CN218788405U - 一种电池激活装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电池激活装置，包括第一电压检测电路，包括第一比较器；第一连接器，包括用于连接电池正极的第一连接端、用于连接电池负极的第二连接端和用于连接系统地PGND的第三连接端，且第二连接端还与电源地GND连接；第一开关电路，包括第一使能端、第一开关端和第二开关端，第一使能端耦接第一输出端，第一开关端连接第三连接端，第二开关端连接第二连接端，第一开关电路用于受第一控制信号触发导通或断开第一开关端和第二开关端之间的连接，通过第一连接器连接电源地以及系统地，第一电压检测电路检测电池电压，电池电压低于预设值后第一电压检测电路控制第一开关电路短接GND和PGND，无需依赖人工手动操作，提升电池激活的安全性和自动化程度。

Description

一种电池激活装置

技术领域

本申请涉及电池测试技术领域，特别是涉及一种电池激活装置。

背景技术

在对含有诸如锂电池等产品进行充放电功能测试后，容易发生电池拆卸断线、严重过放等情况，此时由于电池保护芯片启用，单一通过插上充电器，或开关键，通常无法激活电池。

目前，现有技术通常需要人工手动使电源地GND和系统地PGND短接，再使用仪器检测电池是否能够正常充放电来确定是否激活成功，存在操作失误导致产品损坏的风险。因此，如何降低现有产品中存在的操作失误导致产品损坏的风险是亟待解决的问题。

实用新型内容

根据本申请的实施例，本申请提出一种电池激活装置，以至少解决上述现有产品中存在的操作失误导致产品损坏的风险的问题。

本申请提供一种电池激活装置，包括：第一连接器、第一电压检测路和第一开关电路，第一连接器包括用于连接电池正极的第一连接端、用于连接电池负极的第二连接端和用于连接系统地PGND的第三连接端，且所述第二连接端还与电源地GND连接；第一电压检测电路，包括第一比较器，所述第一比较器包括第一输出端和两个第一输入端，所述两个第一输入端分别接入与所述第一连接端和第一参考电压，且所述第一输出端用于输出第一控制信号；第一开关电路，包括第一使能端、第一开关端和第二开关端，所述第一使能端耦接至所述第一输出端，所述第一开关端连接所述第三连接端，所述第二开关端连接所述第二连接端，所述第一开关电路用于受所述第一控制信号触发导通或断开所述第一开关端和所述第二开关端之间的连接。

因此，通过设置第一连接器连接电源地GND以及系统地PGND，第一电压检测电路检测电池电压，且第一电压检测电路通过第一比较器比较电池电压和第一参考电压，以输出信号，从而控制第一开关电路短接GND和PGND，进而无需依赖于人工手动操作，有助于提升电池激活的安全性和自动化程度。

其中，所述两个第一输入端包括第一同相输入端和第一反相输入端，所述第一同相输入端接入所述第一连接端，所述第一反相输入端接入所述第一参考电压，所述第一开关电路包括PNP三极管，所述PNP三极管的基极作为所述第一使能端与所述第一输出端耦接，所述PNP三极管的发射极作为所述第一开关端与所述第三连接端连接，所述PNP三极管的集电极作为所述第二开关端与所述第二连接端连接。

因此，通过三极管控制电路通断，达到控制电压小、响应速度快的效果，提高装置的安全性和稳定性。

其中，所述电池激活装置还包括：第二连接器，包括用于连接电源正极的第四连接端和用于连接电源负极的第五连接端，且所述第五连接端还与电源地GND连接；第二电压检测电路，包括第二比较器，所述第二比较器包括第二输出端和两个第二输入端，所述两个第二输入端分别接入所述第一连接端和第二参考电压，且所述第二输出端用于输出第二控制信号；第二开关电路，包括第二使能端、第三开关端和第四开关端，所述第二使能端耦接至所述第二输出端，所述第三开关端连接所述第四连接端，所述第四开关端连接所述第一连接端，所述第二开关电路用于受所述第二控制信号触发导通或断开所述第三开关端和所述第四开关端之间的连接。

