TWI590551B - 電子裝置及其充電保護電路 - Google Patents

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Description

電子裝置及其充電保護電路
本發明涉及一種電子裝置及其充電保護電路。
手機、平板電腦等電子裝置的電池在使用過程中需要不斷的充放電。在電池的充電過程中，電池會發出較大的熱量，使得電池溫度升高。當電池溫度過高時，會減少電池的使用壽命，甚至可能產生安全隱患。
為解決以上問題，有必要提供一種應用於電子裝置的充電保護電路，該充電保護電路包括第一開關元件、溫度偵測單元、放大器、比較器以及控制器，其中：第一開關元件連接在一輸入電壓與該電子裝置的電池之間，以控制該輸入電壓為該電池充電；溫度偵測單元用於偵測該電池的溫度，並將偵測到的溫度轉換為電壓信號後輸出至所述放大器；放大器與比較器連接，將該電壓信號放大後輸出至該比較器；比較器與控制器連接，將放大後的電壓信號與一參考電壓進行比較，當該放大後的電壓信號大於該參考電壓時，輸出一控制信號至控制器；控制器與第一開關元件連接，用於在接收到所述控制信號時，控制該第一開關元件截止。
相較於習知技術，本發明電子裝置的充電保護電路可在電池溫度過高時，自動停止對電池進行充電，從而提高電池的使用壽命，並避免安全隱患的產生。
100‧‧‧電子裝置
10‧‧‧充電保護電路
20‧‧‧電池
Q1‧‧‧第一開關元件
11‧‧‧溫度偵測單元
111‧‧‧熱敏電阻
112‧‧‧轉換單元
A1‧‧‧放大器
A2‧‧‧比較器
U1‧‧‧控制器
VCC‧‧‧電源電壓引腳
Ctr‧‧‧控制引腳
Flag‧‧‧信號接收引腳
GND‧‧‧接地引腳
12‧‧‧過壓保護單元
Q2‧‧‧第二開關元件
DZ‧‧‧二極體
Vin‧‧‧輸入電壓
D1，D2‧‧‧漏極
S1，S2‧‧‧源極
G1，G2‧‧‧柵極
R1‧‧‧第一電阻
R2‧‧‧第二電阻
R3‧‧‧第三電阻
Vref‧‧‧參考電壓
圖1是本發明提供充電保護電路應用於電子裝置的示意圖。
如圖1所示，是本發明提供的電子裝置100的示意圖。該電子裝置100包括充電保護電路10以及電池20。該電池20用於對電子裝置100進行供電。該電子裝置100可以是，但不限於，手機、平板電腦、筆記本電腦、移動上網設備(MID)等。
該充電保護電路10包括第一開關元件Q1、溫度偵測單元11、放大器A1、比較器A2、控制器U1以及過壓保護單元12。
該第一開關元件Q1的一端透過該過壓保護單元12與一輸入電壓Vin連接，另一端與電池20連接，以使用該輸入電壓Vin為電池20充電。該過壓保護單元12在該輸入電壓Vin大於一預設門檻電壓時，切斷第一開關元件Q1與輸入電壓Vin之間的電連接，以在電池20的充電過程起到過壓保護的作用。在其他實施例中，若輸入電壓Vin穩定，也可省略過壓保護單元12，使第一開關元件Q1直接與輸入電壓Vin連接。本實施例中，該第一開關元件Q1為一場效應電晶體，包括漏極D1、源極S1以及柵極G1。該源極S1與過壓保護單元12連接，漏極D1與電池20連接以為電池20提供充電電壓。
該過壓保護單元12包括第二開關元件Q2以及二極體DZ。該第二開關元件Q2為一場效應電晶體，包括漏極D2、源極S2以及柵極G2。該漏極D2與輸入電壓Vin連接，源極S2與第一開關元件Q1的源極S1連接，柵極G2透過第一電阻R1接地。該二極體DZ的負極與源極S2連接，正極與柵極G2連接。該二極體DZ為齊納二極體，具有一反向擊穿電壓，該反向擊穿電壓小於或等於所述預設門檻電壓。
當所述輸入電壓Vin與漏極D2連接時，第二開關元件Q2導通，以將該輸入電壓Vin透過源極S2傳輸至第一開關元件Q1，使第一開關元件Q1導通，進而將該輸入電壓Vin傳輸至電池20給該電池20進行充電。
當輸入電壓Vin大於所述預設門檻電壓時，二極體DZ被反向擊穿，將柵極G2的電壓拉高，使第二開關元件Q2截止，進而切斷第一開關元件Q1與輸入電壓Vin的連接，實現對電池20的過壓保護。
所述溫度偵測單元11與電池20連接，用於偵測電池20的溫度，然後將偵測到的溫度轉換為電壓信號並輸出至放大器A1。本實施例中，該溫度偵測單元11包括熱敏電阻111以及轉換單元112。該熱敏電阻111與電池20連接以偵測電池20的溫度，並將偵測到的溫度傳輸至轉換單元112。該轉換單元112與所述放大器A1連接，將熱敏電阻111偵測到的溫度轉換為電壓信號後輸出至放大器A1。
該放大器A1與比較器A2連接，以將該電壓信號放大後輸出至比較器A2。該放大器A1的反相輸入端與所述轉換單元112連接，同相輸入端透過第二電阻R2接地。該放大器的反相輸入端與輸出端之間連接一第三電阻R3。該輸出端與比較器A2連接。
該比較器A2與控制器U1連接，將放大後的電壓信號與一參考電壓Vref進行比較，當該放大後的電壓信號大於該參考電壓Vref時，輸出一控制 信號至控制器U1。當該放大後的電壓信號大於該參考電壓Vref時，表示電池20當前的溫度過高。
該控制器U1包括一電源電壓引腳VCC、一控制引腳Ctr、一信號接收引腳Flag以及一接地引腳GND。該電源電壓引腳VCC與第二開關元件Q2的源極S2連接，為控制器U1提供工作電壓。該控制引腳Ctr與第一開關元件Q1的柵極G1連接，以對第一開關元件Q1進行控制。該信號接收引腳Flag與比較器A2的輸出端連接，以接收所述控制信號。
當控制器U1接收到所述控制信號時，控制該第一開關元件Q1截止，進而停止對電池20進行充電。具體地，該控制器U1將該柵極G1拉為低電平，使該第一開關元件Q1截止。
綜上所述，本發明提供的充電保護電路10可在電子裝置100的電池20在充電時的溫度過高時，自動切斷該電池20的充電電壓，進而對該電池20進行保護，可提高電池20的使用壽命。
綜上所述，本創作符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本創作之較佳實施例，本創作之範圍並不以上述實施例為限，舉凡熟習本案技藝之入士爰依本創作之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
100‧‧‧電子裝置
10‧‧‧充電保護電路
20‧‧‧電池
Q1‧‧‧第一開關元件
11‧‧‧溫度偵測單元
111‧‧‧熱敏電阻
112‧‧‧轉換單元
A1‧‧‧放大器
A2‧‧‧比較器
U1‧‧‧控制器
VCC‧‧‧電源電壓引腳
Ctr‧‧‧控制引腳
Flag‧‧‧信號接收引腳
GND‧‧‧接地引腳
12‧‧‧過壓保護單元
Q2‧‧‧第二開關元件
DZ‧‧‧二極體
Vin‧‧‧輸入電壓
D1，D2‧‧‧漏極
S1，S2‧‧‧源極
G1，G2‧‧‧柵極
R1‧‧‧第一電阻
R2‧‧‧第二電阻
R3‧‧‧第三電阻
Vref‧‧‧參考電壓

