电源管理芯片和终端设备论文和设计-穆欣炬

全文摘要

本实用新型实施例提供一种电源管理芯片和终端设备，涉及电源管理技术领域，可以将不同种类的充电方式相结合，通过两者的切换实现更加灵活的充电。该电源管理芯片，包括：电池连接端；第一模式充电管理电路，电连接于所述电池连接端；第二模式充电管理电路，电连接于所述电池连接端；开关切换电路，电连接于所述第一模式充电管理电路和所述第二模式充电管理电路；传感控制电路，电连接于所述第一模式充电管理电路和所述第二模式充电管理电路；控制器，电连接于所述第一模式充电管理电路、所述第二模式充电管理电路、所述开关切换电路和所述传感控制电路。

主设计要求

1.一种电源管理芯片，其特征在于，包括：电池连接端；第一模式充电管理电路，电连接于所述电池连接端；第二模式充电管理电路，电连接于所述电池连接端；开关切换电路，电连接于所述第一模式充电管理电路和所述第二模式充电管理电路传感控制电路，电连接于所述第一模式充电管理电路和所述第二模式充电管理电路；控制器，电连接于所述第一模式充电管理电路、所述第二模式充电管理电路、所述开关切换电路和所述传感控制电路。

设计方案

1.一种电源管理芯片，其特征在于，包括：

电池连接端；

第一模式充电管理电路，电连接于所述电池连接端；

第二模式充电管理电路，电连接于所述电池连接端；

开关切换电路，电连接于所述第一模式充电管理电路和所述第二模式充电管理电路

传感控制电路，电连接于所述第一模式充电管理电路和所述第二模式充电管理电路；

控制器，电连接于所述第一模式充电管理电路、所述第二模式充电管理电路、所述开关切换电路和所述传感控制电路。

2.根据权利要求1所述的电源管理芯片，其特征在于，还包括：

太阳能充电连接端；

所述第一模式充电管理电路为太阳能充电管理电路，电连接于所述太阳能充电连接端；

第二模式充电管理电路为无线充电管理电路。

3.根据权利要求2所述的电源管理芯片，其特征在于，

所述传感控制电路还电连接于所述电池连接端。

4.根据权利要求2所述的电源管理芯片，其特征在于，

所述太阳能充电管理电路包括：

第一充电控制电路，电连接于所述太阳能充电连接端、所述传感控制电路和所述控制器；

第一过压过流保护电路，电连接于所述第一充电控制电路和所述电池连接端；

第一充电检测电路，电连接于所述电池连接端和所述第一充电控制电路。

5.根据权利要求2所述的电源管理芯片，其特征在于，

所述无线充电管理电路包括：

无线接收电路，电连接于所述传感控制电路；

第二充电控制电路，电连接于所述控制器、所述传感控制电路和所述无线接收电路；

第二过压过流保护电路，电连接于所述第二充电控制电路和所述电池连接端；

第二充电检测电路，电连接于所述电池连接端和所述第二充电控制电路。

6.根据权利要求1所述的电源管理芯片，其特征在于，

所述开关切换电路包括金属氧化物半导体场效应晶体管。

7.根据权利要求1所述的电源管理芯片，其特征在于，还包括：

电源管理优化电路，电连接于所述控制器。

8.一种终端设备，其特征在于，包括：

如权利要求1至7中任意一项所述的电源管理芯片；

蓄电池，电连接于所述电源管理芯片的所述电池连接端。

9.根据权利要求8所述的终端设备，其特征在于，还包括：

显示模组，电连接于所述电源管理芯片的所述控制器和所述蓄电池。

10.根据权利要求8所述的终端设备，其特征在于，

所述终端设备为手持式设备或穿戴式设备。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及电源管理技术领域，尤其涉及一种电源管理芯片和终端设备。

背景技术

随着电子产品的日益普及，以及电子产品性能的逐渐提升，电子产品的充电方式也越来越收到关注，出现了例如有线充电、太阳能充电以及无线充电等各种充电方式，然而，目前的充电方式都比较单一，容易受到环境和应用场景的限制。