因此，通过设置电源对电池进行充电，可以提高装置的便捷性；设置第二电压检测电路以及第二开关电路可以自动停止充电，进一步提高自动化程度。

其中，所述第二电压检测电路还包括串联连接的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻未与所述第二电阻连接的一端与所述第四连接端连接，所述第二电阻未与所述第一电阻连接的一端与电源地GND连接，所述两个第二输入端包括第二同相输入端和第二反相输入端，所述两个第一输入端包括第一同相输入端和第一反相输入端，所述第二同相输入端连接至所述第一电阻与所述第二电阻间的串联点；所述第二电压检测电路还包括串联连接的第三电阻和第四电阻，所述第三电阻未与所述第四电阻连接的一端与所述第一连接端连接，所述第四电阻未与所述第三电阻的一端与电源地GND连接，所述第二反相输入端连接至所述第三电阻、所述第四电阻间的串联点。

因此，通过电阻的分压，提高了第二电压检测电路的检测精度。

其中，所述第一电压检测电路还包括串联连接的第五电阻和第六电阻，所述第五电路未与所述第六电阻连接的一端与所述第一连接端连接，所述第六电阻未与所述第五电阻连接的一端与电源地GND连接，且所述第一同相输入端连接至所述第五电阻与所述第六电阻间的串联点，所述第一反相输入端连接至所述第一电阻与所述第二电阻间的串联点。

因此，通过电阻的分压，提高了第一电压检测电路的检测精度。

其中，所述第二开关电路包括：第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻和第十一电阻，所述第七电阻、所述第八电阻和第九电阻星形连接，所述第九电阻未与所述第七电阻或所述第八电阻连接的一端作为所述第二使能端；NPN三极管，所述第八电阻未与所述第七电阻或第九电阻连接的一端与所述NPN三极管的基极连接，所述NPN三极管的发射极与电源地GND连接；PMOS管，所述第十一电阻连接于所述NPN三极管的集电极与所述PMOS管的栅极之间，所述第七电阻未与所述第八电阻或所述第九电阻连接的一端与所述PMOS管的源极的汇接端作为所述第三开关端，所述第十电阻的一端连接于所述第十一电阻与所述栅极之间，所述第十电阻的另一端与所述PMOS管的漏极的汇接端作为所述第四开关端。

因此，通过MOS管与三极管控制电路的通断，达到了控制电压小、响应速度块的效果。

其中，所述电池激活装置还包括第一指示电路，用于指示电池是否激活成功，且所述第一指示电路与所述第二输出端连接。

因此，通过第一指示电路能指示电池是否激活成功，提高装置的人机交互性和状态可读性。

其中，所述第一指示电路包括相互连接的第一发光二极管和第十二电阻。

因此，通过发光二极管，导通电压小，达到节能以及降低装置的工作电压的效果。

其中，所述电池激活装置还包括第二指示电路，用于指示电池是否正在充电，且所述第二指示电路与所述第三开关端连接。

因此，可以提高装置的人机交互性和状态可读性。

其中，所述第二指示电路包括相互连接的第二发光二极管和第十三电阻。

因此，通过发光二极管，导通电压小，达到节能以及降低装置的工作电压的效果。

附图说明

下面将结合附图及实施方式对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本申请一种电池激活装置一实施例的结构示意图；

图2是本申请一种电池激活装置又一实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案做进一步详细描述。

请参照图1，图1是本申请一种电池激活装置一实施例的结构示意图，本申请的一种电池激活装置100，包括：第一连接器J2，包括用于连接电池正极的第一连接端J2-1、用于连接电池负极的第二连接端J2-3和用于连接系统地PGND的第三连接端J2-2，且所述第二连接端J2-3还与电源地GND连接；第一电压检测电路101，包括第一比较器U1B，所述第一比较器U1B包括第一输出端7和两个第一输入端5、6，所述两个第一输入端5、6分别接入与所述第一连接端J2-1和第一参考电压，且所述第一输出端7用于输出第一控制信号；第一开关电路102，包括第一使能端Q3-1、第一开关端Q3-2和第二开关端Q3-3，所述第一使能端Q3-1耦接至所述第一输出端7，所述第一开关端Q3-2连接所述第三连接端J2-2，所述第二开关端Q3-3连接所述第二连接端J2-3，所述第一开关电路102用于受所述第一控制信号触发导通或断开所述第一开关端Q3-2和所述第二开关端Q3-3之间的连接。

