CN216872904U - 一种充电唤醒电路及充电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种充电唤醒电路及充电系统，主要涉及充电唤醒领域。该充电唤醒电路包括RC电路、泄放电路、开关电路和控制器；RC电路与充电口连接，用于在充电接入时，向开关电路输入电信号；开关电路的第一端与RC电路连接，开关电路的第二端与系统电源电路连接，用于根据电信号产生驱动信号，并将驱动信号输入至系统电源电路。可见，该充电唤醒电路在充电接入时，根据RC电路输出的电信号产生驱动信号，并将该驱动信号输入至系统电源电路以唤醒系统供电，由于RC电路中的电容在充满电后将不再有电流流过，因此有效降低了充电唤醒的功耗，实现了低功耗的需求，提高了充电唤醒电路的实用性。

Description

一种充电唤醒电路及充电系统

技术领域

本实用新型涉及充电唤醒领域，特别是涉及一种充电唤醒电路及充电系统。

背景技术

随着经济快速发展，能源问题日益严重，例如，各类锂电池或蓄电池设备的使用，都会面临因系统功耗带来使用时间短或过放导致电池失效的问题。在电池管理系统应用中，当电池因过放导致系统休眠时需要进行充电唤醒。

当前的充电唤醒技术通过周期性自动唤醒系统，进行电流检测，从而判断系统是否被充电。但是，由于系统需要周期性启动，因此系统的功耗较高，且唤醒单元部分的电源需要持续供电，增加了系统休眠功耗。

由此可见，如何降低充电唤醒的功耗是本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种充电唤醒电路及充电系统，用于在电源休眠时唤醒电源，降低充电唤醒的功耗。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种充电唤醒电路，包括：RC电路、泄放电路、开关电路和控制器；

RC电路与充电口连接，用于在充电接入时，向开关电路输入电信号；

泄放电路与RC电路连接，用于泄放RC电路上的电荷；

控制器与泄放电路连接，用于控制泄放电路的导通与关断；

开关电路的第一端与RC电路连接，开关电路的第二端与系统电源电路连接，用于根据电信号产生驱动信号，并将驱动信号输入至系统电源电路。

优选地，RC电路包括第一电阻、电容和第二电阻；

第一电阻的第一端与充电口的正极连接，第一电阻的第二端与电容的第一端连接；

电容的第二端与第二电阻的第一端连接；

第二电阻的第二端与充电口的负极连接。

优选地，泄放电路包括第三电阻和开关；

第三电阻的第一端与电容和第一电阻的公共端连接，第三电阻的第二端与开关的第一端连接；

开关的第二端与电容和第二电阻的公共端连接。

优选地，还包括与RC电路和开关电路的公共端连接的第一二极管。

优选地，还包括第二二极管、第四电阻和按键；

第二二极管的正极与电池的正极连接，第二二极管的负极与第四电阻的第一端连接；

第四电阻的第二端与按键的第一端连接；

按键的第二端与第一电阻的第一端连接。

优选地，开关电路包括MOS管或三极管。

优选地，开关为光耦或光继电器。

本实用新型提供一种充电唤醒电路，包括RC电路、泄放电路、开关电路和控制器；RC电路与充电口连接，用于在充电接入时，向开关电路输入电信号；开关电路的第一端与RC电路连接，开关电路的第二端与系统电源电路连接，用于根据电信号产生驱动信号，并将驱动信号输入至系统电源电路。该充电唤醒电路在充电接入时，根据RC电路输出的电信号产生驱动信号，并将该驱动信号输入至系统电源电路以唤醒电源供电，由于RC电路中的电容在充满电后将不再有电流流过，因此有效降低了充电唤醒的功耗，实现了低功耗的需求，提高了充电唤醒电路的实用性。

此外，本实用新型所提供的充电系统包括上述提到的充电唤醒电路，效果同上。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，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为本实用新型提供的一种充电唤醒电路的结构图；

