CN209767196U - 一种均衡充放电的智能手表 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种均衡充放电的智能手表，包括电池组和保护电路，保护电路包括均衡保护电路和过充放保护电路，均衡保护电路连接于电池组两端，均衡保护电路包括储能元件、开关管和保护芯片U1和U2，保护芯片U1和U2分别检测两节锂电池的电压控制开关管，以控制单节锂电池与充电电源和负载的连接状态；单节锂电池过充时能通过储能元件放电至另一节锂电池；过充放保护电路连接于电池组两端，过充放保护电路包括保护芯片U3，过充放保护电路通过保护芯片U3检测电池组两端的电压，控制电池组与充电电源和负载的连接状态。本实用新型应用时能够平衡智能手表锂电池之间的充放电，避免锂电池过充或过放，提高智能手表使用安全性、质量和性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及智能手表领域，具体是一种均衡充放电的智能手表。
背景技术
智能手表是近几年新兴的一种可穿戴智能设备，其具有基本的语音通话和消息查看的功能，同时还配备了心率传感器、运动传感器和气压传感器等。智能手表创建了全新的人机交互方式和健身方式，解放双手，降低对手机的依赖。但是，智能手表在使用过程中也存在一些问题，主要问题之一就是续航时间短。很多智能手表每天至少需要充电一次才能保证设备的正常运行，这显然是达不到人们对手表工作时间的要求的。因此，随着科技的发展，智能手表开始采用多节锂电池并联来满足续航时间要求。中国专利文件CN207148549U就公开了一种带电池组的智能手表，以延长智能手表的续航时间。
但是由于单个电池的特性总存在差异，在智能手表充电过程中，容量和性能差异将有些电池被过充电而有些电池未充满电，放电时容量高的电池未放完电而容量低的则被过放。使用过程中若过充电、过放电将会导致电池内部发生化学副反应，将会影响电池的使用安全、性能与使用寿命，从而影响智能手表安全性、质量和性能。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决现有技术的上述问题，提供了一种均衡充放电的智能手表，其应用时能够平衡智能手表多节锂电池之间的充放电，避免单节锂电池过充或过放，提高智能手表使用安全性、质量和性能。
本实用新型的目的主要通过以下技术方案实现：
一种均衡充放电的智能手表，包括电源模块，所述电源模块包括锂电池BT1和BT2组成的电池组和保护电路，所述保护电路包括均衡保护电路和过充放保护电路，均衡保护电路连接于电池组两端，均衡保护电路包括储能元件、开关管和保护芯片U1和U2，保护芯片U1和U2分别检测两节锂电池的电压，并控制开关管，以控制单节锂电池与充电电源和负载的连接状态；单节锂电池过充时能通过储能元件放电至另一节锂电池；所述过充放保护电路连接于电池组两端，过充放保护电路包括保护芯片U3，过充放保护电路通过保护芯片U3检测电池组两端的电压，控制电池组与充电电源和负载的连接状态。
优选地，所述均衡保护电路还包括二极管D3和D4，电阻R1和R2，电容C1和C2，所述开关管包括MOS管Q1、Q2、Q7、Q8，储能元件为电感L1；保护芯片U1引脚2接电容C1一端后接电阻R1一端，电阻R1另一端接二极管D3负极、MOS管Q1源极和MOS管Q7漏极后接锂电池BT1正极，保护芯片U1引脚1连接电容C1另一端和电阻R2一端后接U1引脚3、二极管D3正极、二极管D4负极、MOS管Q1漏极、MOS管Q2源极和电感L1一端，电感L1另一端接MOS管Q7源极和Q8漏极后接锂电池BT1负极和锂电池BT2正极，保护芯片U1引脚4接反相器U4后接MOS管Q1栅极，U1引脚5接反相器U5后接MOS管Q7栅极；保护芯片U2引脚2接电容C2一端后接电阻R2另一端，保护芯片U2引脚1连接电容C2另一端后接U2引脚3、二极管D4正极、MOS管Q2漏极、MOS管Q8源极和锂电池BT2负极，保护芯片U2引脚4接反相器U6后接MOS管Q2栅极，U2引脚5接反相器U7后接MOS管Q8栅极。
优选地，所述过充放保护电路还包括电阻R3至R6，电容C3至C5，二极管D1和D2，MOS管Q3至Q6；保护芯片U3引脚5接电容C3一端后接电阻R6一端，电阻R6另一端接锂电池BT1正极后接二极管D2负极和电容C5一端后作端口，U3引脚4接电容C4一端后接电阻R5一端，电阻R5另一端接锂电池BT1负极和BT2正极，U3引脚6接电容C3另一端和电容C4另一端后接锂电池BT2负极后接MOS管Q3源极和Q4源极，U3引脚1接MOS管Q3栅极和Q4栅极，MOS管Q3漏极和Q4漏极分别连接MOS管Q5源极和Q6源极，U3引脚2接二极管D1正极，二极管D1负极接电阻R3一端后接MOS管Q5栅极和Q6栅极，电阻R3另一端接MOS管Q5漏极和Q6漏极后接电阻R4一端和电容C5另一端后作端口，电阻R4另一端接二极管D2正极后接U3引脚3。
