CN211606867U - 充放电管理电路及led手电筒 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种充放电管理电路及LED手电筒。该充放电管理电路，包括：一第一接口模块，其用于输出第一预设电压或者接入第二预设电压；一升压\降压模块，其用于将第二预设电压降压至第三预设电压以提供给电池组件进行充电，以及用于将第三预设电压升压至第一预设电压以通过第一接口模块输出至外部用电设备；方向调整模块，其用于将第一接口模块与升压\降压模块连接，以用于实现输入导通或输出导通；控制模块，其分别与升压\降压模块以及方向调整模块连接，以用于在给电池组件充电时，控制升压\降压模块保持降压状态并控制方向调整模块输入导通；以及用于在对外放电时，控制升压\降压模块保持升压状态并控制所述方向调整模块输出导通。

Description

充放电管理电路及LED手电筒

技术领域

本申请涉及电池管理电路领域，具体而言，涉及一种充放电管理电路及LED手电筒。

背景技术

目前，市场上的可充电的电子设备的充电电路和放电电路是两个独立的电路，并采用不同接口进行充电以及放电。例如，一般采用mini USB输入给电子设备充电，A型接口作为放电接口以输出电压。导致电路结构复杂，成本较高。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种充放电管理电路及LED手电筒，通过采用一个同一个接口模块进行充放电，可以降低成本。

本申请实施例提供了一种充放电管理电路，包括：

一第一接口模块，其用于输出第一预设电压或者接入第二预设电压；

一升压\降压模块，其用于将第二预设电压降压至第三预设电压以提供给电池组件进行充电，以及用于将第三预设电压升压至第一预设电压以通过所述第一接口模块输出至外部用电设备；

一方向调整模块，其用于将所述第一接口模块与所述升压\降压模块连接，以用于实现输入导通或输出导通；

一控制模块，其分别与所述升压\降压模块以及所述方向调整模块连接，以用于在给所述电池组件充电时，控制所述升压\降压模块保持降压状态并控制所述方向调整模块输入导通；以及用于在对外放电时，控制所述升压\ 降压模块保持升压状态并控制所述方向调整模块输出导通。

可选地，在本申请实施例所述的充放电管理电路中，所述升压\降压模块包括：第一电阻、第一电感、第二电阻、第三MOS管以及第四MOS管；

所述第一电阻的一端与所述第一接口模块连接，所述第一电阻的另一端与所述第三MOS管的第一端连接，所述第三MOS管的第二端与所述第四MOS管的第一端连接，所述第四MOS管的第二端接地，所述第三MOS 管与所述第四MOS管的公共节点与所述第一电感的一端连接，所述第一电感的另一端与所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与所述电池组件连接；

所述控制模块分别与所述第三MOS管的栅极以及所述第四MOS管的栅极连接，以用于在对所述电池组件充电时，控制所述第三MOS管导通；以及用于在对外放电时控制所述第四MOS管导通。

可选地，在本申请实施例所述的充放电管理电路中，所述第三MOS管以及所述第四MOS管均为NMOS管，所述第一端为漏极，所述第二端为源极。

可选地，在本申请实施例所述的充放电管理电路中，还包括第一采样模块，所述控制模块通过所述第一采样模块与所述第一电阻连接，以用于采集充电时的输入电流信息；

所述控制模块用于根据所述输入电流信息调整所述升压\降压模块的升压幅度。

可选地，在本申请实施例所述的充放电管理电路中，还包括第二采样模块，所述控制模块通过所述第二采样模块与所述第二电阻连接，以用于采集放电时的输出电流信息；

所述控制模块用于根据所述输出电流信息调整所述升压\降压模块的降压幅度。

可选地，在本申请实施例所述的充放电管理电路中，所述方向调整模块包括第一PMOS管以及第二PMOS管；

所述第一PMOS管的漏极与所述第一接口模块连接，所述第一PMOS 管的源极与所述第二PMOS管的源极连接，所述第二PMOS管的漏极与所述升压\降压模块连接，所述第一PMOS管以及所述第二PMOS管的栅极连接并与所述控制模块连接。

