CN220254160U

CN220254160U - 一种实现电池低电量充分使用的电路

Info

Publication number: CN220254160U
Application number: CN202321604926.2U
Authority: CN
Inventors: 李海鑫; 陈文浩; 陈贤平; 张军胜
Original assignee: Shenzhen Gwelltimes Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Gwelltimes Technology Co ltd
Priority date: 2023-06-21
Filing date: 2023-06-21
Publication date: 2023-12-26
Anticipated expiration: 2033-06-21

Abstract

本实用新型公开一种实现电池低电量充分使用的电路，包括：电源、升压电路、恒压源电路、判断电路、反向电路、BYPASS电路；所述电源对应端分别与判断电路、升压电路、BYPASS电路对应端电性连接；所述恒压源电路经判断电路分别与反向电路、BYPASS电路对应端电性连接；所述反向电路对应端与升压电路对应端电性连接。本实用新型将由电池供电的电源，通过判断电路来判断是高于基准电压还是低于基准电压来打开BYPASS电路还是升压电路来实现不同的稳定可靠的输出电压；本实用新型技术方案为同时兼容电池充分使用与电池转化效率的电源稳定输出的设计电路；提高了电池的使用率，使电池类低功耗产品寿命更长。

Description

一种实现电池低电量充分使用的电路

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别涉及一种实现电池低电量充分使用的电路。

背景技术

锂聚合物电池(Li-polymer，又称高分子锂电池)是一种能量高、小型化、轻量化具有化学性质的电池，目前锂离子或锂聚合物电池管理系统技术发展迅猛，应用越来越广，正在朝着高容量、低功耗、智能化、低成本的趋势发展，然而锂聚合物电池在低电量3.5V以下不能充分利用，电池低压低电量不能稳定输出，导致电池使用寿命缩短。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种实现电池低电量充分使用的电路。

为了实现上述目的，本实用新型技术方案如下：

本实用新型提供一种实现电池低电量充分使用的电路，包括：电源、升压电路、恒压源电路、判断电路、反向电路、BYPASS电路；

所述电源对应端分别与判断电路、升压电路、BYPASS电路对应端电性连接；

所述恒压源电路经判断电路分别与反向电路、BYPASS电路对应端电性连接；所述反向电路对应端与升压电路对应端电性连接。

优选的，所述电源为锂聚合物类电池或锂电池。

优选的，所述恒压源电路包括电压基准芯片MX431、电阻R2、电阻R8、电阻R11；所述电压基准芯片MX431第1引脚分别与电阻R8、电阻R11一端电性连接，所述电压基准芯片MX431第3引脚与电阻R11另一端电性连接且接地，所述电压基准芯片MX431第2引脚分别与电阻R8另一端、电阻R2一端、判断电路电性连接。

优选的，所述判断电路包括线性比较器芯片AP331AWRG-7、电阻R1、电阻R3、电阻R4、电阻R7；所述线性比较器芯片AP331AWRG-7第1引脚分别与电阻R1、电阻R7一端电性连接，所述电阻R7另一端电性连接；所述线性比较器芯片AP331AWRG-7第3引脚与电压基准芯片MX431第2引脚电性连接，所述线性比较器芯片AP331AWRG-7第5引脚经电阻R3分别与电阻R1另一端、电阻R2另一端、电阻R4一端、BYPASS电路电性连接；所述线性比较器芯片AP331AWRG-7第4引脚分别与电阻R4另一端、反向电路电性连接。

优选的，所述反向电路包括电阻R6、电阻R9、电阻R10、三极管Q1；所述电阻R6一端分别与线性比较器芯片AP331AWRG-7第4引脚、电阻R9一端电性连接；所述电阻R9另一端与BYPASS电路对应端电性连接；所述电阻R6另一端分别与电阻R10、三极管Q1第1引脚电性连接，所述电阻R10另一端接地，所述三极管Q1第3引脚与升压电路对应端电性连接。

优选的，所述BYPASS电路包括电容C1、电容C2、电源芯片TMI6240、电容C3、电容C4、电阻R5；所述电源芯片TMI6240第1引脚分别与电阻R5一端、电容C1一端、电容C2一端、线性比较器芯片AP331AWRG-7第5引脚电性连接，所述电容C1另一端与电容C2另一端电性连接且接地；所述电源芯片TMI6240第3引脚分别与电阻R5另一端、电阻R9另一端电性连接；所述电源芯片TMI6240第4引脚经电容C4接地，所述电源芯片TMI6240第3引脚经电容C3接地。

