一種終端電路及其充電控制方法
2023-09-21 09:12:40 1
專利名稱：一種終端電路及其充電控制方法
技術領域：
本發明涉及通信終端，尤其涉及一種可以在終端中對電池進行充電的終端電路及其充電控制方法。
背景技術：
目前許多手持式終端設備都使用電池供電，例如手機，當終端或電池長時間放置後電池電壓會出現過低的情況，為了保障電池性能和壽命，要求在電池電壓過低時對電池進行涓流充電。如圖1所示，圖1為電池充電過程示意圖，實曲線表示充電電壓的變化，虛曲線表示充電電流的變化，可以看到電池的充電包括涓流充電、恆流充電和恆壓充電三個過程，其中，當電池電壓小於Ub時，採用涓流充電過程，充電電流Ia較小，電池電壓逐漸增大，充電到一定容量後電池電壓達到Ub時，開始恆流充電，充電為電流Ib，電池電壓持續增大，最後在電池電壓達到Uc時，進入恆壓充電過程，充電電壓不變，充電電流逐漸減小，直到電流小於Ic時電池充滿。目前多數電池充電晶片都按照這三個過程控制電池充電，但是現有充電控制方法存在一定的充電隱患。
現有的終端電路設計都比較簡單，如圖2所示，包括終端工作電路、該工作電路的開關、電池和該電池的充電控制電路；當插上充電器後，啟動電池充電，同時開啟終端工作電路的開關，使工作電路工作接通顯示充電狀態。在涓流充電過程中，因為涓流充電電流A很小，當終端電源電路開啟後，若充電管理晶片輸出的電流太小，不足以滿足終端電路的電流B要求，甚至會造成電池反灌，如圖2所示，電池按照電流C的方向向手機電路反灌；當電池電壓太低時，電流B很小，終端電路停止工作，充電管理晶片給終端涓流充電，當電池電壓升高到一定程度時，終端電路重新工作，電池開始放電；如此往復，電池始終不能進入下一個充電狀態，最終無法充滿電，出現死鎖。若充電管理晶片加大輸出的電流，因終端工作狀態的不確定性，又不能保證涓流充電的要求。
發明內容
本發明提供一種終端電路及其充電控制方法，以解決現有技術中在終端上給電池充電時，無法進入恆流充電過程的問題。
一種電池在終端中進行充電的控制方法，所述終端包括工作電路，所述電池的充電過程至少包括涓流充電過程，所述控制方法包括如下步驟在所述涓流充電過程中，斷開所述工作電路的電源；並在所述涓流充電過程結束的同時或已經結束之後，開始接通所述工作電路的電源。
所述的在涓流充電過程結束的同時，開始接通所述工作電路電源的方法包括如下步驟設定電壓門限值，該第一電壓門限值等於所述涓流充電過程結束時電池的端電壓；檢測電池充電過程中的端電壓，當電池端電壓到達所述第一電壓門限值時，開始接通所述工作電路的電源。
所述的在涓流充電過程結束之後，開始接通所述工作電路電源的方法包括如下步驟設定第二電壓門限值，該第二電壓門限值大於所述涓流充電過程結束時電池的端電壓；檢測電池充電過程中的端電壓，當電池端電壓到達所述第二電壓門限值時，開始接通所述工作電路的電源。
一種終端電路，包括控制終端電池充電的第一控制電路、該終端的工作電路和該終端工作電路的開關，充電電流經第一控制電路處理後輸入所述電池進行充電，同時經所述開關向該終端工作電路供電；還包括控制所述開關的第二控制電路，檢測所述電池的端電壓，當該端電壓到達或超過設定的門限值時，閉合所述開關；反之，當該端電壓小於設定的門限值時，斷開所述開關；所述門限值等於或大於所述電池充電過程中，涓流充電過程結束時電池的端電壓。
所述第二控制電路包括電壓檢測單元和開關控制單元，所述電壓檢測單元檢測電池正極的端電壓並輸出給所述開關控制單元，由該開關控制單元在電池端電壓到達或超過設定的門限值時，閉合所述開關。
所述電壓檢測單元包括第一NPN開關三極體T1和第二PNP開關三極體T2，其中T1的基極通過電阻連接充電電源輸入端、發射極接地、集電極通過電阻連接T2的基極；T2的發射極連接電池正極、集電極向開關控制單元輸出檢測信號。
所述開關控制單元為R3112系列集成電路任意之一，該集成電路包括連接所述電壓檢測單元輸出端的輸入管腳，用於接收該電壓檢測單元輸出的檢測電壓；以及連接所述開關的輸出管腳，用於在接收的檢測電壓到達設定門限值時向該開關輸出控制信號。
