一种带防止漏电功能的电池保护电路.pdf

《一种带防止漏电功能的电池保护电路.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种带防止漏电功能的电池保护电路.pdf（10页完整版）》请在专利查询网上搜索。

1、(10)申请公布号 CN 104300506 A (43)申请公布日 2015.01.21 CN 104300506 A (21)申请号 201410591993.4 (22)申请日 2014.10.29 H02H 7/18(2006.01) (71)申请人 上海大学 地址 200444 上海市宝山区上大路 99 号 (72)发明人 稽维贵 冉峰 姜玉稀 徐浩 徐美华 (74)专利代理机构 上海上大专利事务所 ( 普通 合伙 ) 31205 代理人 何文欣 (54) 发明名称 一种带防止漏电功能的电池保护电路 (57) 摘要 本发明型提出了一种带防止漏电功能的电池 保护电路。它包括 ： 电池保。

2、护电路、 移动终端和 电池组， 电池保护电路入口 Vin2 端接电池组高电 压端， 电池保护电路的 GND3 端接电池组的低电压 端 ； 电池保护电路出口 Vout 端连接到移动终端入 口 Vin 端， 电池保护电路的 GND1 端口接移动终端 的 GND2 端口， 给移动终端供电， 电池保护电路的 SR端口连接到移动终端的ST端， 监视移动终端计 时开关键 K3 的动作， 实现移动终端供电、 断电、 重 启功能。本发明能减少漏电， 省去一些电子元件， 并减小电路体积。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明。

3、专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 (10)申请公布号 CN 104300506 A CN 104300506 A 1/1 页 2 1. 一种带防止漏电功能的电池保护电路， 包括电池保护电路 (1)、 移动终端 (2) 和电 池组 (3)， 其特征在于 ： 电池保护电路 (1) 入口 Vin2 端接电池组 (3) 高电压端， 电池保护电 路 (1) 的 GND3 端接电池组 (3) 的低电压端 ； 电池保护电路 (1) 出口 Vout 端连接到移动终 端 (2) 入口 Vin 端， 电池保护电路 (1) 的 GND1 端口接移动终端 (2) 的 GND2 端口， 给移动终 端 (2。

4、) 供电， 电池保护电路 (1) 的 SR 端口连接到移动终端 (2) 的 ST 端， 监视移动终端 (2) 计时开关键 K3 的动作， 实现移动终端 (2) 供电、 断电、 重启功能。 2. 根据权利要求 1 所述的一种带防止漏电功能的电池保护电路， 其特征在于 ： 所述电 池保护电路(1)包括电池保护芯片(101)、 唤醒电路(102)， 放电控制开关K1、 充电控制开关 K2 和上拉电阻 R01 ； 电池保护芯片 (101) 的 VDD 引脚接电池组 (3) 高电平端， VSS 引脚接电 池组 (3) 低电平端， MS 引脚接模式选择信号， AWAKE 引脚接唤醒电路 (102)， SR。

5、0 引脚接上 拉电阻 R01 一端， R01 另一端接到电池组 (3) 高电平端， DO 引脚接放电控制开关 K1， CO 引 脚接充电控制开关 K2 ； 放电控制开关 K1 和充电控制开关 K2 串接在电池保护电路 (1) 的入 口 Vin2 端与出口 Vout 端之间的高电平线路上 ； 电池保护芯片 (101) 中有计时器 T， 用于计 时开关键 K3 按下的时间来控制 K1、 K2 触发导通或关断。 3. 根据权利要求 1 所述的一种带防止漏电功能的电池保护电路， 其特征在于 ： 所述电 池保护电路(1)包括电池保护芯片(101)、 唤醒电路(102)、 放电控制开关K1、 充电控制开关。