优选的，所述升压电路包括电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电容C8、电容C9、稳压芯片STI3508、电容C5、电容C6、电感L1、电容C13、电容C7、电容C10、电容C11、电容C12、二极管D1、二极管D2；所述稳压芯片STI3508第1引脚分别与电感L1、二极管D2一端电性连接，所述稳压芯片STI3508第3引脚分别与电容C13、电阻R14、电阻R15一端电性连接，所述电阻R15另一端接地，所述电容C13另一端分别与电阻R14另一端、电容C7一端、电容C12一端、电容C11一端、电容C10一端、二极管D2另一端电性连接；所述电容C7另一端分别与电容C12、电容C11、电容C10另一端电性连接且接地；所述稳压芯片STI3508第4引脚分别与电阻R12、三极管Q1第3引脚、二极管D1、电容C5一端电性连接，所述二极管D1另一端与电容C5另一端电性连接且接地；所述电阻R12另一端分别与电容C9一端、电容C8一端、电感L1另一端、稳压芯片STI3508第5引脚电性连接；所述电容C9另一端与电容C8另一端电性连接且接地。

采用本实用新型的技术方案，具有以下有益效果：

本实用新型将由电池供电的电源，通过判断电路来判断是高于基准电压还是低于基准电压来打开BYPASS电路还是升压电路来实现不同的稳定可靠的输出电压；本实用新型技术方案为同时兼容电池充分使用与电池转化效率的电源稳定输出的设计电路；提高了电池电量的使用率，使电池类低功耗产品寿命更长，电路简单，稳定性好，成本低。

附图说明

图1为本实用新型模块示意图；

图2为本实用新型电路原理图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之

“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

参照图1至图2，本实用新型提供一种实现电池低电量充分使用的电路，包括：电源、升压电路500、恒压源电路200、判断电路300、反向电路400、BYPASS电路600；

所述电源对应端分别与判断电路300、升压电路500、BYPASS电路600对应端电性连接；

所述恒压源电路200经判断电路300分别与反向电路400、BYPASS电路600对应端电性连接；所述反向电路400对应端与升压电路500对应端电性连接；

本实施例中电源是指整个锂聚合物类电池和锂电池100，恒压源电路200的恒压源是指电压参考源，判断电路300是指根据输入与参考源来判断输出，反向电路400是指将高电平转换成低电平，或者低电平转换成高电平的反向电路，BYPASS电路600是指电源直通电路，升压电路500是将一种电源转换成另一种电源的电路，输出是指整个电源系统的输出。

本实施例中恒压源电路200的输出电压为VOUT＝VREF*(1+R8/R11)+IREF*R8，采用2.5V基准电压，电阻R8采用2K电阻，电阻R11采用10K电阻，芯片采用MX431，正常输出为3V，也就是参考源为3V基准电压；所述恒压源电路200包括电压基准芯片MX431、电阻R2、电阻R8、电阻R11；所述电压基准芯片MX431第1引脚分别与电阻R8、电阻R11一端电性连接，所述电压基准芯片MX431第3引脚与电阻R11另一端电性连接且接地，所述电压基准芯片MX431第2引脚分别与电阻R8另一端、电阻R2一端、判断电路电性连接。

本实施例中当判断电路300的电阻R7/(电阻R1+电阻R7)*VIN<＝VOUT时，判断电路300输出低电平；当电阻R7/(电阻R1+电阻R7)*VIN>VOUT时，判断电路输出高电平。本方案R1采用20K电阻，R7采用110K电阻，U2采用芯片型号为AP331AWRG-7，基本判断电压为3.55V；所述判断电路包括线性比较器芯片AP331AWRG-7、电阻R1、电阻R3、电阻R4、电阻R7；所述线性比较器芯片AP331AWRG-7第1引脚分别与电阻R1、电阻R7一端电性连接，所述电阻R7另一端电性连接；所述线性比较器芯片AP331AWRG-7第3引脚与电压基准芯片MX431第2引脚电性连接，所述线性比较器芯片AP331AWRG-7第5引脚经电阻R3分别与电阻R1另一端、电阻R2另一端、电阻R4一端、BYPASS电路电性连接；所述线性比较器芯片AP331AWRG-7第4引脚分别与电阻R4另一端、反向电路电性连接。

