CN219918463U - 一种充放电管理电路以及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种充放电管理电路以及电子设备，所述电源芯片可以通过所述适配器对接回路监测是否有适配器接入，在检测到适配器接入时，控制所述电池供电回路和所述信号转换回路停止工作，并直接通过所述适配器对接回路为电子设备进行供电，在检测到只有储能单元接入时，控制所述信号转换回路停止工作，同时控制电池供电回路工作，以使得储能单元向所述电子设备进行供电，在检测到适配器和储能单元同时接入时，控制所述电池供电回路停止工作，并开启信号转换回路对所述储能电源进行充电，解决了电子设备在供电过程中存在不必要损耗的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子电力领域，特别涉及一种充放电管理电路以及电子设备。
背景技术
当今计算机大致可分为台式计算机、笔记本电脑、平板电脑等。其中笔记本电脑和平板电脑都是自带电池，可以在没有电源适配器的情况下，由电池供电，使计算机正常运行。当接入电源适配器时，计算机本身又会进入另一种供电模式。为了准确识别不同的供电模式并保证在各种供电模式下计算机能够正常工作，计算机的充放电管理电路就应运而生了。计算机的充放电管理电路就相当于一个选择开关，会根据不同条件选择电源适配器或者电池给计算机的系统供电，甚至在特定的情况下会让电源适配器和电池同时给系统供电。
在现有技术中，大多数电源芯片的最高输出电压为16.384V，当计算机系统总功耗比较高时，常规的电源适配器就难以提供足够的输出功耗供给系统工作。尤其是当电池电量为0％时，电源适配器需要同时兼顾给计算机系统供电以及给电池充电，这就大大提高了对电源适配器最大输出功耗的要求，而电源适配器输出功耗越高，价格就会越高，这就不利益成本优势，更进一步地，在现有技术中，在不接电池或者电池满电的情况下，适配器的供电也需要电源芯片进行工作转换后给计算机供电，然而，电源芯片本身的工作会增加计算机的功耗。
有鉴于此，提出本申请。
实用新型内容
本实用新型公开了一种充放电管理电路以及电子设备，旨在解决电子设备在供电过程中存在不必要损耗的问题。
本实用新型第一实施例提供了一种充放电管理电路，包括：电源芯片、适配器对接回路、信号转换回路、以及电池供电回路；
所述适配器对接回路的输入端用于连接适配器，所述适配器对接回路的第一输出端与所述电源芯片的输入端电气连接，所述适配器对接回路的第二输出端用于和电子设备的供电端电气连接，所述电源芯片的输出端通过所述信号转换回路与电子设备的储能单元电气连接，所述储能单元的输出端通过所述电池供电回路与电子设备的供电端电气连接,所述电源芯片的输出端与所述电池供电回路的控制端电气连接；
其中，所述电源芯片配置为在检测到仅有储能单元接入或适配器接入时，控制所述信号转换回路停止工作。
优选地，所述适配器对接回路包括：第一MOS管、第二MOS管、第一电阻、滤波回路、监测回路；
所述第一MOS管的D极用于连接适配器，所述第一MOS管的S极与所述第二MOS管的D极电气连接，所述第二MOS管的S极通过所述第一电阻与所述滤波回路电气连接，所述滤波回路与电子设备的供电端电气连接，所述适配器通过所述监测回路与所述电源芯片的输入端电气连接，所述第一电阻的两端与所述电源芯片的输入端电气连接。
优选地，所述电池供电回路包括：第三MOS管以及第二电阻；
所述储能单元的输出端通过所述第二电阻与所述第三MOS管的S极电气连接，所述第三MOS管的D极与电子设备的供电端电气连接，第三MOS管的G极与所述电源芯片的输出端电气连接，所述第二电阻的两端与所述电源芯片的输入端电气连接。
优选地，所述电源芯片的型号为BQ24780S。
