專利名稱：一種便攜設(shè)備的充電電路與一種便攜設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及產(chǎn)品的供電領(lǐng)域，尤其涉及一種充電電路及一種使用該充電電路便攜設(shè)備。
背景技術(shù)：
便攜設(shè)備用USB充電和用充電器的標(biāo)準(zhǔn)是不同的，包括充電輸入的電壓值(最大 承受電壓及典型充電電壓值)和充電電流值。一般來說，充電器充電允許的最大充電電流 較大，常常在500mA以上(以滿足大容量電池能在三小時(shí)內(nèi)完成充電的設(shè)計(jì)需求)，其允許 輸入電壓值也較高，超過5伏甚至達(dá)到十多伏。而根據(jù)USB的充電規(guī)范，用計(jì)算機(jī)的USB給 便攜設(shè)備充電，其最大充電電流不能超過500mA，其輸入電壓值標(biāo)準(zhǔn)為5V。由于USB充電和用充電器的標(biāo)準(zhǔn)的不同，導(dǎo)致需要利用兩套軟件或硬件分別對(duì) USB和充電器的充電進(jìn)行設(shè)計(jì)，便攜設(shè)備在檢測(cè)出插入的電源是USB還是充電器后，根據(jù)檢 測(cè)結(jié)果走不同的充電流程。這樣增加了設(shè)計(jì)成本，難度也隨之增大。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供了 一種充電電路，可同時(shí)適用于USB及充電器的充電。本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案一種便攜設(shè)備的充電電路，包括輸入接口模塊、過壓保護(hù)模塊、開關(guān)電路模塊、充 電控制模塊；所述輸入接口模塊包括兩個(gè)端口，其中一端口的輸入端與外部USB充電電源相 連，另一端口的輸入端與外部充電器充電電源相連；所述過壓保護(hù)模塊的輸入端與所述輸入接口模塊的輸出端相連，調(diào)節(jié)經(jīng)所述輸入 接口模塊接入的外部充電電源的電壓，使得調(diào)節(jié)后的輸出電壓適用于所述充電控制模塊的 電壓；所述開關(guān)電路模塊的輸入端與所述電壓調(diào)節(jié)模塊的輸出端相連，其輸出端與電池 相連，所述開關(guān)電路模塊調(diào)節(jié)通過該開關(guān)電路模塊的輸入電流；所述充電控制模塊的輸入端與所述輸入接口模塊相連，識(shí)別外部電源，產(chǎn)生控制 信號(hào)輸出給所述開關(guān)電路模塊的控制端，控制開關(guān)電路模塊進(jìn)行電流調(diào)節(jié)。如上所述的開關(guān)電路模塊包括多條并聯(lián)支路，每條支路上含有電阻或電阻與開關(guān)。。[0012]如上所述的過壓保護(hù)模塊是一過壓保護(hù)電路，由芯片實(shí)現(xiàn)，或由三極管和/或MOS
管實(shí)現(xiàn)。如上所述的開關(guān)電路模塊由芯片實(shí)現(xiàn)，或由三極管和/或MOS管實(shí)現(xiàn)。如上所述的充電控制模塊包括通用輸入輸出口單元。。如上所述的充電電路還包括電流檢測(cè)模塊，該模塊的輸入端與所述開關(guān)電路模塊 相連，輸出端與所述充電控制模塊相連，用于檢測(cè)所述開關(guān)電路模塊的電流。[0016]一種實(shí)施例中，如上所述的充電電路包括充電通斷控制模塊，該模塊串接在所述充電電路中，并與所述充電控制模塊相連，用于控制所述充電電路的通斷。一種實(shí)施例中，如上所述的充電電路還包括防倒灌電路模塊，該模塊串接在所述充電電路中，并與充電控制模塊相連，用于防止電流從電池倒灌到外部。一種實(shí)施例中，如上所述的輸入接口模塊、充電通斷控制模塊、電流檢測(cè)模塊、過壓保護(hù)模塊、開關(guān)電路模塊、防倒灌電路模塊的至少一個(gè)與所述充電控制模塊相集成。本實(shí)用新型還提供一種便攜設(shè)備，該設(shè)備包括有電池，并內(nèi)置有如上所述各種情況的充電電路，所述充電電路用于給電池充電。本實(shí)用新型的有益效果是通過過壓保護(hù)模塊來實(shí)現(xiàn)USB及充電器的充電電壓的 兼容，通過開關(guān)電路模塊來實(shí)現(xiàn)USB及充電器的充電電流的兼容，從而本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了 僅用一套軟硬件就能實(shí)現(xiàn)USB及充電器充電兩種充電方案，優(yōu)化了系統(tǒng)性能，節(jié)約了設(shè)計(jì) 成本。在設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)上，簡(jiǎn)單易行，所需成本也很低。

