一種電源管理電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種電源管理電路，其包括：電池保護電路，其包括與電芯正極相連的第一檢測端、與電芯負極相連的第二檢測端、與第一電源端相連的第三檢測端、充電控制端和放電控制端，以在充電異常時，由充電控制端輸出充電保護信號，在放電異常時，由放電控制端輸出放電保護信號；開關(guān)組合電路，其連接于電芯負極和第一電源端之間，根據(jù)充電保護信號切斷電芯的充電回路，根據(jù)放電保護信號切斷電芯的放電回路；充電控制電路包括充電控制單元，該充電控制單元包括串聯(lián)于第二電源端和充電連接端之間的充電電阻和第一二極管。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中的電源管理電路具有充放電保護功能和充電控制功能，且電路結(jié)構(gòu)簡單，從而降低芯片制造成本。
【專利說明】—種電源管理電路【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及電路設計領(lǐng)域，特別涉及一種電源管理電路。
【【背景技術(shù)】】
[0002]鋰電池具有工作電壓高、體積小、質(zhì)量輕、能量高、無記憶效應，循環(huán)壽命長等優(yōu)點，其應用越來越廣泛。由于鋰電池存在安全性差，有發(fā)生爆炸的危險，因此，一般在應用時都會配備電池保護電路。為了實現(xiàn)鋰電池的可充電功能，通常還需要為鋰電池配備充電管理電路(或稱充電控制電路)，現(xiàn)有技術(shù)中，一般通過額外的一顆充電管理芯片來實現(xiàn)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，充電管理芯片一般包括線性充電管理芯片和脈沖式充電管理芯片。其中，線性充電管理芯片存在三種工作模式：預充電、恒流充電、恒壓充電；脈沖式充電管理芯片也存在三種工作模式：預充電、恒流充電、脈沖充電。由于充電管理芯片的電路結(jié)構(gòu)較為復雜，因此,其芯片成本也較高。
[0004]但是，對于充電電流要求不高的一些電子系統(tǒng)，使用現(xiàn)有的充電管理芯片，存在不必要的成本浪費。
[0005]因此，有必要提供一種改進的技術(shù)方案來克服上述問題。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種電源管理電路，其可實現(xiàn)充放電保護功能和充電控制功能，且電路結(jié)構(gòu)簡單，從而降低芯片制造成本。
[0007]為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種電源管理電路，其包括電池保護電路、開關(guān)組合電路和充電控制電路。所述電池保護電路包括與電芯正極相連的第一檢測端、與電芯負極相連的第二檢測端、與第一電源端相連的第三檢測端、充電控制端和放電控制端，所述電池保護電路基于第一檢測端、第二檢測端和第三檢測端對電芯的充放電回路進行檢測，以在充電異常時，由所述充電控制端輸出充電保護信號，在放電異常時，由所述放電控制端輸出放電保護信號，其中，所述電芯的正極與第二電源端相連；所述開關(guān)組合電路連接于所述電芯負極和第一電源端之間，其根據(jù)所述充電保護信號切斷所述電芯的充電回路，根據(jù)所述放電保護信號切斷所述電芯的放電回路；所述充電控制電路包括充電控制單元，所述充電控制單元包括串聯(lián)于第二電源端和充電連接端之間的充電電阻和第一二極管，所述第一二極管的陽極與所述充電連接端相連，其陰極與所述第二電源端相連。
[0008]進一步的，所述電池保護電路基于第一檢測端以及第三檢測端的電壓來確定電芯的充電電流或者放電電流；所述電池保護電路基于第一檢測端以及第二檢測端的電壓來確定電芯的充電電壓或者放電電壓。
[0009]進一步的，在對電芯充電時，適配器的正極與所述充電連接端相連，其負極與所述第一電源端相連。
[0010]進一步的，所述充電管理電路還包括充電狀態(tài)顯示單元，所述充電狀態(tài)顯示單元包括串聯(lián)于所述充電連接端和所述電芯負極之間的發(fā)光二極管和第三電阻，所述發(fā)光二極管的正極與所述充電連接端相連，其負極與所述電芯的負極相連。
[0011]進一步的，所述開關(guān)組合電路包括第一NMOS晶體管和第二NMOS晶體管，所述第一NMOS晶體管的源極與所述電芯的負極相連，其柵極與所述放電控制端相連，其漏極與所述第二NMOS晶體管的漏極相連；所述第二NMOS晶體管的柵極與所述充電控制端相連，其源極與所述第一電源端相連。
