專利名稱：一種終端電路及其充電控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信終端，尤其涉及一種可以在終端中對(duì)電池進(jìn)行充電的終端電路及其充電控制方法。
背景技術(shù)：
目前許多手持式終端設(shè)備都使用電池供電，例如手機(jī)，當(dāng)終端或電池長(zhǎng)時(shí)間放置后電池電壓會(huì)出現(xiàn)過(guò)低的情況，為了保障電池性能和壽命，要求在電池電壓過(guò)低時(shí)對(duì)電池進(jìn)行涓流充電。如圖1所示，圖1為電池充電過(guò)程示意圖，實(shí)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、恒流充電和恒壓充電三個(gè)過(guò)程，其中，當(dāng)電池電壓小于Ub時(shí)，采用涓流充電過(guò)程，充電電流Ia較小，電池電壓逐漸增大，充電到一定容量后電池電壓達(dá)到Ub時(shí)，開(kāi)始恒流充電，充電為電流Ib，電池電壓持續(xù)增大，最后在電池電壓達(dá)到Uc時(shí)，進(jìn)入恒壓充電過(guò)程，充電電壓不變，充電電流逐漸減小，直到電流小于Ic時(shí)電池充滿。目前多數(shù)電池充電芯片都按照這三個(gè)過(guò)程控制電池充電，但是現(xiàn)有充電控制方法存在一定的充電隱患。
現(xiàn)有的終端電路設(shè)計(jì)都比較簡(jiǎn)單，如圖2所示，包括終端工作電路、該工作電路的開(kāi)關(guān)、電池和該電池的充電控制電路；當(dāng)插上充電器后，啟動(dòng)電池充電，同時(shí)開(kāi)啟終端工作電路的開(kāi)關(guān)，使工作電路工作接通顯示充電狀態(tài)。在涓流充電過(guò)程中，因?yàn)殇噶鞒潆婋娏鰽很小，當(dāng)終端電源電路開(kāi)啟后，若充電管理芯片輸出的電流太小，不足以滿足終端電路的電流B要求，甚至?xí)斐呻姵胤垂?，如圖2所示，電池按照電流C的方向向手機(jī)電路反灌；當(dāng)電池電壓太低時(shí)，電流B很小，終端電路停止工作，充電管理芯片給終端涓流充電，當(dāng)電池電壓升高到一定程度時(shí)，終端電路重新工作，電池開(kāi)始放電；如此往復(fù)，電池始終不能進(jìn)入下一個(gè)充電狀態(tài)，最終無(wú)法充滿電，出現(xiàn)死鎖。若充電管理芯片加大輸出的電流，因終端工作狀態(tài)的不確定性，又不能保證涓流充電的要求。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種終端電路及其充電控制方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中在終端上給電池充電時(shí)，無(wú)法進(jìn)入恒流充電過(guò)程的問(wèn)題。
一種電池在終端中進(jìn)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(guò)程至少包括涓流充電過(guò)程，所述控制方法包括如下步驟在所述涓流充電過(guò)程中，斷開(kāi)所述工作電路的電源；并在所述涓流充電過(guò)程結(jié)束的同時(shí)或已經(jīng)結(jié)束之后，開(kāi)始接通所述工作電路的電源。
所述的在涓流充電過(guò)程結(jié)束的同時(shí)，開(kāi)始接通所述工作電路電源的方法包括如下步驟設(shè)定電壓門(mén)限值，該第一電壓門(mén)限值等于所述涓流充電過(guò)程結(jié)束時(shí)電池的端電壓；檢測(cè)電池充電過(guò)程中的端電壓，當(dāng)電池端電壓到達(dá)所述第一電壓門(mén)限值時(shí)，開(kāi)始接通所述工作電路的電源。
所述的在涓流充電過(guò)程結(jié)束之后，開(kāi)始接通所述工作電路電源的方法包括如下步驟設(shè)定第二電壓門(mén)限值，該第二電壓門(mén)限值大于所述涓流充電過(guò)程結(jié)束時(shí)電池的端電壓；檢測(cè)電池充電過(guò)程中的端電壓，當(dāng)電池端電壓到達(dá)所述第二電壓門(mén)限值時(shí)，開(kāi)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(kāi)關(guān)，充電電流經(jīng)第一控制電路處理后輸入所述電池進(jìn)行充電，同時(shí)經(jīng)所述開(kāi)關(guān)向該終端工作電路供電；還包括控制所述開(kāi)關(guān)的第二控制電路，檢測(cè)所述電池的端電壓，當(dāng)該端電壓到達(dá)或超過(guò)設(shè)定的門(mén)限值時(shí)，閉合所述開(kāi)關(guān)；反之，當(dāng)該端電壓小于設(shè)定的門(mén)限值時(shí)，斷開(kāi)所述開(kāi)關(guān)；所述門(mén)限值等于或大于所述電池充電過(guò)程中，涓流充電過(guò)程結(jié)束時(shí)電池的端電壓。
