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

图1为本实用新型实施例提供的一种电能管理电路的结构示意图，参考图 1，电能管理电路包括升压模块10和电源管理芯片20。电源管理芯片20包括同步整流模块21和稳压模块22，同步整流模块21的输入端为电源管理芯片20 的输入端，同步整流模块21的输入端与升压模块的输出端10电连接，稳压模块22的输入端与同步整流模块21的输出端电连接，稳压模块22的输出端为电源管理芯片20的输出端。电源管理芯片20包括直接输出端VOUT和存储输出端 VSTORE，直接输出端VOUT输出的电压用于直接驱动负载工作，存储输出端VSTORE输出的电压用于为电池充电。

本实用新型实施例提供的电能管理电路包括升压模块、同步整流模块和稳压模块，同步整流模块和稳压模块可以集成于电源管理芯片中，电源管理芯片包括两个输出端，分别为直接输出端和存储输出端。本实用新型实施例提供的电能管理电路为管理温差发电的电路，以实现将人体热能转化为电能，由人体热能转化的电能可以存储在显示设备的电池中，由人体热能转化的电能也可以直接为显示设备供电，从而提高显示设备的待机时间。

图2为本实用新型实施例提供的一种电能管理电路的电路图，参考图1和图2，电能管理电路包括第一电容C1和第二电容C2。升压模块10包括变压器 T和第三电容C3，变压器T的第一端1与电源管理芯片U1的N沟道漏极驱动电路输入引脚SW电连接，变压器T的第二端2为升压模块10的输入端VIN，变压器T的第一端1和第二端2与变压器T的初级绕组电连接。变压器T的第三端3与第一电容C1的第一极板以及第二电容C2的第一极板电连接，第一电容C1的第二极板与电源管理芯片U1的整流电路输入引脚CC1电连接，第二电容 C2的第二极板与电源管理芯片U1的N沟道栅极驱动电路输入引脚CC2电连接，变压器T的第三端3和第四端4与变压器T的次级绕组电连接。第三电容C3的第一极板与变压器T的第二端2电连接，第三电容C3的第二极板接地。变压器 T的第三端3为升压模块10的输出端。需要说明的是，本实用新型各个电路结构中的“×”表示该引脚悬空。

图3为图2中所示电能管理电路的部分结构示意图，参考图1、图2和图3，图3中虚线框示意出了电源管理芯片U1，第三电容C3与变压器T的初级绕组构成一个LC并联谐振回路，如果在升压模块10的输入端VIN输入一个直流信号，则LC并联谐振回路将直流信号转化为交流信号，变压器T的初级绕组中的交流信号会在变压器T的次级绕组中感应出对应电压值的交流信号，变压器 T的初级绕组与变压器T的次级绕组的匝数比例如可以为1：100，则变压器T 的升压倍数为100倍。经过变压器T升压后交流信号中的一路输出至第一电容 C1、整流电路输入引脚CC1和同步整流器。同步整流器为同步整流电路21的一部分。经过变压器T升压后交流信号中的另一路输出至第二电容C2、电源管理芯片U1的N沟道栅极驱动电路输入引脚CC2和N沟道耗尽型MOS管的栅极。第一电容C1和第二电容C2具有电荷存储的作用，可以防止电压突变，增强了电能管理电路的稳定性。