可选地，在本申请实施例所述的充放电管理电路中，所述方向调整模块还包括第四电阻、第十三电容以及第七电阻；

所述第四电阻的一端与所述第一PMOS管的源极以及所述第二PMOS 管的源极连接，所述第四电阻的另一端与所述第一PMOS管的栅极、所述第二PMOS管的栅极以及所述第七电阻的一端连接，所述第七电阻的另一端与所述控制模块连接，所述第十三电容与所述第四电阻并联。

可选地，在本申请实施例所述的充放电管理电路中，所述控制模块包括第一芯片以及第二芯片；

所述第一芯片与所述第一接口模块连接以用于检测所述第一接口模块的输入\输出状态；

所述第一芯片与第一PMOS管的栅极以及第二PMOS的栅极分别连接，以用于根据所述输入\输出状态控制所述方向调整模块的导通方向；

所述第一芯片与所述第二芯片连接以用于将所述输入\输出状态上传给所述第二芯片，所述第二芯片用于根据所述输入\输出状态控制所述升压\ 降压模块包括升压状态或降压状态。

可选地，在本申请实施例所述的充放电管理电路中，所述电池组件与所述升压/降压模块的公共节点处还设置有多个滤波电容，所述多个滤波电容的一端分别连接于所述电池组件与所述升压/降压模块的公共节点处，所述多个滤波电容的另一端接地。

第二方面，本申请实施例还提供了一种LED手电筒，包括上述任一项所述的充放电管理电路、第五MOS管以及LED模组，所述第五MOS管的输入端与所述充放电管理电路的第一接口模块以及述升压\降压模块的公共节点连接，所述第五MOS管的输出端与所述LED模组连接，所述第五MOS 管的栅极与所述控制模块连接。

本申请提供的充放电管理电路通过采用升压\降压模块对导电方向进行控制，并结合对该升压\降压模块的升压状态和降压状态的调整，从而实现采用一个接口模块即可实现充放电，可以降低成本；

并且将该充放电管理电路应用于手电筒时，由于所需元件数量减小，并且可以通过一个接口模块即可实现对该LED手电筒的对内充电和对外供电，因此，可以减小LED手电筒的体积。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的充放电管理电路的第一种结构示意图；

图2为本申请实施例提供的LED手电筒的电路结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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申请中的具体含义。

请参照图1，图1为本申请一些实施例中的一种充放电管理电路的结构示意图。该充放电管理电路，包括：一第一接口模块10、一方向调整模块20、一升压\降压模块30以及一控制模块40。该第一接口模块10、该方向调整模块、该升压\降压模块依次连接，该升压降压模块30与电池组件100，该控制模块40分别与该方向调整模块20以及该升压降压模块30连接。

其中，该第一接口模块10用于输出第一预设电压或者接入第二预设电压；该第一接口模块10可以采用现有技术中的16脚的TPYE-C接口，当然，其还可以采用其他接口，在此不做限定。

其中，该方向调整模块20用于调整导电方向，其可以为输入导通也可以为输出导通，但是输入和输出不能同时导通。方向调整模块20将该第一接口模块10以及升压\降压模块30连接。其中，输入导通是指第一接口模块10指向该升压\降压模块30的方向，该输出导通是指该升压\降压模块30 指向该第一接口模块10的方向。

其中，该升压\降压模块30用于将第二预设电压降压至第三预设电压以提供给电池组件100进行充电，以及用于将第三预设电压升压至第一预设电压以通过所述第一接口模块10输出至外部用电设备。

其中，该控制模块40用于在给电池组件100充电时，控制所述升压\ 降压模块30保持升压状态并控制所述方向调整模块20输入导通；以及用于在对外放电时，控制所述升压\降压模块30保持降压状态并控制所述方向调整模块20输出导通。