Claims (8)

  1. 一種充電保護電路，應用於電子裝置中，該充電保護電路包括第一開關元件、溫度偵測單元、放大器、比較器以及控制器，其中：第一開關元件連接在一輸入電壓與該電子裝置的電池之間，以控制該輸入電壓為該電池充電；溫度偵測單元用於偵測該電池的溫度，並將偵測到的溫度轉換為電壓信號後輸出至所述放大器；放大器與比較器連接，將該電壓信號放大後輸出至該比較器；比較器與控制器連接，將放大後的電壓信號與一參考電壓進行比較，當該放大後的電壓信號大於該參考電壓時，輸出一控制信號至控制器；控制器與第一開關元件連接，用於在接收到所述控制信號時，控制該第一開關元件截止；過壓保護單元，所述第一開關元件通過該過壓保護單元與所述輸入電壓連接，該過壓保護單元在所述輸入電壓大於一預設門檻電壓時，切斷第一開關元件與該輸入電壓之間的電連接。
  2. 如請求項1所述的充電保護電路，其中，所述第一開關元件包括漏極(D1)、源極(S1)以及柵極(G1)；所述過壓保護單元包括第二開關元件以及二極體，該第二開關元件包括漏極(D2)、源極(S2)以及柵極(G2)；該漏極(D2)與所述輸入電壓連接，源極(S2)與第一開關元件的源極(S1)連接，柵極(G2)通過一電阻接地；該二極體的負極與源極(S2)連接，正極與柵極(G2)連接。
  3. 如請求項2所述的充電保護電路，其中，當所述輸入電壓大於所述預設門檻電壓時，所述二極體被反向擊穿，將第二開關元件的柵極(G2)的電壓拉高，使第二開關元件截止，以切斷第一開關元件與該輸入電壓的連接。
  4. 如請求項2所述的充電保護電路，其中，所述控制器包括一電源電壓引腳、一控制引腳、一信號接收引腳以及一接地引腳；該電源電壓引腳與第二開關元件的源極(S2)連接，以為該控制器提供工作電壓；該控制引腳與第一開關元件的柵極(G1)連接；該信號接收引腳與所述比較器的輸出端連接，以接收所述控制信號；當該控制器接收到所述控制信號時，將第一開關元件的柵極(G1)拉為低電平，使該第一開關元件截止。
  5. 如請求項2所述的充電保護電路，其中，所述第一開關元件以及所述第二開關元件為場效應電晶體。
  6. 如請求項2所述的充電保護電路，其中，所述二極體為具有一反向擊穿電壓的齊納二極體，該反向擊穿電壓小於或等於所述預設門檻電壓。
  7. 如請求項1所述的充電保護電路，其中，所述溫度偵測單元包括熱敏電阻以及轉換單元，該熱敏電阻與所述電池連接以偵測該電池的溫度，並將偵測到的溫度傳輸至該轉換單元；該轉換單元與所述放大器連接，將熱敏電阻偵測到的溫度轉換為電壓信號後輸出至該放大器。
  8. 一種電子裝置，包括一電池，該電子裝置還包括請求項1-7任意一項所述的充電保護電路。
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