可选地，参考图2，电能管理电路还包括第一选择模块SW1和第二选择模块SW2，第一选择模块SW1包括第一输入端、第二输入端和输出端，第一选择模块SW1的第二输入端接地，第一选择模块SW1的输出端与电源管理芯片U1的第一选择引脚VS1电连接。第二选择模块SW2包括第一输入端、第二输入端和输出端，第二选择模块SW2的第二输入端接地，第二选择模块SW2的输出端与电源管理芯片U1的第二选择引脚VS2电连接。第一选择模块SW1与第二选择模块SW2用于控制直接输出端VOUT的电压值。示例性地，第一选择模块SW1的输出端可以输出第一选择模块SW1的第一输入端的电压值或者0V，第二选择模块 SW2的输出端可以输出第二选择模块SW2的第一输入端的电压值或者0V，由此可以通过控制第一选择模块SW1与第二选择模块SW2来使直接输出端VOUT具有不同的电压值，例如可以为2.35V、3.3V、4.1V、5.1V四种稳定电压之一。第一选择模块SW1的输出端输出第一选择模块SW1的第一输入端的电压值(例如 1V)，第二选择模块SW2的输出端输出第二选择模块SW2的第一输入端的电压值(例如1V)时，直接输出端VOUT的电压值为5V；第一选择模块SW1的输出端输出第一选择模块SW1的第一输入端的电压值(例如1V)，第二选择模块SW2 的输出端输出0V时，直接输出端VOUT的电压值为3.3V；第一选择模块SW1的输出端输出0V，第二选择模块SW2的输出端输出第二选择模块SW2的第一输入端的电压值(例如1V)时，直接输出端VOUT的电压值为4.1V；第一选择模块 SW1的输出端输出0V，第二选择模块SW2的输出端输出0V时，直接输出端VOUT 的电压值为2.35V。

可选地，参考图2，电能管理电路还包括第四电容C4，第五电容，第四电容C4的第一极板与电源管理芯片U1的整流电路输出引脚VAUX电连接，第四电容C4的第二极板接地。和/或，所述电能管理电路还包括第五电容C5。第五电容C5的第一极板与电源管理芯片U1的直接输出端VOUT电连接，第五电容C5 的第二极板接地。第四电容C4和第五电容C5可以为滤波电容，滤波电容将大量交流成分的信号过滤掉而不会从负载上经过，从而获得平滑稳定的电压。

图4为本实用新型实施例提供的另一种电能管理电路的结构示意图，参考图4，电能管理电路还可以包括充电模块30，由充电模块30对电源管理芯片 20的存储输出端VSTORE输出的电信号进行控制。可选地，电能管理电路还可以包括温度感应模块40和/或过充保护模块50，温度感应模块40用于检测电池的温度，并根据电池的温度调节对电池的充电过程。过充保护模块50用于避免电池过充。以下给出一些可选的充电模块30、温度感应模块40以及过充保护模块50的电路结构及其组合。

图5为本实用新型实施例提供的另一种电能管理电路的部分电路图，参考图4和图5，电能管理电路还包括充电模块30，充电模块30包括充电管理芯片 U2、整流二极管D1和第一电阻R1。整流二极管D1可以防止充电电流倒灌，第一电阻R1能够防止大电流的产生，整流二极管D1和第一电阻R1对电能管理电路和电池BATTERY起到保护作用。第一电阻R1的第一端与存储输出端VSTORE 电连接，第一电阻R1的第二端与充电管理芯片U2的供电电压引脚VCC电连接。整流二极管D1的第一端与存储输出端VSTORE电连接，整流二极管D1的第二端与充电管理芯片U2的供电电压引脚VCC电连接。充电管理芯片U2的输出端BAT 与电池BATTERY的正极电连接，电池BATTERY的负极接地。

图6为本实用新型实施例提供的另一种电能管理电路的部分电路图，参考图4、图5和图6，电能管理电路还包括过充保护模块50，过充保护模块50与充电模块30电连接。具体地，电能管理电路还包括稳压二极管D2，稳压二极管D2的第一端与第一电阻R1的第二端电连接，稳压二极管D2的第二端接地。示例性地，充电管理芯片U2具有可编程的浮置电压，浮置电压为电池BATTERY 的安全充电电压值，例如3.3V或者4.2V。当刚给电池BATTERY充电时，沿着图6中实线箭头方向为电池BATTERY充电。随着电池BATTERY充电的进行，充电电流逐渐变小，当电池BATTERY充电至其浮置电压的±40mV以内时，稳压二极管D2导通并使电流沿图6中虚线箭头方向传导；当电池BATTERY电压达到其浮置电压时，电流全部沿图6中虚线箭头方向传导，从而起到过充保护的作用。

