CN211509370U - 一种具有电池检测充放电指示的led功能电路 - Google Patents

Abstract

一种具有电池检测充放电指示的LED功能电路，包括内部电路和外围接口电路，内部电路包括充电电路、充电电量检测、放电电量检测和过放锁定；充电电路包括输入端IN和接地端GND，输入端IN用于接收适配器对自身电池BAT进行充电；当内部电路满足充电条件后，充电电路会产生充电信号CHRG，此时电量指示控制显示充电电量检测结果；当不满足充电条件后，此时电量指示控制显示放电电量检测结果；当内部电路处于放电情况时，通过放电电量检测决定过放锁定是否工作，若过放锁定则LED不亮，内部电路停止工作，相反内部电路正常工作。

Description

一种具有电池检测充放电指示的LED功能电路

技术领域

本发明涉及照明电路设计技术领域，尤其涉及一种具有电池检测充放电指示的LED功能电路。

背景技术

近年来，锂离子电池的应用范围越来越广泛，锂电池广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等多个领域。目前锂电池已逐步向电动自行车、电动汽车等领域拓展。

LED被称为第四代照明光源或绿色光源，具有节能、环保、寿命长、体积小等特点，广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。当LED电路由锂离子电池供电时，这就要求在使用锂电池时，要具有可充电性能。

现有市场上应用于景灯、照明灯等大电流驱动控制芯片时，常常需要充电芯片、LED恒流驱动控制芯片、LED指示及功能切换芯片或单片机等芯片结合使用，这无疑对外围的PCB布局及客户成本造成很大困扰，本实用新型所述功能电路结合当下市场相关应用，通过该功能电路成功的解决以上问题，并设定关断模式，可大大降低电池端静态电流，从而更好的节省了能源。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有电池检测充放电指示的LED功能电路，以充电、放电、电量检测、恒流控制等集成化解决方案，解决外围应用时使用较多器件，防止因其产生其它干扰，大大的节省了外围应用成本，并提供低功耗电池检测充放电指示的LED功能电路的解决方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种具有电池检测充放电指示的LED功能电路，其包括内部电路和外围接口电路，所述内部电路包括充电电路、充电电量检测、电量指示控制、放电电量检测和过放锁定；所述外围接口电路包括所述充电电路、充电电量检测、放电电量检测、电量指示控制和过放锁定的输入/输出端；

所述充电电路包括输入端IN和接地端GND，所述输入端IN用于接收适配器对自身电池BAT进行充电；当所述内部电路满足充电条件后，所述充电电路会产生充电信号CHRG，此时所述电量指示控制显示所述充电电量检测结果；当不满足充电条件后，此时所述电量指示控制显示放电电量检测结果；当所述内部电路处于放电情况时，通过所述放电电量检测决定所述过放锁定是否工作，若所述过放锁定则LED不亮，所述内部电路停止工作，相反所述内部电路正常工作。

进一步地，所述内部电路还包括功能逻辑，所述功能逻辑包括一个按键、开关SW1和开关SW2，通过所述按键选择切换所述开关SW1和开关SW2 的电位实现所述LED的通断。

进一步地，所述充电电路的输入端IN接入适配器，所述充电电量检测首先识别所述电池BAT的电压，当检测到所述电池BAT的电压小于某个预设值时，所述充电电量检测使能所述充电电路不工作；当检测到所述电池BAT 的电压大于等于某个预设值时，所述充电电量检测使能所述充电电路工作，并按所述电池BAT的电压给LED提供电量并进行电量显示。

进一步地，所述充电电量检测对所述内部电路上电后检测的电压进行识别，通过识别所述电池BAT的电压是否超过/小于等于一预定阈值，从而根据识别结果切换电量检测电压点；其中，当检测到所述电池BAT电压大于所述预定阈值时，按满格电池的电压进行电量显示；当检测到所述电池BAT电压小于等于所述预定阈值时，按所述电池BAT的实际电压进行电量显示。

