CN215528651U - 电池保护电路和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电池保护电路和电子设备，所述电池保护电路包括与电池连接的保护电路控制模块、大功率充电模块和充放电共用模块，其中：所述充放电共用模块用于连接外部电源以通过第一功率对电池充电，并用于连接用电设备以使得所述电池向所述用电设备放电；所述大功率充电模块用于连接外部电源以通过第二功率对所述电池充电，所述第二功率大于所述第一功率；所述保护电路控制模块用于控制所述充放电共用模块和所述大功率充电模块，以对所述电池执行充电保护和放电保护。本申请的电池保护电路既能够支持充放电共端口应用，又能够支持对电池的大功率充电。

Description

电池保护电路和电子设备

技术领域

本申请涉及电池技术领域，更具体地涉及一种电池保护电路和电子设备。

背景技术

目前的电池保护电路有两种实现方式：一种是充电与放电端口共用，这样充电与放电都需要经过两组晶体管，线路损耗大，而且晶体管数量多，成本高；另一种是充电与放电端口分开，这样充电只通过充电端口，放电只通过放电端口，损耗小，而且成本低，但是该方案不支持一些需要充放电共端口的应用，如PD快充等应用。

实用新型内容

为了解决上述问题而提出了本申请。根据本申请一方面，提供了一种电池保护电路，所述电池保护电路包括与电池连接的保护电路控制模块、大功率充电模块和充放电共用模块，其中：所述充放电共用模块用于连接外部电源以通过第一功率对电池充电，并用于连接用电设备以使得所述电池向所述用电设备放电；所述大功率充电模块用于连接外部电源以通过第二功率对所述电池充电，所述第二功率大于所述第一功率；所述保护电路控制模块用于控制所述充放电共用模块和所述大功率充电模块，以对所述电池执行充电保护和放电保护。

在本申请的一个实施例中，所述充放电共用模块用于连接外部电源以通过第一电流对电池充电，所述大功率充电模块用于连接外部电源以通过第二电流对所述电池充电，所述第二电流大于所述第一电流。

在本申请的一个实施例中，所述充放电共用模块包括第一充电晶体管和放电晶体管，所述第一充电晶体管和所述放电晶体管串联，所述大功率充电模块包括第二充电晶体管，所述第二充电晶体管与所述第一充电晶体管并联。

在本申请的一个实施例中，所述第二充电晶体管为比所述第一充电晶体管尺寸更小的晶体管。

在本申请的一个实施例中，所述第二充电晶体管包括至少两个所述第一充电晶体管。

在本申请的一个实施例中，所述第一充电晶体管和所述第二充电晶体管各自的栅极电连接所述保护电路控制模块的充电控制引脚，所述放电晶体管的栅极电连接所述保护电路控制模块的放电控制引脚。

在本申请的一个实施例中，所述第一充电晶体管和所述第二充电晶体管各自的栅极电连接所述保护电路控制模块的同一个充电控制引脚。

在本申请的一个实施例中，所述第一充电晶体管、所述第二充电晶体管和所述放电晶体管均为NMOS晶体管或者均为PMOS晶体管。

在本申请的一个实施例中，所述电池保护电路包括所述电池。

根据本申请另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括上述的电池保护电路。

根据本申请实施例的电池保护电路和电子设备同时包括充放电共用模块和大功率充电模块，使得电池保护电路既能够支持充放电共端口应用，又能够支持对电池的大功率充电，在对电池进行大功率充电时，无需通过充放电共用模块，仅通过大功率充电模块即可，减少线路损耗。此外，由于电池保护电路包括大功率充电模块，使得在需求大功率充电时，无需改变充放电共用模块中放电晶体管的数量，仅需增加大功率充电模块中的充电晶体管的数量或者在大功率充电模块中使用尺寸更小的晶体管即可，因此能够节约成本。

附图说明

通过结合附图对本申请实施例进行更详细的描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本申请实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请实施例一起用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1示出现有的电池保护电路的一个示例的示意性电路结构。

图2示出现有的电池保护电路的另一个示例的示意性电路结构。

图3示出根据本申请实施例的电池保护电路的示意性结构框图。

图4示出根据本申请实施例的电池保护电路的示意性电路结构。

具体实施方式

为了使得本申请的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本申请的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是本申请的全部实施例，应理解，本申请不受这里描述的示例实施例的限制。基于本申请中描述的本申请实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本申请的保护范围之内。

