电池充电路径管理电路论文和设计-陈燕鑫

全文摘要

本实用新型公开了一种电池充电路径管理电路，包括IC控制电路、充电电路和路径管理电路，所述IC控制电路包括具有VCC引脚、VIN引脚、ACOK引脚、CHGOK引脚、SW引脚、BST引脚、CSP引脚、BATT引脚和GND引脚的充电管理芯片U1，所述充电管理芯片U1的GND引脚接地，充电管理芯片U1的VCC引脚连接节点Vin，充电管理芯片U1的VIN引脚连接节点Vout，所述路径管理电路分别与VCC引脚、VIN引脚及充电电路连接，所述充电电路分别与SW引脚、BST引脚、CSP引脚、BATT引脚连接。本实用新型可以大大减少电池的充放电次数，延长电池的使用寿命，同时也使电池能量最大程度的保存，保证更长时间的续航。

主设计要求

1.一种电池充电路径管理电路，其特征在于，包括IC控制电路、充电电路和路径管理电路，所述IC控制电路包括具有VCC引脚、VIN引脚、ACOK引脚、CHGOK引脚、VREF引脚、SW引脚、BST引脚、CSP引脚、BATT引脚和GND引脚的充电管理芯片U1，所述充电管理芯片U1的GND引脚接地，充电管理芯片U1的VCC引脚连接节点Vin，充电管理芯片U1的VIN引脚连接节点Vout，所述路径管理电路分别与VCC引脚、VIN引脚及充电电路连接，所述充电电路分别与SW引脚、BST引脚、CSP引脚、BATT引脚连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的电池充电路径管理电路，其特征在于，所述充电电路包括二极管D1、电感L1、电阻RS1、电阻RGS1、电阻RGS2、电容C6和电容C7，所述电感L1的一端、二极管D1的负极、电容C6的一端连接至SW引脚，电容C6的另一端连接至BST引脚，电阻RGS1的一端连接至CSP引脚，电阻RGS2的一端连接至BATT引脚，电感L1的另一端、电阻RGS1的另一端、电阻RS1的一端相连接，电阻RS1的另一端、电阻RGS2的另一端、电容C7的一端相连接，电容C7的另一端接地。

3.根据权利要求2所述的电池充电路径管理电路，其特征在于，所述路径管理电路包括P沟道MOS管M1、P沟道MOS管M2、电阻R1、电容C1、电容C2，P沟道MOS管M1的栅极、电阻R1的一端均连接至ACOK引脚，P沟道MOS管M1的漏极、P沟道MOS管M2的栅极、电容C1的一端均连接至节点Vin，P沟道MOS管M1的源极、P沟道MOS管M2的漏极、电阻R1的另一端、电容C2的一端均连接至节点Vout，P沟道MOS管M2的源极连接至电阻RS1的另一端，电容C1的另一端、电容C2的另一端均接地。

4.根据权利要求2所述的电池充电路径管理电路，其特征在于，所述二极管D1为稳压二极管。

5.根据权利要求1所述的电池充电路径管理电路，其特征在于，所述充电管理芯片U1还具有COMPI引脚和COMPV引脚，所述COMPI引脚连接有电流补偿RC电路，所述COMPV引脚连接有电压补偿RC电路。

6.根据权利要求5所述的电池充电路径管理电路，其特征在于，所述电流补偿RC电路包括电阻R6和电容C11，所述电阻R6的一端连接至COMPI引脚，电阻R6的另一端连接电容C11的一端，电容C11的另一端接地。

7.根据权利要求5所述的电池充电路径管理电路，其特征在于，所述电压补偿RC电路包括电阻R5和电容C10，所述电阻R5的一端连接至COMPV引脚，电阻R5的另一端连接电容C10的一端，电容C10的另一端接地。