圖1為本實(shí)用新型充電電路實(shí)施例的邏輯結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型充電電路中開關(guān)電路模塊的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型充電電路一種實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型便攜設(shè)備所含充電電路實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面通過具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。便攜設(shè)備的充電是用外部電源，包括充電器、USB、數(shù)據(jù)線等，經(jīng)過內(nèi)部的充電電路 達(dá)到對(duì)電池充電的功能。要同時(shí)滿足USB和充電器充電，需要在輸入電壓和充電電流兩方 面達(dá)到兼容要求。如圖1所示本實(shí)用新型充電電路實(shí)施例的邏輯結(jié)構(gòu)示意圖，其內(nèi)部充電 電路實(shí)現(xiàn)基本功能的模塊包括輸入接口模塊、過壓保護(hù)模塊、開關(guān)電路模塊、及充電控制 模塊。輸入接口模塊有兩個(gè)端口，一個(gè)用于接入U(xiǎn)SB外部電源，另一個(gè)用于接入充電器 連接的外部電源。外部電源經(jīng)過輸入接口模塊進(jìn)入充電電路，由充電控制模塊識(shí)別外部電 源是USB外部電源或是充電器連接的外部電源。充電控制模塊有一個(gè)電壓范圍的安全值，超過該范圍會(huì)損壞充電電路，因此，過壓 保護(hù)模塊將由輸入接口模塊輸出的電壓調(diào)節(jié)為安全值，從而保護(hù)了充電電路，實(shí)現(xiàn)了 USB 和充電器的輸入電壓都適用的充電目的。實(shí)際設(shè)計(jì)中，過壓保護(hù)模塊是一過壓保護(hù)電路，由 芯片實(shí)現(xiàn)，也可以由三極管和/或MOS管或其他分離器件實(shí)現(xiàn)。除了實(shí)現(xiàn)USB和充電器的充電電壓兼容，還需要實(shí)現(xiàn)USB和充電器的充電電流兼 容，本實(shí)用新型采用開關(guān)電路模塊用來實(shí)現(xiàn)充電電流的兼容。根據(jù)充電控制模塊識(shí)別出的 外部電源的類型是USB或是充電器，開關(guān)電路模塊相應(yīng)地調(diào)節(jié)通過該開關(guān)電路模塊的輸入 電流來為電池充電。為實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)其輸入電流，開關(guān)電路模塊的具體電路結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括有多條并聯(lián)支路，每條支路上含有電阻或電阻與開關(guān)；所述電阻構(gòu)成電阻單元，所述開關(guān)構(gòu)成開關(guān)單元。整個(gè)開關(guān)電路模塊可以由芯片實(shí)現(xiàn)，也可以由三極管和/或MOS管或其他分離器件實(shí)現(xiàn)。開關(guān)電路模塊由充電控制模塊的通用輸入輸出口(General Purpose Input/Output, 簡(jiǎn)稱GPIO 口)單元控制，通過控制開關(guān)單元的打開與閉合，改變開關(guān)電路模塊的電阻值，從 而實(shí)現(xiàn)了電流的調(diào)節(jié)。充電控制模塊的GPIO 口單元也可以脫離充電控制模塊，通過電源線、控制線等與 充電控制模塊相連進(jìn)行通信，如圖3所示，該GPIO 口單元可獨(dú)立為一芯片，如基帶芯片。圖3中還包括有電流檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)開關(guān)電路模塊間的電流，該電流檢測(cè)模 塊可以與充電控制模塊集成或外接于充電控制模塊，圖3是外接于充電控制模塊的示意 圖。