CN219247493U - 一种基于电池供电的低温启动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电源供电技术领域，提供一种基于电池供电的低温启动电路，在供电电池与供电电路之间接入第一法拉电容，在开机瞬间需要大电流前，对第一法拉电容进行充电，从而能够在不降低电池电压的同时，增大供电电流，让法拉电容给供电电路(升压芯片)提供大电流的瞬时供电；通过设置与主控模块连接的第一开关管，以及串联在第一法拉电容与第一开关管之间的第一电阻，可实现对第一法拉电容的充电的准确控制，即实现第一法拉电容的缓慢充电，以避免降低电池电压。

Description

一种基于电池供电的低温启动电路

技术领域

本实用新型涉及电源供电技术领域，尤其涉及一种基于电池供电的低温启动电路。

背景技术

电池(Battery)指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间，能将化学能转化成电能的装置。具有正极、负极之分。随着科技的进步，电池泛指能产生电能的小型装置。如太阳能电池。电池的性能参数主要有电动势、容量、比能量和电阻。利用电池作为能量来源，可以得到具有稳定电压，稳定电流，长时间稳定供电，受外界影响很小的电流，并且电池结构简单，携带方便，充放电操作简便易行，不受外界气候和温度的影响，性能稳定可靠，在现代社会生活中的各个方面发挥有很大作用。

当前背景下，电池产品在低温下会无法完全、充分释放出能量；其中一方面原因是低温下内部离子活性降低，电池内阻增大，带载能力变弱；导致在产品休眠到唤醒启动时，有瞬间大电流时会把电池电压拉到极低，从而影响设备启动。浪费了大量的电量的空间，影响设备使用时长等。

实用新型内容

本实用新型提供一种基于电池供电的低温启动电路，解决了现有的供电电路中，电池启动回路无法有效实现低温放电，同时缩短设备使用时长的技术问题。

为解决以上技术问题，本实用新型提供一种基于电池供电的低温启动电路，包括主控模块及与其连接的启动电路和供电电路；所述供电电路的输入端与供电电池连接，输出端与负载连接，控制端与所述主控模块连接；所述启动电路包括第一法拉电容、充电控制模块和开关模块；所述第一法拉电容一端接入供电电池与所述供电电路之间，另一端与所述充电控制模块、开关模块电性连接；

开机时，所述主控模块驱动所述充电控制模块导通与所述第一法拉电容的连接回路，使得所述第一法拉电容进行缓慢充电；所述第一法拉电容充满后，所述主控模块驱动所述供电电路启动向负载供电，同时驱动所述开关模块将所述第一法拉电容的负极接地，使得所述第一法拉电容和供电电池同时向所述供电电路输出电流。

在进一步的实施方案中，所述充电控制模块包括第一电阻、第二电阻和第一开关管，当所述第一开关管为N沟道MOS管时，所述第一开关管的源极接地、漏极通过所述第一电阻与所述第一法拉电容的负极连接、栅极与所述主控模块连接；所述第二电阻的一端接入所述第一开关管和所述主控模块之间，另一端接地；所述第一法拉电容的正极与供电电池连接。

在进一步的实施方案中，所述开关模块包括第二开关管，当所述第二开关管为N沟道MOS管时，所述第二开关管的源极接地、漏极与所述第一法拉电容的负极连接，栅极与所述主控模块连接。

在进一步的实施方案中，所述供电电路包括升压芯片、第一电感、第三电阻～第六电阻、第一电容、第二电容；所述升压芯片的引脚VIN与供电电池连接，引脚VOUT与负载连接、还通过第五电阻与所述第六电阻的一端连接，引脚FB通过所述第二电容接地、还与所述第六电阻的一端连接，引脚EN通过所述第三电阻与所述主控模块连接、还通过第四电阻接地；所述第一电感的两端分别与所述升压芯片的引脚VIN、引脚SW连接；所述第六电阻的另一端接地；所述第二电容的一端与引脚SW连接，另一端接地。

在进一步的实施方案中，本实用新型还包括接入所述供电电路与供电电池之间的稳压模块，所述稳压模块包括第三电容和第四电容，所述第三电容的一端接入所述供电电路与供电电池之间、另一端接地；所述第四电容与所述第三电容并联。

本方案在供电电路与供电电池之间接入稳压模块，利用电容的储能作用，可有效实现电路稳压，保证电池供电输出稳定。

在进一步的实施方案中，本实用新型还包括滤波电路，所述滤波电路包括第五电容～第八电容；所述第五电容的一端接入所述供电电路与供电电池之间，另一端接地；第六电容的一端接入所述供电电路与负载之间，另一端接地；第七电容、第八电容均与所述第六电容并连。

