CN216599035U - 低温保护供电电路、可充电电池及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了低温保护供电电路、可充电电池及电子设备，低温保护供电电路包括：输入电路，用于电连接输入电源并输出第一供电电压；转换电路，转换电路用于将所述第一供电电压进行电压变换以输出第二供电电压；温控保护电路，包括比较器和分别与比较器的两个输入端连接的第一分压电路和第二分压电路，第一分压电路包括热敏电阻，比较器的输出端与转换电路连接；第一分压电路被配置为根据热敏电阻的电阻值向比较器输出随环境温度变化的第一比较电压，第二分压电路被配置为向比较器输出固定的第二比较电压，比较器被配置为将第一比较电压和第二比较电压进行对比，并根据对比结果输出对应的控制信号以控制转换电路的第二供电电压的输出。

Description

低温保护供电电路、可充电电池及电子设备

技术领域

本申请属于供电电路技术领域，尤其涉及低温保护供电电路、可充电电池及电子设备。

背景技术

常规的电池通常在低温的环境中禁止充电，在低温条件下对电池进行充电容易引起电池极化，极化后的电池正负极短路，极易造成安全事故。

目前，现有的电池充电方案中常使用软件和对应的温度传感器对环境温度进行检测并对电池进行充电控制，此方法的可靠性不高，当温度过低时软件工作不稳定，容易引起软件对环境温度的误判。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种低温保护供电电路、可充电电池及电子设备，旨在解决传统的充电电池存在的低温充电保护不够稳定的问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种低温保护供电电路，包括：输入电路，用于电连接输入电源并输出第一供电电压；转换电路，所述转换电路的电能输入端与所述输入电路的输出端连接，所述转换电路用于将所述第一供电电压进行电压变换以输出第二供电电压；温控保护电路，包括比较器和分别与所述比较器的两个输入端连接的第一分压电路和第二分压电路，所述第一分压电路包括热敏电阻，所述比较器的输出端与所述转换电路的控制端连接；所述第一分压电路被配置为根据所述热敏电阻的电阻值向所述比较器输出随环境温度变化的第一比较电压，所述第二分压电路被配置为向所述比较器输出固定的第二比较电压，所述比较器被配置为将所述第一比较电压和所述第二比较电压进行对比，并根据对比结果输出对应的控制信号以控制所述转换电路的所述第二供电电压的输出。

其中一实施例中，所述第一分压电路还包括阻值固定的第一固定电阻，所述第一固定电阻的第一端与所述转换电路的电能输入端连接，所述第一固定电阻的第二端与所述比较器的第一输入端连接，所述第一固定电阻的第二端还通过所述热敏电阻接地。

其中一实施例中，所述第二分压电路包括阻值固定的第二固定电阻和阻值固定的第三固定电阻，所述第二固定电阻的第一端与所述转换电路的电能输入端连接，所述第二固定电阻的第二端与所述比较器的第二输入端连接，所述第二固定电阻的第二端还通过所述第三固定电阻接地。

其中一实施例中，所述温控保护电路还包括迟滞电路，所述迟滞电路连接在所述比较器的输出端与所述比较器的第二输入端之间，以用于提高所述低温保护供电电路的供电稳定性。

其中一实施例中，还包括过流保护电路，所述过流保护电路设置在所述输入电路的输出端与所述转换电路的电能输入端之间，以用于对所述低温保护供电电路进行过流保护。

其中一实施例中，还包括静电保护电路，所述静电保护电路设置在所述输入电路的输入端与地之间，以用于对所述低温保护供电电路进行静电保护。

其中一实施例中，所述输入电路包括电源接口和与所述电源接口连接的接口芯片，所述接口芯片的输出端为所述输入电路的输出端。

其中一实施例中，所述转换电路包括过压保护芯片，所述过压保护芯片的电能输入端为所述转换电路的电能输入端，所述过压保护芯片的控制端为所述转换电路的控制端，所述过压保护芯片的电能输出端为所述转换电路的电能输出端，所述过压保护芯片同时用于电压转换和对所述低温保护供电电路进行过压保护。

