CN214069600U - 充电保护电路、移动设备及充电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种充电保护电路、移动设备及充电设备，涉及充电技术领域。该充电保护电路包括信号输入端、控制模块、开关模块、信号检测模块以及信号输出端，信号输入端、开关模块以及信号输出端依次电连接，控制模块与信号输入端、开关模块及信号检测模块均电连接，信号检测模块与信号输入端电连接。由于信号检测模块是根据环境温度生成检测信号，从而检测信号能够及时反映电路是否处于短路状态，同时在检测信号满足预设定的防烧条件时控制开关模块断开以使电路断开，无需外部充电器具备过载检测功能即可达到断开电路并停止充电的作用，实现防烧电路的效果。

Description

充电保护电路、移动设备及充电设备

技术领域

本实用新型涉及充电技术领域，具体而言，涉及一种充电保护电路、移动设备及充电设备。

背景技术

目前，用户对移动设备的电池容量要求越来越高，而为了避免充电时间过长，移动设备的充电功率也越来越高，这就导致在充电过程中容易由于短路等原因导致充电接口异常发热，存在火灾、灼伤用户等安全事故风险。

现有技术中，大多是通过移动设备检测是否存在异常，并在检测到异常时通知外部充电器(例如充电器、电脑的USB接口等)切断电源输出，然而实际上大部分外部充电电源都不具备过载检测功能，其不能识别到移动设备的通知，从而达不到防烧的目的，存在安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种充电保护电路、移动设备及充电设备，以解决上述问题。

本实用新型提供一种技术方案：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种充电保护电路，所述充电保护电路包括：信号输入端、控制模块、开关模块、信号检测模块以及信号输出端，所述信号输入端、所述开关模块以及所述信号输出端依次电连接，所述控制模块与所述开关模块及所述信号检测模块均电连接，所述信号检测模块与所述信号输入端电连接；

所述信号检测模块用于根据环境温度生成检测信号，并将所述检测信号传输至所述控制模块；

所述控制模块用于当所述检测信号满足预设定的防烧条件时，输出控制信号至所述开关模块；

所述开关模块用于响应所述控制信号而断开，以使所述信号输入端与所述信号输出端断开连接。

在一种可选的实施方式中，所述信号检测模块包括第一电阻及热敏电阻，所述信号输入端、所述第一电阻及所述热敏电阻依次串联并接地，所述控制模块电连接于所述第一电阻与所述热敏电阻之间，所述检测信号包括所述热敏电阻的分压值。

在一种可选的实施方式中，所述控制模块包括电压转换芯片，所述电压转换芯片的使能端电连接于所述第一电阻与所述热敏电阻之间，所述电压转换芯片的输入端与所述信号输入端电连接，所述电压转换芯片的输出端与所述开关模块电连接；

所述电压转换芯片用于当所述分压值小于预设定的第一电压阈值时，输出控制信号至所述开关模块。

在一种可选的实施方式中，所述控制模块还包括第一电容，所述电压转换芯片包括第一充电引脚及第二充电引脚，所述第一电容的一端与所述第一充电引脚电连接，所述第一电容的另一端与所述第二充电引脚电连接。

在一种可选的实施方式中，所述控制模块包括电压比较器，所述电压比较器的同相输入端电连接于所述第一电阻与所述热敏电阻之间，所述电压比较器的信号输出端与所述开关模块电连接；

所述电压比较器用于当所述分压值小于或等于预设定的第二电压阈值时，输出控制信号至所述开关模块。

在一种可选的实施方式中，所述开关模块包括N-MOS管，所述控制模块与所述N-MOS管的栅极电连接，所述N-MOS管的漏极与所述信号输入端电连接，所述N-MOS管的源极与所述信号输出端电连接。

在一种可选的实施方式中，所述充电保护电路还包括第二电容，所述第二电容的一端与所述信号输入端电连接，所述第二电容的另一端接地。

在一种可选的实施方式中，所述充电保护电路还包括第二电阻，所述第二电阻的一端与所述信号输出端电连接，所述第二电阻的另一端接地。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种移动设备，所述充电设备充电电路及上述任意一种实施方式中的充电保护电路，所述充电电路与所述充电保护电路电连接。

第三方面，本实用新型实施例提供了一种充电设备，所述充电设备充电电路及上述任意一种实施方式中的充电保护电路，所述充电电路与所述充电保护电路电连接。

本实用新型提供的充电保护电路、移动设备及充电设备的有益效果至少包括：由于信号检测模块是根据环境温度生成检测信号，从而检测信号能够及时反映电路是否处于短路状态，同时在检测信号满足预设定的防烧条件时控制开关模块断开以使电路断开，无需外部充电器具备过载检测功能即可达到断开电路并停止充电的作用，实现防烧电路的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对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实用新型的某些实施例，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示出了现有技术提供的充电保护电路的电路图。