图2为本实用新型提供的一种应用于主正控制的BMS中的充电唤醒电路的电路图；

图3为本实用新型提供的一种应用于主负控制的BMS中的充电唤醒电路的电路图；

图4为本实用新型提供的一种应用于电子设备的充电唤醒电路的电路图。

附图标记如下：1为RC电路，2为泄放电路，3为控制器，4为开关电路。

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范围。

本实用新型的核心是提供一种充电唤醒电路及充电系统，用于在电源休眠时唤醒电源，降低充电唤醒的功耗。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

需要说明的是，本实用新型中的充电唤醒电路及充电系统可以同时适用于充电放电同口与充电放电分口，在此不作限定。

图1为本实用新型提供的一种充电唤醒电路的结构图，下面对图1所示的结构进行说明。

充电唤醒电路，包括：RC电路1、泄放电路2、开关电路4和控制器3；RC电路1与充电口连接，用于在充电接入时，向开关电路4输入电信号；泄放电路2与RC电路1连接，用于泄放RC电路1上的电荷；控制器3与泄放电路2连接，用于控制泄放电路2的导通与关断；开关电路4的第一端与RC电路1连接，开关电路4的第二端与系统电源电路连接，用于根据电信号产生驱动信号，并将驱动信号输入至系统电源电路。

RC电路1是由电阻和电容C串联组成的电路，在具体实施中，若对系统功耗的容忍程度较高，则可以串联两个阻值较大的电阻来代替RC电路1。

泄放电路2与RC电路1中的电容C并联，可通过泄放电路2对电容C进行放电处理，以防止系统关机后因电容C仍带电导致下次充电无法唤醒。在具体实施中，控制器3可以是微控制单元(Micro Control Unit，MCU)，也可以是中央处理器(Central Process Unit，CPU)，本实施例对此不做限制。本实施例中的控制器3与泄放电路2连接，用于控制泄放电路2的导通与关断，具体地，在充电接入时，电容C持续充电，此时控制器3控制泄放电路2保持关断状态，防止因泄放电路2放电导致功耗增加，而在充电唤醒完成后，控制器3控制泄放电路2保持导通状态，使得充满电的电容C可以通过泄放电路2进行放电处理。

开关电路4的第一端与RC电路1连接，第二端与系统电源电路连接，用于对RC电路1输入的电信号进行处理，产生驱动信号，并将该驱动信号输入至系统电源电路。在具体实施中，开关电路4可以通过三极管实现信号的有效传递，具体地，三极管的基极与RC电路1连接，在充电接入时，开关电路4接收RC电路1输入的电信号，由于此时电信号大于三极管的导通电压，因此，三极管导通，并产生驱动信号，通过将该驱动信号输入至系统电源电路以尝试唤醒电源，而随着电容C的持续充电，RC电路1输入的电信号持续减小，当该电信号减小至小于三极管的导通电压时，此时RC电路1输入的电信号为无效信号，三极管关断，不再产生驱动信号，唤醒过程结束。需要说明的是，除三极管外，开关电路4也可以通过光耦、场效应管等其它器件识别电信号是否为有效信号，还可以将电信号传递至控制器3，由控制器3进行逻辑识别，本实施例对开关电路4处理电信号的方式不作限定。显然，开关电路4中除三极管或光耦或场效应管外，还可以包括电阻等其它器件，本实施例对开关电路4的结构不做具体说明。

具体实施中，在充电接入后，若电源恢复工作，则说明充电唤醒成功，此时整个系统可通过控制系统电源电路进行上电自锁，在上电自锁后，电容电压会持续升高直至达到充电电压，当电容C电压达到充电电压后则RC电路1中将不再有电流流过，电容C的充电过程即为充电唤醒电路唤醒电源的过程；而若电源未恢复工作，则说明本次充电唤醒失败。

