電子設備中充電時電池在位檢測系統的製作方法
2023-06-30 08:31:36
專利名稱：電子設備中充電時電池在位檢測系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及電子設備，特別涉及電子設備的電源系統。
背景技術：
隨著科技的進步和產業的融合，移動增值業務的發展將異彩紛呈。移動增值業務的開發歸納起來主要有三個大方向第一是充分挖掘移動通信系統的潛力，基於移動通信網絡和網間互聯協議(Internet Protocol，簡稱「IP」)技術來提供移動增值業務；第二類是脫離開移動通信網絡的移動增值業務，典型的例子是手機電視，儘管目前有多種方式實現此類業務，但發展前景最好的還是從傳統電視網絡直接接收廣播電視信號的方式；第三類是消費電子類產品與移動終端(Mobile Terminal，簡稱「MT」)融合，此類業務雖然與網絡沒有直接的關係，但是可以和網絡結合起來提供很多新的服務。
目前，MT正在向著業務功能更多、集成度更高的方向發展。將來的MT主要有三個方面的特點其一，晶片處理速度更高，內存更大。個人電腦(Personal Computer，簡稱「PC」)和MT融合的智能MT將會是未來行動電話的發展方向。MT將會像現在的計算機一樣，成為各種業務的統一平臺和載體。
隨著MT的功能越來越多，對其中央處理器(Central Processing Unit，簡稱「CPU」)的處理能力和內存能力提出了更高的要求。實際上，MT的CPU的處理能力和內存能力一直在快速提高。例如，從1987年的模擬手機到2001年推出的商用WCDMA手機，其CPU的處理速度提高了約90倍，存儲容量提高了約45倍。而2003年，手機CPU的速度和存儲器容量已經達到了筆記本電腦1999年的水平。
其二，顯示屏更大，清晰度更高。為了能夠支持諸如手機電視、視頻監控、點播圖像(Video on Demand，簡稱「VoD」)以及移動遊戲等業務，MT對顯示屏提出了更高的要求。在2002年，MT大約是2.3英寸(176×240)的屏幕；2003年，已經發展到2.4英寸的四分之一影像陣列(Quarter VideoGraphics Array，簡稱「QVGA」)的屏幕；2004年則成為2.4英寸的超高精細的液晶顯示屏(HVGA)的屏幕，並向2.8英寸的視頻圖形陣列(VideoGraphics Array，簡稱「VGA」)屏幕方向發展。
其三，電池的容量繼續擴大。隨著MT使用的場合越來越廣，對其電池的容量也提出了更高的要求。提高MT使用時間的方法有二種一是提高MT的節電技術，這一方法可以通過開發更有效的電源管理軟體和設計更節電的MT晶片來實現；二是直接增大電池的容量。業界希望通過使用新材料使電池容量達到現在的10至100倍左右。
目前多數的MT採用的電池都是三觸點方式，但是隨著業務功能更多、集成度更高的MT發展趨勢，就要求MT不斷地向「薄」、「窄」、「小」的方向發展。在外觀結構和成本等因素的制約下，部分廠商選擇採用兩觸點方式的電池，即只有正極和負極兩個觸點，省去了電池在位檢測觸點。
電池採用三觸點(或多於三個觸點)的方式，三個觸點依次為正極「+」、在位檢測「T」和負極「-」。如圖1所示，此在位檢測觸點「T」可以供MT系統通過檢測獲得此時電池是否在位的信息。採用三觸點方式，在一定情況下，佔用的印製板面積以及總體成本增加，不利於MT發展的需要。
電池採用兩觸點的方式，兩個觸點分別為正極「+」和負極「-」。由於缺少電池在位檢測觸點，設備在插入充電器時不能正常檢測到電池是否在位。在MT中，充電時需要電能支持MT開機工作，但由於充電器所能提供的電流一般都比較小，因此，此時MT滿負載工作會造成MT死機或者重啟。因此，由於無法正確判斷電池是否在位，在MT充電和正常工作時會帶來一定的故障。
發明內容
有鑑於此，本發明的主要目的在於提供一種電子設備中充電時電池在位檢測系統，使得可以檢測出兩觸電方式的電池的在位情況。
為實現上述目的，本發明提供了一種電子設備中充電時電池在位檢測系統，包含電池，在充電電源和所述電池的正極之間串聯的第一開關器件，和用於充電控制的控制器；所述控制器通過其第一控制引腳控制所述第一開關器件的導通和斷開；該控制器的檢測引腳與所述電池的正極連接，用於在所述第一開關器件斷開時對該電池進行在位檢測；當所述第一開關器件導通時，由所述充電電源對所述電池進行充電。