6、 K2 和下拉电阻 R02， 所述电池保护电路芯片 (101) 的 VDD 引脚接电池组 (3) 高电平端， VSS 引脚接电池组 (3) 低电平端， MS 引脚接模式选择信号， AWAKE 引脚接唤醒电路 (102)， SR0 引 脚接下拉电阻 R02， 下拉电阻 R02 另一端接到电池组 (3) 低电平端， DO 引脚接放电控制开关 K1， CO 引脚接充电控制开关 K2 ； 放电控制开关 K1 和充电控制开关 K2 串接在电池保护电路 (1) 的 GND3 端与 GND1 端之间的低电平线路上 ； 通过移动终端 (2) 开关键 K3 按下使电池保 护电路(1)SR引脚电平变高， 触发电池。

7、保护电路(1)计时 ； 电池保护芯片(101)中有计时器 T， 用于计时开关 K3 按下的时间来控制 K1、 K2 触发导通或关断。 权 利 要 求 书 CN 104300506 A 2 1/5 页 3 一种带防止漏电功能的电池保护电路 技术领域 0001 本发明型涉及低功耗领域， 尤其涉及一种带防止漏电功能的电池保护电路， 减少 由不可插拔电池供电的移动终端的电池漏电产生的功耗。 背景技术 0002 目前随着移动终端设备性能的增强， 越来越多的高端移动终端使用不可插拔的电 池包， 例如 iphone、 iPAD 等。但随之而来的电池漏电问题就变得非常棘手。由于移动终端 电池不可插拔， 设备出。

8、厂后， 可能需要在仓库中放置几个月甚至一年的时间， 此时虽然设备 处于关机状态， 但终端仍然有一个大阻抗存在， 因此漏电仍然存在， 电池会通过移动终端慢 慢放电， 最终用户拿到设备时， 电池可能已经没电甚至损坏。 0003 于是， 各大移动终端厂商开始寻找解决方案， 目前， 通用的解决方案是， 在移动终 端内部加入一个智能电池开关的集成电路， 电池通过这个开关给移动终端供电。该电路 主要根据移动终端的开关机状态和用户的需求， 通过切断功率开关来防止漏电发生。例 如以仙童公司的型号为 FTL75939 芯片为主控芯片的电池保护电路， 原理图如图 1 所示。 FTL75939 的电路实现包括电池保。

9、护电路 (1)， 功率开关 (2)， 移动终端 (3) 和电池组 (4) 构成。使用不可插拔电池的移动终端 (3) 在长时间不使用时 （如库存时） ， 需要切断 电池的供电， 以保证电池不会在长时间不用的情况下放电， 致使电池组 (4) 过放损坏。图 1 电路通过在供电回路中加入一个功率开关 (2) 来实现防止漏电。当移动终端 (3) 长时 间不使用时， 功率开关 (2) 断开， 切断供电回路。功率开关 (2) 引脚 SR 可以跟踪移动终 端 (3) 开关键 K3 的动作， 实现移动终端供电、 断电、 重启的功能。 0004 该电路虽然能够有效解决电池的漏电问题， 但是在电池供电回路中引入的功。

10、率开 关(2)具有导通电阻Ron， 将在电路中产生能量损失。 同时该功率开关(2)在电路切断后 依然保持工作， 也引入了关机状态的能量损耗， 最后， 多加入功率开关 (2) 电路也增加了 移动终端的面积和体积。 发明内容 0005 为了克服上述现有技术的不足， 本发明提供了一种带防止漏电功能的电池保护电 路， 能省去一些电子元件， 减少耗电。 0006 为达到以上目的， 本发明采用下述技术方案 ： 一种带防止漏电功能的电池保护电路， 包括电池保护电路、 移动终端和电池组， 其特征 在于 ： 电池保护电路入口Vin2端接电池组高电压端， 电池保护电路的GND3端接电池组的低 电压端 ； 电池保护。