具体地，请同时参照图2，该方向调整模块20包括第一PMOS管Q1、第二PMOS管Q2、第四电阻R4、第十三电容C13以及第七电阻R7。该第一PMOS管Q1的漏极与所述第一接口模块10连接，所述第一PMOS管 Q1的源极与所述第二PMOS管Q2的源极连接，所述第二PMOS管Q2的漏极与所述升压\降压模块30连接，所述第一PMOS管Q1以及所述第二 PMOS管Q2的栅极连接并与所述控制模块40连接。第四电阻R4的一端与所述第一PMOS管Q1的源极以及所述第二PMOS管Q2的源极连接，所述第四电阻R4的另一端与所述第一PMOS管Q1的栅极、所述第二PMOS 管Q2的栅极以及所述第七电阻R7的一端连接，所述第七电阻R7的另一端与所述控制模块40连接，所述第十三电容C13与所述第四电阻R4并联。该控制模组40通过对该第一PMOS管Q1以及第二PMOS管Q2的栅极电压的控制，从而调整其导通状态，从而控制该方向调整模块20的导电方向。

其中，在一些实施例中，该升压\降压模块30包括：第一电阻R1、第一电感L1、第二电阻R2、第三MOS管Q3以及第四MOS管Q4。

该第一电阻R1的一端与所述第一接口模块10连接，所述第一电阻R1 的另一端与所述第三MOS管Q3的第一端连接，所述第三MOS管Q3的第二端与所述第四MOS管Q4的第一端连接，所述第四MOS管Q4的第二端接地，所述第三MOS管Q3与所述第四MOS管Q4的公共节点与所述第一电感L1的一端连接，所述第一电感L1的另一端与所述第二电阻R2的一端连接，所述第二电阻R2的另一端与所述电池组件100连接；所述控制模块 40分别与所述第三MOS管Q3的栅极以及所述第四MOS管Q4的栅极连接，以用于在对所述电池组件100充电时，控制所述第三MOS管Q3导通；以及用于在对外放电时控制所述第四MOS管Q4导通。

其中，在一些实施例中，该第三MOS管Q3以及所述第四MOS管Q4 均为NMOS管，所述第一端为漏极，所述第二端为源极。当然，该第三 MOS管Q3以及所述第四MOS管Q4均为PMOS管，对应的，该第一端为源极，该第二端为漏极。

在一些实施例中，该充放电管理电路中还包括第一采样模块50，所述控制模块40通过所述第一采样模块50与所述第一电阻R1连接，以用于采集充电时的输入电流信息；控制模块40用于根据所述输入电流信息调整所述升压\降压模块30的降压幅度。

具体地，该第一采样模块50包括第五电阻R5、第六电阻R6以及第十五电容C15。该第五电阻的一端与该第一电阻的一端连接，该第六电阻的一端与该第一电阻R1的另一端连接，该第五电阻的另一端以及该第六电阻的另一端分别与该控制模块连接。该第十五电容C15的两端分别与该第五电阻以及该第六电阻的远离该第一电阻的一端连接。该控制模块40通过检测该第五电阻R5以及第六电阻R6输入的电压的差来获取该输出电流信息。

在一些实施例中，该充放电管理电路还包括第二采样模块，所述控制模块40通过所述第二采样模块与所述第二电阻R2连接，以用于采集放电时的输出电流信息；所述控制模块40用于根据所述输出电流信息调整所述升压\降压模块30的升压幅度。其中，该第二采样模块为两条分别与该第二电阻R2的两端连接的导线，该两条导线的另一端分别与该控制模块40连接。

其中，该控制模块40可以是单一的芯片模组，也可以采用两个芯片来实现其功能。当然，为了保证各个芯片的正常运行，添加一些必不可少的外围电路属于本领域的常规技术手段，在这里无需过多描述。

在一些实施例中，该控制模块40包括第一芯片41以及第二芯片42；第一芯片41与所述第一接口模块10连接以用于检测所述第一接口模块10 的输入\输出状态；当对外充电时，该第一接口模块10处于输出状态，当对内充电时，该第一接口模块10处于输入状态。该第一芯片41与第一PMOS 管Q1的栅极以及第二PMOS管Q2的栅极分别连接，以用于根据所述输入 \输出状态控制所述方向调整模块20的导通方向。