[0012]進一步的，在充電發(fā)生異常時，所述電池保護電路控制第二 NMOS晶體管截止，以切斷充電回路；在放電發(fā)生異常時，所述電池保護電路控制第一 NMOS晶體管截止，以切斷放電回路。
[0013]更進一步的，所述第一檢測端通過第一電阻與所述電芯的正極相連，所述第一檢測端通過一電容與所述第二檢測端相連，所述第三檢測端通過第二電阻與所述第一電源端相連。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中的電源管理電路具有充放電保護功能和充電控制功能，且電路結(jié)構(gòu)簡單，從而降低芯片制造成本 。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0015]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。其中:
[0016]圖1為本發(fā)明中的電源管理電路的電路示意圖。
【【具體實施方式】】
[0017]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0018]此處所稱的“一個實施例”或“實施例”是指可包含于本發(fā)明至少一個實現(xiàn)方式中的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。在本說明書中不同地方出現(xiàn)的“在一個實施例中”并非均指同一個實施例，也不是單獨的或選擇性的與其他實施例互相排斥的實施例。除非特別說明，本文中的連接、相連、相接的表示電性連接的詞均表示直接或間接電性相連。
[0019]請參考圖1所示，其為本發(fā)明中的電源管理電路的電路示意圖。所述電源管理電路包括電池保護電路110、開關(guān)組合電路120和充電控制電路130。
[0020]所述電池保護電路110包括三個連接端(或稱為檢測端)和兩個控制端。三個連接端分別為與電芯BAT正極相連的第一檢測端(或稱電芯正極連接端)VDD、與電芯BAT負極相連的第二檢測端(或稱接地端)VSS和與第一電源端P-相連的第三檢測端VM。兩個控制端分別為充電控制端CO和放電控制端D0。其中，所述電芯BAT的正極與第二電源端P+相連；所述第一檢測端VDD通過第一電阻Rl與所述電芯BAT的正極相連；所述第一檢測端VDD通過電容Cl與所述第二檢測端VSS相連；所述第三檢測端VM通過第二電阻R2與所述第一電源端P-相連。所述電池保護電路110基于第一檢測端VDD、第二檢測端VSS和第三檢測端VM對電芯BAT的充放電回路進行檢測，以在充電異常時由所述充電控制端CO輸出充電保護信號，在放電異常時由所述放電控制端DO輸出放電保護信號。[0021]以下具體介紹圖1中的電池保護電路110的工作過程。
[0022]所述電池保護電路110基于第一檢測端VDD以及第三檢測端VM的電壓來確定電芯BAT的充電電流或者放電電流；所述電池保護電路110基于第一檢測端VDD以及第二檢測端VSS的電壓來確定電芯BAT的充電電壓或者放電電壓。
[0023]所述電池保護電路110基于第一檢測端VDD、第二檢測端VSS和第三檢測端VM檢測所述電芯BAT的充電是否異常，如果異常，則通過其充電控制端CO輸出禁止充電控制信號(即充電保護信號)，如果不異常，則通過其充電控制端CO輸出允許充電控制信號。該禁止充電控制信號和允許充電控制信號可以是一個信號的的兩種邏輯狀態(tài)，比如，禁止充電控制信號為低電平，所述允許充電控制信號為高電平。所述充電異常通常包括兩種，一種是充電過流異常，另一種是充電過壓異常。
[0024]同理，所述電池保護電路110基于第一檢測端VDD、第二檢測端VSS和第三檢測端VM檢測所述電芯BAT的放電是否異常，如果異常，則通過其放電控制端DO輸出禁止放電控制信號(即放電保護信號)，如果不異常，則通過其放電控制端DO輸出允許放電控制信號。該禁止放電控制信號和允許放電控制信號可以是一個信號的兩種邏輯狀態(tài)，比如，禁止放電控制信號為低電平，所述允許放電控制信號為高電平。所述放電異常通常包括兩種，一種是放電過流異常，另一種是放電過壓異常。
[0025]所述開關(guān)組合電路120連接于所述電芯BAT負極和第一電源端P-之間，其根據(jù)所述禁止充電控制信號(即充電保護信號)切斷所述電芯BAT的充電回路，根據(jù)所述允許充電控制信號連通所述電芯BAT的充電回路，以對所述電芯BAT進行充電保護。所述開關(guān)組合電路120根據(jù)所述禁止放電控制信號(即放電保護信號)切斷所述電芯BAT的放電回路，根據(jù)所述允許放電控制信號連通所述電芯BAT的放電回路，以對所述電芯BAT進行放電保護。