在进一步的实施方案中，所述升压芯片为RT4812升压芯片。

在进一步的实施方案中，所述主控模块包括MCU。

本实用新型：

在供电电池与供电电路之间接入第一法拉电容，在开机瞬间需要大电流前，对第一法拉电容进行充电，从而能够在不降低电池电压的同时，增大供电电流，让法拉电容给供电电路(升压芯片)提供大电流的瞬时供电。

通过设置与主控模块连接的第一开关管，以及串联在第一法拉电容与第一开关管之间的第一电阻，可实现对第一法拉电容的充电的准确控制，即实现第一法拉电容的缓慢充电，以避免降低电池电压。

在完成供电电路(升压芯片)的启动后，控制第二开关管导通，对第一法拉电容进行放电处理，以支撑后端的瞬时大电流需求。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种基于电池供电的低温启动电路的系统框架图；

图2是本实用新型实施例提供的图1的硬件电路图；

其中：主控模块1，启动电路2，供电电路3，稳压模块4，供电电池5；

第一开关管Q1、第二开关管Q2，第一电阻R1～第六电阻R6，第一法拉电容EC1、，第一电容C1～第八电容C8，升压芯片U1，第一电感L1。

具体实施方式

下面结合附图具体阐明本实用新型的实施方式，实施例的给出仅仅是为了说明目的，并不能理解为对本实用新型的限定，包括附图仅供参考和说明使用，不构成对本实用新型专利保护范围的限制，因为在不脱离本实用新型精神和范围基础上，可以对本实用新型进行许多改变。

本实用新型实施例提供的一种基于电池供电的低温启动电路2，如图1所示，在本实施例中，包括主控模块1及与其连接的启动电路2和供电电路3；供电电路3的输入端与供电电池5(如图2中的BAT+、BAT-)连接，输出端与负载连接，控制端与主控模块1连接；启动电路2包括第一法拉电容EC1、充电控制模块和开关模块；第一法拉电容EC1一端接入供电电池5与供电电路3之间，另一端与充电控制模块、开关模块电性连接；

开机时，主控模块1驱动充电控制模块导通与第一法拉电容EC1的连接回路，使得第一法拉电容EC1进行缓慢充电；第一法拉电容EC1充满后，主控模块1驱动供电电路3启动向负载供电(如图2的VCC输出端口，作为供电输出端口)，同时驱动开关模块将第一法拉电容EC1的负极接地，使得第一法拉电容EC1和供电电池同时向供电电路3输出电流。

在本实施例中，充电控制模块包括第一电阻R1、第二电阻R2和第一开关管Q1，当第一开关管Q1为N沟道MOS管时，第一开关管Q1的源极接地、漏极通过第一电阻R1与第一法拉电容EC1的负极连接、栅极与主控模块1连接；第二电阻R2的一端接入第一开关管Q1和主控模块1之间，另一端接地；第一法拉电容EC1的正极与供电电池5连接。

在本实施例中，开关模块包括第二开关管Q2，当第二开关管Q2为N沟道MOS管时，第二开关管Q2的源极接地、漏极与第一法拉电容EC1的负极连接，栅极与主控模块1连接。

在本实施例中，供电电路3包括升压芯片U1、第一电感L1、第三电阻R3～第六电阻R6、第一电容C1、第二电容C2；升压芯片U1的引脚VIN与供电电池5连接，引脚VOUT与负载连接、还通过第五电阻R5与第六电阻R6的一端连接，引脚FB通过第二电容C2接地、还与第六电阻R6的一端连接，引脚EN通过第三电阻R3与主控模块1连接、还通过第四电阻R4接地；第一电感L1的两端分别与升压芯片U1的引脚VIN、引脚SW连接；第六电阻R6的另一端接地；第二电容C2的一端与引脚SW连接，另一端接地。

在本实施例中，升压芯片U1包括但不限于RT4812升压芯片U1。

在本实施例中，本实用新型还包括接入供电电路3与供电电池5之间的稳压模块4，稳压模块4包括第三电容C3和第四电容C4，第三电容C3的一端接入供电电路3与供电电池5之间、另一端接地；第四电容C4与第三电容C3并联。

本实施例在供电电路3与供电电池5之间接入稳压模块4，利用电容的储能作用，可有效实现电路稳压，保证电池供电输出稳定。

在本实施例中，本实用新型还包括滤波电路，滤波电路包括第五电容C5～第七电容C7第八电容C8；第五电容C5的一端接入供电电路3与供电电池5之间，另一端接地；第六电容C6的一端接入供电电路3与负载之间，另一端接地；第七电容C7、第八电容C8均与第六电容C6并连。