使用本發明所述技術方案，通過對電池端電壓進行檢測，在電池涓流充電過程中、端電壓過低時斷開終端的工作電路，使充電電流只向電池供電進行充電；當端電壓上升到一定值、電池完成涓流充電過程後，再打開終端的工作電路，使充電電流向電池供電進行充電的同時，分流向終端的工作電路供電。這樣避免了涓流充電過程的死循環，從而保證了電池能夠按照正常的時序充電，保障了電池質量、提高了電池的使用壽命。
圖1為電池充電過程示意圖，分別包括涓流充電過程和恆流充電過程；圖2為現有技術中終端的充電電路結構示意圖；圖3為本發明所述利用電壓檢測控制電路檢測電池充電過程中端電壓的變化，來控制電池充電過程的方法原理示意圖；圖4為圖3中電壓檢測控制電路的結構框圖；圖5為圖4所示電壓檢測控制電路的結構框圖的一個具體實施電路。
具體實施例方式
下面以在手機上應用本發明技術方案的實施方式，並結合附圖詳細說明本發明。
本發明所述技術方案的構思如圖3所示，為避免涓流充電過程的死循環，本發明在終端電路中增加了終端工作電路電源開關的控制電路，用於檢測電池的端電壓，當電池在涓流充電過程中，斷開開關，不向終端的工作電路供電；當涓流充電過程結束後，或者在電池已經進入恆流充電過程後，再打開終端電源電路。
為完成上述思路，一種可選的方法是預先設定一個電壓門限值Uo，Uo等於或略大於Ub，在電池充電過程中檢測電池的端電壓，當端電壓達到設定電壓門限值Uo時，說明涓流充電過程剛剛結束或之前已經結束，這時再接通終端的工作電路供電，就可以保證電池能夠按照正常的時序充電，下面詳細說明。
如圖4所示，圖4為電壓檢測控制電路原理示意圖，電壓檢測控制電路一般由電池端電壓檢測單元1和開關控制單元2兩部分組成，電池端電壓檢測單元1用於檢測電池的端電壓並輸出給開關控制單元2，開關控制單元2在端電壓達到設定的電壓門限值Uo時，向開關輸出控制信號，使開關閉合接通手機工作電路的電源。
具體工作過程為當接上充電器時，充電電源接通，電壓檢測控制電路工作檢測電池的端電壓，當電池端電壓低於設定電壓門限值Uo時，「關斷手機電路開關，手機不工作，如圖1所示的電流B約等於零，充電控制單元輸出的電流全部輸入電池進行充電。當電池電壓到達或超過設定的電壓門限值Uo時，電池具備了足夠容量，充電過程已經完成涓流充電，進入恆電流充電過程，手機電路開關控制信號閉合手機工作電路的開關，手機開始工作，充電電流A一方面給手機電路供電，另一方面給電池充電。
如圖5所示，圖5為圖4所示電壓檢測控制電路的一種具體電路實施例，電壓檢測單元1可以使用一個NPN開關三極體T1和一個PNP開關三極體T2連接形成，T1的基極12通過電阻連接充電電源，發射極11接地，集電極16通過電阻連接T2基極15，T2發射極14連接電池的正極，集電極13向開關控制單元輸出檢測信號。工作過程為1、充電電源接通，T1導通，電池的正極電壓通過電阻分壓後加到T2基極；由於電池開始充電時的端電壓很低，因此，T2截至，集電極13輸出為零。
2、電池充電進行一定程度，電池端電壓升高，升高到一定值時，T2導通，集電極13的輸出電壓為電池端電壓。
通過選擇電路中電阻的具體阻值，可以控制T2在電池端電壓上升到一定值時導通。
開關控制單元2一般選用R3112系列集成電路，例如圖5中所示的R3112Q301A-TR集成電路，該集成電路內置基準電壓源Verf、COMS電晶體、比較器、反相器和電阻等器件，管腳21連接檢測單元1的輸出端13，管腳22接地、23通過電容接地，管腳24在管腳21的輸入電壓大於基準電壓時，輸出開關的控制信號，在管腳21的輸入電壓小於基準電壓時，輸出為零。這樣，將基準電壓調整為Uo時，就可以實現在電池的端電壓上升到涓流充電結束時或結束後進入恆流充電過程，再打開開關接通手機的工作電路，使手機進入充電顯示狀態，從而避免了涓流充電過程中的死循環。
以上電路僅是一個具體實施例，根據本發明所述技術方案，本領域的技術人員可以實現多種類型的電路結構，任何等同的結構都應包括在本發明的保護範圍之內。
綜上所述，本發明所述終端的充電控制方法包括如下步驟S1、在所述涓流充電過程中，斷開該終端工作電路的電源；在涓流充電過程中，電池容量不足，斷開該終端的工作電路的電源，避免死循環的出現。
S2、在所述涓流充電過程結束時、或者在所述恆流充電過程進行中，接通該終端工作電路的電源；
在涓流充電過程結束，或者進入恆流充電過程後，電池容量達到要求不會再形成死循環時，接通終端的工作電路的電源，顯示終端的充電狀態。