8.根据权利要求1所述的电池充电路径管理电路，其特征在于，还包括指示灯电路，所述指示灯电路包括发光二极管LED1、发光二极管LED2、电阻R2和电阻R3，所述发光二极管LED1的负极连接至ACOK引脚，所述发光二极管LED1的正极连接电阻R2的一端，所述发光二极管LED2的负极连接至CHGOK引脚，所述发光二极管LED2的正极连接电阻R3的一端，电阻R2的另一端、电阻R3的另一端均连接至节点Vin。

9.根据权利要求1所述的电池充电路径管理电路，其特征在于，还包括热敏电路，所述充电管理芯片U1还具有NTC引脚，所述热敏电路包括热敏电阻RNTC1、电阻R4、和电容C9，所述热敏电阻RNCT1的一端、电阻R4的一端均连接至NTC引脚，电阻R4的另一端、电容C9的一端均连接至VREF引脚，热敏电阻RNCT1的另一端、电容C9的另一端均接地。

10.根据权利要求1所述的电池充电路径管理电路，其特征在于，所述充电管理芯片U1还具有TMR引脚，所述TMR引脚连接有电容C8的一端，电容C8的另一端接地。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及电源芯片电路技术领域，尤其涉及一种电池充电路径管理电路。

背景技术

电池作为移动电子设备不可缺少的部件，比如手机、蓝牙音箱、移动电源等。电池寿命成为越来越受关注的产品性能。

常见的电子设备在使用一段时间之后，电池续航能力变短，需要频繁充电，更换电池增加相当大的费用支持，严重影响使用效果。传统充电方案在有充电器接上时，充电器处了给系统供电，电池也会频繁充放电，加速了电池的老化速度，更糟糕的是我们还经常边玩手机边给手机充电，这种情况下电池的环境更加恶劣，电池老化得更快，导致续航能力变短。

综合以上，电池充电路径管理电路设计可以有效提升电池寿命，方便人们对移动电子产品的使用。

为了解决以上问题，增加并完善充电管理芯片的路径管理非常有必要。

实用新型内容

本实用新型提出一种电池充电路径管理电路以解决上述技术问题。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：一种电池充电路径管理电路，包括IC控制电路、充电电路和路径管理电路，所述IC控制电路包括具有VCC引脚、VIN引脚、ACOK引脚、CHGOK引脚、VREF引脚、SW引脚、BST引脚、CSP引脚、BATT引脚和GND引脚的充电管理芯片U1，所述充电管理芯片U1的GND引脚接地，充电管理芯片U1的VCC引脚连接节点Vin，充电管理芯片U1的VIN引脚连接节点Vout，所述路径管理电路分别与VCC引脚、VIN引脚及充电电路连接，所述充电电路分别与SW引脚、BST引脚、CSP引脚、BATT引脚连接。

作为优选，所述充电电路包括二极管D1、电感L1、电阻RS1、电阻RGS1、电阻RGS2、电容C6和电容C7，所述电感L1的一端、二极管D1的负极、电容C6的一端连接至SW引脚，电容C6的另一端连接至BST引脚，电阻RGS1的一端连接至CSP引脚，电阻RGS2的一端连接至BATT引脚，电感L1的另一端、电阻RGS1的另一端、电阻RS1的一端相连接，电阻RS1的另一端、电阻RGS2的另一端、电容C7的一端相连接，电容C7的另一端接地。

作为优选，所述路径管理电路包括P沟道MOS管M1、P沟道MOS管M2、电阻R1、电容C1、电容C2，P沟道MOS管M1的栅极、电阻R1的一端均连接至ACOK引脚，P沟道MOS管M1的漏极、P沟道MOS管M2的栅极、电容C1的一端均连接至节点Vin，P沟道MOS管M1的源极、P沟道MOS管M2的漏极、电阻R1的另一端、电容C2的一端均连接至节点Vout，P沟道MOS管M2的源极连接至电阻RS1的另一端，电容C1的另一端、电容C2的另一端均接地。