圖3還增加了充電通斷控制模塊和防倒灌電路模塊。當(dāng)插入外部電源時(shí)，通過充 電控制模塊檢測(cè)外部電源是否符合USB或充電器，由充電通斷控制模塊來控制電路的通 斷，從而實(shí)現(xiàn)是否充電。而防倒灌電路模塊，用來防止當(dāng)外部電源異常時(shí)，電流從電池倒灌 到外部。在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到制作工藝與產(chǎn)品體積，可以將輸入接口模塊、充電通斷控 制模塊、防倒灌電路模塊、電流檢測(cè)模塊、過壓保護(hù)模塊、開關(guān)電路模塊全部集成到充電 控制模塊；也可以就只集成部分模塊到充電控制模塊，如輸入接口模塊、充電通斷控制 模塊、電流檢測(cè)模塊、防倒灌電路模塊。充電控制模塊可以由充電芯片或電源管理芯片 (PowerManagement Unit，簡(jiǎn)稱 PMU)來實(shí)現(xiàn)。本使用新型實(shí)施例還提供一種便攜設(shè)備，該便攜設(shè)備中含有如圖4所示的充電電 路。假設(shè)便攜設(shè)備為手機(jī)。手機(jī)內(nèi)部充電電路的充電控制模塊由充電控制芯片或電源管理 芯片來實(shí)現(xiàn)，該芯片集成了電流檢測(cè)模塊和防倒灌電路模塊。該芯片與具有GPIO 口的基帶 芯片通過電源線、控制線等相連以實(shí)現(xiàn)通信。在此不進(jìn)行重復(fù)說明輸入接口模塊、充電通斷 控制模塊、防倒灌電路模塊、電流檢測(cè)模塊等模塊的作用。過壓保護(hù)模塊中的過壓保護(hù)電路的目的是使超過充電控制芯片或PMU芯片要求 值的輸入電壓經(jīng)過該電路后電壓值調(diào)節(jié)為安全值，從而保護(hù)了芯片，實(shí)現(xiàn)了 USB和充電器 的輸入電壓都適用芯片的目的。圖4中開關(guān)電路模塊的電阻單元假設(shè)只有電阻Rl和電阻R2，R1和R2并聯(lián)，而開關(guān) 電路模塊與電阻Rl串聯(lián)。當(dāng)外部電源插入后，如果是USB，則開關(guān)保持?jǐn)嚅_，充電控制模塊 的芯片管腳與電池之間的電阻值為R2 ；反之若是充電器，則開關(guān)閉合，使得Rl和R2并聯(lián)， 芯片管腳與電池之間的電阻值為Rl并聯(lián)R2(比R2小)，電流=R2兩端的電壓差/Rl并聯(lián) R2的阻值，充電電流增大。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，通過合理設(shè)計(jì)電阻單元各電阻阻值，就能獲得所 需的充電電流值。本實(shí)用新型實(shí)施例中整個(gè)充電流程如下檢測(cè)到外部電源后，芯片識(shí)別出是充電 器或是USB。外接電源通過過壓保護(hù)模塊，使輸入電壓在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)。若外部電源為 USB，則開關(guān)斷開，保持芯片管腳與電池之間的電阻值為R2。若外部電源為充電器，則開關(guān)閉 合，Rl和R2并聯(lián)，芯片管腳與電池之間的電阻值為Rl并聯(lián)R2(比R2小)，從而獲得更大的 充電電流。本實(shí)用新型便攜設(shè)備的充電電路相比普通的充電電路，在硬件上只多了過壓保護(hù) 模塊和開關(guān)電路模塊，軟件上只多了一條是否打開開關(guān)的語句，實(shí)現(xiàn)較簡(jiǎn)單，只用一套軟硬件就能實(shí)現(xiàn)USB及充電器充電兩種充電方案，優(yōu)化了系統(tǒng)性能，節(jié)約了設(shè)計(jì)成本。在設(shè)計(jì)實(shí) 現(xiàn)上，簡(jiǎn)單易行，所需成本也很低。 