图7为本实用新型实施例提供的另一种电能管理电路的部分电路图，参考图4、图5和图7，电能管理电路还包括过温度感应模块40，温度感应模块40 与充电模块30电连接。具体地，电能管理电路还包括第二电阻R2和热敏电阻TT。第二电阻R2的第一端与充电管理芯片U2的偏置电压引脚NTC BIAS电连接，第二电阻R2的第二端与充电管理芯片U2的温度感应引脚NTC电连接，热敏电阻TT的第一端与温度感应引脚NTC电连接，热敏电阻TT的第二端接地。充电管理芯片U2具有温度补偿功能。热敏电阻TT可以检测电池BATTERY温度，热敏电阻TT的电阻值变化引起温度感应引脚NTC的电压/电流变化，充电管理芯片U2可以根据温度感应引脚NTC引脚所接收的电压/电流信号调整浮置电压值。因此，在电池BATTERY温度很高的情况下，可以降低浮置电压以延长电池 BATTERY的使用寿命。

图8为本实用新型实施例提供的另一种电能管理电路的部分电路图，参考图4、图5和图8，电能管理电路还包括过温度感应模块40和过充保护模块50，温度感应模块40和过充保护模块50均与充电模块30电连接。电能管理电路还包括稳压二极管D2、第二电阻R2和热敏电阻TT。稳压二极管D2、第二电阻R2 和热敏电阻TT与充电管理芯片U2的连接关系与图6、图7中的连接关系相同，在此不再赘述，本实用新型实施例提供的电能管理电路可以有效的避免电池 BATTERY过充及电池BATTERY温度过高带来的危险。

可选地，参考图5-图8，电能管理电路还包括第六电容C6，第六电容C6 的第一极板与第一电阻R1的第二端电连接，第六电容C6的第二极板接地。第六电容C6可以为滤波电容，滤波电容将大量交流成分的信号过滤掉而不会从负载上经过，从而获得平滑稳定的电压。

本实用新型实施例还提供一种显示设备，包括上述任一实施例中的电能管理电路。图9为本实用新型实施例提供的一种显示设备的结构示意图，参考图 9，显示设备还包括温差发电器60，温差发电器60的输出端与升压模块10的输入端电连接。温差发电器60中可以包括多个温差发电片，温差发电片通过冷热温差来发电。温差发电片靠近人体皮肤一侧为热端，温差发电片远离人体皮肤一侧为冷端。

可选地，参考图9，显示设备还包括电池BATTERY、主板70和显示屏80，电能管理电路的直接输出端VOUT与显示屏80电连接，温差发电器60产生的电能可以直接为显示屏80供电。电能管理电路的存储输出端VSTORE与电池 BATTERY电连接，温差发电器60产生的电能可以先存储到电池BATTERY中，然后由电池BATTERY为主板70和显示屏80供电。

可选地，显示设备例如可以为手机，多个温差发电片共同构成温差发电器，温差发电器位于手机的后盖中，手机的主板位于手机的显示屏和手机的电池之间，手机的电池位于手机的后盖和手机的主板之间。温差发电片沿手机的主板指向手机的电池一侧(靠近人体皮肤)为热端，温差发电片沿手机的主板指向手机的显示屏一侧(远离人体皮肤)为冷端。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种电能管理电路，其特征在于，所述电能管理电路包括：

升压模块；

电源管理芯片，所述电源管理芯片包括同步整流模块和稳压模块，所述同步整流模块的输入端为所述电源管理芯片的输入端，所述同步整流模块的输入端与所述升压模块的输出端电连接，所述稳压模块的输入端与所述同步整流模块的输出端电连接，所述稳压模块的输出端为所述电源管理芯片的输出端；所述电源管理芯片包括直接输出端和存储输出端，所述直接输出端输出的电压用于直接驱动负载工作，所述存储输出端输出的电压用于为电池充电；