首先，参考图1和图2描述现有的电池保护电路的结构。

图1示出现有的电池保护电路100的示意性电路结构。如图1所示，电池保护电路100采用同一端口进行充放电，包括串联连接的充电晶体管(MOS管)和放电MOS管，二者分别受保护电路控制器进行充电控制和放电控制。由于电池保护电路100采用充放电共用端口，使得电池无论是充电还是放电需要经过充电MOS管和放电MOS管，线路损耗大。此外，在需求更大充电电流时，对于电池保护电路100这样的结构，不仅仅需要增加电池保护电路100中的充电MOS管的数量，还需要增加电池保护电路100中放电MOS管的数量，这使得电路中MOS管数量太多，成本太高。

图2示出现有的电池保护电路200的示意性电路结构。如图2所示，电池保护电路200采用不同端口进行充放电，充电端口的线路上包括充电MOS管，放电端口的线路上包括放电MOS管，二者并联，并分别受保护电路控制器进行充电控制和放电控制。由于电池保护电路100采用充电端口与放电端口分开的电路设计，使得电池在充电时仅通过充电MOS管，放电时仅通过放电MOS管，损耗较小。但是，这种电路结构不能支持一些需要充放电共端口的应用，诸如PD快充应用等。

为此，本申请提供一种电池保护电路，其既能够实现同端口充放电的功能，还能解决大功率充电的损耗问题。下面结合图3和图4进行详细描述。

图3示出根据本申请实施例的电池保护电路300的示意性结构框图。如图3所示，电池保护电路300包括与电池连接的充放电共用模块310、大功率充电模块320以及保护电路控制模块330。其中，充放电共用模块310用于连接外部电源以通过第一功率对电池充电，并用于连接用电设备以使得电池向用电设备放电；大功率充电模块320用于连接外部电源以通过第二功率对电池充电，第二功率大于第一功率；保护电路控制模块330用于控制充放电共用模块310和大功率充电模块320，以对电池执行充电控制和放电控制，实现电池在充电和放电过程中对电池的保护。

在本申请的实施例中，电池保护电路300同时包括充放电共用模块310和大功率充电模块320，使得电池保护电路300既能够支持充放电共端口应用，又能够支持对电池的大功率充电，在对电池进行大功率充电时，无需通过充放电共用模块310，仅通过大功率充电模块即可，减少线路损耗。此外，由于电池保护电路300包括大功率充电模块320，使得在需求大功率充电时，无需改变充放电共用模块310中放电晶体管的数量，仅需增加大功率充电模块中的充电晶体管的数量或者在大功率充电模块中使用尺寸更小(即性能更好)的晶体管即可，因此能够节约成本。

在本申请的实施例中，需求的大功率充电可以是大电流充电。在该实施例中，充放电共用模块310可以用于连接外部电源，以通过第一电流对电池充电，大功率充电模块320可以用于连接外部电源，以通过第二电流对电池充电，其中，第二电流大于第一电流。在该实施例中，在需求较大的充电电流对电池进行充电时，可以经由大功率充电模块320对电池进行充电；在需求较小的充电电流对电池进行充电时，可以经由充放电共用模块320对电池进行充电。在需要电池放电时，可以经由充放电共用模块320使得电池对用电设备放电。

在本申请的实施例中，充放电共用模块310可以包括第一充电晶体管和放电晶体管，第一充电晶体管和放电晶体管串联；大功率充电模块320可以包括第二充电晶体管，第二充电晶体管与第一充电晶体管并联。

为了实现大功率充电模块320相对于充放电共用模块310能够通过更大的充电电流，在一个示例中，第二充电晶体管可以为比第一充电晶体管尺寸更小的晶体管。也即，第二充电晶体管的性能优于第一充电晶体管。在该示例中，大功率充电模块320相对于充放电共用模块310来说，具有性能更优的充电晶体管，可以实现以较大充电电流对电池充电。

在另一个示例中，第二充电晶体管可以包括至少两个第一充电晶体管，也就是说，第二充电晶体管可以是由多个第一充电晶体管组成的。换言之，在大功率充电模块320中包括的第一充电晶体管的数量大于在充放电共用模块310中包括的第一充电晶体管的数量。在该示例中，大功率充电模块320相对于充放电共用模块310来说，具有数量更多的充电晶体管，可以实现以较大充电电流对电池充电。

在又一个示例中，第二充电晶体管可以包括多个与第一充电晶体管不同的晶体管，这些晶体管的性能可以优于第一充电晶体管，在该示例中，大功率充电模块320相对于充放电共用模块310来说，具有性能更优且数目更多的充电晶体管，可以实现以更大充电电流对电池充电。