进一步地，所述充电电路的输入端IN未接入适配器，所述充电电路不工作；所述充电电量检测首先识别所述电池BAT的电压，当检测到所述电池 BAT的电压小于某个预设值时，所述充电电量检测识别所述电池BAT为不可充电电池，并按所述电池BAT的电压给LED提供电量并进行电量显示；当检测到所述电池BAT的电压大于等于某个预设值时，所述充电电量检测识别所述电池BAT为可充电电池，所述充电电量检测使能所述充电电路工作，并按所述电池BAT的电压给LED提供电量并进行电量显示。

进一步地，所述内部电路还包括电量指示控制，其接收所述充电电路、充电电量检测和放电电量检测输入的信号，控制所述LED的驱动。

进一步地，所述内部电路还包括强制放电电路，所述强制放电的两个输入端分别接收充电信号CHRG和OPT信号，所述OPT信号提供选择功能，选择所述具有电池检测充放电指示的LED功能电路在充电时，输出LED处于工作或不工作状态。

进一步地，所述内部电路还包括恒流驱动控制，所述恒流驱动控制输入端分别接所述功能逻辑、所述强制放电、所述过放锁定和信号Touch，输出端为LED驱动输出端、弱光恒流电流调节端FB1和强光恒流电流调节端 FB2，所述LED驱动输出端外接LED到VDD，提供最大1A驱动电流，所述弱光恒流电流调节端FB1通过外界电阻调节弱光的恒流值，所述强光恒流电流调节端FB2通过外界电阻调节强光或爆闪时的恒流值。

进一步地，所述充电电路还包括输入端PROG，所述输入端PROG外接电阻以调节充电电流。

进一步地，所述具有电池检测充放电指示的LED功能电路集成在一颗芯片中。

从上述技术方案可以看出，本发明的是在充电电路中增设了包括充电指示灯状态显示、放电指示灯状态显示、LED恒流驱动控制、过放锁定、电池电量检测及功能切换电路；外围仅需电阻、电容、LED灯及按需求的升压功能芯片即可实现以上功能。通过电池电量检测及充放电指示即可实现不同电池的电量切换指示，内部提供强亮、弱亮、关断及爆闪等功能进行选择，同时考虑到低功耗要求，电路内部设有关断模式，可将芯片静态功耗控制在5uA 以下，从而大大的减小了电池端的损耗，通过实现以上功能，可大大的节省外围应用电路。本发明有效地节省了外围应用成本，并提供低功耗电池检测充放电指示的LED功能电路的解决方法。

附图说明

图1所示为本实用新型太阳的具有电池检测充放电指示的LED功能电路示意图

图2所示为本实用新型中电池充电电量检测电路结构示意图

图3所示为本实用新型中电池放电电量检测电路结构示意图

图4所示为本实用新型中电池过放锁定功能电路结构示意图

图5所示为本实用新型中SW开关控制结构示意图

图6所示为本实用新型中具体功能说明结构示意图

具体实施方式

下面结合附图1-6，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

请参阅图1，图1所示为本发明一种具有电池检测充放电指示的LED功能电路示意图。需要说明的是，该具有电池检测充放电指示的LED功能电路包括内部电路和外围接口电路，这些内部电路和外围接口电路均可以集成在一个芯片上，再加上一些电阻、电容和LED灯及按需求的升压功能芯片，即可实现将包括充电电路、充电电量检测、放电电量检测、过放锁定、电量指示控制、功能逻辑、强制放电及恒流驱动控制等功能的具有电池检测充放电指示的LED功能电路的完成实现方案。

内部电路所包括的功能逻辑，其包括一个按键、开关SW1和开关SW2，通过所述按键选择切换所述开关SW1和开关SW2的电位实现。如图1所示，该芯片提供开关SW1和开关SW2进行功能选择，提供强亮、弱亮及关断三种功能，通过切换开关实现。

请参阅图2，图2所示为本实用新型中电池充电电量检测电路结构示意图。如图所示，所述充电电路包括输入端IN、输入端PROG和接地GND三个输入端，输入端IN用于接收适配器(或称充电器)对自身电池BAT进行充电，输入端PROG为充电电流编程引脚，外接电阻设定充电电流。