所述第二控制電路包括電壓檢測(cè)單元和開(kāi)關(guān)控制單元，所述電壓檢測(cè)單元檢測(cè)電池正極的端電壓并輸出給所述開(kāi)關(guān)控制單元，由該開(kāi)關(guān)控制單元在電池端電壓到達(dá)或超過(guò)設(shè)定的門(mén)限值時(shí)，閉合所述開(kāi)關(guān)。
所述電壓檢測(cè)單元包括第一NPN開(kāi)關(guān)三極管T1和第二PNP開(kāi)關(guān)三極管T2，其中T1的基極通過(guò)電阻連接充電電源輸入端、發(fā)射極接地、集電極通過(guò)電阻連接T2的基極；T2的發(fā)射極連接電池正極、集電極向開(kāi)關(guān)控制單元輸出檢測(cè)信號(hào)。
所述開(kāi)關(guān)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(cè)單元輸出端的輸入管腳，用于接收該電壓檢測(cè)單元輸出的檢測(cè)電壓；以及連接所述開(kāi)關(guān)的輸出管腳，用于在接收的檢測(cè)電壓到達(dá)設(shè)定門(mén)限值時(shí)向該開(kāi)關(guān)輸出控制信號(hào)。
使用本發(fā)明所述技術(shù)方案，通過(guò)對(duì)電池端電壓進(jìn)行檢測(cè)，在電池涓流充電過(guò)程中、端電壓過(guò)低時(shí)斷開(kāi)終端的工作電路，使充電電流只向電池供電進(jìn)行充電；當(dāng)端電壓上升到一定值、電池完成涓流充電過(guò)程后，再打開(kāi)終端的工作電路，使充電電流向電池供電進(jìn)行充電的同時(shí)，分流向終端的工作電路供電。這樣避免了涓流充電過(guò)程的死循環(huán)，從而保證了電池能夠按照正常的時(shí)序充電，保障了電池質(zhì)量、提高了電池的使用壽命。
圖1為電池充電過(guò)程示意圖，分別包括涓流充電過(guò)程和恒流充電過(guò)程；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中終端的充電電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明所述利用電壓檢測(cè)控制電路檢測(cè)電池充電過(guò)程中端電壓的變化，來(lái)控制電池充電過(guò)程的方法原理示意圖；圖4為圖3中電壓檢測(cè)控制電路的結(jié)構(gòu)框圖；圖5為圖4所示電壓檢測(cè)控制電路的結(jié)構(gòu)框圖的一個(gè)具體實(shí)施電路。
具體實(shí)施例方式
下面以在手機(jī)上應(yīng)用本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)施方式，并結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
本發(fā)明所述技術(shù)方案的構(gòu)思如圖3所示，為避免涓流充電過(guò)程的死循環(huán)，本發(fā)明在終端電路中增加了終端工作電路電源開(kāi)關(guān)的控制電路，用于檢測(cè)電池的端電壓，當(dāng)電池在涓流充電過(guò)程中，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，不向終端的工作電路供電；當(dāng)涓流充電過(guò)程結(jié)束后，或者在電池已經(jīng)進(jìn)入恒流充電過(guò)程后，再打開(kāi)終端電源電路。
為完成上述思路，一種可選的方法是預(yù)先設(shè)定一個(gè)電壓門(mén)限值Uo，Uo等于或略大于Ub，在電池充電過(guò)程中檢測(cè)電池的端電壓，當(dāng)端電壓達(dá)到設(shè)定電壓門(mén)限值Uo時(shí)，說(shuō)明涓流充電過(guò)程剛剛結(jié)束或之前已經(jīng)結(jié)束，這時(shí)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(shí)序充電，下面詳細(xì)說(shuō)明。
如圖4所示，圖4為電壓檢測(cè)控制電路原理示意圖，電壓檢測(cè)控制電路一般由電池端電壓檢測(cè)單元1和開(kāi)關(guān)控制單元2兩部分組成，電池端電壓檢測(cè)單元1用于檢測(cè)電池的端電壓并輸出給開(kāi)關(guān)控制單元2，開(kāi)關(guān)控制單元2在端電壓達(dá)到設(shè)定的電壓門(mén)限值Uo時(shí)，向開(kāi)關(guān)輸出控制信號(hào)，使開(kāi)關(guān)閉合接通手機(jī)工作電路的電源。