图2示出了本申请实施例提供的充电保护电路的电路结构框图。

图3示出了本申请实施例提供的信号检测模块的电路图。

图4示出了本申请实施例提供的一种充电保护电路的电路图。

图5示出了本申请实施例提供的另一种充电保护电路的电路图。

图标：100-充电保护电路；110-信号输入端；120-开关模块；130-信号输出端；140-信号检测模块；150-控制模块；R1-第一电阻；R2-第二电阻；RNTC1-热敏电阻；C1-第一电容；C2-第二电容；R3-第三电阻；R4-第四电阻。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

现有技术中，移动设备为了避免充电电路被烧毁，大多包括充电防烧电路对充电电路进行保护，充电防烧电路的电路图如图1所示。其中，Q21为N-MOSFET功率管，RNTC2是热敏电阻，MCU是移动设备的CPU(Central Processing Unit，中央处理器)或协处理器，Type-C是USB座子，用于供外部数据线插入以便为移动设备充电。

可以理解地，当USB座子长时间大功率充电时，线路板温度升高，从而导致RNTC2的阻值变小，经R23电阻分压后得到采样信号AUX_NTC_TYPE_C传输至MCU的GPIO(General-purpose input/output，通用输入/输出口)，MCU确定该采样信号AUX_NTC_TYPE_C小于一定阈值后，便输出控制信号VBUS_MOS_CTRL以打开Q21，Q21的漏极和源极导通后VBUS便短路，而外部充电器检测到VBUS短路后便自动关闭VBUS输出，起到线路板防烧目的。

经发明人研究发现，上述技术方案至少具备以下问题：一是需要利用MCU进行控制，而大部分外部充电器通常不具备MCU，因而该方案的应用范围较窄，通常只能应用于移动设备，灵活性不高；二是由于大部分外部充电器通常不具备MCU，导致其不能识别到VBUS短路并在VBUS短路时自动关闭VBUS输出，从而达不到防烧的目的，存在安全隐患。

由此，本申请实施例提供了一种充电保护电路，可以在外部充电器不具备过载检测功能的情况下，仍然具备防烧电路的效果，且灵活性较高，即可应用于移动设备，也可以应用于充电设备。

请参阅图2，示出了本申请实施例提供的充电保护电路100的电路结构框图。该充电保护电路100包括信号输入端110、控制模块150、开关模块120、信号检测模块140以及信号输出端130，信号输入端110、开关模块120以及信号输出端130依次电连接，控制模块150与开关模块120及信号检测模块140均电连接，信号检测模块140与信号输入端110电连接。

信号检测模块140用于根据环境温度生成检测信号，并将检测信号传输至控制模块150。请参阅图3，示出了本申请实施例提供的信号检测模块140的电路图。信号检测模块140包括第一电阻R1及热敏电阻RNTC1，信号输入端110、第一电阻R1及热敏电阻RNTC1依次串联并接地，控制模块150电连接于第一电阻R1与热敏电阻RNTC1之间。

可以理解地，上述检测信号即包括热敏电阻RNTC1的分压值。其中，该分压值满足：

其中，V为热敏电阻RNTC1的分压值，USB_VBUS_IN为输入电压。

需要说明的是，该热敏电阻RNTC1为负温度系数热敏电阻RNTC1器，其阻值随着温度的升高而降低。从而，该分压值随着温度的升高而降低。

控制模块150用于当检测信号满足预设定的防烧条件时，输出控制信号至开关模块120。需要说明的是，控制模块150的实现方法可以有多种，且对应的防烧条件也不相同。

请参阅图4，示出了本申请实施例提供的一种充电保护电路100的电路图。其中，控制模块150包括电压转换芯片U1，电压转换芯片U1的使能端EN电连接于第一电阻R1与热敏电阻RNTC1之间，电压转换芯片U1的输入端VIN与信号输入端110电连接，电压转换芯片U1的输出端VOUT与开关模块120电连接。

电压转换芯片U1用于当分压值小于预设定的第一电压阈值时，输出控制信号至开关模块120。需要说明的是，该电压转换芯片U1实际上可以为直流电压转换芯片U1，用于将较小的直流电压转换为较大的直流电压；从而，当电压转换芯片U1的使能端处的电压值高于第一电压阈值时，该电压转换芯片U1输出高电平信号；反之，当电压转换芯片U1的使能端EN处的电压值小于预设定的第一电压阈值时，电压转换芯片U1停止工作，从而输出低电平信号至开关模块120。也即，在本申请实施例中，该控制信号可以为低电平信号。

