一種智能充電電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種智能充電電路，其主機(jī)通過(guò)USB接口連接到電腦USB接口，通過(guò)電腦USB接口提供5V/500mA的工作電壓；當(dāng)主機(jī)處于開(kāi)機(jī)狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)電壓為開(kāi)關(guān)管Q2提供偏置電流，開(kāi)關(guān)管Q2導(dǎo)通，Q1截止，充電電流Ichg=1000V/R2，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)的小電流充電；當(dāng)主機(jī)處于關(guān)機(jī)狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)電壓為0，開(kāi)關(guān)管Q2截止，Q1導(dǎo)通，電阻R2、R3均接地，此時(shí)充電電流Ichg=（1000V/R3）+（1000V/R2），從而實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)的大電流充電。本發(fā)明根據(jù)主機(jī)的開(kāi)關(guān)機(jī)狀態(tài)不同，利用開(kāi)關(guān)管電路實(shí)現(xiàn)智能切換充電電流，在主機(jī)開(kāi)機(jī)時(shí)，采用小電流充電；在主機(jī)關(guān)機(jī)時(shí)，采用大電流充電。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用主機(jī)狀態(tài)不同，自動(dòng)切換大小電流對(duì)主機(jī)充電的方式，避免了主機(jī)開(kāi)機(jī)狀態(tài)下，大電流供電導(dǎo)致功耗增大，工作溫度升高的問(wèn)題；同時(shí)解決了主機(jī)關(guān)機(jī)后，小電流充電，耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)以及充電不足的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】—種智能充電電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及充電電路，具體涉及的是一種智能充電電路，其主要針對(duì)內(nèi)置鋰電池的電子產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)其在開(kāi)機(jī)和關(guān)機(jī)不同狀態(tài)下的自動(dòng)智能充電。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在很多內(nèi)置鋰電池的電子產(chǎn)品都帶有USB接口(比如手機(jī)和平板電腦等)，此類電子產(chǎn)品通過(guò)USB接口連接電腦后，一方面可以實(shí)現(xiàn)電子產(chǎn)品與電腦之間的數(shù)據(jù)交互，另一方面還可以給電子產(chǎn)品內(nèi)置的鋰電池進(jìn)行充電。
[0003]然而由于電腦的USB 口輸出功率有限，一般為5V / 500mA,因此為了保證電子產(chǎn)品的正常工作以及鋰電池的正常充電，有必要對(duì)該產(chǎn)品的充電電路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì):當(dāng)電子產(chǎn)品處于開(kāi)機(jī)狀態(tài)并連接電腦USB時(shí)，電腦USB接口電源輸出要優(yōu)先保證電子產(chǎn)品的正常工作，其次是采用小電流方式對(duì)鋰電池慢速充電；而當(dāng)電子產(chǎn)品處于關(guān)機(jī)狀態(tài)并連接到電腦USB時(shí)，則需要采用大電流方式對(duì)電子產(chǎn)品內(nèi)置鋰電池進(jìn)行快速充電。
[0004]但是有些電子產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時(shí)并沒(méi)有考慮上述問(wèn)題:這類電子產(chǎn)品工作時(shí)仍采用大電流方式充電，容易導(dǎo)致產(chǎn)品功耗增大，工作溫度升高；或者電子產(chǎn)品關(guān)機(jī)后仍采用小電流方式充電，導(dǎo)致充電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或者充不滿電。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為此，本發(fā)明的目的在于提供一種智能充電電路，以解決現(xiàn)有電子產(chǎn)品連接電腦USB 口工作時(shí)，采用大電流方式充電，容易導(dǎo)致產(chǎn)品功耗增大，工作溫度升高的問(wèn)題；同時(shí)本發(fā)明還解決了電子產(chǎn)品關(guān)機(jī)后仍采用小電流方式充電，導(dǎo)致充電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或者充不滿電的問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0007]一種智能充電電路，包括:
一 USB接口 Jl，與電腦USB接口連接，用于提供5V/500mA的工作電壓；
一電源芯片Ul，其輸入端通過(guò)開(kāi)關(guān)SWl與USB接口 Jl連接，輸出端連接等效主機(jī)工作負(fù)載Rl，該電源芯片Ul用于對(duì)上述5V/500mA的工作電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并輸出適合主機(jī)工作的系統(tǒng)電壓Vsys ；
一充電芯片，其包括有與USB接口 Jl連接的輸入端、與鋰電池連接的管腳BAT以及設(shè)定充電電流的管腳PR0G，所述管腳BAT輸出電流Ichg到鋰電池；所述管腳PROG輸出為兩路，一路通過(guò)電阻R2接地，一路通過(guò)電阻R3與開(kāi)關(guān)管Ql連接；所述充電芯片根據(jù)公式Ichg=100V / RPROG設(shè)定充電電流，其中RPROG為與管腳PROG對(duì)地連接的電阻；
一充電電流調(diào)節(jié)電路，包括有電阻R4、R5、R6、R7、R8和開(kāi)關(guān)管Q2，所述開(kāi)關(guān)管Q2的集電極分為兩路，一路通過(guò)電阻R5與開(kāi)關(guān)管Ql連接，一路接上拉電阻R6 ；電阻R4 —端連接在開(kāi)關(guān)管Ql和電阻R5之間，另一端接地；所述開(kāi)關(guān)管Q2發(fā)射極接地，其基極分為兩路，一路通過(guò)電阻R7接地，一路與電阻R8連接； 其中，當(dāng)主機(jī)開(kāi)機(jī)時(shí)，開(kāi)關(guān)管Ql截止，充電電流Ichg=100V / R2;當(dāng)主機(jī)關(guān)機(jī)時(shí)，開(kāi)關(guān)管 Ql 導(dǎo)通，充電電流 Ichg= (1000V / R2) + (1000V / R3)。
[0008]進(jìn)一步地，當(dāng)開(kāi)關(guān)SWl接通時(shí)，電源芯片Ul將5V電壓轉(zhuǎn)換為適合主機(jī)工作的系統(tǒng)電壓Vsys，此時(shí)主機(jī)開(kāi)機(jī)正常工作；同時(shí)，系統(tǒng)電壓Vsys經(jīng)過(guò)電阻R7、R8分壓后，為開(kāi)關(guān)管Q2提供偏置電流，此時(shí)Q2導(dǎo)通，其集電極由高電平變?yōu)榈碗娖?，Ql截止，充電電流Ichg=100V / R2。
[0009]進(jìn)一步地，當(dāng)開(kāi)關(guān)SWl關(guān)斷時(shí)，系統(tǒng)電壓Vsys=OV,王機(jī)處于關(guān)機(jī)狀態(tài)；同時(shí)，開(kāi)關(guān)管Q2 Vbe=OV, Q2載止，其集電極為高電平；5V電壓經(jīng)過(guò)R6、R5、R4分壓后，為開(kāi)關(guān)管Ql提供G極電壓，此時(shí)Ql導(dǎo)通，電阻R3通過(guò)Ql接地，充電電流Ichg= (1000V / R3) + (1000V/ R2)。
[0010]進(jìn)一步地，所述開(kāi)關(guān)管Q2為NPN型三極管。
[0011]進(jìn)一步地，所述開(kāi)關(guān)管Ql為N型MOS管。
[0012]本發(fā)明還提供了一種電子終端設(shè)備，包括上述智能充電電路，且通過(guò)USB接口 Jl與電腦USB接口連接。
[0013]本發(fā)明主機(jī)通過(guò)USB接口連接到電腦USB接口，通過(guò)電腦USB接口提供5V/500mA的工作電壓；當(dāng)主機(jī)處于開(kāi)機(jī)狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)電壓為開(kāi)關(guān)管Q2提供偏置電流，開(kāi)關(guān)管Q2導(dǎo)通，Ql截止，充電電流Ichg=100V / R2，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)的小電流充電；當(dāng)主機(jī)處于關(guān)機(jī)狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)電壓為0，開(kāi)關(guān)管Q2截止，Ql導(dǎo)通，電阻R2、R3均接地，此時(shí)充電電流Ichg=( 1000V/ R3)+ (1000V / R2)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)的大電流充電。本發(fā)明根據(jù)主機(jī)的開(kāi)關(guān)機(jī)狀態(tài)不同，利用開(kāi)關(guān)管電路實(shí)現(xiàn)智能切換充電電流，在主機(jī)開(kāi)機(jī)時(shí)，采用小電流供電；在主機(jī)關(guān)機(jī)時(shí)，采用大電流供電。