优选地，所述电源芯片还配置为在监测到所述适配器接入时，控制所述电池供电回路停止工作。
本实用新型第二实施例提供了一种电子设备，包括：储能单元、以及如上任意一项所述所述的一种充放电管理电路，其中，所述储能单元通过电池供电回路与电子设备的供电端电气连接。
基于本实用新型提供的一种充放电管理电路以及电子设备，所述电源芯片可以通过所述适配器对接回路监测是否有适配器接入，在检测到适配器接入时，控制所述电池供电回路和所述信号转换回路停止工作，并直接通过所述适配器对接回路为电子设备进行供电，在检测到只有储能单元接入时，控制所述信号转换回路停止工作，同时控制电池供电回路工作，以使得储能单元向所述电子设备进行供电，在检测到适配器和储能单元同时接入时，控制所述电池供电回路停止工作，并开启信号转换回路对所述储能电源进行充电，解决了电子设备在供电过程中存在不必要损耗的问题。
附图说明
图1是本实用新型提供的一种充放电管理电路的模块示意图；
图2是本实用新型提供的一种充放电管理电路示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
以下结合附图对本实用新型的具体实施例做详细说明。
本实用新型公开了一种充放电管理电路以及电子设备，旨在解决电子设备在供电过程中存在不必要损耗的问题。
请参阅图1和2，本实用新型第一实施例提供了一种充放电管理电路，包括：电源芯片2、适配器对接回路1、信号转换回路5、以及电池供电回路3；
所述适配器对接回路1的输入端用于连接适配器，所述适配器对接回路1的第一输出端与所述电源芯片2的输入端电气连接，所述适配器对接回路1的第二输出端用于和电子设备的供电端电气连接，所述电源芯片2的输出端通过所述信号转换回路5与电子设备的储能单元4电气连接，所述储能单元4的输出端通过所述电池供电回路3与电子设备的供电端电气连接,所述电源芯片2的输出端与所述电池供电回路3的控制端电气连接；
其中，所述电源芯片2配置为在检测到仅有储能单元4接入或适配器接入时，控制所述信号转换回路5停止工作。
需要说明的是，发明人发现：在现有的电子设备(例如笔记本电脑)的供电方案中，其在不接电池或者电池满电的情况下，+VBATA信号(供电信号)也是需要输入信号+VCHG_PWR(适配器接入信号)经过电源芯片2转化得到，电源芯片2本身的工作会增加计算机的功耗，这样就不利于计算机的节能特性。
在本实施例中，所述电源芯片2可以被配置为用来监测适配器的储能单元4(或称为电池)的接入情况，在检测到适配器接入时，控制所述电池供电回路3和所述信号转换回路5停止工作，并直接通过所述适配器对接回路1为电子设备进行供电，在检测到只有储能单元4接入时，控制所述信号转换回路5停止工作，同时控制电池供电回路3工作，以使得储能单元4向所述电子设备进行供电，在检测到适配器和储能单元4同时接入时，控制所述电池供电回路3停止工作，并开启信号转换回路5对所述储能电源进行充电，解决了电子设备在供电过程中存在不必要损耗的问题。
在本实用新型一个可能的实施例中，所述适配器对接回路1包括：第一MOS管QB1、第二MOS管QB2、第一电阻R1、滤波回路11、监测回路12；
所述第一MOS管QB1的D极用于连接适配器，所述第一MOS管QB1的S极与所述第二MOS管QB2的D极电气连接，所述第二MOS管QB2的S极通过所述第一电阻R1与所述滤波回路11电气连接，所述滤波回路11与电子设备的供电端电气连接，所述适配器通过所述监测回路12与所述电源芯片2的输入端电气连接，所述第一电阻R1的两端与所述电源芯片2的输入端电气连接。