本实施例中当反向电路400中电阻R9端输出高电平式时，经过反向电路400输出低电平；当电阻R9端输出低电平式时，经过反向电路400输出高电平；所述反向电路400包括电阻R6、电阻R9、电阻R10、三极管Q1；所述电阻R6一端分别与线性比较器芯片AP331AWRG-7第4引脚、电阻R9一端电性连接；所述电阻R9另一端与BYPASS电路600对应端电性连接；所述电阻R6另一端分别与电阻R10、三极管Q1第1引脚电性连接，所述电阻R10另一端接地，所述三极管Q1第3引脚与升压电路对应端电性连接。

本实施例中当BYPASS电路600的电源芯片TMI6240 U1的三脚是高电平时，BYPASS功能开启；当电源芯片TMI6240 U1的三脚是低电平时，BYPASS功能关闭；所述BYPASS电路包括电容C1、电容C2、电源芯片TMI6240、电容C3、电容C4、电阻R5；所述电源芯片TMI6240第1引脚分别与电阻R5一端、电容C1一端、电容C2一端、线性比较器芯片AP331AWRG-7第5引脚电性连接，所述电容C1另一端与电容C2另一端电性连接且接地；所述电源芯片TMI6240第3引脚分别与电阻R5另一端、电阻R9另一端电性连接；所述电源芯片TMI6240第4引脚经电容C4接地，所述电源芯片TMI6240第3引脚经电容C3接地。

本实施例中升压电路500是BOOST型升压电路，本方案中升压芯片采用STI3508，L1采用4.7uH电路；所述升压电路500包括电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电容C8、电容C9、稳压芯片STI3508、电容C5、电容C6、电感L1、电容C13、电容C7、电容C10、电容C11、电容C12、二极管D1、二极管D2；所述稳压芯片STI3508第1引脚分别与电感L1、二极管D2一端电性连接，所述稳压芯片STI3508第3引脚分别与电容C13、电阻R14、电阻R15一端电性连接，所述电阻R15另一端接地，所述电容C13另一端分别与电阻R14另一端、电容C7一端、电容C12一端、电容C11一端、电容C10一端、二极管D2另一端电性连接；所述电容C7另一端分别与电容C12、电容C11、电容C10另一端电性连接且接地；所述稳压芯片STI3508第4引脚分别与电阻R12、三极管Q1第3引脚、二极管D1、电容C5一端电性连接，所述二极管D1另一端与电容C5另一端电性连接且接地；所述电阻R12另一端分别与电容C9一端、电容C8一端、电感L1另一端、稳压芯片STI3508第5引脚电性连接；所述电容C9另一端与电容C8另一端电性连接且接地。

本设计方案设计的实现方案是将由电池供电的电源，通过判断电路300来判断是高于基准电压还是低于基准电压来打开BYPASS电路600还是升压电路500来实现不同的稳定可靠的输出电压。本设计方案的目的是同时兼容电池充分使用与电池转化效率的电源稳定输出的设计电路。

本设计方案原理图按照设计采用的器件值，目前稳压源设置电压稳定为3V左右，当电源输入电压低于3.5V时，判断电路的线性比较器芯片AP331AWRG-7U2的正极电压小于3V，此时U2输出为低电平，此时BYPASS电路的电源芯片TMI6240 U1的3脚由于上拉电阻R5(10K电阻)，芯片开启工作BYPASS功能关闭，同时升压电路使能因为反向电路为高导致升压电路升压功能启动，输出电压根据升压电路设置电压变高，不会根据输入电压变化而变化。当电源输入电压高于3.5V时，U2的正极电压大于3V，此时U2输出为高电平，此时U1的3脚为高电平导致U1芯片BYPASS功能启动，同时升压电路使能因为反相器为低功能关闭，输出电压是随输入电压，也就是说输入是多少输出就是多少。

