CN210183049U - 充电保护电路及供电装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种充电保护电路及供电装置。充电保护电路包括接口电路、分压电路及供电控制电路。接口电路包括接口开关。接口开关包括第一引脚、第二引脚和第三引脚。第一引脚连接电芯。第二引脚接地。接口开关连接电源时，接口开关的第一引脚和接口开关的第二引脚连接电源，接口开关的第三引脚悬空。接口开关与电源断开时，第三引脚连接第二引脚。分压电路包括分压输出端。分压电路连接接口开关的第一引脚和第三引脚。对接口开关的第一引脚和第三引脚之间的电压进行分压。供电控制电路连接分压电路的分压输出端，根据分压输出端的电压控制分压电路和负载之间的线路的通断。避免供电装置在充电的时候向负载供电，提高产品寿命和使用安全性。

Description

充电保护电路及供电装置

技术领域

本申请涉及充电保护技术领域，尤其涉及一种充电保护电路及供电装置。

背景技术

随着科技的发展，锂电池的性价比不断提高，越来越受到用户的欢迎，锂电池具有轻便、高能量密度以及使用寿命长等特点，被广泛应用于各种携带式的电子设备，如手机、数码相机等。现有锂电池一般均为在充电状态下允许对负载放电，这种一边充电一边放电的方式会导致整个锂电池的温度升高，导致锂电池的性能下降，对锂电池的使用寿命影响较大。

实用新型内容

本申请提供一种改进的充电保护电路及供电装置。

本申请的一个方面提供一种充电保护电路，包括：接口电路，包括接口开关，所述接口开关包括第一引脚、第二引脚和第三引脚；所述第一引脚连接电芯，所述第二引脚接地；所述接口开关连接电源时，所述接口开关的第一引脚和所述接口开关的第二引脚连接所述电源，所述接口开关的第三引脚悬空；所述接口开关与所述电源断开时，所述第三引脚连接所述第二引脚；分压电路，包括分压输出端，所述分压电路连接所述接口电路和所述电芯，所述分压电路连接所述接口开关的第一引脚和第三引脚，所述分压电路对所述接口开关的所述第一引脚和所述第三引脚之间的电压进行分压，通过所述分压输出端输出；及供电控制电路，连接于所述分压电路和负载之间，所述供电控制电路连接所述分压电路的所述分压输出端，所述供电控制电路接收所述分压输出端输出的电压，所述供电控制电路根据所述分压输出端的电压控制所述分压电路和所述负载之间的线路的通断。

进一步地，所述接口电路包括二极管，所述二极管连接所述接口开关，所述二极管的正极连接所述接口开关的所述第一引脚，所述二极管的负极连接所述分压电路。

进一步地，所述分压电路包括串联于所述接口开关的所述第一引脚和所述第三引脚之间的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端连接所述接口开关的所述第一引脚，所述第一电阻的另一端连接所述第二电阻，且连接所述供电控制电路，所述第二电阻的另一端连接所述接口开关的所述第三引脚。

进一步地，所述第一电阻的阻值大于所述第二电阻的阻值。

进一步地，所述第一电阻的阻值范围为1MΩ至10MΩ，和/或所述第二电阻的阻值范围0Ω至1MΩ。

进一步地，所述供电控制电路包括供电控制开关，所述供电控制开关连接所述分压电路。

进一步地，所述供电控制开关包括开关管，所述开关管的栅极连接于所述分压电路的所述分压输出端，所述开关管的源极连接所述接口开关的所述第一引脚，所述开关管的漏极连接所述负载。

进一步地，所述开关管包括PMOS管。

本申请的另一个方面提供一种供电装置，包括：电芯；壳体，所述电芯设于所述壳体内；及充电保护电路，所述充电保护电路连接于所述电芯。

进一步地，所述充电保护电路设于所述壳体内。

本申请实施例的充电保护电路包括接口电路、分压电路及供电控制电路。接口电路包括接口开关，接口开关包括第一引脚、第二引脚和第三引脚。第一引脚连接电芯，第二引脚接地。接口开关连接电源时，第一引脚和第二引脚连接电源，第三引脚悬空。接口开关与电源断开时，第三引脚连接第二引脚。分压电路包括分压输出端，对第一引脚和第三引脚之间的电压进行分压。供电控制电路连接于分压电路和负载之间，连接分压电路的分压输出端，供电控制电路根据分压输出端输出的电压控制分压电路和负载之间的线路的通断。如此，使得充电保护电路在连接电源时，供电控制电路根据分压输出端的电压来控制分压电路和负载之间的线路断开，切断供电装置和负载的连接，避免供电装置在充电的时候向负载供电，提高产品寿命和使用安全性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