[0026]所述開關(guān)組合電路120可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的有關(guān)電池充放電通路中通用的開關(guān)組合。在圖1所示的實施例中，所述開關(guān)組合電路120包括第一 NM0S(N-Channel MetalOxide Semiconductor)晶體管麗I和第二NMOS晶體管麗2。所述第一NMOS晶體管麗I的源極與所述電芯BAT的負極相連，其柵極與所述放電控制端DO相連，其漏極與所述第二 NMOS晶體管MN2的漏極相連；所述第二 NMOS晶體管MN2的柵極與所述充電控制端CO相連，其源極與所述第一電源端P-相連，且在NMOS晶體管麗I中寄生有二極管(未示出)，在NMOS晶體管MN2中寄生有二極管(未示出)。
[0027]所述電池保護電路110通過控制NMOS晶體管麗1、麗2的導通和關(guān)斷可以實現(xiàn)對電芯Bat進行充電保護和放電保護。在正常狀態(tài)時，所述電池保護電路110控制NMOS晶體管麗1、麗2同時導通，此時既可充電也可以放電。在充電發(fā)生異常時,所述電池保護電路110控制NMOS晶體管MN2截止，從而切斷了充電回路，但仍可以放電。在放電發(fā)生異常時，所述電池保護電路110控制NMOS晶體管麗I截止，從而切斷了放電回路，但仍可以充電。
[0028]需要說明的是，現(xiàn)有技術(shù)中，所述開關(guān)組合電路120有很多實現(xiàn)方式，可以隨意選擇，在本發(fā)明中并不做特殊限定。
[0029]繼續(xù)參考圖1所示，所述充電控制電路130包括充電控制單元132和充電狀態(tài)顯示單元134。
[0030]所述充電控制單元132用于對電芯BAT的充電電流進行控制。所述充電控制單元132包括串聯(lián)于第二電源端P+和充電連接端CHG之間的充電電阻RC和第一二極管Dl，所述第一二極管Dl的陽極與所述充電連接端CHG相連，其陰極通過充電電阻RC與所述第二電源端P+相連。
[0031]所述第一二極管Dl用于限制充電電流的方向，即在對電芯BAT充電時，適配器Adapter的正極與所述充電連接端CHG相連，其負極與所述第一電源端P-相連(即適配器正接)時，才能產(chǎn)生充電電流，由適配器Adapter對電芯BAT充電；當適配器Adapter反接或者無適配器相接時，所述第一二極管Dl無電流通過。
[0032]所述充電電阻RC用于限制充電電流的大小。例如，如果第一二極管Dl的正向?qū)▔航禐?.7V，電池電壓(即第二電源端P+和第一電源端P-之間的電壓)為3.6V，適配器Adapter輸出電壓為5V，充電電阻Re為7歐姆，則流過第一二極管Dl的充電電流為(5V-3.6V-0.7V)/7 歐姆=IOOmA0
[0033]所述充電狀態(tài)顯示單元134用于顯示電芯BAT是否處于充電狀態(tài),在圖1所示的實施例中，所述充電狀態(tài)顯示單元134包括串聯(lián)于所述充電節(jié)點CHG和所述電芯BAT的負極之間的發(fā)光二極管LI和第三電阻R3，所述發(fā)光二極管LI的正極通過所述第三電阻R3與所述充電連接端CHG相連，其負極與所述電芯BAT的負極相連。
[0034]當電芯BAT需要充電時，將適配器Adapter正接于所述充電連接端CHG和所述第一電源端P-之間，所述電池保護電路110控制第一 NMOS晶體管麗I和第二 NMOS晶體管麗2都導通，由適配器Adapter對電芯BAT充電，同時發(fā)光二極管LI會導通發(fā)光(電流流經(jīng)通路為:由充電節(jié)點CHG (流過第三電阻R3、發(fā)光二極管L1、NMOS晶體管麗1、NMOS晶體管麗2回到適配器Adapter負極)，向用戶指示電芯BAT處于充電狀態(tài)。當電芯BAT被充滿時，所述電池保護電路110控制第二 NMOS晶體管MN2截止，發(fā)光二極管LI的電流通路也被切斷，無法發(fā)光，可以實現(xiàn)向用戶提示電芯BAT處于已充滿狀態(tài)。當無適配器Adapter接入時，由于充電節(jié)點CHG無電壓，不會對電芯BAT進行充電，同時發(fā)光二極管LlL也不會被點亮。
[0035]需要特別說明的是，圖1中的第一二極管Dl和充電電阻RC的位置可以互換，且并不影響所述充電控制單元132的電路功能。所述發(fā)光二極管LI和第三電阻R3的位置也可以互換，且不影響所述充電狀態(tài)顯示單元134的電路。