具體工作過(guò)程為當(dāng)接上充電器時(shí)，充電電源接通，電壓檢測(cè)控制電路工作檢測(cè)電池的端電壓，當(dāng)電池端電壓低于設(shè)定電壓門(mén)限值Uo時(shí)，“關(guān)斷手機(jī)電路開(kāi)關(guān)，手機(jī)不工作，如圖1所示的電流B約等于零，充電控制單元輸出的電流全部輸入電池進(jìn)行充電。當(dāng)電池電壓到達(dá)或超過(guò)設(shè)定的電壓門(mén)限值Uo時(shí)，電池具備了足夠容量，充電過(guò)程已經(jīng)完成涓流充電，進(jìn)入恒電流充電過(guò)程，手機(jī)電路開(kāi)關(guān)控制信號(hào)閉合手機(jī)工作電路的開(kāi)關(guān)，手機(jī)開(kāi)始工作，充電電流A一方面給手機(jī)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(cè)控制電路的一種具體電路實(shí)施例，電壓檢測(cè)單元1可以使用一個(gè)NPN開(kāi)關(guān)三極管T1和一個(gè)PNP開(kāi)關(guān)三極管T2連接形成，T1的基極12通過(guò)電阻連接充電電源，發(fā)射極11接地，集電極16通過(guò)電阻連接T2基極15，T2發(fā)射極14連接電池的正極，集電極13向開(kāi)關(guān)控制單元輸出檢測(cè)信號(hào)。工作過(guò)程為1、充電電源接通，T1導(dǎo)通，電池的正極電壓通過(guò)電阻分壓后加到T2基極；由于電池開(kāi)始充電時(shí)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(jìn)行一定程度，電池端電壓升高，升高到一定值時(shí)，T2導(dǎo)通，集電極13的輸出電壓為電池端電壓。
通過(guò)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(shí)導(dǎo)通。
開(kāi)關(guān)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(nèi)置基準(zhǔn)電壓源Verf、COMS晶體管、比較器、反相器和電阻等器件，管腳21連接檢測(cè)單元1的輸出端13，管腳22接地、23通過(guò)電容接地，管腳24在管腳21的輸入電壓大于基準(zhǔn)電壓時(shí)，輸出開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)，在管腳21的輸入電壓小于基準(zhǔn)電壓時(shí)，輸出為零。這樣，將基準(zhǔn)電壓調(diào)整為Uo時(shí)，就可以實(shí)現(xiàn)在電池的端電壓上升到涓流充電結(jié)束時(shí)或結(jié)束后進(jìn)入恒流充電過(guò)程，再打開(kāi)開(kāi)關(guān)接通手機(jī)的工作電路，使手機(jī)進(jìn)入充電顯示狀態(tài)，從而避免了涓流充電過(guò)程中的死循環(huán)。
以上電路僅是一個(gè)具體實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明所述技術(shù)方案，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以實(shí)現(xiàn)多種類型的電路結(jié)構(gòu)，任何等同的結(jié)構(gòu)都應(yīng)包括在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
綜上所述，本發(fā)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(guò)程中，斷開(kāi)該終端工作電路的電源；在涓流充電過(guò)程中，電池容量不足，斷開(kāi)該終端的工作電路的電源，避免死循環(huán)的出現(xiàn)。
S2、在所述涓流充電過(guò)程結(jié)束時(shí)、或者在所述恒流充電過(guò)程進(jìn)行中，接通該終端工作電路的電源；
在涓流充電過(guò)程結(jié)束，或者進(jìn)入恒流充電過(guò)程后，電池容量達(dá)到要求不會(huì)再形成死循環(huán)時(shí)，接通終端的工作電路的電源，顯示終端的充電狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明，終端充電時(shí)處于那一具體狀態(tài)的判斷方法可以是預(yù)先設(shè)定一個(gè)電壓門(mén)限值Uo，Uo大于等于電池涓流充電過(guò)程結(jié)束時(shí)的端電壓Ub，在電池充電過(guò)程中檢測(cè)電池充電過(guò)程中的端電壓，當(dāng)端電壓達(dá)到設(shè)定電壓門(mén)限值Uo時(shí)，說(shuō)明涓流充電過(guò)程已經(jīng)結(jié)束，這時(shí)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(shí)序充電。