图1所示为本申请供电装置的一个实施例的示意框图；

图2所示为图1所示的充电保护电路的一个实施例的电路图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。数值范围包括端点值。

本申请实施例的充电保护电路包括接口电路、分压电路及供电控制电路。接口电路包括接口开关，接口开关包括第一引脚、第二引脚和第三引脚。第一引脚连接电芯，第二引脚接地。接口开关连接电源时，接口开关的第一引脚和接口开关的第二引脚连接电源，接口开关的第三引脚悬空。接口开关与电源断开时，第三引脚连接第二引脚。分压电路包括分压输出端，分压电路连接接口电路和电芯，分压电路连接接口开关的第一引脚和第三引脚。分压电路对接口开关的第一引脚和第三引脚之间的电压进行分压，通过分压输出端输出。供电控制电路，连接于分压电路和负载之间。供电控制电路连接分压电路的分压输出端。供电控制电路接收分压输出端输出的电压，供电控制电路根据分压输出端的电压控制分压电路和负载之间的线路的通断。

如此，使得充电保护电路在连接电源时，供电控制电路根据分压输出端分得的电压来控制分压电路和负载之间的线路断开，切断供电装置和负载的连接，避免供电装置在充电的时候向负载供电，提高产品寿命和使用安全性。

图1所示为本申请供电装置10的一个实施例的示意框图。供电装置10包括电芯11、壳体13及充电保护电路12。电芯11设于壳体13内。充电保护电路12连接于电芯11。供电装置10通过电芯11进行蓄电或放电。在一些实施例中，充电保护电路12设于壳体13内。在一些实施例中，充电保护电路12可以设于壳体13外。在一个实施例中，壳体13可以为塑胶壳体，包括ABS无卤阻燃剂材质。

在一些实施例中，供电装置10可以为锂电池。但不限于此。当供电装置10充电时，供电装置10的充电保护电路12连接适配器30，适配器30连通电源40，适配器30将电源40提供的交流电转换为直流电后，给电芯11充电。在一个实施例中，电源40可以为市电电源。在一个实施例中，适配器30可以将市电转换成电压值为8.4V、电流值为1A的直流电。

在一些实施例中，供电装置10可以应用于教育机器人，可以给教育机器人的主控制器供电。在一些实施例中，供电装置10可以应用于手机、平板电脑、数码相机等电子设备。在其他实施例中，供电装置10还可以应用于其他电子设备。

图2所示为图1所示的充电保护电路12的一个实施例的电路图。参考图1和2，充电保护电路12包括接口电路121、分压电路122及供电控制电路123。在图示实施例中，接口电路121包括接口开关P1。接口开关P1包括第一引脚K1、第二引脚K2和第三引脚K3。第一引脚K1连接电芯11，第二引脚K2接地。接口开关P1连接电源40时，接口开关P1的第一引脚K1和接口开关P1的第二引脚K2连接电源40，接口开关P1的第三引脚K3悬空。接口开关P1与电源40断开时，第三引脚K3连接第二引脚K2。如此，使得接口电路121在连接电源40和断开电源40时，第三引脚K3的电平不同。

在图示实施例中，分压电路122包括分压输出端V0。分压电路122连接接口电路121和电芯11。在一个实施例中，分压电路122连接接口开关P1的第一引脚K1和第三引脚K3。分压电路122对接口开关P1的第一引脚K1和第三引脚K3之间的电压进行分压。

在图示实施例中，供电控制电路123连接于分压电路122和负载之间，供电控制电路123电连接分压电路122的分压输出端V0。供电控制电路123接收分压输出端V0输出的电压，根据分压输出端V0的电压控制分压电路122和负载之间的线路的通断。如此，使得接口电路121在连接电源40和断开电源40时，第三引脚K3的电平不同，分压电路122的分压输出端V0输出的电压不同，进而使得供电控制电路123断开或导通分压电路122和负载之间的线路，控制供电装置10的供电状态。在一个实施例中，负载可以是教育机器人的主控制器。在其他实施例中，负载可以是其他需要被供电的电子设备。

