一種板載電池充電電路的製作方法

2023-09-17 09:07:45 2

本發明涉及一種充電電路，具體涉及一種板載電池的充電電路。

背景技術：

在應用單片機的工業控制領域中，為保障單片機控制系統的時鐘在系統掉電的情況下正常運行，或者RAM存儲器在掉電後短時數據不丟失，典型的應用中使用插針(如圖1所示)或者二極體加限流電阻的方式(如圖2所示)實現的。

以上兩種方式都有各自的缺點，插針方式雖然操作簡單，但是在整個裝配過程中會增加一道工序，如果插針短路塊漏插會導致系統工作異常；插針方式一般是配合不可充電池使用，如果插針短路塊插入以後單元長時間放在倉庫不使用，會造成電池耗電，縮短電池使用時間；插針的存在增加了一個機械故障點，插針氧化會導致接觸不良，影響系統工作。二極體加限流電阻方式主要配合可充鋰電池使用的，此種方式可解決短路塊的缺陷，既可以給電池充電，又可以防止系統掉電時電池對系統時鐘或者RAM以外的其他元器件放電，但是由於二極體正嚮導通時壓降的存在，鋰電池電壓充的較低，一般低於系統供電電壓0.3V(配合鍺管)～0.6V(配合矽管)左右，系統工作電壓3.3V時，正常電壓3.6V的鋰電池只能充到2.7V(配合矽管)～3.0V(配合鍺管)。在一定程度上會影響電池的續航時間。

技術實現要素：

針對上述問題，本發明提供一種可延長板載鋰電池的續航時間的板載電池的充電電路。

為解決上述問題，本發明採取的技術方案為：一種板載電池充電電路，其特徵在於：包括第一三極體和第二三極體；其中第一三極體的發射極接至電源，其集電極接至板載鋰電池同時接至時鐘供電電路，其基極經第六偏置電阻接至電源同時經第五偏置電阻接至第二三極體的集電極；第二三極體的發射極接地，其基極經第四偏置電阻接至電源同時經第三偏置電阻接地。

系統上電時可以通過電子開關向時鐘供電，同時向板載鋰電池充電；系統掉電時電子開關關閉，板載鋰電池自動給時鐘供電，同時不能增加其他放電迴路，以保證電池可以提供足夠的續航時間。

第二三極體是為了防止電源掉電以後，板載鋰電池電壓通過第一三極體集電極放電。

所述的第一三極體為PNP型三極體，所述的第二三極體為NPN型三極體。

第一三極體的集電極經限流電阻接至板載鋰電池。限流電阻是為限制板載鋰電池充電電流而設計，也可防止板載鋰電池電壓過低時拉低時鐘電壓，影響時鐘工作，因正常工作時時鐘所需電流極小，一般為微安級，故板載鋰電池放電時，R2上的壓降可以忽略。

所述的電源電壓為3.3V，板載鋰電池電壓為3.6V。充電電壓接近系統供電電源電壓時，進入浮充狀態，板載鋰電池電壓不再升高。

板載鋰電池電壓稍高於系統供電電源電壓時，不影響電路工作。當板載鋰電池電壓稍高於系統供電電壓時，充電自動停止，低於系統供電電壓時，充電自動啟動。

本發明的應用具有實現簡單、可靠性高、成本低的優點，該電路可將鋰電池電壓充3.29V，大大延長了系統掉電時鋰電池的續航時間。

附圖說明

圖1為插針實現的時鐘供電電路圖；

圖2為可充電池的時鐘供電電路圖；

圖3為本發明電路原理圖。

具體實施方式

一種板載電池充電電路，如圖3所示包括第一PNP型三極體Q1和第二NPN型三極體Q2；其中第一三極體Q1的發射極接至3.3V電源，其集電極經限流電阻R2接至3.6V板載鋰電池BAT3同時接至時鐘供電電路，其基極經第六偏置電阻R6接至電源同時經第五偏置電阻R5接至第二三極體Q2的集電極；第二三極體Q2的發射極接地，其基極經第四偏置電阻R4接至電源同時經第三偏置電阻R3接地。

第一三極體Q1飽和導通時壓降極小(實測小於0.01V)；第三偏置電阻R3、第六偏置電阻R6是增強抗幹擾設計而增加，第三偏置電阻R3的存在可使得系統掉電時第二三極體Q2可靠截止，第六偏置電阻R6的存在可保證系統掉電時Q1可靠截止。

1)系統上電時，+3.3V電源電壓正常，在第四偏置電阻R4的作用下，第二三極體Q2飽和導通，第二三極體Q2通過第五偏置電阻R5將第一三極體Q1的基極拉低，第一三極體Q1飽和導通，+3.3V電源電壓通過第一三極體Q1向時鐘供電。

2)如果板載鋰電池BAT3電壓比較充足(高於3.3V)，正常工作時第一三極體Q1的集電結反偏，第一三極體Q1不導通，隨著板載鋰電池BAT3能量的消耗，其電壓逐漸降低，當降低到3.3V以下時，第一三極體Q1導通，+3.3V電源電壓通過第一三極體Q1給時鐘供電，同時板載鋰電池BAT3進入充電狀態，板載鋰電池BAT3電壓充到3.29V時，進入浮充狀態，板載電池BAT3電壓不再升高。

3)當系統電源+3.3V消失時，第一三極體Q1截止，板載鋰電池BAT3通過限流電阻R2向時鐘供電，如果停電時間較短，系統上電以後，繼續給時鐘供電，同時給板載鋰電池BAT3充電，補充板載鋰電池BAT3能量。如果停電時間較長(幾個月甚至幾年)，板載鋰電池BAT3放電至時鐘晶片的最低工作電壓(具體數值需視晶片而定，如DS3231最低工作電壓為2.3V)時，時鐘晶片停止工作，板載鋰電池BAT3進入自耗狀態(電壓降低很緩慢)。待下次上電，只要板載鋰電池BAT3不損壞，板載鋰電池BAT3重新被充電至3.29V，還可繼續使用。

4)第二三極體Q2以及第三偏置電阻R3、第四偏置電阻R4是為了防止系統掉電時，板載鋰電池BAT3電壓通過第一三極體Q1集電結放電而設計。如果直接將第五偏置電阻R5的下端接地，也可以滿足系統上電時給時鐘供電和給板載鋰電池BAT3充電的功能，但是一旦系統掉電以後，第一三極體Q1的集電結會導通，板載鋰電池BAT3會通過第二偏置電阻R2、第一三極體Q1集電結、第五偏置電阻R5向電源地放電，會縮短板載鋰電池BAT3的續航時間。第二三極體Q2的存在可以在系統掉電以後切斷第五偏置電阻R5的放電迴路。