实用新型内容

本实用新型提供一种电源管理芯片和终端设备，可以将不同种类的充电方式相结合，通过两者的切换实现更加灵活的充电。

一方面，本实用新型提供一种电源管理芯片，包括：

电池连接端；

第一模式充电管理电路，电连接于所述电池连接端；

第二模式充电管理电路，电连接于所述电池连接端；

开关切换电路，电连接于所述第一模式充电管理电路和所述第二模式充电管理电路；

传感控制电路，电连接于所述第一模式充电管理电路和所述第二模式充电管理电路；

控制器，电连接于所述第一模式充电管理电路、所述第二模式充电管理电路、所述开关切换电路和所述传感控制电路。

可选地，上述电源管理芯片还包括：

太阳能充电连接端；

所述第一模式充电管理电路为太阳能充电管理电路，电连接于所述太阳能充电连接端；

第二模式充电管理电路为无线充电管理电路。

可选地，所述传感控制电路还电连接于所述电池连接端。

可选地，所述太阳能充电管理电路包括：

第一充电控制电路，电连接于所述太阳能充电连接端、所述传感控制电路和所述控制器；

第一过压过流保护电路，电连接于所述第一充电控制电路和所述电池连接端；

第一充电检测电路，电连接于所述电池连接端和所述第一充电控制电路。

可选地，所述无线充电管理电路包括：

无线接收电路，电连接于所述传感控制电路；

第二充电控制电路，电连接于所述控制器、所述传感控制电路和所述无线接收电路；

第二过压过流保护电路，电连接于所述第二充电控制电路和所述电池连接端；

第二充电检测电路，电连接于所述电池连接端和所述第二充电控制电路。

可选地，所述开关切换电路包括金属氧化物半导体场效应晶体管。

可选地，上述电源管理芯片还包括：电源管理优化电路，电连接于所述控制器。

另一方面，本实用新型实施例还提供一种终端设备，包括：

上述的电源管理芯片；

蓄电池，电连接于所述电源管理芯片的所述电池连接端。

可选地，上述终端设备还包括：

显示模组，电连接于所述电源管理芯片的所述控制器和所述蓄电池。

可选地，所述终端设备为手持式设备或穿戴式设备。

本实用新型实施例中的电源管理芯片，通过传感控制电路判断第一模式充电管理电路是否接收到充电电信号，以及第二模式充电管理电路是否接收到充电电信号，从而实现不同种类充电之间的灵活切换。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中一种电源管理芯片的结构框图；

图2为本实用新型实施例中另一种电源管理芯片的结构框图；

图3为本实用新型实施例中一种太阳能充电管理电路的结构框图；

图4为本实用新型实施例中一种无线充电管理电路的结构框图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型实施例中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。在本实用新型实施例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。

一方面，如图1所示，图1为本实用新型实施例中一种电源管理芯片的结构框图，本实用新型提供一种电源管理芯片，包括：电池连接端2；第一模式充电管理电路01，电连接于电池连接端2；第二模式充电管理电路02，电连接于电池连接端2；开关切换电路5，电连接于第一模式充电管理电路和第二模式充电管理电路02；传感控制电路6，电连接于第一模式充电管理电路01和第二模式充电管理电路02；控制器7，电连接于第一模式充电管理电路01、第二模式充电管理电路02、开关切换电路5和传感控制电路6。

具体地，第一模式充电管理电路01和第二模式充电管理电路02是两种不同模式的充电管理电路，例如分别为有线充电管理电路和无线充电管理电路，或者分别为太阳能充电管理电路和无线充电管理电路。第一模式充电管理电路01用于通过第一种模式获取电信号并进行处理，通过电池连接端2对蓄电池进行充电。类似地，第二模式充电管理电路02用于通过第二种模式获取电信号并进行处理，通过电池连接端2对蓄电池进行充电。开关切换电路5用于控制切换第一模式充电管理电路01和第二模式充电管理电路02中的一者工作，实现不同类型充电模式的切换。传感控制电路6用于识别第一模式充电管理电路01和第二模式充电管理电路02接收电信号的情况。控制器7可以包括微控制器和存储器，用于实现各电路的管理和控制。