综上所述，本实用新型具有以下有益效果： 通过对智能手表电池组设置均衡保护电路，能够检测单节锂电池的电压，在单节锂电池过充和过放状态时将单节锂电池旁通，同时对电池组设有过充放保护电路，检测到电池组整体过充过放时关断其与充电电源和负载的连接，从而避免了单节锂电池和电池组整体过充和过放，从而提高智能手表使用安全性、电池组寿命和性能。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
图1为本实用新型一个具体实施例的均衡保护电路图。
图2为本实用新型一个具体实施例的过充放保护电路图。
具体实施方式
以下将以图式揭露本实用新型的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本实用新型。也就是说，在本实用新型的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。
需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
实施例：
一种均衡充放电的智能手表，包括电源模块，电源模块包括锂电池BT1和BT2组成的电池组和保护电路，保护电路包括均衡保护电路和过充放保护电路，均衡保护电路连接于电池组两端，均衡保护电路包括储能元件、开关管和保护芯片U1和U2，保护芯片U1和U2分别检测两节锂电池的电压，并控制开关管，以控制单节锂电池与充电电源和负载的连接状态；单节锂电池过充时能通过储能元件放电至另一节锂电池。
具体地，如图1所示，均衡保护电路还包括二极管D3和D4，电阻R1和R2，电容C1和C2，所述开关管包括MOS管Q1、Q2、Q7、Q8，储能元件为电感L1；保护芯片U1引脚2接电容C1一端后接电阻R1一端，电阻R1另一端接二极管D3负极、MOS管Q1源极和MOS管Q7漏极后接锂电池BT1正极，保护芯片U1引脚1连接电容C1另一端和电阻R2一端后接U1引脚3、二极管D3正极、二极管D4负极、MOS管Q1漏极、MOS管Q2源极和电感L1一端，电感L1另一端接MOS管Q7源极和Q8漏极后接锂电池BT1负极和锂电池BT2正极，保护芯片U1引脚4接反相器U4后接MOS管Q1栅极，U1引脚5接反相器U5后接MOS管Q7栅极；保护芯片U2引脚2接电容C2一端后接电阻R2另一端，保护芯片U2引脚1连接电容C2另一端后接U2引脚3、二极管D4正极、MOS管Q2漏极、MOS管Q8源极和锂电池BT2负极，保护芯片U2引脚4接反相器U6后接MOS管Q2栅极，U2引脚5接反相器U7后接MOS管Q8栅极。
保护芯片U1和U2型号均为S8241，S8241引脚4为过放脚，过放时输出低电平，S8241引脚5为过充脚，过充时输出低电平。充电时，当锂电池BT1电压大于过充电压时，保护芯片U1引脚4保持高电平，而U1引脚5输出低电平，经反相器U5使Q7导通，Q1保持截止，充电电流从Q7旁通经电感L1流向锂电池BT2，此时L1相当于储能元件,锂电池BT1 向电感L1充电,使BT1电压维持在充满电状态附近一个极小的范围内，避免了BT1 电池过充电，同时也保证了未充满电的锂电池BT2继续维持充电。过充电保护后，锂电池BT1电压重新下降，当下降到过充电释放电压时，U1引脚5输出恢复高电平，Q7 截止，取消过充保护，充电电流重新流经锂电池BT1，同时电感L1将存储的BT1的过充电能通过二极管D4向BT2辅助充电，从而减少了充电电源的损耗。同理，当锂电池BT2电压大于过充电压时，充电电流经BT1、电感L1后从Q8旁通形成回路，过充保护后，充电电流重新流经锂电池BT2，电感L1将存储的BT2的过充电能通过二极管D3向BT1辅助充电。
放电时，当锂电池BT1电压小于过放电压时，保护芯片U1引脚5保持高电平，而U1引脚4输出低电平，经反相器U4使Q1导通，Q7保持截止，BT1处于过放电保护状态，供电电流从锂电池BT2经Q1旁通向负载供电。过放电保护后，锂电池BT1电压重新上升，当上升到过放电释放电压时，U1引脚4输出恢复高电平，Q1重新截止，供电电流从锂电池BT2经BT1向负载供电。锂电池BT2过放时同理，锂电池BT1、负载和Q2形成回路，过放电保护后，供电电流重新从锂电池BT2经BT1向负载供电。
过充放保护电路连接于电池组两端，过充放保护电路包括保护芯片U3，过充放保护电路通过保护芯片U3检测电池组两端的电压，控制电池组与充电电源和负载的连接状态。
