CN215646280U - 一种智能模块的充电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能模块的充电电路，包括电源管理芯片和充电电路；电源管理芯片包括充电正极引脚和充电使能脚；充电电路包括MOS管和三极管；充电正极引脚同时与三极管的发射极、MOS管的栅极以及一内置充电禁用端连接，三极管的基极与MOS管的漏极连接，MOS管的源极与充电使能脚连接，三极管的集电极用于与电池的正极连接。本实用新型通过在电充电正极引脚与MOS管栅极的连接处引出一个内置充电禁用端并将其电平拉低以控制三极管和MOS管为不导通，使得无论充电使能脚状态如何，充电电路都不会对电池进行充电，实现了对智能模块内部充电功能的屏蔽，使得无法屏蔽内置充电功能的智能模块也能禁用内置充电功能，以便扩展外置充电功能。

Description

一种智能模块的充电电路

技术领域

本实用新型涉及智能模块技术领域，尤其涉及用于一种智能模块的充电电路。

背景技术

目前智能模块的应用已越来越广泛，如智能家居、安防、智能POS机等，而目前许多智能模块都有内置充电功能，可以方便终端客户直接使用，简化了设计。

但是，模块内置充电功能和性能往往是确定的，当模块内置充电功能无法满足终端客户的需求时，就需要增加外置充电方案，同时需要屏蔽掉模块内部充电功能。由于终端正常都可以支持关机充电，关机状态下软件无法运行，因此屏蔽的方法必须是硬件级的，与软件配置无关。

但是，有一些智能模块平台无法屏蔽内置充电，从而造成内置充电功能无法禁用，因此在使用外置充电时，只能选用无内置充电电路的智能模块，使得模块厂、终端客户的模块物料不统一，维护麻烦。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种智能模块的充电电路，使无法屏蔽内置充电功能的智能模块也能禁用内置充电功能，以便使用外置充电。

为实现上述技术目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种智能模块的充电电路，包括电源管理芯片和充电电路；

所述电源管理芯片包括充电正极引脚和充电使能脚；

所述充电电路包括MOS管和三极管；

所述充电正极引脚同时与所述三极管的发射极、所述MOS管的栅极以及一内置充电禁用端连接，所述三极管的基极与所述MOS管的漏极连接，所述MOS管的源极与所述充电使能脚连接，所述三极管的集电极用于与电池的正极连接。

进一步地，所述MOS管为N沟道增强型场效应管，所述三极管为PNP型三极管。

进一步地，所述充电电路还包括第一电阻；

所述第一电阻连接在所述三极管的基极与所述MOS管的漏极之间。

进一步地，所述第一电阻的阻值为100～1000Ω。

进一步地，所述充电电路还包括第二电阻；

所述第二电阻连接在所述充电正极引脚与所述MOS管的栅极之间。

进一步地，所述充电电路还包括第三电阻和第一电容，所述电源管理芯片还包括充电检测引脚；

所述第三电阻连接在所述充电正极引脚与所述第二电阻之间；

所述充电检测引脚与所述第二电阻和所述第三电阻连接的一端连接；

所述第一电容的一端连接所述充电检测引脚且另一端接地。

进一步地，所述第二电阻的阻值为10～200KΩ；

所述第三电阻的阻值为10～1000Ω；

所述第一电容的电容量为0.1μF～10μF。

进一步地，所述充电电路还包括第四电阻；

所述第四电阻连接在所述三极管的集电极和所述电池的正极之间。

进一步地，所述第四电阻的阻值为0.033～0.100Ω。

进一步地，所述电源管理芯片还包括第一电压检测引脚和第二电压检测引脚；

所述第一电压检测引脚和所述第二电压检测引脚分别连接所述第四电阻的两端，用于检测电池的充电电流。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供一种智能模块的充电电路，通过在电源管理芯片的充电正极引脚与充电电路的MOS管栅极的连接处引出一个内置充电禁用端，从而能通过将该内置充电禁用端的电平拉低以控制充电电路中三极管和MOS管为不导通状态，使得无论电源管理芯片上的充电使能脚状态如何，充电电路都不会对电池进行充电，即实现了对智能模块内部充电功能的屏蔽，使得无法屏蔽内置充电功能的智能模块也能禁用内置充电功能，以便扩展外置充电功能。

附图说明

图1为本实用新型实施例的一种智能模块的充电电路图。

标号说明：

10、智能模块；

20、电源管理芯片；VCHG、充电正极引脚；VCHG_D、充电检测引脚；VDRV、充电使能脚；CHARGE_SEL、内置充电禁用端；VBAT_SENSE、第一电压检测引脚；ISENSE、第二电压检测引脚；