作为优选，所述二极管D1为稳压二极管。

作为优选，所述充电管理芯片U1还具有COMPI引脚和COMPV引脚，所述COMPI引脚连接有电流补偿RC电路，所述COMPV引脚连接有电压补偿RC电路。

作为优选，所述电流补偿RC电路包括电阻R6和电容C11，所述电阻R6的一端连接至COMPI引脚，电阻R6的另一端连接电容C11的一端，电容C11的另一端接地。

作为优选，所述电压补偿RC电路包括电阻R5和电容C10，所述电阻R5的一端连接至COMPV引脚，电阻R5的另一端连接电容C10的一端，电容C10的另一端接地。

作为优选，还包括指示灯电路，所述指示灯电路包括发光二极管LED1、发光二极管LED2、电阻R2和电阻R3，所述发光二极管LED1的负极连接至ACOK引脚，所述发光二极管LED1的正极连接电阻R2的一端，所述发光二极管LED2的负极连接至CHGOK引脚，所述发光二极管LED2的正极连接电阻R3的一端，电阻R2的另一端、电阻R3的另一端均连接至节点Vin。

作为优选，还包括热敏电路，所述充电管理芯片U1还具有NTC引脚，所述热敏电路包括热敏电阻RNTC1、电阻R4、和电容C9，所述热敏电阻RNCT1的一端、电阻R4的一端均连接至NTC引脚，电阻R4的另一端、电容C9的一端均连接至VREF引脚，热敏电阻RNCT1的另一端、电容C9的另一端均接地。

作为优选，所述充电管理芯片U1还具有TMR引脚，所述TMR引脚连接有电容C8的一端，电容C8的另一端接地。

与现有技术相比较，本实用新型可以大大减少电池的充放电次数，延长电池的使用寿命，同时也使电池能量最大程度的保存，保证更长时间的续航。

附图说明

图1为本实用新型电池充电路径管理电路的一种电路图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。

在本实用新型使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和\/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

如图1所示，一种电池充电路径管理电路，包括IC控制电路、充电电路和路径管理电路，IC控制电路包括具有VCC引脚、VIN引脚、ACOK引脚、CHGOK引脚、VREF引脚、SW引脚、BST引脚、CSP引脚、BATT引脚和GND引脚的充电管理芯片U1，充电管理芯片U1的GND引脚接地，充电管理芯片U1的VCC引脚连接节点Vin，充电管理芯片U1的VIN引脚连接节点Vout，所述路径管理电路分别与VCC引脚、VIN引脚及充电电路连接，充电电路分别与SW引脚、BST引脚、CSP引脚、BATT引脚连接。

具体的，充电管理芯片U1可以采用MP2610，为DC-DC降压型开关充电器芯片，采用QFN16封装，适合3芯锂离子电池组供电，具有充电状态指示和可编程定时功能，可以输出高达2A的充电电流，输出±0.75％精度，高达90％的充电效率，其内部固定频率600kHz，它还具有峰值电流、周期电流限制和热关机功能。充电器输入电压从节点Vin输入，一路连接至充电管理芯片U1的VCC引脚，并经过芯片内部电路处理，在充电管理芯片U1的VREF引脚输出3.3V电源，为充电状态、温度检测等提供精准的电源；另一路连接至充电管理芯片U1的VIN引脚，为芯片内功率转换电路提供电源。

充电电路可以包括二极管D1、电感L1、电阻RS1、电阻RGS1、电阻RGS2、电容C6和电容C7，所述电感L1的一端、二极管D1的负极、电容C6的一端连接至SW引脚，电容C6的另一端连接至BST引脚，电阻RGS1的一端连接至CSP引脚，电阻RGS2的一端连接至BATT引脚，电感L1的另一端、电阻RGS1的另一端、电阻RS1的一端相连接，电阻RS1的另一端、电阻RGS2的另一端、电容C7的一端相连接，电容C7的另一端接地。这里，为了稳压，二极管D1可以为稳压二极管。