第一比较器U1B的一个第一输入端5通过与第一连接器J2连接以接收来自电池的电压信号，另一个第一输入端6接入第一参考电压，第一比较器U1B根据两个第一输入端5、6之间的电压大小关系，在第一输出端7输出高电平或低电平的第一控制信号，触发第一开关电路102导通或关断，从而控制电源地GND与系统地PGND之间短接或断开，实现当电池电压满足一定条件时自动短接电源地GND和系统地PGND以激活电池，从而减少人工操作带来的失误造成产品损坏的风险。

在一些可能的实施方式中，请继续参照图1，第一比较器U1B的两个第一输入端5、6分别是第一反相输入端6和第一同相输入端5，第一反相输入端6可以接入第一参考电压，第一同相输入端5可以接入电池电压，第一开关电路102可以包括PNP三极管Q3，其基极与第一比较器U1B的第一输出端7耦接，其发射极与第一连接器J2的第二连接端J2-3连接，集电极与第一连接器J2的第三连接端J2-2连接，因此，当第一比较器U1B的第一同相输入端5接收到的电池电压小于参考电压时，第一比较器U1B会输出低电平到PNP三极管Q3的基极，触发PNP三极管Q3的集电极和发射极之间导通，使得与第一连接器J2的第三连接端J2-2连接的系统地PGND和与第二连接端J2-3连接的电源地GND短接，实现自动激活。

在另外的一些可能的实施方式中，第一比较器U1B的第一同相输入端5接入第一参考电压，第一反相输入端6接入电池电压，第一开关电路102可以包括NPN型三极管，当电池电压低于第一参考电压时，第一比较器U1B的第一输出端7输出高电平，NPN三极管导通，使得与第一连接器J2的第三连接端J2-2连接的系统地PGND和与第二连接端J2-3连接的电源地GND短接，实现自动激活。

在一个实施例中，为了进一步提升电池激活的便利性和自动化程度，请参照图2，图2是本申请一种电池激活装置100又一实施例的结构示意图，所述电池激活装置100还包括：第二连接器J1，包括用于连接电源正极的第四连接端J1-2和用于连接电源负极的第五连接端J1-1，且所述第五连接端J1-1还与电源地GND连接；第二电压检测电路103，包括第二比较器U1A，所述第二比较器U1A包括第二输出端1和两个第二输入端2、3，所述两个第二输入端2、3分别接入所述第一连接端J2-1和第二参考电压，且所述第二输出端1用于输出第二控制信号；第二开关电路104，包括第二使能端、第三开关端Q1-2和第四开关端Q1-3，所述第二使能端耦接至所述第二输出端1，所述第三开关端Q1-2连接所述第四连接端J1-2，所述第四开关端Q1-3连接所述第一连接端J2-1，所述第二开关电路104用于受所述第二控制信号触发导通或断开所述第三开关端Q1-2和所述第四开关端Q1-3之间的连接。

因此，在上述方案中，通过设置第二比较器U1A，在电池电压变化时根据其与第二参考电压的关系在第二比较器U1A的第二输出端1输出高电平或低电平的第二控制信号触发第二开关电路104的导通或关断来控制第三开关端Q1-2和第四开关端Q1-3之间的连接，进而能够自动控制电源对电池充电或控制电源停止对电池充电。