30、充电电路；Q1、MOS管；Q2、三极管；R1、第一电阻；R2、第二电阻；R3、第三电阻；R4、第四电阻；C1、第一电容。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1，一种智能模块的充电电路，包括电源管理芯片和充电电路；

所述电源管理芯片包括充电正极引脚和充电使能脚；

所述充电电路包括MOS管和三极管；

所述充电正极引脚同时与所述三极管的发射极、所述MOS管的栅极以及一内置充电禁用端连接，所述三极管的基极与所述MOS管的漏极连接，所述MOS管的源极与所述充电使能脚连接，所述三极管的集电极用于与电池的正极连接。

由上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：通过在电源管理芯片的充电正极引脚与充电电路的MOS管栅极的连接处引出一个内置充电禁用端，从而能通过将该内置充电禁用端的电平拉低以控制充电电路中三极管和MOS管为不导通状态，使得无论电源管理芯片上的充电使能脚状态如何，充电电路都不会对电池进行充电，即实现了对智能模块内部充电功能的屏蔽，使得无法屏蔽内置充电功能的智能模块也能禁用内置充电功能，以便扩展外置充电功能。

进一步地，所述MOS管为N沟道增强型场效应管，所述三极管为PNP型三极管。

由上述描述可知，满足采用N沟道增强型场效应管和PNP型三极管，符合电路的基本原理。

进一步地，所述充电电路还包括第一电阻；

所述第一电阻连接在所述三极管的基极与所述MOS管的漏极之间。

进一步地，所述第一电阻的阻值为100～1000Ω。

由上述描述可知，由于MOS管和三级管在导通时内阻都很小，为防止三极管烧坏，并保证三极管集电极的反偏，在三极管的基极处增加第一电阻用于限流。

进一步地，所述充电电路还包括第二电阻；

所述第二电阻连接在所述充电正极引脚与所述MOS管的栅极之间。

由上述描述可知，第二电阻为MOS管的栅极提供一个稳定的电压。

进一步地，所述充电电路还包括第三电阻和第一电容，所述电源管理芯片还包括充电检测引脚；

所述第三电阻连接在所述充电正极引脚与所述第二电阻之间；

所述充电检测引脚与所述第二电阻和所述第三电阻连接的一端连接；

所述第一电容的一端连接所述充电检测引脚且另一端接地。

由上述描述可知，第三电阻和第一电容用于串联组成RC滤波电路，使输入充电正极引脚给电池充电的电压能缓慢上升，第一电容起到滤波作用，为充电检测引脚提供稳定的信号，使充电检测引脚能够准确检测到充电正极引脚是否有电压输入，以此判断智能模块是否接入电源适配器。

进一步地，所述第二电阻的阻值为10～200KΩ；

所述第三电阻的阻值为10～1000Ω；

所述第一电容的电容量为0.1μF～10μF。

由上述描述可知，第二电阻的阻值足够大，一般在10～200KΩ之间，保证充电的时候流入MOS管栅极的电流极小，且接近于0，而由MOS管的特性可知，MOS管栅极对地阻抗很大，只需保证有电压输入即可导通，且能防止充电电流被分流而影响流入三极管集电极给电池充电的电流变小，降低了充电效率。

进一步地，所述充电电路还包括第四电阻；

所述第四电阻连接在所述三极管的集电极和所述电池的正极之间。

进一步地，所述第四电阻的阻值为0.033～0.100Ω。

由上述描述可知，加入第四电阻，可用于后续检测充入电池的充电电流，即流经第四电阻的电流即为充电电流，而第四电阻取0.033～0.100Ω，接近0Ω，保证充电电流在第四电阻上产生的压降足够小，提高充电效率。

进一步地，所述电源管理芯片还包括第一电压检测引脚和第二电压检测引脚；

所述第一电压检测引脚和所述第二电压检测引脚分别连接所述第四电阻的两端，用于检测电池的充电电流。

由上述描述可知，第一电压检测引脚和第二电压检测引脚分别用于检测第四电阻两端的电压，从而测得第四电阻两端的电压差，该电压差除以第四电阻的阻值，即为流经第四电阻的电流，即得到电池的充电电流。

请参照图1，本实用新型的实施例一为：

一种智能模块10的充电电路30，如图1所示，包括电源管理芯片20和充电电路30。其中，电源管理芯片20包括充电正极引脚VCHG和充电使能脚VDRV，充电电路30包括MOS管Q1和三极管Q2，MOS管Q1为N沟道增强型场效应管，三极管Q2为PNP型三极管Q2。