该第一芯片41与所述第二芯片42连接以用于将所述输入\输出状态上传给所述第二芯片42，所述第二芯片42用于根据所述输入\输出状态控制所述升压\降压模块30保持升压状态或降压状态。

可以理解地，在一些实施例中，该第一芯片41与第二芯片42可以单独分别从外部电源获取工作电压，也可以分别采用电路从该电池组件100 获取工作电压，其为现有技术，无需过多描述。

其中，当需要进行对内的电池组件100进行充电时，该第二芯片42控制该方向调整模块20的导通方向为输入导通，并控制该第三MOS管Q3 导通，该第四MOS管Q4关断，该第三MOS管Q3、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电感L1组成一个BUCK电路对电池组件进行充电，此时，该第四MOS管Q4内的二极管作为该BUCK电路的续流二极管。

其中，当需要进行对外放电时，该第二芯片42控制该方向调整模块20 的导通方向为输出导通，并控制该第四MOS管导通，该第三MOS管关断，该第四MOS管Q4、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电感L1组成一个BOOST电路对外放电，其中，该第三MOS管Q3内的二极管作为该BOOST 电路的续流二极管。

在一些实施例中，该电池组件100与该升压/降压模块30的公共节点处还设置有多个滤波电容，在本实施例中设置有四个滤波电容，该四个电容分别为第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10。第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10的一端分别连接于该电池组件100与该升压/降压模块30的公共节点处，该第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10的另一端接地。

本申请提供的充放电管理电路通过采用升压\降压模块对导电方向进行控制，并结合对该升压\降压模块的升压状态和降压状态的调整，从而实现采用一个接口模块即可实现充放电，可以降低成本。

请继续参照图2，本申请实施例还提供了一种LED手电筒，该LED手电筒上述任意实施例中的充放电管理电路、第五MOS管Q5以及LED模组 200，该第五MOS管Q5的栅极与该第一芯片41连接，该第五MOS管的输入端与该方向调整模块20及一升压\降压模块30的公共节点连接，该第五MOS管Q5的输出端与该LED模组200连接。该第五MOS管Q5的输入端与其栅极之间还连接有第五电阻R5。

其中，该LED模组200包括多个LED单体。当需要点亮该多个LED 单体时，通过该第一芯片41控制该第五MOS管Q5导通，并控制该第四 MOS管导通，此时，该电池组件100输出的电压，经过该第二电阻R2、第一电阻R1、第一电感L1、第三MOS管Q3以及第五MOS管Q5组成BOOST 电路驱动该多个LED单体。其中，该第三MOS管Q3内的二极管作为该 BOOST电路的续流二极管使用。

本申请实施例将该充放电管理电路应用于手电筒时，由于所需元件数量减小，并且可以通过一个接口模块即可实现对该LED手电筒的对内充电和对外供电，因此可以减小LED手电筒的体积；并且，由于该充放电管理电路采用一套升压\降压模块进行充放电的升\降压，从而减少了元件的使用数量，进而不仅仅可以节约手电筒的生成成本还能够缩小该LED手电筒的体积。另外。其中，在该升压\降压模块中，该第三MOS管Q3以及第四 MOS管Q4不仅仅可以作为三极管使用，在改变充放电状态后，还能作为续流二极管使用，因此，无需设计二极管，进一步降低了元件数量，降低了成本，缩小了LED手电筒的体积。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种充放电管理电路，其特征在于，包括：

一第一接口模块，其用于输出第一预设电压或者接入第二预设电压；

一升压\降压模块，其用于将第二预设电压降压至第三预设电压以提供给电池组件进行充电，或用于将第三预设电压升压至第一预设电压以通过所述第一接口模块输出至外部用电设备；