请继续参照图2，在一些可能的实施方式中，所述第二电压检测电路103还包括串联连接的第一电阻R8和第二电阻R9，所述第一电阻R8未与所述第二电阻R9连接的一端与所述第四连接端J1-2连接，所述第二电阻R9未与所述第一电阻R8连接的一端与电源地GND连接，所述两个第二输入端2、3包括第二同相输入端3和第二反相输入端2，所述两个第一输入端5、6包括第一同相输入端5和第一反相输入端6，所述第二同相输入端3连接至所述第一电阻R8与所述第二电阻R9间的串联点；所述第二电压检测电路103还包括串联连接的第三电阻R5和第四电阻R7，所述第三电阻R5未与所述第四电阻R7连接的一端与所述第一连接端J2-1连接，所述第四电阻R7未与所述第三电阻R5的一端与电源地GND连接，所述第二反相输入端2连接至所述第三电阻R5、所述第四电阻R7间的串联点。所述第一电压检测电路101还包括串联连接的第五电阻R13和第六电阻R14，所述第五电阻R13未与所述第六电阻R14连接的一端与所述第一连接端J2-1连接，所述第六电阻R14未与所述第五电阻R13连接的一端与电源地GND连接，且所述第一同相输入端5连接至所述第五电阻R13与所述第六电阻R14间的串联点，所述第一反相输入端6连接至所述第一电阻R8与所述第二电阻R9间的串联点。

在本实施方式中，电源可取+5V，第一电阻R8可以是160K欧姆，第二电阻R9可以是18K欧姆，R5电阻值可以为51K欧姆，R7电阻值可以为10K欧姆，将电池电压记为V_BAT，结合附图，则第二比较器U1A的第二同相输入端3电压V⁺计算为：

第二比较器U1A的第二反相输入端2接入的电压V^-计算为：

第二比较器U1A输出第一控制信号时，电池电压V_BAT的门槛电压值为3.0V，此时第二比较器U1A的第二反相输入端2接入的电压V^-计算为：

即，在本实施方式中，电池电压大于3V时，在第二比较器U1A的第二反相输入端2接入的电压大于第二比较器的第二同相输入端3接入的0.5V的第二参考电压，进而在第二比较器U1A的第二输出端1输出的第二控制信号为低电平，控制第二开关电路104的第三开关端Q1-2与第四开关端Q1-3断开，从而电源与电池的连接切断，电池充电停止。

同理，第五电阻R13和第六电阻R14阻值分别可以取47K欧姆和10K欧姆，则第一比较器U1B的第一同相输入端5电压可以表示为：V⁺＝10*Vbat/(10+47)，当第一比较器U1B的第一同相输入端5电压小于第一反相输入端6电压时(即V⁺<V^-)，第一比较器U1B的第一输出端7输出低电平，此时PNP三极管的发射极和集电极导通，电源地GND和系统地PGND短接。进一步地，当V+<V-时，可计算得到Vbat<2.7V。上述电阻值以及参考电压值等数值仅作示例性解释，具体应用可以根据实际选择合适的值，在此不作限定。

请继续参照图2，在一些可能的实施方式中，第二开关电路104包括：第七电阻R4、第八电阻R6、第九电阻R15、第十电阻R2和第十一电阻R3，所述第七电阻R4、所述第八电阻R6和第九电阻R15星形连接，所述第九电阻R15未与所述第七电阻R4或所述第八电阻R6连接的一端作为所述第二使能端；NPN三极管，所述第八电阻R6未与所述第七电阻R4或第九电阻R15连接的一端与所述NPN三极管的基极连接，所述NPN三极管的发射极与电源地GND连接；PMOS管，所述第十一电阻R3连接于所述NPN三极管的集电极与所述PMOS管的栅极之间，所述第七电阻R4未与所述第八电阻R6或所述第九电阻R15连接的一端与所述PMOS管的源极的汇接端作为所述第三开关端Q1-2，所述第十电阻R2的一端连接于所述第十一电阻R3与所述栅极之间，所述第十电阻R2的另一端与所述PMOS管的漏极的汇接端作为所述第四开关端Q1-3。

在本实施方式中，当电池电压大于3V，第二比较器U1A的第二输出端1输出低电平时，NPN三极管的基极收到第二比较器U1A输出的低电平的第二控制信号，NPN三极管的发射极和集电极之间断开，PMOS管的栅极和漏极之间也断开连接，进而电源与电池之间的连接断开，停止充电。