在本实施例中，如图1所示，充电正极引脚VCHG同时与三极管Q2的发射极、MOS管Q1的栅极以及一内置充电禁用端CHARGE_SEL连接，三极管Q2的基极与MOS管Q1的漏极连接，MOS管Q1的源极与充电使能脚VDRV连接，三极管Q2的集电极用于与电池的正极连接。

即本实施例通过在电源管理芯片20的充电正极引脚VCHG与充电电路30的MOS管Q1栅极的连接处引出一个内置充电禁用端CHARGE_SEL，从而能通过将该内置充电禁用端CHARGE_SEL的电平拉低以控制充电电路30中三极管Q2和MOS管Q1为不导通状态，使得无论电源管理芯片20上的充电使能脚VDRV状态如何，充电电路30都不会对电池进行充电，即实现了对智能模块10内部充电功能的屏蔽，使得无法屏蔽内置充电功能的智能模块10也能禁用内置充电功能，以便扩展外置充电功能。

请参照图1，本实用新型的实施例二为：

在上述实施例一的基础上，如图1所示，本实施例的一种智能模块10的充电电路30中，充电电路30还包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第一电容C1，电源管理芯片20还包括充电检测引脚VCHG_D。

其中，在本实施例中，如图1所示，第一电阻R1连接在三极管Q2的基极与MOS管Q1的漏极之间，第二电阻R2连接在充电正极引脚VCHG与MOS管Q1的栅极之间，第三电阻R3连接在充电正极引脚VCHG与第二电阻R2之间，且充电检测引脚VCHG_D与第二电阻R2和第三电阻R3连接的一端连接，第一电容C1的一端连接充电检测引脚VCHG_D且另一端接地。

在本实施例中，智能模块10外接充电器时，此时充电正极引脚VCHG输入电压，充电检测引脚VCHG_D检测到电压，代表此时智能模块10已接入充电器。其中在充电检测引脚VCHG_D处有接入一个第一电容C1，可用于对为充电检测引脚VCHG_D检测到的电压信号进行滤波，保证充电检测引脚VCHG_D能够检测到稳定的充电电压；同时第一电容C1还与第三电阻R3串联形成RC滤波电路，保证后续充电使能时充电正极引脚VCHG输入给电池进行充电的电压能够缓慢上升，保证稳定的充电，在本实施例中，第一电容C1的电容量为1μF，第三电阻R3的阻值为100Ω，在其他等同实施例中，第一电容C1为0.1μF～10μF、第三电阻为10～1000Ω即可。

当电源管理芯片20通过USB接入外部电源时，若此时充电使能脚VDRV输出高，MOS管Q1为开漏状态，三极管Q2也不导通，即此时电源无法通过充电电路30为电池充电；当将充电使能脚VDRV电平拉低时，MOS管Q1导通，三极管Q2也导通，则此时外部电源的充电电压通过电池管理芯片20的充电正极引脚VCHG输入到三极管Q2的发射极，充电电压再从三极管Q2的发射极流向三极管Q2的集电极，为电池进行充电。其中，由于MOS管Q1和三级管在导通时内阻都很小，为防止三极管Q2烧坏，并保证三极管Q2集电极的反偏，要在三极管Q2的基极处增加第一电阻R1用于限流，在本实施例中，第一电阻R1的阻值为200Ω；而在充电正极引脚VCHG与MOS管Q1栅极的之间还连接有第二电阻R2，且第二的阻值为100KΩ，即第二电阻R2的阻值足够大，能保证充电的时候流入MOS管Q1栅极的电流极小，且接近于0，而由MOS管Q1的特性可知，MOS管Q1栅极对地阻抗很大，只需保证有电压输入即可导通，且能防止充电电流被分流而影响流入三极管Q2集电极给电池充电的电流变小造成充电效率低。在其他等同实施例中，第一电阻R1为100～1000Ω、第二电阻R2的为10～200KΩ即可。

在本实施例中，为了实现对智能模块10内部的充电功能的禁用，如图1所示，在MOS管Q1的栅极处引出了一条内置充电禁用端CHARGE_SEL，当内置充电禁用端CHARGE_SEL浮空时，充电电路30与上述智能模块10为电池充电时的电路一致，智能模块10的内置充电功能可正常工作；而当将内置充电禁用端CHARGE_SEL接地时，MOS管Q1的栅极始终为低，由MOS管Q1的特性可知，此时无论充电使能脚VDRV的状态如何，MOS管Q1都不会导通，因此三级管也不会导通，即内置充电功能无法使用，此时便实现了对内置充电功能的屏蔽。