本方案设计输入端分段可以根据电阻R1、电阻R7、电阻R8、电阻R11调整而调整，可以使3.5V也可以是任何可调电压，输出升压电路电压可调，可根据实际需要作调整，同时输出分段输出，可实现电池从高压高电量4.2V到3.5V持续正常输出，3.5V以后通过升压电路，将输出抬高到合适的电压，这样既可以避免电池电量在低压不能放电，又可以解决电池低压低电量不稳定输出问题。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims

1.一种实现电池低电量充分使用的电路，其特征在于，包括：电源、升压电路、恒压源电路、判断电路、反向电路、BYPASS电路；

2.根据权利要求1所述的实现电池低电量充分使用的电路，其特征在于，所述电源为锂聚合物类电池或锂电池。

3.根据权利要求1所述的实现电池低电量充分使用的电路，其特征在于，所述恒压源电路包括电压基准芯片MX431、电阻R2、电阻R8、电阻R11；所述电压基准芯片MX431第1引脚分别与电阻R8、电阻R11一端电性连接，所述电压基准芯片MX431第3引脚与电阻R11另一端电性连接且接地，所述电压基准芯片MX431第2引脚分别与电阻R8另一端、电阻R2一端、判断电路电性连接。

4.根据权利要求3所述的实现电池低电量充分使用的电路，其特征在于，所述判断电路包括线性比较器芯片AP331AWRG-7、电阻R1、电阻R3、电阻R4、电阻R7；所述线性比较器芯片AP331AWRG-7第1引脚分别与电阻R1、电阻R7一端电性连接，所述电阻R7另一端电性连接；所述线性比较器芯片AP331AWRG-7第3引脚与电压基准芯片MX431第2引脚电性连接，所述线性比较器芯片AP331AWRG-7第5引脚经电阻R3分别与电阻R1另一端、电阻R2另一端、电阻R4一端、BYPASS电路电性连接；所述线性比较器芯片AP331AWRG-7第4引脚分别与电阻R4另一端、反向电路电性连接。

5.根据权利要求4所述的实现电池低电量充分使用的电路，其特征在于，所述反向电路包括电阻R6、电阻R9、电阻R10、三极管Q1；所述电阻R6一端分别与线性比较器芯片AP331AWRG-7第4引脚、电阻R9一端电性连接；所述电阻R9另一端与BYPASS电路对应端电性连接；所述电阻R6另一端分别与电阻R10、三极管Q1第1引脚电性连接，所述电阻R10另一端接地，所述三极管Q1第3引脚与升压电路对应端电性连接。

6.根据权利要求5所述的实现电池低电量充分使用的电路，其特征在于，所述BYPASS电路包括电容C1、电容C2、电源芯片TMI6240、电容C3、电容C4、电阻R5；所述电源芯片TMI6240第1引脚分别与电阻R5一端、电容C1一端、电容C2一端、线性比较器芯片AP331AWRG-7第5引脚电性连接，所述电容C1另一端与电容C2另一端电性连接且接地；所述电源芯片TMI6240第3引脚分别与电阻R5另一端、电阻R9另一端电性连接；所述电源芯片TMI6240第4引脚经电容C4接地，所述电源芯片TMI6240第3引脚经电容C3接地。

7.根据权利要求6所述的实现电池低电量充分使用的电路，其特征在于，所述升压电路包括电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电容C8、电容C9、稳压芯片STI3508、电容C5、电容C6、电感L1、电容C13、电容C7、电容C10、电容C11、电容C12、二极管D1、二极管D2；所述稳压芯片STI3508第1引脚分别与电感L1、二极管D2一端电性连接，所述稳压芯片STI3508第3引脚分别与电容C13、电阻R14、电阻R15一端电性连接，所述电阻R15另一端接地，所述电容C13另一端分别与电阻R14另一端、电容C7一端、电容C12一端、电容C11一端、电容C10一端、二极管D2另一端电性连接；所述电容C7另一端分别与电容C12、电容C11、电容C10另一端电性连接且接地；所述稳压芯片STI3508第4引脚分别与电阻R12、三极管Q1第3引脚、二极管D1、电容C5一端电性连接，所述二极管D1另一端与电容C5另一端电性连接且接地；所述电阻R12另一端分别与电容C9一端、电容C8一端、电感L1另一端、稳压芯片STI3508第5引脚电性连接；所述电容C9另一端与电容C8另一端电性连接且接地。