可以理解地，在正常情况下，热敏电阻RNTC1上的分压值较高，其输入高电平信号至电压转换芯片U1的使能端，从而使得电压转换芯片U1可以正常工作，从而输出高电平信号至开关模块120。反之，随着线路板温度的升高，热敏电阻RNTC1上的分压值越来越小，当该分压值小于预设定的第一电压阈值时，电压转换芯片U1停止工作，从而输出低电平信号至开关模块120。

在一种可选的实施方式中，控制模块150还包括第一电容C1，电压转换芯片U1包括第一充电引脚C+及第二充电引脚C-，第一电容C1的一端与第一充电引脚C+电连接，第一电容C1的另一端与第二充电引脚C-电连接。

可以理解地，该第一电容C1为充电电容，用于储能，以起到稳压作用。

此外，电压转换芯片U1还包括两个接地引脚GND和输出引脚VSE，两个接地引脚GND均接地，输出引脚VSE与开关模块120电连接。

请参阅图5，示出了本申请实施例提供的另一种充电保护电路100的电路图。控制模块150包括电压比较器U2，电压比较器U2的同相输入端(+)电连接于第一电阻R1与热敏电阻RNTC1之间，电压比较器U2的信号输出端Vout与开关模块120电连接。电压比较器U2用于当分压值小于或等于预设定的第二电压阈值时，输出控制信号至开关模块120。

需要说明的是，该控制模块150还包括第三电阻R3、第四电阻R4以及电源，电源串联第三电阻R3、第四电阻R4后接地，电压比较器U2的反相输入端电连接于第三电阻R3与第四电阻R4之间。可以理解地，经过第三电阻R3和第四电阻R4的分压，可以为电压比较器U2的反相输入端提供大小为第二电压阈值的电压。

可以理解地，电压比较器U2的同相输入端电压高于电压比较器U2的反相输入端电压时，电压比较器U2的信号输出端130输出高电平信号；同相输入端电压小于电压比较器U2的反相输入端电压时，电压比较器U2的信号输出端130输出低电平信号。也即，该控制信号同样为低电平信号。

开关模块120用于响应控制信号而断开，以使信号输入端110与信号输出端130断开连接。

在一种可选的实施方式中，开关模块120包括N-MOS管，控制模块150与N-MOS管的栅极电连接，N-MOS管的漏极与信号输入端110电连接，N-MOS管的源极与信号输出端130电连接。

可以理解地，在另一种可选的实施方式中，该开关模块120也可以包括NPN三极管，控制模块150与NPN三极管的基极电连接，NPN三极管的集电极与信号输入端110电连接，NPN三极管的发射极与信号输出端130电连接并接地。

在一种可选的实施方式中，充电保护电路100还包括第二电容C2，第二电容C2的一端与信号输入端110电连接，第二电容C2的另一端接地。

可以理解地，通过设置该第二电容C2，可以滤除信号输入端110的输入信号中的交流信号，以降低干扰信号对控制模块150及后端其他电路的影响。

在一种可选的实施方式中，充电保护电路100还包括第二电阻R2，第二电阻R2的一端与信号输出端130电连接，第二电阻R2的另一端接地。

可以理解地，通过设置该第二电阻R2，即使与信号输出端130电连接的充电电路并没有内置下拉电阻，也可以使得开关模块120可以通过第二电阻R2接地，从而能够正常导通。

本申请实施例还提供了一种移动设备，包括充电电路及上述任意一种实施方式中的充电保护电路100，充电电路与充电保护电路100电连接。可以理解地，该移动设备可以但不仅限于手机、平板等需要进行充电的电子设备。

本申请实施例还提供了一种充电设备，包括充电电路及上述任意一种实施方式中的充电保护电路100，充电电路与充电保护电路100电连接。可以理解地，该充电设备可以但不仅限于充电器、充电宝等可以为其他设备进行充电的设备。

可以看出，本申请提供的充电保护电路100，无需使用MCU等器件，电路较为简单，成本低廉；且既可以应用于移动设备，也可以应用于充电设备，应用范围广，灵活性强。

请结合图4，本申请的工作原理为：

在正常进行充电的情况下，外部充电电源通过信号输入端110接入充电保护电路100，电压转换芯片U1的使能端经第一电阻R1和热敏电阻RNTC1分压后得到高电平信号，从而电压转换芯片U1正常工作，输出高电平信号至开关模块120，开关模块120导通，从而充电电路可以正常进行充电。

在异常充电的情况下，电路板温度升高，导致热敏电阻RNTC1的阻值变小，从而在压转换芯片的使能端经第一电阻R1和热敏电阻RNTC1分压后得到的电压值小于第一电压阈值时，电压转换芯片U1便停止工作，输出低电平信号至开关模块120，开关模块120断开，从而充电电路无法正常进行充电，从而降低电路板被烧毁的风险。