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用主機(jī)狀態(tài)不同，自動(dòng)切換大小電流對(duì)主機(jī)充電的方式，避免了主機(jī)開(kāi)機(jī)狀態(tài)下，大電流充電導(dǎo)致功耗增大，工作溫度升高的問(wèn)題；同時(shí)解決了主機(jī)關(guān)機(jī)后，小電流充電，耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)以及充電不足的問(wèn)題。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明智能充電電路的電路原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0016]請(qǐng)參閱圖1所示，圖1為本發(fā)明智能充電電路的電路原理圖。本發(fā)明所述電路主要針對(duì)內(nèi)置有鋰電池、且具有USB接口的主機(jī)，當(dāng)其與電腦USB接口連接時(shí)，根據(jù)主機(jī)的開(kāi)關(guān)機(jī)狀態(tài)對(duì)應(yīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)的慢、快充電。
[0017]本實(shí)施例電路內(nèi)置于主機(jī)(電子終端產(chǎn)品)中，當(dāng)主機(jī)處于開(kāi)機(jī)狀態(tài)并連接電腦USB時(shí)，電腦USB電源需要優(yōu)先保證主機(jī)的正常工作，其次則采用小電流方式對(duì)鋰電池進(jìn)行慢速充電，以防止大電流快速充電產(chǎn)生的熱量與主機(jī)正常工作時(shí)的熱量對(duì)應(yīng)累加，造成主機(jī)內(nèi)部主板等器件老化加速問(wèn)題；當(dāng)主機(jī)處于關(guān)機(jī)狀態(tài)時(shí)，本電路則采用大電流方式對(duì)鋰電池進(jìn)行快速充電，由于主機(jī)關(guān)機(jī)，因此不會(huì)因工作而產(chǎn)生熱量，此時(shí)可以選擇大電流快速充電，提高充電效率。
[0018]結(jié)合附圖1，其中Jl為主機(jī)的USB接口，其對(duì)應(yīng)與電腦USB接口連接，用于提供5V/500mA的工作電壓。
[0019]Ul為電源芯片，用于將Jl提供的5V/500mA的工作電壓轉(zhuǎn)換為適合主機(jī)工作的系統(tǒng)電壓Vsys，其輸入端VIN通過(guò)開(kāi)關(guān)SWl與USB接口 Jl連接，GND接地，輸出端VOUT連接到電阻R1，并對(duì)應(yīng)輸出適合主機(jī)工作的系統(tǒng)電壓Vsys，其中Rl等效為主機(jī)工作負(fù)載。
[0020]U2為充電芯片，包括有與USB接口 Jl連接的輸入端VIN、與鋰電池連接的管腳BAT、接地端GND以及設(shè)定充電電流的管腳PR0G。其中管腳BAT輸出電流Ichg到鋰電池L1-1on ;管腳PROG輸出為兩路，一路通過(guò)電阻R2接地，一路通過(guò)電阻R3與開(kāi)關(guān)管Ql連接；U2用于通過(guò)管腳PROG設(shè)定充電電流，其依據(jù)公式Ichg=100V / RPROG設(shè)定充電電流，其中RPROG為與管腳PROG連接的電阻R2、R3。
[0021]電阻R4、R5、R6、R7、R8和開(kāi)關(guān)管Q2構(gòu)成充電電流調(diào)節(jié)電路，用于控制開(kāi)關(guān)管Ql的通斷，從而達(dá)到調(diào)節(jié)充電電流的目的。開(kāi)關(guān)管Q2的集電極分為兩路，一路通過(guò)電阻R5與開(kāi)關(guān)管Ql連接，一路接電阻R6，而電阻R6接5V電壓；電阻R4 —端連接在開(kāi)關(guān)管Ql和電阻R5之間，另一端接地；所述開(kāi)關(guān)管Q2發(fā)射極接地，其基極分為兩路，一路通過(guò)電阻R7接地，一路與電阻R8連接，電阻R8接入系統(tǒng)電壓Vsys，該系統(tǒng)電壓Vsys對(duì)應(yīng)與UI輸出的一致。
[0022]本發(fā)明電路的充電電流由與U2管腳PROG連接的電阻R2、R3設(shè)定。將USB接口Jl連接到電腦時(shí)，USB為產(chǎn)品提供5V/500mA的工作電壓，同時(shí)給充電芯片U2供電，為鋰電池提供充電電流。
[0023]如果開(kāi)關(guān)SWl接通，Ul將5V電壓轉(zhuǎn)換為適合主機(jī)工作的系統(tǒng)電壓Vsys，主機(jī)開(kāi)始正常工作；同時(shí)，Vsys經(jīng)過(guò)R7、R8分壓后，為開(kāi)關(guān)管Q2提供偏置電流，此時(shí)Q2導(dǎo)通，其集電極由5V左右的高電平變?yōu)榈碗娖?；因?yàn)镼l為N型MOS管，而此時(shí)VGS=OV, Ql截止。根據(jù)充電電流設(shè)定公式，此時(shí)的充電電流為Ichg=100V / R2，此時(shí)為小電流充電。
[0024]如果開(kāi)關(guān)SWl關(guān)斷，VSYS=OV,主機(jī)外于關(guān)機(jī)狀態(tài)；同時(shí)，三極管Q2 Vbe=OV, Q2載止，其集電極為高電平；5V電壓經(jīng)過(guò)R4、R5、R6分壓后，為Ql提供G極電壓，由于VGS為高電平，Ql導(dǎo)通，電阻R3通過(guò)Ql接GND。根據(jù)充電電流設(shè)定公式，此時(shí)的充電電流Ichg=(1000V / R3) + (1000V / R2)，此時(shí)為大電流充電，