在本申请的实施例中，第一充电晶体管和第二充电晶体管各自的栅极电连接保护电路控制模块330的充电控制引脚，放电晶体管的栅极电连接保护电路控制模块330的放电控制引脚，以实现保护电路控制模块330对大功率充电模块320和充放电共用模块310的控制。

在本申请的实施例中，第一充电晶体管和第二充电晶体管各自的栅极可以电连接保护电路控制模块330的同一个充电控制引脚。在该实施例中，大功率充电模块320和充放电共用模块310由同一控制信号来控制，使得不论采用大功率充电模块320还是采用充放电共用模块310对电池充电，均可以实现同样的充电控制效果。

在本申请的实施例中，第一充电晶体管、第二充电晶体管和放电晶体管可以均为NMOS晶体管，也可以均为PMOS晶体管。

在本申请的实施例中，与充放电共用模块310、大功率充电模块320以及保护电路控制模块330连接的电池也可以是电池保护电路300的一部分。在其他实施例中，电池保护电路300也可以做成与电池分开的单独的保护电路。

基于上面的描述，根据本申请实施例的电池保护电路同时包括充放电共用模块和大功率充电模块，使得电池保护电路既能够支持充放电共端口应用，又能够支持对电池的大功率充电，在对电池进行大功率充电时，无需通过充放电共用模块，仅通过大功率充电模块即可，减少线路损耗。此外，由于电池保护电路包括大功率充电模块，使得在需求大功率充电时，无需改变充放电共用模块中放电晶体管的数量，仅需增加大功率充电模块中的充电晶体管的数量或者在大功率充电模块中使用尺寸更小的晶体管即可，因此能够节约成本。

下面结合图4描述根据本申请实施例的电池保护电路400的示意性电路结构图，其可以用于实现前文的根据本申请实施例的电池保护电路300。如图4所示，电池保护电路400包括充放电共用端口和单独大电流充电端口。其中，充放电共用端口所在的线路上包括串联连接的充电MOS管和放电MOS管，其构成充放电共用模块。大电流充电端口所在的线路上包括充电MOS管，构成大功率充电模块，该充电MOS管相对于充放电共用端口所在的线路上的充电MOS管具有更优的性能，或者，大电流充电端口所在的线路上相对于充放电共用端口所在的线路具有更多数量的充电MOS管，以实现对电池的大电流充电。此外，放电MOS管的栅极连接保护电路控制器，使保护电路控制器实现对放电MOS管开关的控制，从而实现对电池放电的控制和保护；大电流充电端口所在的线路上的充电MOS管和充放电共用端口所在的线路上的充电MOS管二者并联，且其各自的栅极连接保护电路控制器，使保护电路控制器实现对这些充电MOS管开关的控制，从而实现对电池充电的控制和保护。

总体上，电池保护电路400既能够支持充放电共端口应用，又能够支持对电池的大功率充电。此外，在对电池进行大功率充电时，无需通过充放电共用端口的放电MOS管，仅通过单独大电流充电端口的充电MOS管即可，减少线路损耗。此外，由于电池保护电路包括大电流充电端口，使得在需求大电流充电时，无需改变充放电共用端口线路上的放电晶体管的数量，仅需增加大电流充电端口线路上的充电晶体管的数量或者在大电流充电端口线路上使用尺寸更小的晶体管即可，因此能够节约成本。

根据本申请实施例的电池保护电路特别适合于需要充放电端口共用、且需要大电流充电、小电流放电的应用场景。

根据本申请的另一方面，提供了一种电子设备，该电子设备可以包括前文的根据本申请实施例的电池保护电路。本领域技术人员可以结合前文的描述理解根据本申请另一方面提供的电子设备中所包括的电池保护电路的结构，为了简洁，此处仅描述电子设备中包括的电池保护电路的主要结构，不再赘述具体细节。

在本申请的一个实施例中，电池保护电路包括与电池连接的保护电路控制模块、大功率充电模块和充放电共用模块，其中：充放电共用模块用于连接外部电源以通过第一功率对电池充电，并用于连接用电设备以使得电池向用电设备放电；大功率充电模块用于连接外部电源以通过第二功率对电池充电，第二功率大于第一功率；保护电路控制模块用于控制充放电共用模块和大功率充电模块，以对电池执行充电保护和放电保护。