在其他的一些实施方式中，第二比较器U1A的第二反相输入端2可以接入第二参考电压，第二同相输入端3可接入电池电压，则当电池电压大于第二参考电压时第二比较器U1A的第二输出端1有高电平输出，为了在电池电压大于第二参考电压时电池的充电停止，可以适应性地将上述实施方式中的NPN三极管改为PNP三极管，则在电池电压大于第二参考电压第二输出端1有高电平输出时PNP三极管关断，PMOS管也关断，以切断电源与电池之间的连接，停止充电。MOS管还可以根据实际情况以及电路其他部分的设计适应性地采用P沟道增强型MOS管、P沟道耗尽型MOS管、N沟道耗尽型MOS管、N沟道增强型MOS管等，在此不作限定。

请继续参照图2，所述电池激活装置还包括第一指示电路105，用于指示电池是否激活成功，且所述第一指示电路105与所述第二输出端1连接。所述第一指示电路105包括相互连接的第一发光二极管LED1和第十二电阻R10。

在本实施方式中，第一发光二极管的正极与电源通过一电阻连接，当电池电压达到3V后，在第二比较器U1A的第二输出端1有低电平输出，第一发光二极管发光。

在其他一些可能的实施方式中，例如第二比较器U1A的反相输入端接入参考电压，同相输入端接入电池电压，则第一发光二极管LED1的正极与第二输出端1连接，第一发光二极管LED1的负极接地，当电池电压大于3V时第二比较器U1A的第二输出端1输出高电平，第一发光二极管LED1发光。因此，上述实施方式中，通过设置第一指示电路105以指示电池激活成功，提高人机交互性和可读性。

请继续参照图2，电池激活装置还包括第二指示电路106，用于指示电池是否正在充电，且所述第二指示电路106与所述第三开关端Q1-2连接。第二指示电路106包括相互连接的第二发光二极管LED2和第十三电阻R11。当电源为电池充电时，第二发光二极管LED2发光，以指示正在充电。因此，通过设置第二指示电路106，增加人机交互性和状态可知性。

需要说明的是，本申请上述任一电池激活装置100可以集成于载板(未图示)上，从而在存在电池激活需求时，可以直接将载板上电池激活装置100的第一连接器J2的第一连接端J2-1与电池正极进行连接，将电池激活装置100的第一连接器J2的第三连接端J2-2与系统地PGND连接，并将电池激活装置100的第一连接器J2的第二连接端J2-3与电池的负极进行连接。此时，当电池激活装置100的第一电压检测电路101检测到电池电压小于2.7V时，系统地PGND和电源地GND自动短接，进而电池自动激活；此时，可以再外接充电电路，以对电池充电。当然，在电池激活装置100为图2所示时，还可以进一步将电池激活装置100的第二连接器J1与电源进行连接，对电池进行充电，此时电池激活装置100自带充电电路；为了进一步提高便捷程度，通过第二电压检测电路103以及第二开关电路104配合，当电池电压大于3V时，第二比较器U1A的第二输出端1有低电平输出，进而第二开关电路104关断，达到自动停止充电的效果。

所属领域的技术人员易知，可在保持本实用新型的教示内容的同时对装置及方法作出诸多修改及变动。因此，以上公开内容应被视为仅受随附权利要求书的范围的限制。

Claims (10)

1.一种电池激活装置，其特征在于，包括：

第一连接器，包括用于连接电池正极的第一连接端、用于连接电池负极的第二连接端和用于连接系统地PGND的第三连接端，且所述第二连接端还与电源地GND连接；

第一电压检测电路，包括第一比较器，所述第一比较器包括第一输出端和两个第一输入端，所述两个第一输入端分别接入与所述第一连接端和第一参考电压，且所述第一输出端用于输出第一控制信号；

第一开关电路，包括第一使能端、第一开关端和第二开关端，所述第一使能端耦接至所述第一输出端，所述第一开关端连接所述第三连接端，所述第二开关端连接所述第二连接端，所述第一开关电路用于受所述第一控制信号触发导通或断开所述第一开关端和所述第二开关端之间的连接。

