一種充放電保護電路、電池及電子設備的製作方法

2024-03-08 09:59:15

本實用新型涉及電源技術領域，尤其涉及一種充放電保護電路、電池及電子設備。

背景技術：

隨著科技的進步，電子設備被越來越廣泛的應用於人們的工作和生活中，在為人們的工作和生活提供快捷、方便的服務的同時，人們對電子設備的依賴程度也越來越高，工作和生活已經離不開電子設備了。因為電子設備正常的運行，需要電子設備中的電池提供動力，但是隨著人們工作和生活的節奏的加快，沒有太多的時間等候電子設備中電池漫長的充電過程，快速充電的出現為人們帶來了便利。

然而，現有技術中，對快速充電的實現主要包括：一、多個充電電路並聯以增加充電電流；二、將充電電路和濾波器放到適配器裡面，直接增加適配器輸出電流。上述實現方式都是通過增加充電電流用以增加充電功率，實現對電子設備中的電池快速充電。但是隨著充電電流的增加，通過用以保護電池的電芯的充放電保護電路的電流也隨之增加，如圖1所示為現有的快速充電架構，適配器輸出高於電芯的電壓；充電電路對該電壓進行變換，控制充電電流；充電電流流經開關，經過充放電保護電路到達電芯。

但是隨著充電電路輸出的充電電流的增加，流經充放電保護電路的電流也隨之增加，而充放電保護電路的發熱是按電流平方倍增加，充放電保護電路過熱會給電池的安全帶來影響，而受材料和工藝的限制，現有充放電保護電路的內阻難以做小，為了防止對電池的電芯充電時，充放電保護電路過熱造成充放電保護電路和電池的電芯的損毀，只能使用較小的電流對電池的電芯進行充電，無法實現對電池的電芯的快速充電。

技術實現要素：

本實用新型提供一種充放電保護電路、電池及電子設備，用以解決現有技術中無法降低對電池的電芯充電時的發熱，為防止充放電保護電路過熱造成充放電保護電路和電池的電芯的損毀，只能使用較小的電流對電池的電芯進行充電，無法實現對電池的電芯快速充電的問題。

為達到上述目的，本實用新型實施例公開了一種電池的充放電保護電路，所述充放電保護電路包括：至少兩個子保護電路；其中，每個所述子保護電路的第一傳輸端用於與充放電接口連接，每個所述子保護電路的第二傳輸端用於與電池的電芯連接，所述充放電接口為電池的正負極接口。

進一步地，所述子保護電路包括以下保護電路中的至少一種：過壓保護電路和過流保護電路。

進一步地，所述子保護電路還包括：電量計量電路，所述電量計量電路用於計量流經所述充放電保護電路的電量。

進一步地，所述子保護電路包括依次連接的所述過壓保護電路、所述電量計量電路、所述過流保護電路，所述過壓保護電路的傳輸端用於與所述充放電接口連接，所述過流保護電路的傳輸端用於與所述電池的電芯連接。

進一步地，所述充放電接口還包括所述電量計量電路的通信接口。

本實用新型實施例公開了一種基於充放電保護電路的電池，所述電池包括至少兩個子保護電路、電芯和至少兩個所述充放電接口，所述充放電接口為電池的正負極接口；

其中，所述充放電接口的數量與所述子保護電路的數量相同，且每個所述子保護電路的所述第一傳輸端對應連接一個所述充放電接口，每個所述子保護電路的所述第二傳輸端與所述電芯電氣連接。

進一步地，所述子保護電路均設置在第一印製電路板上。

進一步地，所述第一印製電路板上還設有所述充放電接口。

進一步地，所述充放電接口均設置在第二印製電路板上。

本實用新型實施例公開一種電子設備，包括基於上述的電池，所述電子設備還包括與所述電池中的充放電接口數量相同的充電電路及開關，且每個所述充放電接口與一個開關、一個充電電路依次連接。