请参照图1，本实用新型的实施例三为：

在上述实施例一或实施例二的基础上，如图1所示，本实施例的一种智能模块10的充电电路30中，充电电路30还包括第四电阻R4，电源管理芯片20还包括第一电压检测引脚VBAT_SENSE和第二电压检测引脚ISENSE。

其中，第四电阻R4连接在三极管Q2的集电极和电池的正极之间，且阻值为0.068Ω；而第一电压检测引脚VBAT_SENSE和第二电压检测引脚ISENSE分别连接所述第四电阻的两端，用于检测第四电阻R4两端的电压，通过测得第四电阻R4两端的电压差，并用该电压差除以第四电阻R4的阻值，得到流经第四电阻R4的电流，则该电流即为电池的充电电流。其中第四电阻R4的阻值要足够小，以保证充电电流在第四电阻上产生的压降足够小。例如：当充电电流为1A时，若第四电阻R4为0.100Ω，则压降只有0.1V；若第四电阻R4为1Ω，则压降达到1V，则第四电阻R4的功耗可达1W，功耗相当大。因此，第四电阻R4一般取0.033～0.100Ω，接近0Ω，有效保证充电电流在第四电阻上产生的压降足够小，提高充电效率。

综上所述，本实用新型提供的一种智能模块的充电电路，通过在电源管理芯片的充电正极引脚与充电电路的MOS管栅极的连接处引出一个内置充电禁用端，从而能通过将该内置充电禁用端的电平拉低以控制充电电路中三极管和MOS管为不导通状态，使得无论电源管理芯片上的充电使能脚状态如何，充电电路都不会对电池进行充电，即实现了对智能模块内部充电功能的屏蔽，使得无法屏蔽内置充电功能的智能模块也能禁用内置充电功能，以便扩展外置充电功能。其中，在充电电路中还包括了用于实现不同功能的电阻和电容，以保证充电电路的稳定工作，同时电源管理芯片还通过充电检测引脚、第一电压检测引脚和第二电压检测引脚实现了对是否接入充电适配器的检测及电池的充电电流大小及状态的实时监测。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种智能模块的充电电路，其特征在于，包括电源管理芯片和充电电路；

所述电源管理芯片包括充电正极引脚和充电使能脚；

所述充电电路包括MOS管和三极管；

所述充电正极引脚同时与所述三极管的发射极、所述MOS管的栅极以及一内置充电禁用端连接，所述三极管的基极与所述MOS管的漏极连接，所述MOS管的源极与所述充电使能脚连接，所述三极管的集电极用于与电池的正极连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能模块的充电电路，其特征在于，所述MOS管为N沟道增强型场效应管，所述三极管为PNP型三极管。

3.根据权利要求1所述的一种智能模块的充电电路，其特征在于，所述充电电路还包括第一电阻；

所述第一电阻连接在所述三极管的基极与所述MOS管的漏极之间。

4.根据权利要求3所述的一种智能模块的充电电路，其特征在于，所述第一电阻的阻值为100～1000Ω。

5.根据权利要求1所述的一种智能模块的充电电路，其特征在于，所述充电电路还包括第二电阻；

所述第二电阻连接在所述充电正极引脚与所述MOS管的栅极之间。

6.根据权利要求5所述的一种智能模块的充电电路，其特征在于，所述充电电路还包括第三电阻和第一电容，所述电源管理芯片还包括充电检测引脚；

所述第三电阻连接在所述充电正极引脚与所述第二电阻之间；

所述充电检测引脚与所述第二电阻和所述第三电阻连接的一端连接；

所述第一电容的一端连接所述充电检测引脚且另一端接地。

7.根据权利要求6所述的一种智能模块的充电电路，其特征在于，所述第二电阻的阻值为10～200KΩ；

所述第三电阻的阻值为10～1000Ω；

所述第一电容的电容量为0.1μF～10μF。

8.根据权利要求1所述的一种智能模块的充电电路，其特征在于，所述充电电路还包括第四电阻；

所述第四电阻连接在所述三极管的集电极和所述电池的正极之间。

9.根据权利要求8所述的一种智能模块的充电电路，其特征在于，所述第四电阻的阻值为0.033～0.100Ω。

10.根据权利要求8所述的一种智能模块的充电电路，其特征在于，所述电源管理芯片还包括第一电压检测引脚和第二电压检测引脚；

所述第一电压检测引脚和所述第二电压检测引脚分别连接所述第四电阻的两端，用于检测电池的充电电流。

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