需要说明的是，所述电源芯片2会通过监测回路12和所述的28PIN(VCC)会检测是否有信号源从电源适配器或电池端输入，当检测到电源适配器接入时，适配器的输出信号+VCHG_PWR经过第一MOS管QB1和第二MOS管QB2以及精密的第一电阻R1之后输出供电信号+VBATA。+VBATA的电压基本接近于+VCHG_PWR，因此可以保证有足够的功耗供整个计算机系统工作。同时，第一电阻R1的两端会分别接到电源芯片2的第1PIN(ACN)和第2PIN(ACP),组成一对差分信号，电源芯片2会通过检测这两个PIN脚的电压差来监测电源芯片2输入电流。第一MOS管QB1、第二MOS管QB2则可以防止在未接电源适配器的情况下+VBATA倒流回输入端，可提高安全性。
在本实用新型一个可能的实施例中，所述电池供电回路3包括：第三MOS管QB3以及第二电阻R2；
所述储能单元4的输出端通过所述第二电阻R2与所述第三MOS管QB3的S极电气连接，所述第三MOS管QB3的D极与电子设备的供电端电气连接，第三MOS管QB3的G极与所述电源芯片2的输出端电气连接，所述第二电阻R2的两端与所述电源芯片2的输入端电气连接。
其中，所述电源芯片2还配置为在监测到所述适配器接入时，控制所述电池供电回路3停止工作
需要说明的是，所述电源芯片2在检测到只有电池接入时，电源芯片2的第18PIN(BATDRV)会输出一个高电平信号给到第三MOS管QB3的Gate极，将第三MOS管QB3导通。电池信号源+VBATTERY会经过精密的第二电阻R2和第三MOS管QB3的，以+VBATA的形式给整个计算机系统供电，维持系统的正常运作。其中，所述第二电阻R2的两端会分别接到电源芯片2的第19PIN(SRN)和第20PIN(SRP),组成一对差分信号，电源芯片2会通过检测这两个PIN脚的电压差来监测电池的放电电流。其中，在检测电源适配器接入时，无论是否接入电池，所述电源芯片2的第18PIN(BATDRV)都会是低电平，第三MOS管QB3不导通。+VBATA则完全由电源适配器提供。
进一步地，当同时接入电源适配器和电池时，第二MOS管QB2和第二MOS管QB2这一部分电路开始工作。电源芯片2的第26PIN(HIDRV)会给信号转换回路5中的第四MOS管QB4的GATE极输出驱动信号，第23PIN(LODRV)会给信号转换回路5中的第五MOS管QB5的GATE极输出驱动信号，之后第四MOS管和第五MOS管会一直不断地交替开关工作，然后在第四MOS管的Source极和第五MOS管的Drain极的共同交点处生成一个与第四MOS管GATE极信号同频率同相位的PWM信号，连接到电源芯片2的27PIN(PHASE)和信号转换回路5的电感LB1上，经过电感LB1整流之后生成+VCHGR_P信号，再经过精密的第二电阻R2之后给电池充电。第二电阻R2可以检测充电电流。
在本实用新型一个可能的实施例中，所述电源芯片2的型号可以为BQ24780S。
需要说明的是，BQ24780S最高可支持四串电池供电，以BQ24780S作为主要控制芯片的充放电管理电路的输出信号不需要经过电源芯片2转化得到，而是直接由适配器输出信号源提供，最高可以达到24V，相比现有技术中采用的电源芯片2，明显提高了为系统供电的能力。在相同的系统功耗下，BQ24780S对适配器输出功耗的要求就会明显降低低，可有效地降低成本，增加竞争优势。