例如，若传感控制电路6接收到第一模式充电管理电路01中充电电信号端的充电电信号，则生成第一充电标识信号，并传输至控制器7；若传感控制电路6接收到第二模式充电管理电路02中充电信号端的充电电信号，则生成第二充电标识信号，并传输至控制器7；若控制器7仅接收到第一充电标识信号，未接收到第二充电标识信号，则生成第一切换信号，并传输至开关切换电路5，开关切换电路5响应于第一切换信号，控制第一模式充电管理电路01工作，控制第二模式充电管理电路02不工作，第一模式充电管理电路01对获取的充电电信号进行处理，并通过电池连接端2对蓄电池进行充电；若控制器7仅接收到第二充电标识信号，未接收到第一充电标识信号，则生成第二切换信号，并传输至开关切换电路5，开关切换电路5响应于第二切换信号，控制第二模式充电管理电路02工作，控制第一模式充电管理电路01不工作，第二模式充电管理电路02对获取的充电电信号进行处理，并通过电池连接端2对蓄电池进行充电；若控制器7未接收到第一充电标识信号和第二充电标识信号，则不生成切换信号，第一模式充电管理电路01和第二模式充电管理电路02不工作；若控制器7接收到第一充电标识信号和第二充电标识信号，则根据预设的策略(例如充电稳定性)生成对应的切换信号，并传输至开关切换电路5，开关切换电路5根据对应的切换信号，切换至控制第一模式充电管理电路01工作或第二模式充电管理电路02工作，其中的一者通过电池连接端2对蓄电池进行充电。

可选地，如图2所示，图2为本实用新型实施例中另一种电源管理芯片的结构框图，上述电源管理芯片还包括：太阳能充电连接端1，上述第一模式充电管理电路为太阳能充电管理电路3，电连接于太阳能充电连接端1；第二模式充电管理电路为无线充电管理电路4，与上述实施例类似，太阳能充电管理电路3电连接于太阳能充电连接端1和电池连接端2；无线充电管理电路4电连接于电池连接端2；开关切换电路5电连接于太阳能充电管理电路3和无线充电管理电路4；传感控制电路6电连接于太阳能充电管理电路3和无线充电管理电路4；控制器7电连接于太阳能充电管理电路3、无线充电管理电路4、开关切换电路5和传感控制电路6。

具体地，太阳能充电连接端1用于连接太阳能充电电源，电池连接端2用于连接蓄电池，太阳能充电管理电路3用于将太阳能充电连接端1获取的电信号进行处理，并通过电池连接端2对蓄电池进行充电。无线充电管理电路4用于接收无线信号并产生电信号，然后对获取的电信号进行处理，并通过电池连接端2对蓄电池进行充电。开关切换电路5用于控制太阳能充电管理电路3和无线充电管理电路4中的一者进行工作。传感控制电路6用于识别太阳能充电管理电路3所接收到的太阳能充电电信号的情况以及无线充电管理电路4所接收到的无线充电电信号的情况，控制器7可以包括微控制器单元和存储单元，用于实现各模块的管理和控制。

例如，若传感控制电路6接收到太阳能充电管理电路3中充电电信号端的充电电信号，则生成第一充电标识信号，并传输至控制器7；若传感控制电路6接收到无线充电管理电路4中充电信号端的充电电信号，则生成第二充电标识信号，并传输至控制器7；若控制器7仅接收到第一充电标识信号，未接收到第二充电标识信号，则生成第一切换信号，并传输至开关切换电路5，开关切换电路5响应于第一切换信号，控制太阳能充电管理电路3工作，控制无线充电管理电路4不工作，太阳能充电管理电路3对获取的充电电信号进行处理，并通过电池连接端2对蓄电池进行充电；若控制器7仅接收到第二充电标识信号，未接收到第一充电标识信号，则生成第二切换信号，并传输至开关切换电路5，开关切换电路5响应于第二切换信号，控制无线充电管理电路4工作，控制太阳能充电管理电路3不工作，无线充电管理电路4对获取的充电电信号进行处理，并通过电池连接端2对蓄电池进行充电；若控制器7未接收到第一充电标识信号和第二充电标识信号，则不生成切换信号；若控制器7接收到第一充电标识信号和第二充电标识信号，则根据预设的策略生成对应的切换信号，并传输至开关切换电路5，开关切换电路5根据对应的切换信号，切换至控制太阳能充电管理电路3或无线充电管理电路4工作，其中的一者通过电池连接端2对蓄电池进行充电，通常状态下，无线充电比太阳能充电更加稳定，因此可以在控制器7接收到第一充电标识信号和第二充电标识信号时切换至无线充电管理电路4工作。