本申请实施例的第二方面提供了一种可充电电池，包括电池芯和如上述的低温保护供电电路，所述低温保护供电电路的电能输出端与所述电池芯连接。

本申请实施例的第三方面提供了一种电子设备，包括如上述的低温保护供电电路。

本实用新型实施例与现有技术相比存在的有益效果是：第一分压电路的热敏电阻的电阻值随环境温度变化，导致第一比较电压随着环境温度变化，因此比较器通过对比第一比较电压和第二比较电压，可以判断环境温度是否适合进行供电，当温度过低时，温控保护电路能够停止转换电路的工作，从而停止供电，通过简单的电路实现低温保护。

附图说明

图1为本申请第一实施例提供的低温保护供电电路示意图；

图2为本申请第三实施例提供的低温保护供电电路示意图。

附图标记说明：100、输入电路；200、转换电路；300、温控保护电路；400、过流保护电路；500、静电保护电路；600、输入电源；700、电池芯。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

图1示出了本申请第一实施例提供的低温保护供电电路的结构示意图，详述如下：

一种低温保护供电电路，包括：输入电路100、转换电路200和温控保护电路300；输入电路100用于电连接输入电源600并输出第一供电电压；转换电路200的电能输入端与输入电路100的输出端连接，转换电路200的电能输出端与电池芯700连接，转换电路200用于将第一供电电压进行电压变换以输出第二供电电压，并可以使用第二供电电压为电池芯700或其他储能模块供电；温控保护电路300包括比较器U1和分别与比较器U1的两个输入端连接的第一分压电路和第二分压电路，比较器U1的输出端与转换电路200的控制端连接。

第一分压电路包括热敏电阻RT，第一分压电路被配置为根据热敏电阻RT的电阻值向比较器U1输出随环境温度变化的第一比较电压，第二分压电路被配置为向比较器U1输出固定的第二比较电压，第一比较电压与环境温度相对应，第二比较电压与预设温度相对应，比较器U1被配置为将第一比较电压和第二比较电压进行对比，以用于判断环境温度是否小于预设温度，比较器U1根据对比结果输出对应的控制信号以控制转换电路200的第二供电电压的输出，当环境温度小于预设温度时，比较器U1输出对应的控制信号以控制转换电路200停止输出第二供电电压。

热敏电阻RT的电阻值变化和环境温度的变化是对应的，第一比较电压的值也是和环境温度相对应的，因此可以根据预设温度设置第二分压电路以使第二分压电路固定输出与预设温度对应的第二比较电压，通过将第一比较电压和第二比较电压进行对比即可判断当前的环境温度是否适合进行供电。当环境温度低于预设温度，通过判断第一比较电压和第二比较电压的大小关系，比较器U1可以控制转换电路200停止输出第二供电电压以停止低温保护供电电路的供电工作。

本实施例中，热敏电阻RT可以是负温度系数热敏电阻，其电阻值随着温度下降而上升，第一分压电路还包括阻值固定的第一固定电阻R1，第一固定电阻R1的第一端与转换电路200的电能输入端连接，第一固定电阻R1的第二端与比较器U1的第一输入端连接，第一固定电阻R1的第二端还通过热敏电阻RT接地。第一比较电压为施加到热敏电阻RT上的电压，热敏电阻RT的电阻值越大则第一比较电压越大。由于第二比较电压的值是固定的，当第一比较电压小于第二比较电压时，则说明环境温度大于预设温度，当第一比较电压大于第二比较电压时，则说明环境温度小于预设温度。

本实施例中，第二分压电路包括阻值固定的第二固定电阻R2和阻值固定的第三固定电阻R3，第二固定电阻R2的第一端与转换电路200的电能输入端连接，第二固定电阻R2的第二端与比较器U1的第二输入端连接，第二固定电阻R2的第二端还通过第三固定电阻R3接地，第二比较电压为施加到第三固定电阻R3上的电压。第二固定电阻R2和第三固定电阻R3的电阻值可以相等，使得第二比较电压固定为第一供电电压的二分之一。