這樣，根據(jù)電池的充電狀態(tài)來(lái)控制終端工作電路電源的接通和關(guān)斷，避開(kāi)了涓流充電過(guò)程可能出現(xiàn)的死循環(huán)，保證了電池能夠按照正常的時(shí)序充電，從而保障電池質(zhì)量和使用壽命。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種電池在終端中進(jìn)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(guò)程至少包括涓流充電過(guò)程，其特征在于，所述控制方法包括如下步驟在所述涓流充電過(guò)程中，斷開(kāi)所述工作電路的電源；并在所述涓流充電過(guò)程結(jié)束的同時(shí)或已經(jīng)結(jié)束之后，開(kāi)始接通所述工作電路的電源。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的在涓流充電過(guò)程結(jié)束的同時(shí)，開(kāi)始接通所述工作電路電源的方法包括如下步驟設(shè)定電壓門(mén)限值，該第一電壓門(mén)限值等于所述涓流充電過(guò)程結(jié)束時(shí)電池的端電壓；檢測(cè)電池充電過(guò)程中的端電壓，當(dāng)電池端電壓到達(dá)所述第一電壓門(mén)限值時(shí)，開(kāi)始接通所述工作電路的電源。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的在涓流充電過(guò)程結(jié)束之后，開(kāi)始接通所述工作電路電源的方法包括如下步驟設(shè)定第二電壓門(mén)限值，該第二電壓門(mén)限值大于所述涓流充電過(guò)程結(jié)束時(shí)電池的端電壓；檢測(cè)電池充電過(guò)程中的端電壓，當(dāng)電池端電壓到達(dá)所述第二電壓門(mén)限值時(shí)，開(kāi)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(kāi)關(guān)，充電電流經(jīng)第一控制電路處理后輸入所述電池進(jìn)行充電，同時(shí)經(jīng)所述開(kāi)關(guān)向該終端工作電路供電；其特征在于，所述終端電路還包括控制所述開(kāi)關(guān)的第二控制電路，檢測(cè)所述電池的端電壓，當(dāng)該端電壓到達(dá)或超過(guò)設(shè)定的門(mén)限值時(shí)，閉合所述開(kāi)關(guān)；反之，當(dāng)該端電壓小于設(shè)定的門(mén)限值時(shí)，斷開(kāi)所述開(kāi)關(guān)；所述門(mén)限值等于或大于所述電池充電過(guò)程中，涓流充電過(guò)程結(jié)束時(shí)電池的端電壓。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二控制電路包括電壓檢測(cè)單元和開(kāi)關(guān)控制單元，所述電壓檢測(cè)單元檢測(cè)電池正極的端電壓并輸出給所述開(kāi)關(guān)控制單元，由該開(kāi)關(guān)控制單元在電池端電壓到達(dá)或超過(guò)設(shè)定的門(mén)限值時(shí)，閉合所述開(kāi)關(guān)。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述電壓檢測(cè)單元包括第一NPN開(kāi)關(guān)三極管T1和第二PNP開(kāi)關(guān)三極管T2，其中T1的基極通過(guò)電阻連接充電電源輸入端、發(fā)射極接地、集電極通過(guò)電阻連接T2的基極；T2的發(fā)射極連接電池正極、集電極向開(kāi)關(guān)控制單元輸出檢測(cè)信號(hào)。
7.如權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)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(cè)單元輸出端的輸入管腳，用于接收該電壓檢測(cè)單元輸出的檢測(cè)電壓；以及連接所述開(kāi)關(guān)的輸出管腳，用于在接收的檢測(cè)電壓到達(dá)設(shè)定門(mén)限值時(shí)向該開(kāi)關(guān)輸出控制信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及通信產(chǎn)品，尤其涉及一種可以在終端中對(duì)電池進(jìn)行充電的終端電路及其充電控制方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中在終端上給電池充電時(shí)，無(wú)法進(jìn)入恒流充電過(guò)程的問(wèn)題。一種在終端上進(jìn)行電池充電的控制方法，所述充電至少包括涓流充電過(guò)程和恒流充電過(guò)程，所述控制方法包括在所述涓流充電過(guò)程中，斷開(kāi)該終端的工作電路的電源；并在所述涓流充電過(guò)程結(jié)束時(shí)、或者在所述恒流充電過(guò)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(kāi)關(guān)，還包括控制所述開(kāi)關(guān)在端電壓等于或大于設(shè)定的門(mén)限值時(shí)才閉合的第二控制電路。
文檔編號(hào)H02J7/00GK1881734SQ20051007698
公開(kāi)日2006年12月20日 申請(qǐng)日期2005年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月13日
發(fā)明者魏孔剛, 楊志國(guó), 趙忠建, 常昭, 劉海龍 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司