CN214412336U - 一种用于减少满电状态时电池损耗的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于减少满电状态时电池损耗的系统包括：充电芯片，其输入端与电源连接；其输出端与电池连接；并联的两个逻辑电路，其输入端接入输入信号；其输出端分别连接开关电路；其中，所述开关电路的输入端还连接所述电池或所述电源；所述开关电路的输出端均与待供电芯片连接。本实用新型可在检测到有电源接入时，将待供电芯片的电源从电池端断开，切换到VBUS电源，也可以在检测电池满电后把待供电芯片的电源从电池端断开，切换到VBUS电源；本实用新型减少了电源接入时电池充满电后电池端的损耗，减少电池的复充次数，延长产品的续航时间。

Description

一种用于减少满电状态时电池损耗的系统

技术领域

本实用新型涉及充电技术领域，具体涉及一种用于减少满电状态时电池损耗的系统。

背景技术

电池的电压损耗，除了产品的工作场景、关机场景、待机场景，还包括电池充满电后的场景。电池充满电后，充电截止，随着电池端的电流损耗，电池的电压降低，只有电压值降到复充电压门限时，充电芯片才能启动复充，即再次对产品充电。产品一直插着USB，超出充电时间后，尽管产品端电量显示100％，用户认为电池充满了，实际上对应的电池电压是小于电池的满电电压的，电池的满电电压和复充电压门限之间的差值会大于0.1V。

充电芯片的输出端连接电池；电池端的电流消耗包括连接电池的充电芯片的输出引脚处的损耗、电池自身损耗以及由电池提供电源的芯片端的损耗。充电芯片输出端的损耗，是充电芯片输出端内部的电路器件的自损耗，这部分损耗无法避免。电池自身损耗主要是电池的电路保护模块的损耗，这部分损耗也无法避免。产品中有多个由电池供电的芯片和器件，数量越多对应的损耗越大，占电池的总电流消耗的比重也越大。

综上，现需要设计一种用于减少满电状态时电池损耗的系统来解决产品中由电池提供电源的芯片和器件的损耗的问题。

实用新型内容

为解决上述现有技术中问题，本实用新型提供了一种用于减少满电状态时电池损耗的系统，可以提高产品的续航时间，减少电池的损耗，能够保证产品在正常工作的基础上还能实现减少电池的电流消耗的目的。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种用于减少满电状态时电池损耗的系统，包括：

充电芯片，其输入端与电源连接；其输出端与电池连接；

并联的两个逻辑电路，其输入端接入输入信号；其输出端分别连接开关电路；

其中，所述开关电路的输入端还连接所述电池或所述电源；所述开关电路的输出端均与待供电芯片连接。

在本实用新型的一些实施例中，所述输入信号包括VBUS电源信号和/或所述充电芯片输出的充电状态信号/CHG。

在本实用新型的一些实施例中，所述VBUS电源信号利用分压电路输入到与所述逻辑电路的输入端。

在本实用新型的一些实施例中，所述逻辑电路包括第一逻辑电路和第二逻辑电路；所述第一逻辑电路与所述第二逻辑电路的控制逻辑相反。

在本实用新型的一些实施例中，所述开关电路包括第一开关电路和第二开关电路；所述第一开关电路和所述第二开关电路的导通状态相反。

在本实用新型的一些实施例中，所述系统还包括设于所述开关电路与所述待供电芯片之间的电压转换电路，其用于转换所述电源的电压。

在本实用新型的一些实施例中，所述系统还包括控制单元；所述控制单元用于接收所述充电芯片输出的充电状态信号/CHG，还用于输出充电控制信号/CE到所述充电芯片。

在本实用新型的一些实施例中，所述充电控制信号/CE和所述充电状态信号/CHG的状态一致。

在本实用新型的一些实施例中，所述逻辑电路采用单路或者多路的门电路。

在本实用新型的一些实施例中，所述开关电路采用MOS电路或者负载开关电路。

本实用新型的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：

本实用新型通过设置多个逻辑电路和开关电路对现有的充电电路进行改造；实现了在电源接入状态下，电池满电后减少电池损耗的功能；该系统可在检测到有电源接入时，就把待供电芯片的电源从电池端断开，切换到VBUS电源，也可以在检测电池满电后才把待供电芯片的电源从电池端断开，切换到VBUS电源。本实用新型减少了电源接入时电池充满电后电池端的损耗，减少电池的复充次数，延长产品的续航时间。

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，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1为所述系统的连接示意图。

图2为实施例1中单路输入的系统的连接示意图。

图3为实施例2中双路输入的系统的连接示意图。

图4为实施例2中所述系统的电路简图。

附图标记：100-充电芯片；200-电池；310-第一逻辑电路；320-第二逻辑电路；410-第一开关电路；420-第二开关电路；500-电压转换电路；610-第一待供电芯片；620-第二待供电芯片；630-第三待供电芯片。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。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。在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