本實用新型提供了一種充放電保護電路、電池及電子設備，所述充放電保護電路包括：至少兩個子保護電路；其中，每個所述子保護電路的第一傳輸端用於與充放電接口連接，每個所述子保護電路的第二傳輸端用於與電池的電芯連接，所述充放電接口為電池的正負極接口。由於在本實用新型實施例中，充放電保護電路包括至少兩個子保護電路，在對電池的電芯進行充電時，通過至少兩個子保護電路將通過充放電接口輸入的電流傳輸至電芯，降低了流經每個充放電保護電路的電流，減少了充放電保護電路的發熱，防止了因充放電保護電路過熱造成充放電保護電路和電池的電芯的損毀，增大了對電池的電芯的充電電流，實現了對電池的電芯的快速充電。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型提供的一種快速充電架構示意圖；

圖2為本實用新型實施例1提供的一種充放電保護電路結構示意圖；

圖3為本實用新型實施例2提供的一種子保護電路結構示意圖；

圖4為本實用新型實施例3提供的一種充放電保護電路結構示意圖；

圖5為本實用新型實施例3提供的一種子保護電路結構示意圖；

圖6為本實用新型實施例4提供的一種電池結構示意圖；

圖7為本實用新型實施例6提供的一種電子設備結構示意圖。

具體實施方式

為了使本申請的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本申請作進一步地詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本申請保護的範圍。

實施例1：

圖2為本實用新型實施例提供的一種充放電保護電路結構示意圖，充放電保護電路201包括：至少兩個子保護電路211；其中，每個子保護電路211的第一傳輸端用於與充放電接口202連接，每個子保護電路211的第二傳輸端用於與電池的電芯203連接，充放電接口202為電池的正負極接口。

具體的，充放電保護電路201包括至少兩個子保護電路211，每個子保護電路211的第一傳輸端用於與充放電接口202連接、第二傳輸端用於與電池的電芯203連接。在對電池進行充電時，通過充放電接口202輸入電流，通過至少兩個子保護電路211將通過充放電接口輸入電流傳輸至電池的電芯203，對電池的電芯203進行充電。

在本實用新型實施例中，所述充放電接口202的數量可以是一個，該一個充放電接口202與每個子保護電路211的第一傳輸端連接，當然了，所述充放電接口202的數量也可以與所述子保護電路211的數量相同，每個充放電接口202分別與對應的一個子保護電路211的第一傳輸端連接，每個充放電接口202連接的子保護電路211不同。

為了實現對電池的電芯的快速充電，需要增大電池的電芯的充電電流，但是隨著充電電流的增大，保護電路的發熱增加，例如：採用普通方式充電(普充)時，保護電路的電阻為R，充電電壓為V時對應的充電電流為I，此時普充發熱功率為I2R。現有快充方式中為了對電池的電芯的快速充電，將充電電流增大為2I，此時發熱功率為(2I)2R，發熱是普充的4倍。因為本實用新型實施例提供的充放電保護電路是至少兩個子保護電路並聯，例如是兩路子保護電路並聯，當對電池的電芯的充電電流為2I時，流經每個子保護電路的充電電流為I，每個子保護電路的發熱功率為I2R，充放電保護電路的總發熱功率為2I2R，發熱是普充的2倍，在對電池的電芯以同樣充電電流2I進行快速充電時，發熱功率是現有快充方式的二分之一，在對電池的電芯快速充電的同時降低了充放電保護電路的發熱，防止了因充放電保護電路過熱造成充放電保護電路和電池的電芯的損毀。並且隨著充放電保護電路中並聯的子保護電路數量的增多，為了達到相同的充電效果，流經每個子保護電路的充電電流減小，每個子保護電路的發熱功率減小，充放電保護電路的總發熱功率減小。例如：充放電保護電路是四個子保護電路並聯，對電池的電芯的充電電流為2I，流經每個子保護電路的充電電流為I/2，每個子保護電流的發熱功率為(I/2)2R，充放電保護電路的總發熱功率為I2R，在對電池的電芯以同樣充電電流2I進行快速充電時，發熱功率是現有快充方式的四分之一，進一步降低了充放電保護電路的發熱。