一方向调整模块，其将所述第一接口模块与所述升压\降压模块连接，以用于调整导电方向，从而实现输入导通或输出导通；

一控制模块，其分别与所述升压\降压模块以及所述方向调整模块连接，以用于在给所述电池组件充电时，控制所述升压\降压模块保持降压状态并控制所述方向调整模块输入导通；以及用于在对外放电时，控制所述升压\降压模块保持升压状态并控制所述方向调整模块输出导通。

2.根据权利要求1所述的充放电管理电路，其特征在于，所述升压\降压模块包括第一电阻、第一电感、第二电阻、第三MOS管以及第四MOS管；

所述第一电阻的一端与所述第一接口模块连接，所述第一电阻的另一端与所述第三MOS管的第一端连接，所述第三MOS管的第二端与所述第四MOS管的第一端连接，所述第四MOS管的第二端接地，所述第三MOS管与所述第四MOS管的公共节点与所述第一电感的一端连接，所述第一电感的另一端与所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与所述电池组件连接；

所述控制模块分别与所述第三MOS管的栅极以及所述第四MOS管的栅极连接，以用于在对所述电池组件充电时，控制所述第三MOS管导通；以及用于在对外放电时控制所述第四MOS管导通。

3.根据权利要求2所述的充放电管理电路，其特征在于，所述第三MOS管以及所述第四MOS管均为NMOS管，所述第一端为漏极，所述第二端为源极。

4.根据权利要求2所述的充放电管理电路，其特征在于，还包括第一采样模块，所述控制模块通过所述第一采样模块与所述第一电阻连接，以用于采集充电时的输入电流信息；

所述控制模块用于根据所述输入电流信息调整所述升压\降压模块的降压幅度。

5.根据权利要求2所述的充放电管理电路，其特征在于，还包括第二采样模块，所述控制模块通过所述第二采样模块与所述第二电阻连接，以用于采集放电时的输出电流信息；

所述控制模块用于根据所述输出电流信息调整所述升压\降压模块的升压幅度。

6.根据权利要求1所述的充放电管理电路，其特征在于，所述方向调整模块包括第一PMOS管以及第二PMOS管；

所述第一PMOS管的漏极与所述第一接口模块连接，所述第一PMOS管的源极与所述第二PMOS管的源极连接，所述第二PMOS管的漏极与所述升压\降压模块连接，所述第一PMOS管以及所述第二PMOS管的栅极连接并与所述控制模块连接。

7.根据权利要求6所述的充放电管理电路，其特征在于，所述方向调整模块还包括第四电阻、第十三电容以及第七电阻；

所述第四电阻的一端与所述第一PMOS管的源极以及所述第二PMOS管的源极连接，所述第四电阻的另一端与所述第一PMOS管的栅极、所述第二PMOS管的栅极以及所述第七电阻的一端连接，所述第七电阻的另一端与所述控制模块连接，所述第十三电容与所述第四电阻并联。

8.根据权利要求6所述的充放电管理电路，其特征在于，所述控制模块包括第一芯片以及第二芯片；

所述第一芯片与所述第一接口模块连接以用于检测所述第一接口模块的输入\输出状态；

所述第一芯片与第一PMOS管的栅极以及第二PMOS的栅极分别连接，以用于根据所述输入\输出状态控制所述方向调整模块的导通方向；

所述第一芯片与所述第二芯片连接以用于将所述输入\输出状态上传给所述第二芯片，所述第二芯片用于根据所述输入\输出状态控制所述升压\降压模块保持升压状态或降压状态。

9.根据权利要求1所述的充放电管理电路，其特征在于，所述电池组件与所述升压/降压模块的公共节点处还设置有多个滤波电容，所述多个滤波电容的一端分别连接于所述电池组件与所述升压/降压模块的公共节点处，所述多个滤波电容的另一端接地。

10.一种LED手电筒，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的充放电管理电路、第五MOS管以及LED模组，所述第五MOS管的输入端与所述充放电管理电路的第一接口模块以及述升压\降压模块的公共节点连接，所述第五MOS管的输出端与所述LED模组连接，所述第五MOS管的栅极与所述控制模块连接。

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