请结合图5，本申请的工作原理为：

在正常进行充电的情况下，外部充电电源通过信号输入端110接入充电保护电路100，电压比较器U2的同相输入端经第一电阻R1和热敏电阻RNTC1分压后得到分压值，且该分压值大于预设定的第二电压阈值，从而电压比较器U2的信号输出端130输出高电平信号至开关模块120，开关模块120导通，从而充电电路可以正常进行充电。

在异常充电的情况下，电路板温度升高，导致热敏电阻RNTC1的阻值变小，从而在电压比较器U2的同相输入端经第一电阻R1和热敏电阻RNTC1分压后得到的电压值小于第二电压阈值时，电压比较器U2的信号输出端130输出低电平信号至开关模块120，开关模块120断开，从而充电电路无法正常进行充电，从而降低电路板被烧毁的风险。

综上所述，本申请提供了一种充电保护电路、移动设备及充电设备，该充电保护电路包括信号输入端、控制模块、开关模块、信号检测模块以及信号输出端，信号输入端、开关模块以及信号输出端依次电连接，控制模块与信号输入端、开关模块及信号检测模块均电连接，信号检测模块与信号输入端电连接。由于信号检测模块是根据环境温度生成检测信号，从而检测信号能够及时反映电路是否处于短路状态，同时在检测信号满足预设定的防烧条件时控制开关模块断开以使电路断开，无需外部充电器具备过载检测功能即可达到断开电路并停止充电的作用，实现防烧电路的效果。

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

Claims (9)

1.一种充电保护电路，其特征在于，所述充电保护电路包括：信号输入端、控制模块、开关模块、信号检测模块以及信号输出端，所述信号输入端、所述开关模块以及所述信号输出端依次电连接，所述控制模块与所述开关模块及所述信号检测模块均电连接，所述信号检测模块与所述信号输入端电连接；所述信号检测模块包括第一电阻及热敏电阻，所述信号输入端、所述第一电阻及所述热敏电阻依次串联并接地，所述控制模块电连接于所述第一电阻与所述热敏电阻之间；

所述信号检测模块用于根据环境温度生成检测信号，并将所述检测信号传输至所述控制模块；所述检测信号包括所述热敏电阻的分压值；

所述控制模块用于当所述检测信号满足预设定的防烧条件时，输出控制信号至所述开关模块；

所述开关模块用于响应所述控制信号而断开，以使所述信号输入端与所述信号输出端断开连接。

2.根据权利要求1所述的充电保护电路，其特征在于，所述控制模块包括电压转换芯片，所述电压转换芯片的使能端电连接于所述第一电阻与所述热敏电阻之间，所述电压转换芯片的输入端与所述信号输入端电连接，所述电压转换芯片的输出端与所述开关模块电连接；

所述电压转换芯片用于当所述分压值小于预设定的第一电压阈值时，输出所述控制信号至所述开关模块。

3.根据权利要求2所述的充电保护电路，其特征在于，所述控制模块还包括第一电容，所述电压转换芯片包括第一充电引脚及第二充电引脚，所述第一电容的一端与所述第一充电引脚电连接，所述第一电容的另一端与所述第二充电引脚电连接。

4.根据权利要求1所述的充电保护电路，其特征在于，所述控制模块包括电压比较器，所述电压比较器的同相输入端电连接于所述第一电阻与所述热敏电阻之间，所述电压比较器的信号输出端与所述开关模块电连接；

所述电压比较器用于当所述分压值小于或等于预设定的第二电压阈值时，输出所述控制信号至所述开关模块。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的充电保护电路，其特征在于，所述开关模块包括N-MOS管，所述控制模块与所述N-MOS管的栅极电连接，所述N-MOS管的漏极与所述信号输入端电连接，所述N-MOS管的源极与所述信号输出端电连接。

6.根据权利要求1-4中任意一项所述的充电保护电路，其特征在于，所述充电保护电路还包括第二电容，所述第二电容的一端与所述信号输入端电连接，所述第二电容的另一端接地。

7.根据权利要求1-4中任意一项所述的充电保护电路，其特征在于，所述充电保护电路还包括第二电阻，所述第二电阻的一端与所述信号输出端电连接，所述第二电阻的另一端接地。

8.一种移动设备，其特征在于，所述移动设备包括充电电路及如权利要求1-7中任意一项所述的充电保护电路，所述充电电路与所述充电保护电路电连接。

9.一种充电设备，其特征在于，所述充电设备包括充电电路及如权利要求1-7中任意一项所述的充电保护电路，所述充电电路与所述充电保护电路电连接。

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