11、电路出口Vout端连接到移动终端入口Vin端， 电池保护电路的GND1端口 接移动终端的 GND2 端口， 给移动终端供电， 电池保护电路的 SR 端口连接到移动终端的 ST 端， 监视移动终端计时开关键 K3 的动作， 实现移动终端供电、 断电、 重启功能， 同时用于对 电池组进行低压、 过压、 过流保护。 0007 进一步地， 所述的电池保护电路包括电池保护芯片、 唤醒电路， 放电控制开关 K1、 说 明 书 CN 104300506 A 3 2/5 页 4 充电控制开关 K2 和上拉电阻 R01， 电池保护芯片的 VDD 引脚接电池组高电平端， VSS 引脚接 电池组低电平端， MS引脚。

12、接模式选择信号， AWAKE引脚接唤醒电路， SR0引脚接上拉电阻R01 一端， R01另一端接到电池组高电平端， DO引脚接放电控制开关K1， CO引脚接充电控制开关 K2 ； 放电控制开关 K1 和充电控制开关 K2 串接在电池保护电路的入口 Vin2 端与出口 Vout 端之间的高电平线路上 ； 电池保护芯片中有计时器 T， 用于计时开关键 K3 按下的时间来控 制 K1、 K2 触发导通或关断。计时器 T 的触发类型可以是沿触发或者电平触发。当移动终端 处于切断电源状态时， 开关键 K3 按下， 触发计时器 T 计时， 当时长大于 Ton 时， 电池保护电 路导通放电控制开关 K1 和。

13、充电控制开关 K2， 给移动终端供电 ； 当移动终端处于被供电状态 时， 开关键 K3 按下， 触发计时器 T 计时， 当时长大于 Toff 时， 电池保护电路关断放电控制开 关 K1， 切断给移动终端的供电 ； 当移动终端处于被供电状态时， 开关键 K3 按下， 触发计时 器 T 计时， 当时长超过 Toff 时， 电池保护电路关断放电控制开关 K1， 继续保持开关键 K3 按 下， 计时器 T 重新计时， 当时长超过 Treset 时， 电池保护电路导通放电控制开关 K1 和充电 控制开关K2， 实现重启功能。 电池保护芯片的MS引脚提供了多模式选择功能， 当MS引脚连 接到高电平时， 系。

14、统处于正常工作模式。当 MS 引脚连接到低电平时， 系统处于工厂测试模 式， 可以在出厂检查时方便地检测出电池保护电路系统是否正常。电池保护芯片的 AWAKE 引脚提供了唤醒功能， 当电池保护电路处于漏电保护状态时 （即放电控制开关 K1 关闭） ， 此 时如果用户插入充电器， AWAKE 引脚通过或门接收到 Charge_in 信号， 则立即退出漏电保护 状态 （即放电控制开关 K1 导通） ， 然后， 充电器就可以给电池正常充电 ； 唤醒电路中 Awake1 信号用于其他需要唤醒电路的情况。 0008 进一步地， 所述电池保护电路包括电池保护芯片、 唤醒电路、 放电控制开关 K1、 充 电。

15、控制开关 K2 和下拉电阻 R02， 电池保护电路芯片的 VDD 引脚接电池组高电平端， VSS 引脚 接电池组低电平端， MS 引脚接模式选择信号， AWAKE 引脚接唤醒电路 ； SR0 引脚接下拉电阻 R02， 下拉电阻 R02 另一端接到电池组低电平端， DO 引脚接放电控制开关 K1， CO 引脚接充电 控制开关 K2 ； 放电控制开关 K1 和充电控制开关 K2 串接在电池保护电路的 GND3 端与 GND1 端之间的低电平线路上 ； 通过移动终端开关键K3按下使电池保护电路SR引脚电平变高， 触 发电池保护电路计时 ； 电池保护芯片中有计时器T， 用于计时开关K3按下的时间来控制。