进一步地，工程师们在设计的时候会对计算机的CPU最大允许功耗进行限制，防止计算机功耗过高，超过已经匹配好的电源适配器最大输出功耗。而当如果有特殊要求需要CPU系统打开Turbo Mode时，计算机的整体功耗就会在有些瞬间超过电源适配器最大功耗(比如45W的CPU，一般会将其最大允许功耗限制在45W左右。当打开Turbo Mode时，CPU的最大功耗将不再被限制，瞬间功耗最高可能会超过100W)。此时为了防止电源适配器因输出功耗过大而出发过流保护，电源芯片2会进入Hybrid Power Boost Mode，让电池与电源适配器同时给计算机供电。电源芯片2会先在IC内部的寄存器设置一个输入电流值，这个电流值一般与电源适配器的最大输出电流一致。当精密的第一电阻R1采集到的实际输入电流超过设定的输入电流值的107％时，电源芯片2会进入Hybrid Power Boost Mode，即升压模式。电池会放电，经过精密的第二电阻R2之后，通过第四MOS管QB4、第五MOS管QB5和电感LB1组成的升压电路转化为+VBATA信号，与电源适配器共同为计算机系统供电，保证计算机高功耗状态下正常运行。
本实用新型第二实施例提供了一种电子设备，包括：储能单元4、以及如上任意一项所述所述的一种充放电管理电路，其中，所述储能单元4通过电池供电回路3与电子设备的供电端电气连接。
基于本实用新型提供的一种充放电管理电路以及电子设备，所述电源芯片2可以通过所述适配器对接回路1监测是否有适配器接入，在检测到适配器接入时，控制所述电池供电回路3和所述信号转换回路5停止工作，并直接通过所述适配器对接回路1为电子设备进行供电，在检测到只有储能单元4接入时，控制所述信号转换回路5停止工作，同时控制电池供电回路3工作，以使得储能单元4向所述电子设备进行供电，在检测到适配器和储能单元4同时接入时，控制所述电池供电回路3停止工作，并开启信号转换回路5对所述储能电源进行充电，解决了电子设备在供电过程中存在不必要损耗的问题。
以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种充放电管理电路，其特征在于，包括：电源芯片、适配器对接回路、信号转换回路、以及电池供电回路；
所述适配器对接回路的输入端用于连接适配器，所述适配器对接回路的第一输出端与所述电源芯片的输入端电气连接，所述适配器对接回路的第二输出端用于和电子设备的供电端电气连接，所述电源芯片的输出端通过所述信号转换回路与电子设备的储能单元电气连接，所述储能单元的输出端通过所述电池供电回路与电子设备的供电端电气连接,所述电源芯片的输出端与所述电池供电回路的控制端电气连接；
其中，所述电源芯片配置为在检测到仅有储能单元接入或适配器接入时，控制所述信号转换回路停止工作。
2.根据权利要求1所述的一种充放电管理电路，其特征在于，所述适配器对接回路包括：第一MOS管、第二MOS管、第一电阻、滤波回路、监测回路；
所述第一MOS管的D极用于连接适配器，所述第一MOS管的S极与所述第二MOS管的D极电气连接，所述第二MOS管的S极通过所述第一电阻与所述滤波回路电气连接，所述滤波回路与电子设备的供电端电气连接，所述适配器通过所述监测回路与所述电源芯片的输入端电气连接，所述第一电阻的两端与所述电源芯片的输入端电气连接。
3.根据权利要求1所述的一种充放电管理电路，其特征在于，所述电池供电回路包括：第三MOS管以及第二电阻；
所述储能单元的输出端通过所述第二电阻与所述第三MOS管的S极电气连接，所述第三MOS管的D极与电子设备的供电端电气连接，第三MOS管的G极与所述电源芯片的输出端电气连接，所述第二电阻的两端与所述电源芯片的输入端电气连接。
4.根据权利要求1所述的一种充放电管理电路，其特征在于，所述电源芯片的型号为BQ24780S。
5.根据权利要求1所述的一种充放电管理电路，其特征在于，所述电源芯片还配置为在监测到所述适配器接入时，控制所述电池供电回路停止工作。
6.一种电子设备，其特征在于，包括：储能单元、以及如权利要求1至5任意一项所述的一种充放电管理电路，其中，所述储能单元通过电池供电回路与电子设备的供电端电气连接。
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