本实施例中，温控保护电路300还包括迟滞电路，迟滞电路包括迟滞电阻R4，迟滞电路连接在比较器U1的输出端与比较器U1的第二输入端之间，以用于提高低温保护供电电路的供电稳定性。通过设置迟滞电路可以将比较器U1的对比内容从第一比较电压和第二比较电压的对比变为第一比较电压与两个不相等的判定阈值的对比，本实施例中的两个判定阈值分别是停止阈值和启动阈值，其中停止阈值小于启动阈值。当第一比较电压小于停止阈值，比较器U1将输出用于停止转换电路200工作的控制信号；当第一比较电压不小于停止阈值且不大于启动阈值，比较器U1将保持比较器U1之前的控制信号的输出；当第一比较电压大于启动阈值，比较器U1将输出用于启动转换电路200的控制信号。例如，在温度层面，停止阈值对应的温度可以为-2℃，启动阈值对应的温度可以为-1℃，当环境温度为-3℃时，转换电路200停止供电，当环境温度从-3℃升至-1.5℃时，转换电路200仍然保持停止供电的状态，当环境温度继续上升直至大于-2℃时，转换电路200开始供电；同样的，当环境温度从大于-2℃变为-1.5℃，转换电路200仍然保持供电状态。

需要说明的是，由于环境温度是时刻在变化的，且热敏电阻RT的电阻值变化是呈线性的，当未设有迟滞电路，且第一比较电压与第二比较电压非常接近时，第一比较电压会在环境温度的影响下不断波动，会使得温控保护电路300会不断停止或启动转换电路200，而通过迟滞电路能够使得低温保护供电电路的供电更加稳定。

本实施例中，低温保护供电电路还包括过流保护电路400，过流保护电路400包括自恢复保险丝，过流保护电路400设置在输入电路100的输出端与转换电路200的电能输入端之间，以用于对低温保护供电电路进行过流保护，当电流过大时，过流保护电路400会自动断开。

本实施例中，低温保护供电电路还包括静电保护电路500，静电保护电路500包括静电阻抗器，静电阻抗器设置在输入电路100的输入端与地之间，以用于对低温保护供电电路进行静电保护，避免静电导致低温保护供电电路损坏。

本实施例中，输入电路100包括电源接口和与电源接口连接的接口芯片，接口芯片的输出端为输入电路100的输出端。电源接口可以是USB接口或TYPE-C接口，接口芯片是与电源接口的型号相对应的芯片。

本实施例中，转换电路200包括过压保护芯片，过压保护芯片的电能输入端为转换电路200的电能输入端，过压保护芯片的控制端为转换电路200的控制端，过压保护芯片的电能输出端为转换电路200的电能输出端，过压保护芯片同时用于电压转换和对低温保护供电电路进行过压保护，当第一供电电压高于预设电压值，例如当预设电压值为6.3V，而第一供电电压高于6.3V时，过压保护芯片停止输出第二供电电压。

本实施例中，当比较器U1输出的控制信号为高电平时，过压保护芯片停止输出第二供电电压，当比较器U1输出的控制信号为低电平时，过压保护芯片输出第二供电电压。

另一实施例中，当比较器U1输出的控制信号为低电平时，过压保护芯片停止输出第二供电电压，当比较器U1输出的控制信号为高电平时，过压保护芯片输出第二供电电压。

本申请第二实施例提供了一种低温保护供电电路，本实施例基于第一实施例，但本实施例与第一实施例不同的是，本实施例的热敏电阻RT为正温度系数热敏电阻RT，随着环境温度的下降，热敏电阻RT的电阻值和第一比较电压也会随之下降，可通过对应修改比较器U1的相关电路实现与第一实施例相同的效果，例如，将第一固定电阻R1的第二端与比较器U1的第一端连接改为第一固定电阻R1的第二端与比较器U1的第二端连接，第二固定电阻R2的第二端与比较器U1的第二端连接改为第二固定电阻R2的第二端与比较器U1的第一端连接。