綜上所述，本發(fā)明通過(guò)主機(jī)的開(kāi)關(guān)機(jī)狀態(tài)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)管的通斷控制，當(dāng)主機(jī)開(kāi)機(jī)工作時(shí)，Ql載止，充電電流為Ichg=100V / R2，實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)的小電流慢充；當(dāng)主機(jī)關(guān)機(jī)時(shí)，Ql導(dǎo)通，充電電流為Ichg= (1000V / R2)+ (1000V / R3)，實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)的大電流快充。
[0025]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種智能充電電路，其特征在于，包括: 一 USB接口 Jl，與電腦USB接口連接，用于提供5V/500mA的工作電壓； 一電源芯片Ul，其輸入端通過(guò)開(kāi)關(guān)SWl與USB接口 Jl連接，輸出端連接等效主機(jī)工作負(fù)載R1，該電源芯片Ul用于對(duì)上述5V/500mA的工作電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并輸出適合主機(jī)工作的系統(tǒng)電壓Vsys ； 一充電芯片，其包括有與USB接口 Jl連接的輸入端、與鋰電池連接的管腳BAT以及設(shè)定充電電流的管腳PROG，所述管腳BAT輸出電流Ichg到鋰電池；所述管腳PROG輸出為兩路，一路通過(guò)電阻R2接地，一路通過(guò)電阻R3與開(kāi)關(guān)管Ql連接；所述充電芯片根據(jù)公式Ichg=100V / RPROG設(shè)定充電電流，其中RPROG為與管腳PROG對(duì)地連接的電阻； 一充電電流調(diào)節(jié)電路，包括有電阻R4、R5、R6、R7、R8和開(kāi)關(guān)管Q2，所述開(kāi)關(guān)管Q2的集電極分為兩路，一路通過(guò)電阻R5與開(kāi)關(guān)管Ql連接，一路接上拉電阻R6 ；電阻R4 —端連接在開(kāi)關(guān)管Ql和電阻R5之間，另一端接地；所述開(kāi)關(guān)管Q2發(fā)射極接地，其基極分為兩路，一路通過(guò)電阻R7接地，一路與電阻R8連接； 其中，當(dāng)主機(jī)開(kāi)機(jī)時(shí)，開(kāi)關(guān)管Ql截止，充電電流Ichg=100V / R2;當(dāng)主機(jī)關(guān)機(jī)時(shí)，開(kāi)關(guān)管 Ql 導(dǎo)通，充電電流 Ichg= (1000V / R2)+ (1000V / R3)。
2.如權(quán)利要求1所述的智能充電電路，其特征在于，當(dāng)開(kāi)關(guān)SWl接通時(shí)，電源芯片Ul將5V電壓轉(zhuǎn)換為適合主機(jī)工作的系統(tǒng)電壓Vsys,此時(shí)主機(jī)開(kāi)機(jī)正常工作；同時(shí),系統(tǒng)電壓Vsys經(jīng)過(guò)電阻R7、R8分壓后，為開(kāi)關(guān)管Q2提供偏置電流，此時(shí)Q2導(dǎo)通，其集電極由高電平變?yōu)榈碗娖?，Ql截止，充電電流Ichg=100V / R2。
3.如權(quán)利要求1所述的智能充電電路，其特征在于，當(dāng)開(kāi)關(guān)SWl關(guān)斷時(shí)，系統(tǒng)電壓Vsys=OV,主機(jī)處于關(guān)機(jī)狀態(tài)；同時(shí)，開(kāi)關(guān)管Q2 Vbe=OV, Q2載止，其集電極為高電平；5V電壓經(jīng)過(guò)R6、R5、R4分壓后，為開(kāi)關(guān)管Ql提供G極電壓，此時(shí)Ql導(dǎo)通，電阻R3通過(guò)Ql接GND，充電電流 Ichg= (1000V / R3) + (1000V / R2)。
4.如權(quán)利要求3所述的智能充電電路，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)管Q2為NPN型三極管。
5.如權(quán)利要求3所述的智能充電電路，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)管Ql為N型MOS管。
6.一種電子終端設(shè)備，其特征在于，包括如權(quán)利要求1飛所述的智能充電電路，且通過(guò)USB接口 Jl與電腦USB接口連接。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK104201748SQ201410506912
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月28日
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