16、K1、 K2 触发导通或关断。 0009 与现有技术相比， 本发明的优点和积极效果如下 ： 本发明所采用的技术方案是 ： 本发明采用的电路结构， 能够省略图 1 中的功率开关 (2)， 其功能通过电池包充放电开关复用实现。 为了保护移动终端电池包的安全工作， 电池 包内都包含一块电池包保护电路， 其可以在电池过压、 低压、 过流和高温情况下， 及时切断 电池的充电或者放电回路， 保护电池安全。 0010 由于电池包保护电路芯片中含有切断供电回路的开关， 本发明就是利用此开关， 在移动终端长久关机的情况下， 切断供电回路， 防止电池漏电。 此开关原本是在电池电压低 至电池临界电压时， 切断供电回。

17、路保护电池安全， 因此加入对移动终端开关键的监控电路， 当检测到切断回路的触发指令时， 电池保护电路发出指令切断供电开关。 0011 与现有技术相比， 本发明的有益效果是 ： 通过开关复用， 省去了移动中断内部的电 池开关， 从而在回路中省去了一个串联电阻， 节约能量。同时， 智能控制部分电路放在了电 池保护电路中， 能够省去一块集成电路， 从而在移动终端关机时， 减少了一个耗电单元。最 说 明 书 CN 104300506 A 4 3/5 页 5 后， 省去一块集成电路也有助于减少移动终端的发热、 体积和面积。 附图说明 0012 图 1 为 ： 目前使用的电池保护电路和防止电池漏电的电路。。

18、 0013 图2为 ： 本发明使用的一种带防止漏电功能的电池保护电路 ； (a)控制开关位于供 电回路高电压段实现电路图 ； (b) 控制开关位于供电回路低电压端实现电路图。 0014 图 3 为 ： 本发明框架各功能实现时序图 ； (a) 开机时序 ； (b) 切断供电开关关机时 序 ； (c) 切断供电式重启时序 ； (d) 充电唤醒时序。 具体实施方式 0015 下面结合附图对本发明的优选实施例进行说明。 0016 实施例一 ： 参见图 2(a)， 本带防止漏电功能的电池保护电路， 包括电池保护电路 (1)、 移动终端 (2) 和电池组 (3)， 其特征在于 ： 电池保护电路 (1) 入。

19、口 Vin2 端接电池组 (3) 高电压端， 电 池保护电路 (1) 的 GND3 端接电池组 (3) 的低电压端 ； 电池保护电路 (1) 出口 Vout 端连接 到移动终端 (2) 入口 Vin 端， 电池保护电路 (1) 的 GND1 端口接移动终端 (2) 的 GND2 端口， 给移动终端 (2) 供电， 电池保护电路 (1) 的 SR 端口连接到移动终端 (2) 的 ST 端， 监视移动 终端 (2) 计时开关键 K3 的动作， 实现移动终端 (2) 供电、 断电、 重启功能。 0017 实施例二 ： 本实施例与实施例一基本相同， 特别之处是 ： 所述电池保护电路(1)包括电池保护芯。

20、片(101)、 唤醒电路(102)， 放电控制开关K1、 充 电控制开关 K2 和上拉电阻 R01。电池保护芯片 (101) 的 VDD 引脚接电池组 (3) 高电平端， VSS 引脚接电池组 (3) 低电平端， MS 引脚接模式选择信号， AWAKE 引脚接唤醒电路 (102)， SR0 引脚接上拉电阻 R01 一端， R01 另一端接到电池组 (3) 高电平端， DO 引脚接放电控制开 关 K1， CO 引脚接充电控制开关 K2 ； 放电控制开关 K1 和充电控制开关 K2 串接在电池保护电 路 (1) 的入口 Vin2 端与出口 Vout 端之间的高电平线路上 ； 电池保护芯片 (101。