图2示出了本申请第三实施例提供的低温保护供电电路的示意图，详述如下：

本实施例与第一实施例不同的是，热敏电阻RT与第一固定电阻R1在电路中交换位置，热敏电阻RT的第一端与转换电路200的电能输入端连接，热敏电阻RT的第二端与比较器U1的第一输入端连接，热敏电阻RT的第二端通过第一固定电阻R1接地，此时，第一比较电压为施加到第一固定电阻R1上的电压，使得随着环境温度的下降，热敏电阻RT的电阻值升高，第一比较电压随之下降。可通过对应修改比较器U1的相关电路实现与第一实施例相同的效果，例如，本实施例将第一固定电阻R1的第二端与比较器U1的第一端连接改为第一固定电阻R1的第二端与比较器U1的第二端连接，第二固定电阻R2的第二端与比较器U1的第二端连接改为第二固定电阻R2的第二端与比较器U1的第一端连接。

本申请第四实施例提供了一种可充电电池，包括电池芯700和如第一实施例或第二实施例或第三实施例的低温保护供电电路，低温保护供电电路的电能输出端与电池芯700连接，低温保护供电电路的电能输出端即是转换电路200的电能输出端。

本申请第五实施例提供了一种电子设备，包括如第一实施例或第二实施例或第三实施例的低温保护供电电路。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低温保护供电电路，其特征在于，包括：

输入电路，用于电连接输入电源并输出第一供电电压；

转换电路，所述转换电路的电能输入端与所述输入电路的输出端连接，所述转换电路用于将所述第一供电电压进行电压变换以输出第二供电电压；

温控保护电路，包括比较器和分别与所述比较器的两个输入端连接的第一分压电路和第二分压电路，所述第一分压电路包括热敏电阻，所述比较器的输出端与所述转换电路的控制端连接；

所述第一分压电路被配置为根据所述热敏电阻的电阻值向所述比较器输出随环境温度变化的第一比较电压，所述第二分压电路被配置为向所述比较器输出固定的第二比较电压，所述比较器被配置为将所述第一比较电压和所述第二比较电压进行对比，并根据对比结果输出对应的控制信号以控制所述转换电路的所述第二供电电压的输出。

2.如权利要求1所述的一种低温保护供电电路，其特征在于，所述第一分压电路还包括阻值固定的第一固定电阻，所述第一固定电阻的第一端与所述转换电路的电能输入端连接，所述第一固定电阻的第二端与所述比较器的第一输入端连接，所述第一固定电阻的第二端还通过所述热敏电阻接地。

3.如权利要求2所述的一种低温保护供电电路，其特征在于，所述第二分压电路包括阻值固定的第二固定电阻和阻值固定的第三固定电阻，所述第二固定电阻的第一端与所述转换电路的电能输入端连接，所述第二固定电阻的第二端与所述比较器的第二输入端连接，所述第二固定电阻的第二端还通过所述第三固定电阻接地。

4.如权利要求3所述的一种低温保护供电电路，其特征在于，所述温控保护电路还包括迟滞电路，所述迟滞电路连接在所述比较器的输出端与所述比较器的第二输入端之间，以用于提高所述低温保护供电电路的供电稳定性。

5.如权利要求1所述的一种低温保护供电电路，其特征在于，还包括过流保护电路，所述过流保护电路设置在所述输入电路的输出端与所述转换电路的电能输入端之间，以用于对所述低温保护供电电路进行过流保护。

6.如权利要求1所述的一种低温保护供电电路，其特征在于，还包括静电保护电路，所述静电保护电路设置在所述输入电路的输入端与地之间，以用于对所述低温保护供电电路进行静电保护。

7.如权利要求1所述的一种低温保护供电电路，其特征在于，所述输入电路包括电源接口和与所述电源接口连接的接口芯片，所述接口芯片的输出端为所述输入电路的输出端。

8.如权利要求1所述的一种低温保护供电电路，其特征在于，所述转换电路包括过压保护芯片，所述过压保护芯片的电能输入端为所述转换电路的电能输入端，所述过压保护芯片的控制端为所述转换电路的控制端，所述过压保护芯片的电能输出端为所述转换电路的电能输出端，所述过压保护芯片同时用于电压转换和对所述低温保护供电电路进行过压保护。

9.一种可充电电池，其特征在于，包括电池芯和如权利要求1-8任一项所述的低温保护供电电路，所述低温保护供电电路的电能输出端与所述电池芯连接。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的低温保护供电电路。

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