实施例1

参照图1所示，一种用于减少满电状态时电池损耗的系统，包括：

充电芯片100，其输入端与电源连接；其输出端与电池200连接；

并联的两个逻辑电路，其输入端接入输入信号；其输出端分别连接开关电路；

其中，所述开关电路的输入端还连接所述电池或所述电源；所述开关电路的输出端均与待供电芯片连接。

通过设置多个逻辑电路和开关电路对现有的充电电路进行改造；可在检测到有电源接入时，就把待供电芯片的电源从电池端断开，切换到VBUS电源，也可以在检测电池满电后才把待供电芯片的电源从电池端断开，切换到VBUS电源；减少了电源接入时电池充满电后电池端的损耗，减少电池的复充次数，延长产品的续航时间。

继续参照图1所示，在该实施例中，逻辑电路包括第一逻辑电路310和第二逻辑电路320；开关电路包括第一开关电路410和第二开关电路420；充电芯片100用于对电池200充电。电池200在接入VBUS电源时充电，在没有接入VBUS电源时，向后续系统供电。开关电路用于所在电源支路和待供电芯片的供电的连接和断开，第一开关电路410可连接和断开电池200对后续的系统供电，第二开关电路420连接和断开VBUS电源对后续系统的供电。

电池200的输出端接入第一开关电路410；在VBUS电源的后端接入第二开关电路420，即第二开关电路420的输入端接入VBUS电源信号；由此在产品不同充电状态下，待供电芯片的供电电源可以在电池200和VBUS电源之间切换。第一开关电路410的输出端直接接入第一待供电芯片610、第二待供电芯片620和第三待供电芯片630；使得各个待供电芯片接收电池200的供电；由于VBUS电源提供的电压较高，所述在第二开关电路420后接入一个电压转换电路500，该电压转换电路500把VBUS电源的电压转换为可供后续的芯片正常工作的电压。第一开关电路410和第二开关电路420不能同时导通，某一时刻只能有一路导通。逻辑电路通过对输入信号的判断，输出控制信号到后面的开关电路，实现对开关电路的控制。

参照图2所示，第一逻辑电路310和第二逻辑电路320均接入VBUS电源信号，即接入单路信号；该输入信号的接入方式可以同时实现电池充满电后的减少电池损耗和电池未充满电时减少电池的损耗的要求。只要第一逻辑电路310和第二逻辑电路320判断有USB接入，检测到VBUS电源信号为高；第一逻辑电路310控制第一开关电路410断开，第二逻辑电路320控制第二开关电路420导通，把各个待供电芯片的电源切换到VBUS电源。

实施例2

在该实施例中，参照图3所示，所述输入信号包括VBUS电源信号和所述充电芯片100输出的充电状态信号/CHG，即逻辑电路接入双路信号；可以实现在电池充满电下的电池损耗的减少。VBUS电源信号可直接连接或者经过分压电路后再连接到逻辑电路的输入端。第一逻辑电路310和第二逻辑电路320分别对VBUS电源信号和充电状态信号/CHG进行逻辑组合判断：在电池200接入VBUS电源时，电池200充满电后，第一逻辑电路310中的VBUS电源信号为高电平，充电满电后充电状态信号/CHG为高电平，第一逻辑电路310的输出需要为低电平，开关电路采用负载开关，则第一开关电路410断开，当然开关电路采用PMOS管搭建时，第一逻辑电路310采用其它的方式，让其输出为高，同样断开第一开关电路410。常态下，即没有接入VBUS电源，产品不充电时，第一逻辑电路310输出高电平，第一开关电路410导通。第二逻辑电路320对输出信号采用与第一逻辑电路310相反的逻辑控制，实现对第二开关电路420的控制。

在本实用新型的一些实施例中，所述系统还包括控制单元；所述控制单元用于接收所述充电芯片100输出的充电状态信号/CHG，还用于输出充电控制信号/CE到所述充电芯片100。即充电芯片100的充电状态信号/CHG除了连接到各个逻辑电路，还需要连接到控制单元，控制单元还会给充电芯片100输出充电控制信号/CE。充电芯片100中，充电状态信号/CHG和充电控制信号/CE一般都为低电平。常态下产品未接入VBUS电源时，控制单元配置充电控制信号/CE为高电平，当检测到有VBUS电源接入时，配置充电控制信号/CE为低电平，启动充电。后面控制单元通过充电状态信号/CHG和VBUS电源信号判断产品是否充满电；判断充满电后，控制单元会配置充电控制信号/CE为高电平，让充电芯片100截止充电，否则充电控制信号/CE仍保持为低电平。这三个信号在不同充电状态下的状态表如表1，充电控制信号/CE和充电状态信号/CHG的状态一致，逻辑电路的输入信号在有VBUS电源的基础上，充电状态信号/CHG和充电控制信号/CE可都接入或者两路中只加入一路即可。