本实用新型提供一种充电唤醒电路，包括RC电路、泄放电路、开关电路和控制器；RC电路与充电口连接，用于在充电接入时，向开关电路输入电信号；开关电路的第一端与RC电路连接，开关电路的第二端与系统电源电路连接，用于根据电信号产生驱动信号，并将驱动信号输入至系统电源电路。该充电唤醒电路在充电接入时，根据RC电路输出的电信号产生驱动信号，并将该驱动信号输入至系统电源电路以唤醒系统供电，由于RC电路中的电容在充满电后将不再有电流流过，因此有效降低了充电唤醒的功耗，实现了低功耗的需求，提高了充电唤醒电路的实用性。

在上述实施例的基础上，本实施例中的RC电路1设置两个电阻与电容C串联，以通过电阻分压调节RC电路1输入至开关电路4的电信号。具体地，RC电路1包括第一电阻R1、电容C和第二电阻R2；第一电阻R1的第一端与充电口的正极连接，第一电阻R1的第二端与电容C的第一端连接；电容C的第二端与第二电阻R2的第一端连接；第二电阻R2的第二端与充电口的负极连接。

图2为本实用新型提供的一种应用于主正控制的BMS中的充电唤醒电路的电路图，如图2所示，充电口的总正端为P+，总负端为P-，总正端连接两个MOS管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)，分别为充电MOS管Q1和放电MOS管Q2。在具体实施中，充电接入时，电流从充电口的P+端经第一电阻R1、电容C和第二电阻R2至P-端，由于第一电阻R1和第二电阻R2的分压作用，此时RC电路1向开关电路4输入的电信号即为与第二电阻R2两端电压大小相等的电压信号，随着电容C持续充电，流过第一电阻R1和第二电阻R2的电流持续减小，因此第一电阻R1和第二电阻R2两端电压也随之减小，当第二电阻R2两端电压减小至一定值即RC电路1向开关电路4输入的电信号不足以触发开关电路4的导通条件时，开关电路4断开，充电唤醒过程结束。

此外，可以通过调整第一电阻R1和第二电阻R2的阻值以及电容C的容值实现调整电容C的充电时间，从而实现调节唤醒时间。例如，可以通过增大第二电阻R2的阻值使得第二电阻R2两端电压增大，延长开关电路4的导通时间，从而延长充电唤醒电路的唤醒时间；也可以在电容C两端并联一或多个电容C以扩大电容C的容值，通过延长电容C的充电时间实现延长唤醒时间。需要说明的是，第一电阻R1和第二电阻R2的阻值以及所并联的电容C的容值根据实际需要的唤醒时间决定，本实施例对此不做限制。

图3为本实用新型提供的一种应用于主负控制的BMS中的充电唤醒电路的电路图。显然，除主正控制的电池管理系统(Battery Management System，BMS)外，本实施例所提供的充电唤醒电路也可以应用于主负控制的BMS。在主负控制的BMS中，需要将充电MOS管Q1和放电MOS管Q2设置于充电口的总负端，具体参见图3。

本实施例设置RC电路包括第一电阻、电容和第二电阻，使得RC电路向开关电路输入的电信号与第二电阻两端电压大小相等，从而可以通过调节第一电阻和第二电阻的阻值以及电容的容值等方式调节RC电路输入至开关电路的电信号，实现调节唤醒时间。

在上述实施例的基础上，为使得控制器3能够控制泄放电路2的导通与关断，本实施例设置泄放电路2包括第三电阻R3和开关S。其中，第三电阻R3的第一端与电容C和第一电阻R1的公共端连接，第三电阻R3的第二端与开关S的第一端连接；开关S的第二端与电容C和第二电阻R2的公共端连接。

开关S可以是轻触开关，也可以是光开关，本实施例对开关S的种类不做限定。在具体实施中，每结束一次唤醒过程即RC电路1中的电容C充满电的过程，控制器3就会控制开关S闭合，此时泄放电路2处于导通状态，在第三电阻R3和电容C组成的回路中，电容C可以通过第三电阻R3放电，实现对电容C中多余电荷的泄放；而在泄放完成后，控制器3则控制开关S断开，使得在进行下一次充电唤醒时，泄放电路2处于关断状态，此时电流经过第一电阻R1后可以直接对电容C进行充电，从而实现降低充电唤醒电路的功耗。