在图示实施例中，接口开关P1包括与第二引脚K2一体成型的第一金属弹片(未图示)及与第三引脚K3一体成型的第二金属弹片(未图示)。当接口开关P1未连接供电装置10的充电适配器30时，接口开关P1的第一金属弹片与第二金属弹片接触，使得第二引脚K2和第三引脚K3电性接触。当接口开关P1连接供电装置10的充电适配器30时，充电适配器30给接口开关P1作用力，使得接口开关P1的第一金属弹片与第二金属弹片分离开，使得接口开关P1的第二引脚K2和第三引脚K3不接触，第三引脚K3悬空。如此，接口开关P1经由适配器30物理触发，改变第二引脚K2和第三引脚K3的接触状态，进而改变第三引脚K3的电压，使得第二引脚K2和第三引脚K3的接触状态和分离状态明确，有利于避免接口开关P1误动作，有利于降低成本。

在图示实施例中，充电保护电路12包括第一电源信号端VDD和第二电源信号端VCC。充电保护电路12通过第一电源信号端VDD连接供电装置10的电芯11。第一电源信号端VDD连接接口开关P1的第一引脚K1。充电保护电路12通过第二电源信号端VCC连接负载。

继续参考图1和2，在图示实施例中，接口电路121包括二极管D1，二极管D1连接接口开关P1，二极管D1的正极连接接口开关P1的第一引脚K1，二极管D1的负极连接分压电路122。当接口开关P1的第一引脚K1与分压电路122之间的电压即二极管D1两端的正向电压大于二极管D1的导通电压时，例如二极管D1两端的正向电压大于0.7V时，二极管D1导通。当接口开关P1的第一引脚K1与分压电路122之间的电压即二极管D1两端的正向电压小于二极管D1的导通电压，或二极管D1加上反向电压时，二极管D1截止。

在一个实施例中，分压电路122包括串联于接口开关P1的第一引脚K1和第三引脚K3之间的第一电阻R1和第二电阻R2。第一电阻R1的一端连接接口开关P1的第一引脚K1，且连接二极管D1的负极；第一电阻R1的另一端连接第二电阻R2，且连接供电控制电路123。第二电阻R2的另一端连接接口开关P1的第三引脚K3。第一电阻R1的阻值大于第二电阻R2的阻值。如此，使得当有电流流过第一电阻R1和第二电阻R2时，第一电阻R1上分得的电压值大于第二电阻R2上分得的电压值。第一电阻R1的阻值范围为1MΩ至10MΩ。第二电阻R2的阻值范围0Ω至1MΩ。在一个实施例中，第一电阻R1的阻值为3MΩ，第二电阻R2的阻值为10KΩ，但不限于此。由于第一电阻R1和第二电阻R2的阻值均较大，使得第一电阻R1和第二电阻R2的功耗低。

在图示实施例中，供电控制电路123包括供电控制开关1231，供电控制开关1231连接分压电路122。供电控制开关1231可以连通或断开供电装置10和负载之间的线路。当供电控制开关1231导通时，供电装置10连通负载，供电装置10可以给负载供电；当供电控制开关1231关断时，供电装置10与负载之间的线路断开，供电装置10无法给负载供电。避免供电装置10在充电的时候向负载供电，提高产品寿命和使用安全性。

在图示实施例中，供电控制开关1231包括开关管U1。开关管U1的栅极连接于分压电路122的分压输出端V0，开关管U1的源极连接接口开关P1的第一引脚K1，开关管U1的漏极连接负载。当开关管U1导通时，供电装置10与负载连通，供电装置10可以给负载供电；当开关管U1截止时，供电装置10与负载断开连接，供电装置10无法给负载供电。在图示实施例中，开关管U1为PMOS管。下面以供电装置10为锂电池为例，对充电保护电路12的工作原理进行简要说明：