情况一：充电电路的输入端IN接入适配器，所述充电电量检测首先识别电池BAT的电压，当检测到所述电池BAT的电压小于某个预设值时，充电电量检测使能充电电路不工作；当再次检测到电池BAT的电压大于等于某个预设值时，充电电量检测使能所述充电电路工作，并按电池BAT的电压给 LED提供电量并进行电量显示。

具体地，在本实用新型的实施例中，当插入适配器时(输入端IN接高于电池BAT电压)，电池BAT端先检测电池电压，当小于2V时产生EN信号，此时芯片识别该电池为不可充电池，不充电，充电电路关断；当再次插入大于2V的电池后，此时芯片识别该电池可充电，EN信号开启，从而通过BAT 与电量所对应的电压V1、V2、V3及V4进行比较，从而控制后面四个LED灯亮灯指示(如图中的Blue1,Blue,Blue3,Blue4)，提示电量具体有多少。

当内部电路满足充电条件后，充电电路会产生充电信号CHRG，此时所述电量指示控制显示所述充电电量检测结果，输入端PROG外接电阻以调节充电电流；当不满足充电条件后，此时电量指示控制显示放电电量检测结果；当内部电路处于放电情况时，通过放电电量检测决定过放锁定是否工作，若过放锁定则LED不亮，内部电路停止工作，相反内部电路正常工作。

情况二：充电电量检测对所述内部电路上电后检测的电压进行识别，通过识别电池BAT的电压是否超过/小于等于一预定阈值，从而根据识别结果切换电量检测电压点；其中，当检测到电池BAT电压大于预定阈值时，按满格电池的电压进行电量显示；当检测到电池BAT电压小于等于预定阈值时，按电池BAT的实际电压进行电量显示。

请参阅图3，图3所示为本实用新型中电池放电电量检测电路结构示意图。如图所示，充电电路的输入端IN未接入适配器，充电电路不工作；充电电量检测首先识别所述电池BAT的电压，当检测到所述电池BAT的电压小于某个预设值时，充电电量检测识别所述电池BAT为不可充电电池，并按电池BAT的电压给LED提供电量并进行电量显示；当检测到电池BAT的电压大于等于某个预设值时，充电电量检测识别电池BAT为可充电电池，充电电量检测使能所述充电电路工作，并按电池BAT的电压给LED提供电量并进行电量显示。

具体地，在本实用新型的实施例中，当芯片未插入适配器时，电池端先检测电池BAT的电压，当小于2V时产生EN信号，此时芯片识别该电池BAT 为单节电池，此时电池BAT分别与V1_1、V1_2及V1_3电压进行比较，从而控制后面四个灯亮灯指示，提示一节电池时现有电量；当再次插入大于2V 的电池后，此时芯片识别该电池为锂电池，此时电池BAT分别与V2_1、V2_2 及V2_3电压进行比较，从而控制后面四个灯亮灯(如图中的 Blue1,Blue,Blue3,Blue4)指示，提示该电池BAT的现有电量。

需要说明的是，当电池进行充电时，无论此时是否有放电，都指示充电电量；当电池未进行充电时，均指示此时电池放电电量。

请参阅图4，图4所示为本实用新型中电池过放锁定功能电路结构示意图。当内部电路处于放电情况时，通过放电电量检测决定过放锁定是否工作，若过放锁定则LED不亮，内部电路停止工作，相反内部电路正常工作。

具体地，当检测充电电路未充电时，电池BAT若大于2V，则芯片过放锁定功能工作，随着具有电池检测充放电指示的LED功能电路的工作，电池 BAT的电压逐渐降低，直到电池BAT降到VCMP电压以下，该电路处于过放锁定状态，此时输出LED灯关断，直到电路再次上电或充电信号时，过放锁定功能才会解锁。