表1

在本实用新型的一些实施例中，参照图4所示，其为逻辑电路的输入信号为双路信号时的电路简图。其中U1为充电芯片100，U2为第一逻辑电路310，U3为第二逻辑电路320，U4为第一开关电路410，U5第二为开关电路420，这里各个开关电路采用负载开关，U6为电压转换电路500，可采用LDO或者BUCK DCDC。U7为待供电芯片。充电芯片100的输入端连接VBUS电源，输出端连接到电池200，/CE为充电控制信号，/CHG为充电状态信号。充电控制信号/CE为控制模块的输出，用于对充电芯片100的使能控制，该信号为低电平；充电状态信号/CHG表示充电芯片100的充电状态，该端口为开漏输出，这里连接上拉电阻R1，充电时该信号为低电平，充满或者不充电时该信号为高电平。逻辑电路U2和U3的输入信号都为VBUS电源信号和充电状态信号/CHG；U2采用与非门，U3采用与门。U4的使能端连接上拉电阻R2至VBAT，U5的使能端连接下拉电阻R3至地，R2和R3用于U4和U5的使能端在产品正常状态下处于稳定的电平，即保证产品不充电状态下U4工作，U5不工作，待供电芯片的供电电源为电池200。U6为电压转换工作芯片，用于对VBUS电源信号的降压，U6的使能信号同样是U3的输出。

U2和U3的输出和输入信号的列表分别如表2、表3所示。

表2 U2与非门输入和输出的状态表

表3 U3与门输入和输出的状态表

在VBUS电源信号接入，电池200充满电的条件下，U2与非门的输出为低电平，U2的输出连接到U4开关电路的使能端，这样U4不工作，电池200和后续的待供电芯片的供电通道断开。在VBUS电源信号接入，电池充满电的条件下，U3与门的输出为高电平，U3的输出连接到U5的使能端，这样U5工作，U6也使能工作，VBUS电源给后续的待供电芯片供电。这样实现了在VBUS电源信号接入状态下，电池充满电后，待供电芯片的电源从电池端断开，切换到VBUS，这样可大大降低电池充满电后电池的损耗，减少了电池200电压的跌落。

这样电池200的损耗只包括电池200自身的损耗以及充电芯片100连接电池200的BAT端的内部电路器件的损耗。电池200自身的损耗以及充电芯片100连接电池200的BAT端的内部电路器件的损耗比较小，不会造成产品充满电后电池200电压的较大的跌落。电池200供电的芯片和器件对应的电流损耗比较大，充满电后，断开电池200和电池200供电的芯片和器件的连接，这样可避免充满电后电池200电压的较大跌落。采用这种系统和方法，可减少电池充满电后的电池电压的跌落。

在本实用新型的一些实施例中，所述逻辑电路采用单路或者多路的门电路。所述开关电路采用MOS电路或者负载开关电路。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于减少满电状态时电池损耗的系统，其特征在于，包括：

充电芯片，其输入端与电源连接；其输出端与电池连接；

并联的两个逻辑电路，其输入端接入输入信号；其输出端分别连接开关电路；

其中，所述开关电路的输入端还连接所述电池或所述电源；所述开关电路的输出端均与待供电芯片连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于减少满电状态时电池损耗的系统，其特征在于，所述输入信号包括VBUS电源信号和/或所述充电芯片输出的充电状态信号/CHG。

3.根据权利要求2所述的一种用于减少满电状态时电池损耗的系统，其特征在于，所述VBUS电源信号利用分压电路输入到与所述逻辑电路的输入端。

4.根据权利要求1所述的一种用于减少满电状态时电池损耗的系统，其特征在于，所述逻辑电路包括第一逻辑电路和第二逻辑电路；所述第一逻辑电路与所述第二逻辑电路的控制逻辑相反。

5.根据权利要求1所述的一种用于减少满电状态时电池损耗的系统，其特征在于，所述开关电路包括第一开关电路和第二开关电路；所述第一开关电路和所述第二开关电路的导通状态相反。

6.根据权利要求1所述的一种用于减少满电状态时电池损耗的系统，其特征在于，所述系统还包括设于所述开关电路与所述待供电芯片之间的电压转换电路，其用于转换所述电源的电压。

7.根据权利要求1所述的一种用于减少满电状态时电池损耗的系统，其特征在于，所述系统还包括控制单元；所述控制单元用于接收所述充电芯片输出的充电状态信号/CHG，还用于输出充电控制信号/CE到所述充电芯片。

8.根据权利要求7所述的一种用于减少满电状态时电池损耗的系统，其特征在于，所述充电控制信号/CE和所述充电状态信号/CHG的状态一致。

9.根据权利要求1所述的一种用于减少满电状态时电池损耗的系统，其特征在于，所述逻辑电路采用单路或者多路的门电路。

10.根据权利要求1所述的一种用于减少满电状态时电池损耗的系统，其特征在于，所述开关电路采用MOS电路或者负载开关电路。

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