其中，還包含在所述第一開關器件和所述充電電源之間串聯的第二開關器件；所述控制器通過其第二控制引腳控制所述第二開關器件的導通和斷開；所述控制器的電源引腳連接在第一開關器件和第二開關器件的連接線上；當所述第二開關器件導通時，所述充電電源對所述控制器進行供電；當所述第二開關器件斷開時，所述充電電源停止對所述控制器的供電。
此外在所述系統中，在所述充電電源和所述電池的正極之間的連接線上，還包含與所述第一開關器件並聯的二極體，其陽極連接該電池的正極；當所述充電電源對所述電池進行充電時，所述控制器控制所述第一開關器件和所述第二開關器件均導通；此時，所述二極體截止，由所述充電電源對該控制器進行供電；
當對所述電池進行在位檢測時，所述控制器控制所述第二開關器件導通和所述第一開關器件瞬間斷開，在該斷開瞬間，通過該控制器的檢測引腳對該電池的正極進行在位檢測；此時，所述二極體截止，由所述充電電源對該控制器進行供電；當所述電池充電完成時，所述控制器的控制所述第二開關器件斷開；此時，所述二極體導通，所述第一開關器件停止工作，由該電池對該控制器進行供電。
此外在所述系統中，所述第一開關器件和所述第二開關器件分別為以下其一三極體、場效應管或可控矽。
此外在所述系統中，所述電池採用兩觸點的方式。
此外在所述系統中，所述電子設備為移動終端。
此外在所述系統中，所述控制器為以下其一單晶片結構的充電控制電路、或分立元器件組合而成的充電控制電路。
此外在所述系統中，所述電池的負極接地。
通過比較可以發現，本發明的技術方案與現有技術的主要區別在於，控制器通過串接在電池充電迴路中的開關器件將充電迴路瞬間關斷，並檢測電池的正極獲得兩觸點式電池的在位信息。
這種技術方案上的區別，帶來了較為明顯的有益效果，即對於電子設備印製板面積限制或其它限制情況，通過控制器將電池的充電迴路瞬間關斷時檢測電池的正極來獲得兩觸點式電池的在位信息，使得電子設備可以根據電池的在位情況有效地避免在電池接觸不良或者故障情況下進行充電導致的設備的工作異常，同時，由於檢測時充電迴路的關斷時間很短，對充電效率基本不產生影響。
圖1是現有技術中三觸點方式的電池在位檢測系統結構圖；圖2是根據本發明較佳實施方式的電子設備中電池充電及其在位檢測系統結構圖。
具體實施例方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步地詳細描述。
本發明通過在充電電源和電池的正極之間串聯第一開關器件，由控制器通過其第一控制引腳來控制第一開關器件的導通和斷開。當第一開關器件導通時，由充電電源對電池進行充電；當第一開關器件斷開時，由控制器對電池正極進行在位檢測。使得電子設備可以根據電池的在位情況有效地避免在電池接觸不良或者故障情況下進行充電導致的設備的工作異常。
另外，在第一開關器件和充電電源之間串聯第二開關器件，控制器通過其第二控制引腳控制第二開關器件的導通和斷開，控制器的電源引腳連接在第一開關器件和第二開關器件的連接線上。當第二開關器件導通時，充電電源對控制器進行供電；當第二開關器件斷開時，充電電源停止對控制器的供電。由電池對控制器供電。
本發明較佳實施方式的電子設備中電池充電及其在位檢測系統中，第一開關器件和第二開關器件可以分別為三極體、場效應管或可控矽等開關器件。如圖2所示，第一開關器件為PNP三極體、第二開關器件為P溝道絕緣柵型場效應管。
在該系統中，在充電電源和電池的正極「+」之間依次連接三極體的發射極E、集電極C，場效應管的源極S、漏極D。電池的負極「-」接地。
該系統還包含控制器，其中，控制器的第二控制引腳與三極體的基極B連接，用於控制三極體的導通和斷開；該控制器的第一控制引腳與場效應管的柵極G連接，用於控制場效應管的導通和斷開；該控制器的電源引腳與三極體的集電極C連接；該控制器的檢測引腳與電池的正極「+」連接，用於在三極體導通、場效應管斷開時對該電池是否在位進行檢測。
在充電電源和電池之間還有與場效應管並連的二極體，其陽極與該電池的正極「+」連接，用於在三極體上的電流斷開時，導通該電池正極「+」與控制器的電源引腳間的電流，使得控制器通過電池供電，並保護該場效應管。