请参阅图5，图5所示为本实用新型中SW开关控制结构示意图。如图所示，该内部电路还可以包括功能逻辑，该功能逻辑包括一个按键、开关SW1 和开关SW2，通过按键选择切换开关SW1和开关SW2的电位实现LED的通断。

具体地，该开关SW1和开关SW2开关内置上拉电阻，开关来回切换时会给该端口输入低/高电平，从而为功能逻辑提供信号电平，从而控制LED 灯强亮、弱亮及关断状态。该具有电池检测充放电指示的LED功能电路通过开关逻辑提供关断模式，当处于关断模式时，具有电池检测充放电指示的 LED功能电路可将静态功耗降至5uA以下，从而大大的降低了功能损耗。

请结合图1-5参阅图6，图6所示为本实用新型中具体功能说明结构示意图。如图6所示，当接入适配器后，通过检测BAT电压、充电电路的输入端IN端电压及充电电路的输入端IN与电池BAT的大小决定是否充电。

若充电，再进行电池BAT电量检测，并可以通过四个指示灯来判断BAT 电池充到何种电量。同时，该具有电池检测充放电指示的LED功能电路通过 PROG脚外接电阻的方式来设定充电电流。

正常情况下充电时，放电(即输出LED)需关断，但本方案中提供OPT 脚，当悬空或者接高电位时，充电时LED无输出，但当该脚位接地时，该应用方案提供边充边放功能。此时，SW开关及Touch开关(触碰开关)可正常工作，但四个指示灯始终显示充电状态。其中，信号Touch提供爆闪功能，即在有些情况下，输入信号Touch，则该电路就变成了报警电路；信号OPT 则提供选择功能，选择充电时输出LED是否可以工作。

再请参阅图1，内部电路还可以包括恒流驱动控制，所述恒流驱动控制输入端分别接所述功能逻辑、所述强制放电、所述过放锁定和信号Touch，输出端为LED驱动输出端、弱光恒流电流调节端FB1和强光恒流电流调节端FB2，LED驱动输出端外接LED到VDD，提供最大1A驱动电流，弱光恒流电流调节端FB1通过外界电阻调节弱光的恒流值，强光恒流电流调节端 FB2通过外界电阻调节强光或爆闪时的恒流值。

强光和爆闪输出的电流由FB2外接电阻设定，弱光输出的电流由FB1 外接电阻设定，FB1、FB2设定的电流都以锂电池使用条件下为准，爆闪的频率需要控制在8～10HZ范围以内，较佳地，为9HZ。

当不接适配器或者接入适配器但不满足充电状态时，此时，处于放电状态。电池BAT端先检测电池电压，当电池BAT端电压小于2V时，过放锁定不工作，此时检测的电量显示为1节电池时设定的电量显示值；当电池BAT 端电压大于2V时，过放锁定启动，当BAT<VCMP时，具有电池检测充放电指示的LED功能电路处于过放锁定状态，输出关断；当BAT>VCMP时，过放锁定不工作，此时检测的电量显示为锂电池时设定的电量显示值。

需要注意的是，为防止电量指示切换异常，判断电池电量仅以第一次上电时电量的状态为准。

综上所述，本实用新型提供了集成化的具有电池检测充放电指示的LED 功能电路方案，其能很好地将充电、放电、LED功能切换、电量显示、过充过放保护、防摔、防反接等功能集成为一体，为客户大大的节省了外围应用成本，同时也提供关断模式，可将具有电池检测充放电指示的LED功能电路最低功耗降至5uA以下，大大的节约了能源。

以上所述的仅为本发明的优选实施例，所述实施例并非用以限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种具有电池检测充放电指示的LED功能电路，其特征在于，包括内部电路和外围接口电路，所述内部电路包括充电电路、充电电量检测、放电电量检测、电量指示控制和过放锁定；所述外围接口电路包括所述充电电路、充电电量检测、放电电量检测、电量指示控制和过放锁定的输入/输出端；