本实施例设置泄放电路包括第三电阻和开关，使得控制器能够通过开关控制泄放电路的导通与关断，从而在唤醒结束后通过导通泄放电路释放电容中多余的电荷，防止下次充电无法唤醒，并且在泄放结束后通过关断泄放电路使得下一次充电唤醒时泄放电路不会影响电容充电，有效降低了充电唤醒电路的功耗。

在上述实施例的基础上，为保护开关电路4等后级电路，本实施例设置充电唤醒电路还包括与RC电路1和开关电路4的公共端连接的第一二极管D1。

在本实施例中，第一二极管D1可以是稳压管，也可以是瞬态二极管，本实施例对第一二极管D1的种类不做限定。在电容C的充电过程中，第一电阻R1和第二电阻R2分压U1，随着电容C的电压持续增大，第二电阻R2的第一端的电压持续减小，同时，第二电阻R2的第一端与第一二极管D1连接进行电压钳位U2，当U1大于U2时，则输入到开关电路4中的电信号为U2，当U1小于或等于U2时，则输入到开关电路4中的电信号为U1。

需要说明的是，在开关电路4等后级电路的安全电压足够大时，则可以省去第一二极管D1。例如，当充电口的充电电压小于后级电路的安全电压时，则第二电阻R2两端电压始终小于后级电路的安全电压，此时可以省去第一二极管D1。

本实施例中设置充电唤醒电路还包括与RC电路和开关电路的公共端连接的第一二极管，通过第二电阻和第一二极管相连进行电压钳位，以实现对后级电路的防护。

图4为本实用新型提供的一种应用于电子设备的充电唤醒电路的电路图。在上述实施例的基础上，为实现充电唤醒与按键K唤醒相结合，本实施例设置充电唤醒电路还包括第二二极管D2、第四电阻R4和按键K；其中，第二二极管D2的正极与电池的正极连接，第二二极管D2的负极与第四电阻R4的第一端连接；第四电阻R4的第二端与按键K的第一端连接；按键K的第二端与第一电阻R1的第一端连接，如图4所示。

在具体实施中，按下按键K时，电池接入充电唤醒电路为电容C充电，此时的电池可等效为充电器，具体充电唤醒过程参加上述实施例，本实施例不做重复说明。需要说明的是，第二二极管D2的正极所连接的器件包括但不限于电池，还可以是由电池或供电设备组成的供电系统等。此外，当电池电压过大时，可适当增大第四电阻R4的阻值或设置一个与第一电阻R1串联的电阻，通过增大电阻分压保护充电唤醒电路。

本实施例设置充电唤醒电路还包括第二二极管、第四电阻和按键，按下按键时，电池接入充电唤醒电路为电容充电，实现了按键唤醒与充电唤醒相结合。

在上述实施例的基础上，本实施例对开关电路4的结构作进一步说明。为识别电信号，本实施例设置开关电路4包括MOS管或三极管。

在具体实施中，当RC电路1输入的电信号大于MOS管或三极管的导通电压时，开关电路4导通，向系统电源电路输入驱动信号以尝试唤醒电源。需要说明的是，在具体实施中也可以使用单刀单掷开关，光开关等器件来代替MOS管或三极管，具体地，由控制器3通过逻辑识别判断输入至开关电路4的电信号是否为有效信号，当输入的电信号为有效信号时，控制器3控制单刀单掷开关或光开关闭合，使得开关电路4导通。

本实施例设置开关电路包括MOS管或三极管，在电信号大于MOS管或三极管的导通电压时，MOS管或三极管导通，开关电路导通，而在电信号小于或等于MOS管或三极管的导通电压时，MOS管或三极管关断，开关电路关断，通过MOS管或三极管实现电信号的识别，以便进行充电唤醒，为系统电源电路提供驱动信号。