在本申请的一个实施例中，充放电共用模块用于连接外部电源以通过第一电流对电池充电，大功率充电模块用于连接外部电源以通过第二电流对电池充电，第二电流大于第一电流。

在本申请的一个实施例中，充放电共用模块包括第一充电晶体管和放电晶体管，第一充电晶体管和放电晶体管串联，大功率充电模块包括第二充电晶体管，第二充电晶体管与第一充电晶体管并联。

在本申请的一个实施例中，第二充电晶体管为比第一充电晶体管尺寸更小的晶体管。

在本申请的一个实施例中，第二充电晶体管包括至少两个第一充电晶体管。

在本申请的一个实施例中，第一充电晶体管和第二充电晶体管各自的栅极电连接保护电路控制模块的充电控制引脚，放电晶体管的栅极电连接保护电路控制模块的放电控制引脚。

在本申请的一个实施例中，第一充电晶体管和第二充电晶体管各自的栅极电连接保护电路控制模块的同一个充电控制引脚。

在本申请的一个实施例中，第一充电晶体管、第二充电晶体管和放电晶体管均为NMOS晶体管或者均为PMOS晶体管。

在本申请的一个实施例中，电池保护电路包括电池。

基于上面的描述，根据本申请实施例的电池保护电路和电子设备同时包括充放电共用模块和大功率充电模块，使得电池保护电路既能够支持充放电共端口应用，又能够支持对电池的大功率充电，在对电池进行大功率充电时，无需通过充放电共用模块，仅通过大功率充电模块即可，减少线路损耗。此外，由于电池保护电路包括大功率充电模块，使得在需求大功率充电时，无需改变充放电共用模块中放电晶体管的数量，仅需增加大功率充电模块中的充电晶体管的数量或者在大功率充电模块中使用尺寸更小的晶体管即可，因此能够节约成本。

尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本申请的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本申请的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本申请的范围之内。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个设备，或一些特征可以忽略，或不执行。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本申请的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本申请并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在对本申请的示例性实施例的描述中，本申请的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本申请的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本申请要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其发明点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本申请的单独实施例。

本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本申请的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本申请实施例的一些模块的一些或者全部功能。本申请还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本申请的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本申请进行说明而不是对本申请进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本申请可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电池保护电路，其特征在于，所述电池保护电路包括与电池连接的保护电路控制模块、大功率充电模块和充放电共用模块，其中：

所述充放电共用模块用于连接外部电源，以通过第一功率对所述电池充电，并用于连接用电设备，以使得所述电池向所述用电设备放电；

所述大功率充电模块用于连接所述外部电源，以通过第二功率对所述电池充电，所述第二功率大于所述第一功率；

所述保护电路控制模块用于控制所述充放电共用模块和所述大功率充电模块，以对所述电池执行充电保护和放电保护。

2.根据权利要求1所述的电池保护电路，其特征在于，所述充放电共用模块用于连接所述外部电源，以通过第一电流对所述电池充电，所述大功率充电模块用于连接所述外部电源，以通过第二电流对所述电池充电，所述第二电流大于所述第一电流。

3.根据权利要求2所述的电池保护电路，其特征在于，所述充放电共用模块包括第一充电晶体管和放电晶体管，所述第一充电晶体管和所述放电晶体管串联，所述大功率充电模块包括第二充电晶体管，所述第二充电晶体管与所述第一充电晶体管并联。

4.根据权利要求3所述的电池保护电路，其特征在于，所述第二充电晶体管为比所述第一充电晶体管尺寸更小的晶体管。

5.根据权利要求3所述的电池保护电路，其特征在于，所述第二充电晶体管包括至少两个所述第一充电晶体管。

6.根据权利要求3所述的电池保护电路，其特征在于，所述第一充电晶体管和所述第二充电晶体管各自的栅极电连接所述保护电路控制模块的充电控制引脚，所述放电晶体管的栅极电连接所述保护电路控制模块的放电控制引脚。

7.根据权利要求6所述的电池保护电路，其特征在于，所述第一充电晶体管和所述第二充电晶体管各自的栅极电连接所述保护电路控制模块的同一个充电控制引脚。

8.根据权利要求3所述的电池保护电路，其特征在于，所述第一充电晶体管、所述第二充电晶体管和所述放电晶体管均为NMOS晶体管或者均为PMOS晶体管。

9.根据权利要求1-8中的任一项所述的电池保护电路，其特征在于，所述电池保护电路包括所述电池。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求1-9中的任一项所述的电池保护电路。

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