21、) 中有计时 器 T， 用于计时开关键 K3 按下的时间来控制 K1、 K2 触发导通或关断。 0018 实施例三 ： 本实施例与实施例一基本相同， 特别之处是 ： 参见图2(b)， 所述电池保护电路(1)包括电池保护芯片(101)、 唤醒电路(102)、 放电控 制开关 K1、 充电控制开关 K2 和下拉电阻 R02， 所述电池保护电路芯片 (101) 的 VDD 引脚接 电池组 (3) 高电平端， VSS 引脚接电池组 (3) 低电平端， MS 引脚接模式选择信号， AWAKE 引 脚接唤醒电路 (102) ； SR0 引脚接下拉电阻 R02， 下拉电阻 R02 另一端接到电池组 (3) 。

22、低电 平端， DO 引脚接放电控制开关 K1， CO 引脚接充电控制开关 K2 ； 放电控制开关 K1 和充电控 制开关 K2 串接在电池保护电路 (1) 的 GND3 端与 GND1 端之间的低电平线路上 ； 通过移动终 端 (2) 开关键 K3 按下使电池保护电路 (1)SR 引脚电平变高， 触发电池保护电路 (1) 计时 ； 电池保护芯片 (101) 中有计时器 T， 用于计时开关 K3 按下的时间来控制 K1、 K2 触发导通或 关断。 0019 实施例四 ： 说 明 书 CN 104300506 A 5 4/5 页 6 本实施例与实施例二基本相同， 特别之处是 ： 参见图 2(a)，。

23、 示出了一种防止漏电功能的电池保护电路的示意图， 当移动终端 (2) 处 于切断电源状态， 若开关键 K3 按下， SR 引脚电平变低， 计时器 T 开始工作计时 （计时期间保 持开关键 K3 按下状态） ， 当时长大于 Ton 时， 即给 DO 引脚和 CO 引脚均输出低电平， 放电控 制开关 K1 和充电控制开关 K2 均导通， 电池组 (3) 给移动终端 (2) 供电， 然后移动终端 (2) 开始开机操作， 此功能时序如图 3(a) 所示。当移动终端 (2) 处于供电 ( 包括开机和供电情 况下的关机 ) 状态时， 若开关键 K3 按下， SR 引脚电平变低， 计时器 T 开始工作计时 。

24、（计时期 间保持开关键按下状态） ， 当时长大于 Toff 时， 即给 DO 引脚输出高电平， 放电控制开关 K1 关断， 从而实现了电池组 (3) 切断给移动终端 (2) 供电的功能。这个功能可以使用在移动 终端(2)即将长时间不使用的情况下， 或者移动终端(2)处于死机状态， 用户失去对操作系 统的控制， 由于无法抠下电池， 便可采用这种方式强制关机， 此功能时序如图 3(b) 所示。当 移动终端 (2) 处于供电 ( 包括开机和供电情况下的关机 ) 状态时， 若开关键 K3 按下， SR 引 脚电平变低， 计时器 T 开始工作计时 （计时期间保持开关键按下状态） ， 时长超过 Toff，。

25、 电池 保护电路 (1) 切断电池组 (3) 给移动终端 (2) 供电， 若继续按住开关键 K3 不放， 计时器 T 将从切断供电时刻重新计时， 当时长超过 Treset 时， 即给 DO 引脚和 CO 引脚均输出低电平， 放电控制开关 K1 和充电控制开关均导通， 电池组 (3) 给移动终端 (2) 重新供电， 然后移动 终端开始开机操作， 到此， 通过长按开关键 K3 时间超过 Toff+Treset， 实现了移动终端重启 功能。 此功能一般用于移动终端失去对操作系统的控制时， 以此方式强制系统关机后重启， 此功能时序如图 3(c) 所示。 0020 图 2(a) 中电池保护芯片 101 。