在上述实施例的基础上，为提高泄放电路2的抗干扰性，本实施例设置泄放电路2中的开关S为光耦或光继电器。

在具体实施中，光耦与光继电器的输入端与输出端电气性绝缘，控制器3的控制信号以光信号的形式传输，实现了电-光-电控制。可以理解的是，在干扰因素较少的情况下，开关S可以使用单刀单掷开关，由控制器3控制其闭合与断开。

本实施例设置泄放电路中的开关为光耦或光继电器，由于其输入端与输出端电气性绝缘，因此有效降低了电路中的各种干扰因素对控制器控制泄放电路过程的干扰。

上述实施例对充电唤醒电路进行了详细说明，本实用新型还提供一种充电系统，该充电系统包括上述实施例中描述的充电唤醒电路。

可以理解的是，除充电唤醒电路外，该充电系统还包括系统电源电路，用于为外部负载供电。

本实施例所提供的充电系统包括充电唤醒电路，由于充电唤醒电路包括RC电路、泄放电路、开关电路和控制器；RC电路与充电口连接，用于在充电接入时，向开关电路输入电信号；开关电路的第一端与RC电路连接，开关电路的第二端与系统电源电路连接，用于根据电信号产生驱动信号，并将驱动信号输入至系统电源电路。该充电系统在充电接入时，根据RC电路输出的电信号产生驱动信号，并将该驱动信号输入至系统电源电路以唤醒电源供电，由于RC电路中的电容C在充满电后将不再有电流流过，因此有效降低了充电唤醒的功耗，实现了低功耗的需求，提高了充电系统的实用性。

以上对本实用新型所提供的充电唤醒电路及充电系统进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (8)

1.一种充电唤醒电路，其特征在于，包括：RC电路、泄放电路、开关电路和控制器；

所述RC电路与充电口连接，用于在充电接入时，向所述开关电路输入电信号；

所述泄放电路与所述RC电路连接，用于泄放所述RC电路上的电荷；

所述控制器与所述泄放电路连接，用于控制所述泄放电路的导通与关断；

所述开关电路的第一端与所述RC电路连接，所述开关电路的第二端与系统电源电路连接，用于根据所述电信号产生驱动信号，并将所述驱动信号输入至所述系统电源电路。

2.根据权利要求1所述的充电唤醒电路，其特征在于，所述RC电路包括第一电阻、电容和第二电阻；

所述第一电阻的第一端与所述充电口的正极连接，所述第一电阻的第二端与所述电容的第一端连接；

所述电容的第二端与所述第二电阻的第一端连接；

所述第二电阻的第二端与所述充电口的负极连接。

3.根据权利要求2所述的充电唤醒电路，其特征在于，所述泄放电路包括第三电阻和开关；

所述第三电阻的第一端与所述电容和所述第一电阻的公共端连接，所述第三电阻的第二端与所述开关的第一端连接；

所述开关的第二端与所述电容和所述第二电阻的公共端连接。

4.根据权利要求1所述的充电唤醒电路，其特征在于，还包括与所述RC电路和所述开关电路的公共端连接的第一二极管。

5.根据权利要求3所述的充电唤醒电路，其特征在于，还包括第二二极管、第四电阻和按键；

所述第二二极管的正极与电池的正极连接，所述第二二极管的负极与所述第四电阻的第一端连接；

所述第四电阻的第二端与所述按键的第一端连接；

所述按键的第二端与所述第一电阻的第一端连接。

6.根据权利要求1所述的充电唤醒电路，其特征在于，所述开关电路包括MOS管或三极管。

7.根据权利要求3所述的充电唤醒电路，其特征在于，所述开关为光耦或光继电器。

8.一种充电系统，其特征在于，包括权利要求1至7任意一项所述的充电唤醒电路。

Images