[0036]總綜上所述，本發(fā)明中的所述電源管理電路包括電池保護電路110、開關(guān)組合電路120和充電控制電路130。其中，所述充電控制電路130包括充電控制單元132和充電狀態(tài)顯示單元134。所述充電控制單元132用于對電芯BAT的充電電流進行控制，其包括串聯(lián)于第二電源端P+和充電連接端CHG之間的充電電阻RC和第一二極管Dl。所述充電狀態(tài)顯示單元134用于顯示電芯BAT是否處于充電狀態(tài)，其包括串聯(lián)于所述充電連接端CHG和所述電芯BAT的負極之間的發(fā)光二極管LI和第三電阻R3。從而使本發(fā)明中的電源管理電路具有充放電保護功能和充電控制功能，且電路結(jié)構(gòu)簡單，適用于對充電電流要求不高的一些電子系統(tǒng)，從而降低芯片制造成本。
[0037]在本發(fā)明中，“連接”、相連、“連”、“接”等表示電性相連的詞語，如無特別說明，則表示直接或間接的電性連接。
[0038]需要指出的是，熟悉該領(lǐng)域的技術(shù)人員對本發(fā)明的【具體實施方式】所做的任何改動均不脫離本發(fā)明的權(quán)利要求書的范圍。相應地，本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍也并不僅僅局限于前述【具體實施方式】。
【權(quán)利要求】
1.一種電源管理電路，其特征在于，其包括電池保護電路、開關(guān)組合電路和充電控制電路， 所述電池保護電路包括與電芯正極相連的第一檢測端、與電芯負極相連的第二檢測端、與第一電源端相連的第三檢測端、充電控制端和放電控制端，所述電池保護電路基于第一檢測端、第二檢測端和第三檢測端對電芯的充放電回路進行檢測，以在充電異常時，由所述充電控制端輸出充電保護信號，在放電異常時，由所述放電控制端輸出放電保護信號，其中，所述電芯的正極與第二電源端相連； 所述開關(guān)組合電路連接于所述電芯負極和第一電源端之間，其根據(jù)所述充電保護信號切斷所述電芯的充電回路，根據(jù)所述放電保護信號切斷所述電芯的放電回路； 所述充電控制電路包括充電控制單元，所述充電控制單元包括串聯(lián)于第二電源端和充電連接端之間的充電電阻和第一二極管，所述第一二極管的陽極與所述充電連接端相連，其陰極與所述第二電源端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源管理電路，其特征在于，所述電池保護電路基于第一檢測端以及第三檢測端的電壓來確定電芯的充電電流或者放電電流；所述電池保護電路基于第一檢測端以及第二檢測端的電壓來確定電芯的充電電壓或者放電電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電源管理電路，其特征在于，在對電芯充電時，適配器的正極與所述充電連接端相連，其負極與所述第一電源端相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電源管理電路，其特征在于，所述充電管理電路還包括充電狀態(tài)顯示單元，所述充電狀態(tài)顯示單元包括串聯(lián)于所述充電連接端和所述電芯負極之間的發(fā)光二極管和第三電阻，所述發(fā)光二極管的正極與所述充電連接端相連，其負極與所述電芯的負極相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電源管理電路，其特征在于，所述開關(guān)組合電路包括第一NMOS晶體管和第二 NMOS晶體管， 所述第一 NMOS晶體管的源極與所述電芯的負極相連，其柵極與所述放電控制端相連，其漏極與所述第二 NMOS晶體管的漏極相連； 所述第二 NMOS晶體管的柵極與所述充電控制端相連，其源極與所述第一電源端相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電源管理電路，其特征在于，在充電發(fā)生異常時，所述電池保護電路控制第二 NMOS晶體管截止，以切斷充電回路；在放電發(fā)生異常時，所述電池保護電路控制第一 NMOS晶體管截止，以切斷放電回路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源管理電路，其特征在于， 所述第一檢測端通過第一電阻與所述電芯的正極相連， 所述第一檢測端通過一電容與所述第二檢測端相連， 所述第三檢測端通過第二電阻與所述第一電源端相連。
【文檔編號】H02H7/18GK103490474SQ201310444700
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月26日
【發(fā)明者】王釗 申請人:無錫中星微電子有限公司