26、的 AWAKE 引脚提供了充电唤醒功能， 当电池保护电路 处于漏电保护状态时 （即放电控制开关 K1 关闭） ， 此时如果用户插入充电器， AWAKE 引脚通 过或门接收到 Charge_in 信号， 则立即退出漏电保护状态 （即放电控制开关 K1 导通） ， 然后， 充电器就可以给电池正常充电 ； 当用户拔出充电器后， AWAKE 引脚上 Charge_in 信号消失， 电池保护电路将切断 K1， 又回到原来的漏电保护状态。此功能时序图如图 3(d) 所示。图 2(a)中的电池保护芯片101的MS引脚提供了多模式选择功能， 当MS引脚连接到高电平时， 系统处于正常工作模式， 其工作方式及时序。

27、图如上文所示。当 MS 引脚连接到低电平时， 系 统处于工厂测试模式， 工厂测试模式时 ： 当移动终端 (2) 开机时， SR 引脚接收到 N1 个短脉 冲， 电池保护电路 (1) 将忽略 Ton， 立即给移动终端 (2) 供电 ； 当移动终端 (2) 需要切断电 源关机时， SR 引脚接收到 N2 个短脉冲， 电池保护电路 (1) 将忽略 Toff， 立即切断供电， 移动 终端 (2) 掉电关机 ； 当移动终端 (2) 需要切断供电式重启时， SR 引脚接收到 N3 个短脉冲， 电池保护电路 (1) 将忽略他 Treset， 直接进入移动终端 (2) 切断供电后重启模式。 0021 实施例五。

28、 ： 本实施例与实施例三基本相同， 特别之处是 ： 参见图 2(b)， 示出了一种控制开关位于供电回路低电压端实现电路图， 当移动终端 (2) 处于切断电源状态， 若开关键 K3 按下， SR 引脚电平变高， 计时器 T 开始工作计时 （计时 期间保持开关键 K3 按下状态） ， 当时长大于 Ton 时， 即给 DO 引脚和 CO 引脚均输出高电平， 放电控制开关 K1 和充电控制开关 K2 均导通， 电池组 (3) 给移动终端 (2) 供电， 然后移动终 端(2)开始开机操作。 当移动终端(2)处于供电(包括开机和供电情况下的关机)状态时， 若开关键 K3 按下， SR 引脚电平变高， 计时。

29、器 T 开始工作计时 （计时期间保持开关键按下状 说 明 书 CN 104300506 A 6 5/5 页 7 态） ， 当时长大于Toff时， 即给DO引脚输出低电平， 放电控制开关 K1关断， 从而实现了电池 组 (3) 切断给移动终端 (2) 供电的功能。当移动终端 (2) 处于供电 ( 包括开机和供电情况 下的关机 ) 状态时， 若开关键 K3 按下， SR 引脚电平变高， 计时器 T 开始工作计时 （计时期间 保持开关键按下状态） ， 时长超过 Toff， 电池保护电路 (1) 切断电池组 (3) 给移动终端 (2) 供电， 若继续按住开关键K3不放， 计时器T将从切断供电时刻重新计。

30、时， 当时长超过Treset 时， 即给 DO 引脚和 CO 引脚均输出高电平， 放电控制开关 K1 和充电控制开关均导通， 电池组 (3) 给移动终端 (2) 重新供电， 然后移动终端开始开机操作， 到此， 通过长按开关键 K3 时间 超过 Toff+Treset， 实现了移动终端重启功能。 0022 以上所述， 仅是本发明的较佳实施例而已， 并非是对本发明的限制， 任何熟悉本专 业的技术人员都可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。 但是， 凡是未脱离本发明技术方案内容， 依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何 简单修改、 等同变化与改型， 仍属于本发明技术方案的保护范围。 说 明 书 CN 104300506 A 7 1/3 页 8 图 1 图 2（a) 说 明 书 附 图 CN 104300506 A 8 2/3 页 9 图 2（b) 图 3（a) 说 明 书 附 图 CN 104300506 A 9 3/3 页 10 图 3（b) 图 3（c) 图 3（d) 说 明 书 附 图 CN 104300506 A 10 。