2.根据权利要求1所述的电池激活装置，其特征在于，所述两个第一输入端包括第一同相输入端和第一反相输入端，所述第一同相输入端接入所述第一连接端，所述第一反相输入端接入所述第一参考电压，所述第一开关电路包括PNP三极管，所述PNP三极管的基极作为所述第一使能端与所述第一输出端耦接，所述PNP三极管的发射极作为所述第一开关端与所述第三连接端连接，所述PNP三极管的集电极作为所述第二开关端与所述第二连接端连接。

3.根据权利要求1所述的电池激活装置，其特征在于，所述电池激活装置还包括：

第二连接器，包括用于连接电源正极的第四连接端和用于连接电源负极的第五连接端，且所述第五连接端还与电源地GND连接；

第二电压检测电路，包括第二比较器，所述第二比较器包括第二输出端和两个第二输入端，所述两个第二输入端分别接入所述第一连接端和第二参考电压，且所述第二输出端用于输出第二控制信号；

第二开关电路，包括第二使能端、第三开关端和第四开关端，所述第二使能端耦接至所述第二输出端，所述第三开关端连接所述第四连接端，所述第四开关端连接所述第一连接端，所述第二开关电路用于受所述第二控制信号触发导通或断开所述第三开关端和所述第四开关端之间的连接。

4.根据权利要求3所述的电池激活装置，其特征在于，所述第二电压检测电路还包括串联连接的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻未与所述第二电阻连接的一端与所述第四连接端连接，所述第二电阻未与所述第一电阻连接的一端与电源地GND连接，所述两个第二输入端包括第二同相输入端和第二反相输入端，所述两个第一输入端包括第一同相输入端和第一反相输入端，所述第二同相输入端连接至所述第一电阻与所述第二电阻间的串联点；

所述第二电压检测电路还包括串联连接的第三电阻和第四电阻，所述第三电阻未与所述第四电阻连接的一端与所述第一连接端连接，所述第四电阻未与所述第三电阻的一端与电源地GND连接，所述第二反相输入端连接至所述第三电阻、所述第四电阻间的串联点。

5.根据权利要求4所述的电池激活装置，其特征在于，所述第一电压检测电路还包括串联连接的第五电阻和第六电阻，所述第五电阻未与所述第六电阻连接的一端与所述第一连接端连接，所述第六电阻未与所述第五电阻连接的一端与电源地GND连接，且所述第一同相输入端连接至所述第五电阻与所述第六电阻间的串联点，所述第一反相输入端连接至所述第一电阻与所述第二电阻间的串联点。

6.根据权利要求3所述的电池激活装置，其特征在于，所述第二开关电路包括：

第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻和第十一电阻，所述第七电阻、所述第八电阻和第九电阻星形连接，所述第九电阻未与所述第七电阻或所述第八电阻连接的一端作为所述第二使能端；

NPN三极管，所述第八电阻未与所述第七电阻或第九电阻连接的一端与所述NPN三极管的基极连接，所述NPN三极管的发射极与电源地GND连接；

PMOS管，所述第十一电阻连接于所述NPN三极管的集电极与所述PMOS管的栅极之间，所述第七电阻未与所述第八电阻或所述第九电阻连接的一端与所述PMOS管的源极的汇接端作为所述第三开关端，所述第十电阻的一端连接于所述第十一电阻与所述栅极之间，所述第十电阻的另一端与所述PMOS管的漏极的汇接端作为所述第四开关端。

7.根据权利要求3所述的电池激活装置，其特征在于，所述电池激活装置还包括第一指示电路，用于指示电池是否激活成功，且所述第一指示电路与所述第二输出端连接。

8.根据权利要求7所述的电池激活装置，其特征在于，所述第一指示电路包括相互连接的第一发光二极管和第十二电阻。

9.根据权利要求3所述的电池激活装置，其特征在于，所述电池激活装置还包括第二指示电路，用于指示电池是否正在充电，且所述第二指示电路与所述第三开关端连接。

10.根据权利要求9所述的电池激活装置，其特征在于，所述第二指示电路包括相互连接的第二发光二极管和第十三电阻。

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