所述充电电路包括输入端IN和接地端GND，所述输入端IN用于接收适配器对自身电池BAT进行充电；当所述内部电路满足充电条件后，所述充电电路会产生充电信号CHRG，此时所述电量指示控制显示所述充电电量检测结果；当不满足充电条件后，此时所述电量指示控制显示放电电量检测结果；当所述内部电路处于放电情况时，通过所述放电电量检测决定所述过放锁定是否工作，若所述过放锁定则LED不亮，所述内部电路停止工作，相反所述内部电路正常工作。

2.根据权利要求1所述的具有电池检测充放电指示的LED功能电路，其特征在于，所述内部电路还包括功能逻辑，所述功能逻辑包括一个按键、开关SW1和开关SW2，通过所述按键选择切换所述开关SW1和开关SW2的电位实现所述LED的通断。

3.根据权利要求1所述的具有电池检测充放电指示的LED功能电路，其特征在于，所述充电电路的输入端IN接入适配器，所述充电电量检测首先识别所述电池BAT的电压，当检测到所述电池BAT的电压小于某个预设值时，所述充电电量检测使能所述充电电路不工作；当检测到所述电池BAT的电压大于等于某个预设值时，所述充电电量检测使能所述充电电路工作，并按所述电池BAT的电压给LED提供电量并进行电量显示。

4.根据权利要求3所述的具有电池检测充放电指示的LED功能电路，其特征在于，所述充电电量检测对所述内部电路上电后检测的电压进行识别，通过识别所述电池BAT的电压是否超过/小于等于一预定阈值，从而根据识别结果切换电量检测电压点；其中，当检测到所述电池BAT电压大于所述预定阈值时，按满格电池的电压进行电量显示；当检测到所述电池BAT电压小于等于所述预定阈值时，按所述电池BAT的实际电压进行电量显示。

5.根据权利要求1所述的具有电池检测充放电指示的LED功能电路，其特征在于，所述充电电路的输入端IN未接入适配器，所述充电电路不工作；所述充电电量检测首先识别所述电池BAT的电压，当检测到所述电池BAT的电压小于某个预设值时，所述充电电量检测识别所述电池BAT为不可充电电池，并按所述电池BAT的电压给LED提供电量并进行电量显示；当检测到所述电池BAT的电压大于等于某个预设值时，所述充电电量检测识别所述电池BAT为可充电电池，所述充电电量检测使能所述充电电路工作，并按所述电池BAT的电压给LED提供电量并进行电量显示。

6.根据权利要求1所述的具有电池检测充放电指示的LED功能电路，其特征在于，所述内部电路还包括电量指示控制，其接收所述充电电路、充电电量检测和放电电量检测输入的信号，控制所述LED的驱动。

7.根据权利要求1所述的具有电池检测充放电指示的LED功能电路，其特征在于，所述内部电路还包括强制放电电路，所述强制放电的两个输入端分别接收充电信号CHRG和OPT信号，所述OPT信号提供选择功能，选择所述具有电池检测充放电指示的LED功能电路在充电时，输出LED处于工作或不工作状态。

8.根据权利要求2所述的具有电池检测充放电指示的LED功能电路，其特征在于，所述内部电路还包括恒流驱动控制，所述恒流驱动控制输入端分别接所述功能逻辑、强制放电、所述过放锁定和触碰开关输出的触碰信号Touch，输出端为LED驱动输出端、弱光恒流电流调节端FB1和强光恒流电流调节端FB2，所述LED驱动输出端外接LED到VDD，提供最大1A驱动电流，所述弱光恒流电流调节端FB1通过外界电阻调节弱光的恒流值，所述强光恒流电流调节端FB2通过外界电阻调节强光或爆闪时的恒流值。

9.根据权利要求1所述的具有电池检测充放电指示的LED功能电路，其特征在于，所述充电电路还包括输入端PROG，所述输入端PROG外接电阻以调节充电电流。

10.根据权利要求1所述的具有电池检测充放电指示的LED功能电路，其特征在于，所述具有电池检测充放电指示的LED功能电路集成在一颗芯片中。

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