当锂电池未充电时，即锂电池未连接适配器30，且未连接电源40时，充电保护电路12的接口开关P1的第三引脚K3和第二引脚K2接触连接，由于第二引脚K2接地，因此第三引脚K3为低电平。充电保护电路12通过第一电源信号端VDD连接锂电池的电芯11，第一电源信号端VDD为高电平。由于第一电阻R1的阻值大于第二电阻R2的阻值，因此第一电阻R1上分得的电压大于第二电阻R2上分得的电压。使得分压电路122的分压输出端V0的电压，即开关管U1的栅极的电压，小于开关管U1的源极的电压。由于开关管U1为PMOS管，开关管U1导通，锂电池和负载连通，锂电池通过充电保护电路12的第二电源信号端VCC连接负载，给负载供电。

当锂电池通过适配器30连接电源40进行充电时，充电保护电路12的接口开关P1的第三引脚K3和第二引脚K2不接触，第三引脚K3悬空，为高阻态。此时开关管U1的栅极分得的电压被第一电阻R1上拉为高电平。开关管U1不导通。锂电池和负载之间的线路断开。锂电池无法给负载供电。提高产品寿命和使用安全性。

当接口电路121被外力短路时，例如用户手持导电器件插入接口开关P1，使接口开关P1的第一引脚K1和第二引脚K2短接。由于第二引脚K2接地，因此第一引脚K1为低电平，使得二极管D1的正极为低电平。由于二极管D1的负极连接第一电源信号端VDD，此时第一电源信号端VDD，即二极管D1的负极为低电平，由于二极管D1的单向导通特性，此时二极管D1不导通。使得电芯11的电能无法经由二极管D1传给用户，避免用户发生触电的风险，保护用户的人身安全，提高安全性。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种充电保护电路，其特征在于，包括：

接口电路，包括接口开关，所述接口开关包括第一引脚、第二引脚和第三引脚；所述第一引脚连接电芯，所述第二引脚接地；所述接口开关连接电源时，所述接口开关的第一引脚和所述接口开关的第二引脚连接所述电源，所述接口开关的第三引脚悬空；所述接口开关与所述电源断开时，所述第三引脚连接所述第二引脚；

分压电路，包括分压输出端，所述分压电路连接所述接口电路和所述电芯，所述分压电路连接所述接口开关的第一引脚和第三引脚，所述分压电路对所述接口开关的所述第一引脚和所述第三引脚之间的电压进行分压，通过所述分压输出端输出；及

供电控制电路，连接于所述分压电路和负载之间，所述供电控制电路连接所述分压电路的所述分压输出端，所述供电控制电路接收所述分压输出端输出的电压，所述供电控制电路根据所述分压输出端的电压控制所述分压电路和所述负载之间的线路的通断。

2.如权利要求1所述的充电保护电路，其特征在于：所述接口电路包括二极管，所述二极管连接所述接口开关，所述二极管的正极连接所述接口开关的所述第一引脚，所述二极管的负极连接所述分压电路。

3.如权利要求1所述的充电保护电路，其特征在于：所述分压电路包括串联于所述接口开关的所述第一引脚和所述第三引脚之间的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端连接所述接口开关的所述第一引脚，所述第一电阻的另一端连接所述第二电阻，且连接所述供电控制电路，所述第二电阻的另一端连接所述接口开关的所述第三引脚。

4.如权利要求3所述的充电保护电路，其特征在于：所述第一电阻的阻值大于所述第二电阻的阻值。

5.如权利要求3所述的充电保护电路，其特征在于：所述第一电阻的阻值范围为1MΩ至10MΩ，和/或所述第二电阻的阻值范围0Ω至1MΩ。

6.如权利要求1所述的充电保护电路，其特征在于：所述供电控制电路包括供电控制开关，所述供电控制开关连接所述分压电路。

7.如权利要求6所述的充电保护电路，其特征在于：所述供电控制开关包括开关管，所述开关管的栅极连接于所述分压电路的所述分压输出端，所述开关管的源极连接所述接口开关的所述第一引脚，所述开关管的漏极连接所述负载。

8.如权利要求7所述的充电保护电路，其特征在于：所述开关管包括PMOS管。

9.一种供电装置，其特征在于，包括：

电芯；

壳体，所述电芯设于所述壳体内；及

如权利要求1-8任一项所述的充电保护电路，所述充电保护电路连接于所述电芯。

10.如权利要求9所述的供电装置，其特征在于：所述充电保护电路设于所述壳体内。

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