由於在本實用新型實施例中，充放電保護電路包括至少兩個子保護電路，在對電池的電芯進行充電時，通過至少兩個子保護電路將通過充放電接口輸入的電流傳輸至電芯，降低了流經每個充放電保護電路的電流，減少了充放電保護電路的發熱，防止了因充放電保護電路過熱造成充放電保護電路和電池的電芯的損毀，增大了對電池的電芯的充電電流，實現了對電池的電芯的快速充電。

實施例2：

在上述實施例的基礎上，為了防止對電池的電芯的損壞，提高電池的電芯的使用壽命，子保護電路211包括以下保護電路中的至少一種：過壓保護電路301和過流保護電路302。

過壓保護電路301，用於在輸入其所在的子保護電路的輸入電壓大於設定電壓閾值時，斷開所述電池的電芯與所述充放電接口的連接，防止電壓過大造成電池的電芯的損壞；過流保護電路302用於在輸入其所在的子保護電路的輸入電流大於設定電流閾值時，斷開所述電池的電芯與所述充放電接口的連接，防止電流過大造成電池的電芯的損壞。

所述子保護電路211包括過壓保護電路301和過流保護電路302中的至少一種。

具體的，子保護電路211可以包括過壓保護電路301和過流保護電路302中的一種或者兩種。如果子保護電路211隻包括過壓保護電路301或過流保護電路302，則將過壓保護電路301或過流保護電路302兩個傳輸端分別與充放電接口202和電芯203連接；如果子保護電路211同時包括過壓保護電路301和過流保護電路302，圖3為本實用新型實施例提供的一種子保護電路結構示意圖，依次連接過壓保護電路301和過流保護電路302，過壓保護電路301的傳輸端與充放電接口202連接，過流保護電路302的傳輸端與電芯203連接；當然了，也可以是過流保護電路302的傳輸端與充放電接口202連接，過壓保護電路301的傳輸端與電芯203連接。

實施例3：

為了便於對電池的電芯當前電量的計量，子保護電路211還包括：電量計量電路303，電量計量電路303用於計量流經充放電保護電路201的電量。

具體的，電量計量電路303計量流經該電量計量電路303所在的子保護電路211的電量，所述流經該電量計量電路303所在的子保護電路211的電量包括經由該電量計量電路303所在的子保護電路211輸入電池的電芯的電量和電池的電芯輸出的電量。通過對每個子保護電路211流經電量的統計，可以得出流經充放電保護電路201的電量。

如果子保護電路211隻包括過壓保護電路301和電量計量電路303，依次連接過壓保護電路301和電量計量電路303，過壓保護電路301傳輸端與充放電接口202連接，電量計量電路303傳輸端與電芯203連接，當然了，也可以是電量計量電路303傳輸端與充放電接口202連接，過壓保護電路301傳輸端與電芯203連接；如果子保護電路211隻包括過流保護電路302和電量計量電路303，依次連接過流保護電路302和電量計量電路303，過流保護電路302傳輸端與充放電接口202連接，電量計量電路303傳輸端與電芯203連接，當然了，也可以是電量計量電路303傳輸端與充放電接口202連接，過流保護電路302傳輸端與電芯203連接。

圖4為本實用新型實施例提供的一種充放電保護電路結構示意圖，子保護電路211包括依次連接的過壓保護電路301、電量計量電路303、過流保護電路302，過壓保護電路301的傳輸端用於與所述充放電接口202連接，過流保護電路302的傳輸端用於與所述電池的電芯203連接。

具體的，在對所述電池的電芯進行充電時，電量計量電路303計量流經該電量計量電路303所在的子保護電路211的電量；過壓保護電路301用於在輸入其所在的子保護電路的輸入電壓大於設定電壓閾值時，斷開所述電池的電芯與所述充放電接口的連接，防止電壓過大造成電池的電芯的損壞；過流保護電路302用於在輸入其所在的子保護電路的輸入電流大於設定電流閾值時，斷開所述電池的電芯與所述充放電接口的連接，防止電流過大造成電池的電芯的損壞。