在本实施例中，主控模块1包括但不限于MCU等具备数据处理能力的处理器。第八电容C8包括但不限于电解电容。

本实施例的工作原理如下：

主控模块1通过CAP_CTRL端口导通第一开关管Q1，在第一电阻R1的作用下，使得第一法拉电容EC1开始缓慢充电。

第一法拉电容EC1充电完成后，主控模块1通过EN_CTRL端口输出高电平导通第二开关管Q2，拉低第一法拉电容EC1的负极使其进行放电，产生电流流向供电电路3(即升压芯片U1)，此时供电电池5也同时向供电电路3输出电流，两者叠加形成大电流。与此同时，主控模块1通过PWR_CTRL端口向升压芯片U1的引脚EN输出高电平，驱动升压芯片U1启动进行供电输出。

本实用新型实施例：

在供电电池5与供电电路3之间接入第一法拉电容EC1，在开机瞬间需要大电流前，对第一法拉电容EC1进行充电，从而能够在不降低电池电压的同时，增大供电电流，让法拉电容给供电电路3(升压芯片U1)提供大电流的瞬时供电。

通过设置与主控模块1连接的第一开关管Q1，以及串联在第一法拉电容EC1与第一开关管Q1之间的第一电阻R1，可实现对第一法拉电容EC1的充电的准确控制，即实现第一法拉电容EC1的缓慢充电，以避免降低电池电压。

在完成供电电路3(升压芯片U1)的启动后，控制第二开关管Q2导通，对第一法拉电容EC1进行放电处理，以支撑后端的瞬时大电流需求。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于电池供电的低温启动电路，其特征在于：包括主控模块及与其连接的启动电路和供电电路；所述供电电路的输入端与供电电池连接，输出端与负载连接，控制端与所述主控模块连接；所述启动电路包括第一法拉电容、充电控制模块和开关模块；所述第一法拉电容一端接入供电电池与所述供电电路之间，另一端与所述充电控制模块、开关模块电性连接；

开机时，所述主控模块驱动所述充电控制模块导通与所述第一法拉电容的连接回路，使得所述第一法拉电容进行缓慢充电；所述第一法拉电容充满后，所述主控模块驱动所述供电电路启动向负载供电，同时驱动所述开关模块将所述第一法拉电容的负极接地，使得所述第一法拉电容和供电电池同时向所述供电电路输出电流。

2.如权利要求1所述的一种基于电池供电的低温启动电路，其特征在于：所述充电控制模块包括第一电阻、第二电阻和第一开关管，当所述第一开关管为N沟道MOS管时，所述第一开关管的源极接地、漏极通过所述第一电阻与所述第一法拉电容的负极连接、栅极与所述主控模块连接；所述第二电阻的一端接入所述第一开关管和所述主控模块之间，另一端接地；所述第一法拉电容的正极与供电电池连接。

3.如权利要求2所述的一种基于电池供电的低温启动电路，其特征在于：所述开关模块包括第二开关管，当所述第二开关管为N沟道MOS管时，所述第二开关管的源极接地、漏极与所述第一法拉电容的负极连接，栅极与所述主控模块连接。

4.如权利要求1所述的一种基于电池供电的低温启动电路，其特征在于：所述供电电路包括升压芯片、第一电感、第三电阻～第六电阻、第一电容、第二电容；所述升压芯片的引脚VIN与供电电池连接，引脚VOUT与负载连接、还通过第五电阻与所述第六电阻的一端连接，引脚FB通过所述第二电容接地、还与所述第六电阻的一端连接，引脚EN通过所述第三电阻与所述主控模块连接、还通过第四电阻接地；所述第一电感的两端分别与所述升压芯片的引脚VIN、引脚SW连接；所述第六电阻的另一端接地；所述第二电容的一端与引脚SW连接，另一端接地。

5.如权利要求1所述的一种基于电池供电的低温启动电路，其特征在于：还包括接入所述供电电路与供电电池之间的稳压模块，所述稳压模块包括第三电容和第四电容，所述第三电容的一端接入所述供电电路与供电电池之间、另一端接地；所述第四电容与所述第三电容并联。

6.如权利要求1所述的一种基于电池供电的低温启动电路，其特征在于：还包括滤波电路，所述滤波电路包括第五电容～第八电容；所述第五电容的一端接入所述供电电路与供电电池之间，另一端接地；第六电容的一端接入所述供电电路与负载之间，另一端接地；第七电容、第八电容均与所述第六电容并连。

7.如权利要求4所述的一种基于电池供电的低温启动电路，其特征在于：所述升压芯片为RT4812升压芯片。

8.如权利要求4所述的一种基于电池供电的低温启动电路，其特征在于：所述主控模块包括MCU。

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