根據本發明，終端充電時處於那一具體狀態的判斷方法可以是預先設定一個電壓門限值Uo，Uo大於等於電池涓流充電過程結束時的端電壓Ub，在電池充電過程中檢測電池充電過程中的端電壓，當端電壓達到設定電壓門限值Uo時，說明涓流充電過程已經結束，這時再接通終端的工作電路供電，就可以保證電池能夠按照正常的時序充電。
這樣，根據電池的充電狀態來控制終端工作電路電源的接通和關斷，避開了涓流充電過程可能出現的死循環，保證了電池能夠按照正常的時序充電，從而保障電池質量和使用壽命。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種電池在終端中進行充電的控制方法，所述終端包括工作電路，所述電池的充電過程至少包括涓流充電過程，其特徵在於，所述控制方法包括如下步驟在所述涓流充電過程中，斷開所述工作電路的電源；並在所述涓流充電過程結束的同時或已經結束之後，開始接通所述工作電路的電源。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述的在涓流充電過程結束的同時，開始接通所述工作電路電源的方法包括如下步驟設定電壓門限值，該第一電壓門限值等於所述涓流充電過程結束時電池的端電壓；檢測電池充電過程中的端電壓，當電池端電壓到達所述第一電壓門限值時，開始接通所述工作電路的電源。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述的在涓流充電過程結束之後，開始接通所述工作電路電源的方法包括如下步驟設定第二電壓門限值，該第二電壓門限值大於所述涓流充電過程結束時電池的端電壓；檢測電池充電過程中的端電壓，當電池端電壓到達所述第二電壓門限值時，開始接通所述工作電路的電源。
4.一種終端電路，包括控制終端電池充電的第一控制電路、該終端的工作電路和該終端工作電路的開關，充電電流經第一控制電路處理後輸入所述電池進行充電，同時經所述開關向該終端工作電路供電；其特徵在於，所述終端電路還包括控制所述開關的第二控制電路，檢測所述電池的端電壓，當該端電壓到達或超過設定的門限值時，閉合所述開關；反之，當該端電壓小於設定的門限值時，斷開所述開關；所述門限值等於或大於所述電池充電過程中，涓流充電過程結束時電池的端電壓。
5.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述第二控制電路包括電壓檢測單元和開關控制單元，所述電壓檢測單元檢測電池正極的端電壓並輸出給所述開關控制單元，由該開關控制單元在電池端電壓到達或超過設定的門限值時，閉合所述開關。
6.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述電壓檢測單元包括第一NPN開關三極體T1和第二PNP開關三極體T2，其中T1的基極通過電阻連接充電電源輸入端、發射極接地、集電極通過電阻連接T2的基極；T2的發射極連接電池正極、集電極向開關控制單元輸出檢測信號。
7.如權利要求5或6所述的方法，其特徵在於，所述開關控制單元為R3112系列集成電路任意之一，該集成電路包括連接所述電壓檢測單元輸出端的輸入管腳，用於接收該電壓檢測單元輸出的檢測電壓；以及連接所述開關的輸出管腳，用於在接收的檢測電壓到達設定門限值時向該開關輸出控制信號。
全文摘要
本發明涉及通信產品，尤其涉及一種可以在終端中對電池進行充電的終端電路及其充電控制方法，以解決現有技術中在終端上給電池充電時，無法進入恆流充電過程的問題。一種在終端上進行電池充電的控制方法，所述充電至少包括涓流充電過程和恆流充電過程，所述控制方法包括在所述涓流充電過程中，斷開該終端的工作電路的電源；並在所述涓流充電過程結束時、或者在所述恆流充電過程中，接通該終端的工作電路的電源。一種終端電路，包括電池、控制所述電池充電的第一控制電路、該終端的工作電路和該終端工作電路的開關，還包括控制所述開關在端電壓等於或大於設定的門限值時才閉合的第二控制電路。
文檔編號H02J7/00GK1881734SQ20051007698
公開日2006年12月20日 申請日期2005年6月13日 優先權日2005年6月13日
發明者魏孔剛, 楊志國, 趙忠建, 常昭, 劉海龍 申請人:華為技術有限公司