為了便於對電量計量電路303計量的電量的讀取，所述充放電接口202還包括所述電量計量電路303的通信接口，用於對電量計量電路303計量電量的讀取。

圖5為本實用新型實施例提供的一種子保護電路結構示意圖，子保護電路與充放電接口和電芯連接，在子保護電路中包括過流保護電路302、電量計量電路303和過壓保護電路301，其中過流保護電路302包括U3和U5，U3如果通過引腳6獲取的輸入該保護電路的電流大於設定電流閾值，控制U5斷開，從而斷開所述電池的電芯與所述充放電接口的連接；電量計量電路303包括U1，U1通過電阻RS1獲取流經該保護電流的電量；過壓保護電路301包括U2和U4，U2通過引腳1與U4的引腳2連接，如果U4通過引腳5獲取的輸入該保護電路的電壓值大於設定閾值時，向U2發送控制信號斷開與電芯連接的控制信號，U2控制F1斷開，斷開所述電池的電芯與所述充放電接口的連接。

實施例4：

圖6為本實用新型實施例提供的基於上述充放電保護電路的電池結構示意圖，電池601包括至少兩個子保護電路211、電芯203和至少兩個充放電接口202，充放電接口202為電池的正負極接口；

其中，充放電接口202的數量與子保護電路211的數量相同，且每個子保護電路211的第一傳輸端對應連接一個充放電接口202，每個子保護電路211的第二傳輸端與電芯203電氣連接。

具體的，在對電池601充電時，充電電路與電池601中的至少兩個充放電接口202連接，充電電路輸入的電流經過至少兩個充放電接口202輸入對應的子保護電路211，通過每個子保護電路211傳輸至電芯203完成充電。

由於在本實用新型實施例中，電池包括至少兩個子保護電路，在對電池的電芯進行充電時，通過至少兩個子保護電路將通過充放電接口輸入的電流傳輸至電芯，降低了流經每個充放電保護電路的電流，減少了充放電保護電路的發熱，防止了因充放電保護電路過熱造成充放電保護電路和電池的電芯的損毀，增大了對電池的電芯的充電電流，實現了對電池的電芯的快速充電。

實施例5：

在本實用新型實施例中，為了便於電池的設計和使用，子保護電路211均設置在第一印製電路板上。

具體的，將子保護電路211均設置在第一印製電路板，可以有效的降低子保護電路211佔用的電池的體積，便於電池的設計與使用，提高了用戶的體驗。

為了便於電池的設計和使用，所述第一印製電路板上還設有充放電接口202；或，

充放電接口202均設置在第二印製電路板上。

具體的，為了便於電池的設計和使用，充放電接口202可以均設置在與子保護電路211相同的第一印製電路板上，也可以將充放電接口202均設置在與子保護電路211不同的第二印製電路板上。

實施例6：

圖7為本實用新型實施例提供的一種電子設備結構示意圖，該電子設備包括基於上述的電池601，還包括與電池601中充放電接口202數量相同的充電電路701及開關702，且每個充放電接口202與一個開關702、一個充電電路701依次連接。

具體的，在對電池601進行充電時，電子設備可以通過控制開關702的開啟與關閉控制與該開關702連接的充電電路701與電池601中的充放電接口202的連接與斷開，控制該充電電路701是否對所述電池601充電。

本實用新型實施例公開了一種電池的充放電保護電路、基於充放電保護電路的電池及基於電池的電子設備，所述充放電保護電路包括：至少兩個子保護電路；其中，每個所述子保護電路的第一傳輸端用於與充放電接口連接，每個所述子保護電路的第二傳輸端用於與電池的電芯連接，所述充放電接口為電池的正負極接口。由於在本實用新型實施例中，充放電保護電路包括至少兩個子保護電路，在對電池的電芯進行充電時，通過至少兩個子保護電路將通過充放電接口輸入的電流傳輸至電芯，降低了流經每個充放電保護電路的電流，減少了充放電保護電路的發熱，防止了因充放電保護電路過熱造成充放電保護電路和電池的電芯的損毀，增大了對電池的電芯的充電電流，實現了對電池的電芯的快速充電。

儘管已描述了本申請的優選實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施例做出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優選實施例以及落入本申請範圍的所有變更和修改。

顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和範圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬於本實用新型權利要求及其等同技術的範圍之內，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內。