以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型所做的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本實(shí)用新型所述技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬 于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種便攜設(shè)備的充電電路，其特征在于，包括輸入接口模塊、過壓保護(hù)模塊、開關(guān)電路模塊、充電控制模塊；所述輸入接口模塊包括兩個(gè)端口，其中一端口的輸入端與外部USB充電電源相連，另一端口的輸入端與外部充電器充電電源相連；所述過壓保護(hù)模塊的輸入端與所述輸入接口模塊的輸出端相連，調(diào)節(jié)經(jīng)所述輸入接口模塊接入的外部充電電源的電壓；所述開關(guān)電路模塊的輸入端與所述電壓調(diào)節(jié)模塊的輸出端相連，其輸出端與電池相連，所述開關(guān)電路模塊調(diào)節(jié)通過該開關(guān)電路模塊的輸入電流；所述充電控制模塊的輸入端與所述輸入接口模塊相連，識(shí)別外部電源，產(chǎn)生控制信號(hào)輸出給所述開關(guān)電路模塊的控制端，控制開關(guān)電路模塊進(jìn)行電流調(diào)節(jié)。
2.如權(quán)利要求1所述的充電電路，其特征在于，所述開關(guān)電路模塊包括多條并聯(lián)支路， 每條支路上含有電阻或電阻與開關(guān)。
3.如權(quán)利要求1所述的充電電路，其特征在于，所述過壓保護(hù)模塊是一過壓保護(hù)電路， 由芯片實(shí)現(xiàn)，或由三極管和/或MOS管實(shí)現(xiàn)。
4.如權(quán)利要求2所述的充電電路，其特征在于，所述開關(guān)電路模塊由芯片實(shí)現(xiàn)，或由三 極管和/或MOS管實(shí)現(xiàn)。
5.如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的充電電路，其特征在于，所述充電控制模塊包括通用 輸入輸出口單元。
6.如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的充電電路，其特征在于，所述充電電路還包括電流檢 測(cè)模塊，該模塊的輸入端與所述開關(guān)電路模塊相連，輸出端與所述充電控制模塊相連，檢測(cè) 所述開關(guān)電路模塊的電流。
7.如權(quán)利要求6所述的充電電路，其特征在于，所述充電電路包括充電通斷控制模塊， 該模塊串接在所述充電電路中，并與所述充電控制模塊相連，控制所述充電電路的通斷。
8.如權(quán)利要求7所述的充電電路，其特征在于，所述充電電路還包括防倒灌電路模塊， 該模塊串接在所述充電電路中，并與充電控制模塊相連，防止電流從電池倒灌到外部。
9.如權(quán)利要求8所述的充電電路，其特征在于，所述輸入接口模塊、所述充電通斷控制 模塊、所述電流檢測(cè)模塊、所述過壓保護(hù)模塊、所述開關(guān)電路模塊、所述防倒灌電路模塊的 至少一個(gè)與所述充電控制模塊相集成。
10.一種便攜設(shè)備，包括電池，其特征在于，所述便攜設(shè)備內(nèi)置有權(quán)利要求1至9任一項(xiàng) 所述的充電電路，通過充電電路給電池充電。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種同時(shí)適用于USB及充電器的充電電路及一種便攜設(shè)備。所述充電電路在普通充電電路基礎(chǔ)上，增加過壓保護(hù)模塊來實(shí)現(xiàn)USB及充電器的充電電壓的兼容，增加開關(guān)電路模塊來實(shí)現(xiàn)USB及充電器的充電電流的兼容，從而本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了僅用一套軟硬件就能實(shí)現(xiàn)USB及充電器充電兩種充電方案，優(yōu)化了系統(tǒng)性能，節(jié)約了設(shè)計(jì)成本。在設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)上，簡(jiǎn)單易行，所需成本也很低。
文檔編號(hào)H02J7/00GK201590669SQ20092026153
公開日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2009年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月15日
發(fā)明者袁雪 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司