所述电能管理电路还包括充电模块，所述充电模块与所述存储输出端电连接；所述充电模块包括充电管理芯片，所述充电管理芯片的输出端与电池的正极电连接，电池的负极接地；

所述同步整流模块包括同步整流器。

2.根据权利要求1所述的电能管理电路，其特征在于，所述电能管理电路包括第一电容和第二电容；

所述升压模块包括变压器和第三电容，所述变压器的第一端与所述电源管理芯片的N沟道漏极驱动电路输入引脚电连接，所述变压器的第二端为所述升压模块的输入端，所述变压器的第一端和第二端与所述变压器的初级绕组电连接；所述变压器的第三端与所述第一电容的第一极板以及所述第二电容的第一极板电连接，所述第一电容的第二极板与所述电源管理芯片的电源管理芯片的整流电路输入引脚电连接，所述第二电容的第二极板与所述电源管理芯片的N沟道栅极驱动电路输入引脚电连接，所述变压器的第三端和第四端与所述变压器的次级绕组电连接；所述第三电容的第一极板与所述变压器的第二端电连接，所述第三电容的第二极板接地。

3.根据权利要求1所述的电能管理电路，其特征在于，所述电能管理电路还包括第一选择模块和第二选择模块，所述第一选择模块包括第一输入端、第二输入端和输出端，所述第一选择模块的第二输入端接地，所述第一选择模块的输出端与所述电源管理芯片的第一选择引脚电连接；所述第二选择模块包括第一输入端、第二输入端和输出端，所述第二选择模块的第二输入端接地，所述第二选择模块的输出端与所述电源管理芯片的第二选择引脚电连接；

所述第一选择模块与所述第二选择模块用于控制所述直接输出端的电压值。

4.根据权利要求2所述的电能管理电路，其特征在于，所述电能管理电路还包括第四电容，所述第四电容的第一极板与所述电源管理芯片的整流电路输出引脚电连接，所述第四电容的第二极板接地；和/或，

所述电能管理电路还包括第五电容，所述第五电容的第一极板与所述电源管理芯片的直接输出端VOUT电连接，所述第五电容的第二极板接地。

5.根据权利要求1所述的电能管理电路，其特征在于，所述充电模块包括整流二极管和第一电阻；所述第一电阻的第一端与所述存储输出端电连接，所述第一电阻的第二端与所述充电管理芯片的供电电压引脚电连接；所述整流二极管的第一端与所述存储输出端电连接，所述整流二极管的第二端与所述充电管理芯片的供电电压引脚电连接。

6.根据权利要求5所述的电能管理电路，其特征在于，所述电能管理电路还包括过充保护模块，所述过充保护模块与所述充电模块电连接；

所述过充保护模块包括稳压二极管，所述稳压二极管的第一端与所述第一电阻的第二端电连接，所述稳压二极管的第二端接地。

7.根据权利要求5所述的电能管理电路，其特征在于，所述电能管理电路还包括温度感应模块，所述温度感应模块与所述充电模块电连接；

所述温度感应模块包括第二电阻和热敏电阻；所述第二电阻的第一端与所述充电管理芯片的偏置电压引脚电连接，所述第二电阻的第二端与所述充电管理芯片的温度感应引脚电连接；所述热敏电阻的第一端与所述温度感应引脚电连接，所述热敏电阻的第二端接地。

8.根据权利要求5所述的电能管理电路，其特征在于，所述电能管理电路还包括第六电容，所述第六电容的第一极板与所述第一电阻的第二端电连接，所述第六电容的第二极板接地。

9.一种显示设备，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的电能管理电路；

所述显示设备还包括温差发电器，所述温差发电器的输出端与所述升压模块的输入端电连接。

10.根据权利要求9所述的显示设备，其特征在于，所述显示设备还包括电池、主板和显示屏，所述电能管理电路的直接输出端与所述显示屏电连接；所述电能管理电路的存储输出端与所述电池电连接。