該系統主要有三種工作狀態，分別如下第一種，當充電電源對電池進行充電時，控制器控制三極體和場效應管均導通；此時，二極體截止，由充電電源直接對該控制器進行供電；第二種，當對電池進行在位檢測時，控制器控制三極體導通和場效應管瞬間斷開，在該斷開瞬間，通過該控制器的檢測引腳對該電池的正極「+」進行在位檢測。由於場效應管關斷的時間非常短，可以控制在ms級，所以對於整個充電的效率基本不產生影響；此時，二極體截止，由充電電源直接對該控制器進行供電；第三種，當電池充電完成時，控制器的控制三極體斷開；此時，二極體導通，場效應管停止工作，由該電池通過二極體對該控制器進行供電。
上述實施方式中電池採用兩觸點的方式，本領域普通技術人員容易理解，上述系統符合目前電子設備集成度越來越高的發展需要，其中，電子設備可以是MT，例如，手機、個人數字助理(Personal Digital Assistant，簡稱「PDA」)、掌上電腦等等，相應地用於充電控制的控制器可以是移動終端的充電控制電路。控制器的電路結構可以是單晶片結構或分立元器件組合而成。
雖然通過參照本發明的某些優選實施方式，已經對本發明進行了圖示和描述，但本領域的普通技術人員應該明白，可以在形式上和細節上對其作各種改變，而不偏離本發明的精神和範圍。
權利要求
1.一種電子設備中充電時電池在位檢測系統，其特徵在於，包含電池，在充電電源和所述電池的正極之間串聯的第一開關器件，和用於充電控制的控制器；所述控制器通過其第一控制引腳控制所述第一開關器件的導通和斷開；該控制器的檢測引腳與所述電池的正極連接，用於在所述第一開關器件斷開時對該電池進行在位檢測；當所述第一開關器件導通時，由所述充電電源對所述電池進行充電。
2.根據權利要求1所述的電子設備中充電時電池在位檢測系統，其特徵在於，還包含在所述第一開關器件和所述充電電源之間串聯的第二開關器件；所述控制器通過其第二控制引腳控制所述第二開關器件的導通和斷開；所述控制器的電源引腳連接在第一開關器件和第二開關器件的連接線上；當所述第二開關器件導通時，所述充電電源對所述控制器進行供電；當所述第二開關器件斷開時，所述充電電源停止對所述控制器的供電。
3.根據權利要求2所述的電子設備中充電時電池在位檢測系統，其特徵在於，在所述充電電源和所述電池的正極之間的連接線上，還包含與所述第一開關器件並聯的二極體，其陽極連接該電池的正極；當所述充電電源對所述電池進行充電時，所述控制器控制所述第一開關器件和所述第二開關器件均導通；此時，所述二極體截止，由所述充電電源對該控制器進行供電；當對所述電池進行在位檢測時，所述控制器控制所述第二開關器件導通和所述第一開關器件瞬間斷開，在該斷開瞬間，通過該控制器的檢測引腳對該電池的正極進行在位檢測；此時，所述二極體截止，由所述充電電源對該控制器進行供電；當所述電池充電完成時，所述控制器的控制所述第二開關器件斷開；此時，所述二極體導通，所述第一開關器件停止工作，由該電池對該控制器進行供電。
4.根據權利要求2所述的電子設備中充電時電池在位檢測系統，其特徵在於，所述第一開關器件和所述第二開關器件分別為以下其一三極體、場效應管、或可控矽。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的電子設備中充電時電池在位檢測系統，其特徵在於，所述電池採用兩觸點的方式。
6.根據權利要求5所述的電子設備中充電時電池在位檢測系統，其特徵在於，所述電子設備為移動終端。
7.根據權利要求5所述的電子設備中充電時電池在位檢測系統，其特徵在於，所述控制器為以下其一單晶片結構的充電控制電路、或分立元器件組合而成的充電控制電路。
8.根據權利要求5所述的電子設備中充電時電池在位檢測系統，其特徵在於，所述電池的負極接地。
全文摘要
本發明涉及電子設備，公開了一種電子設備中充電時電池在位檢測系統，使得可以檢測出充電時兩觸點方式的電池的在位情況。本發明中，控制器通過串接在電池充電迴路中的開關器件將充電迴路瞬間關斷，並檢測電池的正極獲得兩觸點式電池的在位信息。
文檔編號G01R31/36GK101086516SQ200610027369
公開日2007年12月12日 申請日期2006年6月7日 優先權日2006年6月7日
發明者徐靖, 吳瓊露 申請人:華為技術有限公司