具体地，如图2所示，过充放保护电路还包括电阻R3至R6，电容C3至C5，二极管D1和D2，MOS管Q3至Q6；保护芯片U3引脚5接电容C3一端后接电阻R6一端，电阻R6另一端接锂电池BT1正极后接二极管D2负极和电容C5一端后作端口，U3引脚4接电容C4一端后接电阻R5一端，电阻R5另一端接锂电池BT1负极和BT2正极，U3引脚6接电容C3另一端和电容C4另一端后接锂电池BT2负极后接MOS管Q3源极和Q4源极，U3引脚1接MOS管Q3栅极和Q4栅极，MOS管Q3漏极和Q4漏极分别连接MOS管Q5源极和Q6源极，U3引脚2接二极管D1正极，二极管D1负极接电阻R3一端后接MOS管Q5栅极和Q6栅极，电阻R3另一端接MOS管Q5漏极和Q6漏极后接电阻R4一端和电容C5另一端后作端口，电阻R4另一端接二极管D2正极后接U3引脚3。
保护芯片U3型号均为S8242，S8242引脚1为过放脚，过放时输出低电平，S8241引脚2为过充脚，过充时输出低电平。当电池组电压大于过充电压时，U3引脚2输出低电平，U3引脚1保持高电平，此时MOS管Q3、Q4 导通，Q5、Q6截止，关断与充电电源的连接。过放电保护后，Q5、Q6 重新导通，继续充电。当电池组电压小于过放电压时，U3引脚1输出低电平，U3引脚2保持高电平，此时MOS管Q3、Q4 截止，Q5、Q6导通，关断与负载的连接。过放电保护后，Q3、Q4 重新导通，继续向负载供电。Q3、Q4并联、Q5、Q6并联以增大电流驱动能力。
本实用新型通过对智能手表电池组设置均衡保护电路，能够检测单节锂电池的电压，在单节锂电池过充和过放状态时将单节锂电池旁通，同时对电池组设有过充放保护电路，检测到电池组整体过充过放时关断其与充电电源和负载的连接，从而避免了单节锂电池和电池组整体过充和过放，从而提高智能手表使用安全性、电池组寿命和性能。
上述方式中未述及的部分采取或借鉴已有技术即可实现。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (3)
1.一种均衡充放电的智能手表，包括电源模块，其特征在于：所述电源模块包括锂电池BT1和BT2组成的电池组和保护电路，所述保护电路包括均衡保护电路和过充放保护电路，均衡保护电路连接于电池组两端，均衡保护电路包括储能元件、开关管和保护芯片U1和U2，保护芯片U1和U2分别检测两节锂电池的电压，并控制开关管，以控制单节锂电池与充电电源和负载的连接状态；单节锂电池过充时能通过储能元件放电至另一节锂电池；所述过充放保护电路连接于电池组两端，过充放保护电路包括保护芯片U3，过充放保护电路通过保护芯片U3检测电池组两端的电压，控制电池组与充电电源和负载的连接状态。
2.根据权利要求1所述的一种均衡充放电的智能手表，其特征在于：所述均衡保护电路还包括二极管D3和D4，电阻R1和R2，电容C1和C2，所述开关管包括MOS管Q1、Q2、Q7、Q8，储能元件为电感L1；保护芯片U1引脚2接电容C1一端后接电阻R1一端，电阻R1另一端接二极管D3负极、MOS管Q1源极和MOS管Q7漏极后接锂电池BT1正极，保护芯片U1引脚1连接电容C1另一端和电阻R2一端后接U1引脚3、二极管D3正极、二极管D4负极、MOS管Q1漏极、MOS管Q2源极和电感L1一端，电感L1另一端接MOS管Q7源极和Q8漏极后接锂电池BT1负极和锂电池BT2正极，保护芯片U1引脚4接反相器U4后接MOS管Q1栅极，U1引脚5接反相器U5后接MOS管Q7栅极；保护芯片U2引脚2接电容C2一端后接电阻R2另一端，保护芯片U2引脚1连接电容C2另一端后接U2引脚3、二极管D4正极、MOS管Q2漏极、MOS管Q8源极和锂电池BT2负极，保护芯片U2引脚4接反相器U6后接MOS管Q2栅极，U2引脚5接反相器U7后接MOS管Q8栅极。
3.根据权利要求1或2所述的任一种均衡充放电的智能手表，其特征在于：所述过充放保护电路还包括电阻R3至R6，电容C3至C5，二极管D1和D2，MOS管Q3至Q6；保护芯片U3引脚5接电容C3一端后接电阻R6一端，电阻R6另一端接锂电池BT1正极后接二极管D2负极和电容C5一端后作端口，U3引脚4接电容C4一端后接电阻R5一端，电阻R5另一端接锂电池BT1负极和BT2正极，U3引脚6接电容C3另一端和电容C4另一端后接锂电池BT2负极后接MOS管Q3源极和Q4源极，U3引脚1接MOS管Q3栅极和Q4栅极，MOS管Q3漏极和Q4漏极分别连接MOS管Q5源极和Q6源极，U3引脚2接二极管D1正极，二极管D1负极接电阻R3一端后接MOS管Q5栅极和Q6栅极，电阻R3另一端接MOS管Q5漏极和Q6漏极后接电阻R4一端和电容C5另一端后作端口，电阻R4另一端接二极管D2正极后接U3引脚3。
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|---|---|---|---|
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| GR01 | Patent grant | ||
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