正常充电时，在充电管理芯片U1的SW引脚输出开关脉冲电压，并经电感L1处理后输出标准充电电压，充电过程中充电管理芯片U1的CHGOK引脚置低，表示处于充电状态。充电管理芯片U1的CSP引脚和BATT引脚通过检测电阻RS1，采集电压和电流信号，当电池电压升至标准充电电压且充电电流下降至1\/10正常充电电流时，充电电压的CHGOK引脚置高，停止充电。

本实用新型在原有充电方案基础上增加路径管理电路，路径管理电路可以包括P沟道MOS管M1、P沟道MOS管M2、电阻R1、电容C1、电容C2，P沟道MOS管M1的栅极、电阻R1的一端均连接至ACOK引脚，P沟道MOS管M1的漏极、P沟道MOS管M2的栅极、电容C1的一端均连接至节点Vin，P沟道MOS管M1的源极、P沟道MOS管M2的漏极、电阻R1的另一端、电容C2的一端均连接至节点Vout，P沟道MOS管M2的源极连接至电阻RS1的另一端，电容C1的另一端、电容C2的另一端均接地。

当插入充电器时能够在独立为电池充电的同时为系统供电，当电池充满电时，手机系统直接从充电器取电，不消耗电池电量，从而降低了电池充放电的周期次数，延长电池的使用寿命。使系统在不使用电池或电池深度放电的情况下，出现故障的情况下也能够直接从充电器取电，保持系统正常工作。

具体的，当节点Vin有输入电压时，P沟道MOS管M1导通，P沟道MOS管M2关闭，输入电压给系统供电，也给电池充电，但电池不对系统放电。当电池充满电，系统全部供电来自输入电压。当节点Vi n没有输入电压，P沟道MOS管M1关闭，P沟道MOS管M2导通，电池对系统放电。如此，从而大大降低了电池充放电的周期次数，延长电池的使用寿命。

作为电流和电压补偿，充电管理芯片U1还可以具有COMPI引脚和COMPV引脚，COMPI引脚连接有电流补偿RC电路，COMPV引脚连接有电压补偿RC电路。其中，电流补偿RC电路可以包括电阻R6和电容C11，电阻R6的一端连接至COMPI引脚，电阻R6的另一端连接电容C11的一端，电容C11的另一端接地；电压补偿RC电路可以包括电阻R5和电容C10，电阻R5的一端连接至COMPV引脚，电阻R5的另一端连接电容C10的一端，电容C10的另一端接地。

为了状态指示能清楚和明确，IC控制电路还可以连接有指示灯电路，指示灯电路包括发光二极管LED1、发光二极管LED2、电阻R2和电阻R3，发光二极管LED1的负极连接至ACOK引脚，发光二极管LED1的正极连接电阻R2的一端，发光二极管LED2的负极连接至CHGOK引脚，发光二极管LED2的正极连接电阻R3的一端，电阻R2的另一端、电阻R3的另一端均连接至节点Vin。当节点Vin有输入电压使节点Vin和ACOK引脚或CHGOK引脚之间产生正向电压差时，发光二极管LED1或发光二极管LED2具有正向电压，产生自发辐射的荧光。

为了测温，IC控制电路还可以连接有热敏电路，充电管理芯片U1具有NTC引脚，热敏电路包括热敏电阻RNTC1、电阻R4、和电容C9，热敏电阻RNCT1的一端、电阻R4的一端均连接至NTC引脚，电阻R4的另一端、电容C9的一端均连接至VREF引脚，热敏电阻RNCT1的另一端、电容C9的另一端均接地。VREF引脚的电压为基准电压值。

此外，充电管理芯片U1还可以具有TMR引脚，TMR引脚连接有电容C8的一端，电容C8的另一端接地。TMR引脚连接的是充电管理芯片U1内部的定时器。

本实用新型应用于带有路径管理功能的移动电子设备，会在有充电器的情况下系统优先从充电器取电，如果充电器不能满足系统供电需求时，才会从电池取电。这样会大大减少电池的充放电次数，延长手机电池的使用寿命，同时也使手机电池能量最大程度的保存，保证更长时间的续航。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由本申请的权利要求指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

设计图

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主设计要求

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设计说明书

设计图

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