开关切换电路5对于第一模式充电管理电路01和第二模式充电管理电路02的工作切换可以有不同的形式。例如，使第一模式充电管理电路01和第二模式充电管理电路02均通过开关切换电路5电连接于电池连接端2，开关切换电路5实现电路选通的功能。开关切换电路5响应于第一切换信号，使第一模式充电管理电路01和电池连接端2之间连通，以使第一模式充电管理电路01正常工作并输出电信号至蓄电池。开关切换电路5响应于第二切换信号，使第二模式充电管理电路02和电池连接端2之间连通，以使第二模式充电管理电路02正常工作并输出电信号至蓄电池。或者，例如，第一模式充电管理电路01和第二模式充电管理电路02中均设置有控制电路工作或不工作的控制元件，控制元件由电平控制，高电平时工作，低电平时不工作。此时，开关切换电路5可以为包括反相器的电路，具有对应两个充电管理电路的输出端。开关切换电路5响应于第一切换信号，其中一个输出端输出高电平至第一模式充电管理电路01中的控制元件，该输出端通过反相器连接于另一个输出端，即另一个输出端输出低电平至第二模式充电管理电路02中的控制元件。开关切换电路5响应于第二切换信号，其中一个输出端切换为输出低电平至第一模式充电管理电路01中的控制元件，该输出端通过反相器连接于另一个输出端，即另一个输出端输出高电平至第二模式充电管理电路02中的控制元件。通过开关切换电路5保证两种充电管理电路中仅其中一者工作。

本实用新型实施例中的电源管理芯片，通过传感控制电路判断太阳能充电管理电路是否接收到充电电信号，以及无线充电管理电路是否接收到充电电信号，从而实现太阳能充电与无线充电之间的灵活切换。

可选地，传感控制电路6还电连接于电池连接端2。传感控制电路6可以通过电池连接端2获取蓄电池的温度等参数，从而辅助太阳能充电管理电路3和无线充电管理电路4的充电控制过程。

可选地，如图2和图3所示，图3为本实用新型实施例中一种太阳能充电管理电路的结构框图，太阳能充电管理电路3包括：第一充电控制电路11，电连接于太阳能充电连接端1、传感控制电路6和控制器7；第一过压过流保护电路12，电连接于第一充电控制电路11和电池连接端2；第一充电检测电路13，电连接于电池连接端2和第一充电控制电路11。

在光电转换之后需要第一充电控制电路11对所接收到的电信号进行滤波、整流、稳压以得到足够稳定的电信号，然后将得到的电信号传输至第一过压过流保护电路12，以避免过压或过流在充电过程中对蓄电池的不良影响，第一过压过流保护电路12将最终的电信号通过电池连接端2传输至蓄电池，在第一充电控制电路11的工作过程中，第一充电检测电路13通过电池连接端2获取蓄电池的剩余电量，通过蓄电池的剩余电量情况实时对第一充电控制电路11的工作过程进行调整，例如在蓄电池具有不同剩余电量情况时选用不同的充电模式，包括恒流充电和涓流充电。

具体地，考虑到能产生光伏效应的材料有很多种，如单晶硅、多晶硅、非晶硅、砷化镓和硒铟铜等，使用这些材料的发电原理基本相同。

可选地，如图2和图4所示，图4为本实用新型实施例中一种无线充电管理电路的结构框图，无线充电管理电路4包括：无线接收电路21，电连接于传感控制电路6；第二充电控制电路22，电连接于控制器7、传感控制电路6和无线接收电路21；第二过压过流保护电路23，电连接于第二充电控制电路22和电池连接端2；第二充电检测电路24，电连接于电池连接端2和第二充电控制电路22。

具体地，无线接收电路21需要与外部充电源配合实现无线充电，外部充电源的无线发射线圈产生磁场信号，无线接收电路21中的接收线圈感应到发射线圈的磁场后会产生电流，然后将该电流传输至第二充电控制电路22，第二充电控制电路22通过滤波、整流和稳压后得到具有一定驱动能力的电信号，然后将得到的电信号传输至第二过压过流保护电路23，以避免过压或过流在充电过程中对蓄电池的不良影响，第二过压过流保护电路23将最终的电信号通过电池连接端2传输至蓄电池，在第二充电控制电路22的工作过程中，第二充电检测电路24通过电池连接端2获取蓄电池的剩余电量情况，通过蓄电池的剩余电量情况实时对第二充电控制电路22的工作过程进行调整，例如在蓄电池具有不同剩余电量情况时选用不同的充电模式，包括恒流充电和涓流充电。

可选地，开关切换电路5包括金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)，通过MOSFET实现两种充电方式的切换，能够有效缩短切换时间。例如，通过MOSFET形成的反相器等电路，MOSFET器件的开关速度较快，因此整个电路的工作延时较短。

可选地，上述电源管理芯片还包括：电源管理优化电路8，电连接于控制器7。电源管理优化电路8通过算法实现对太阳能充电管理电路3以及无线充电管理电路4中充电过程的优化控制，以提高充电效率。

另一方面，本实用新型实施例还提供一种终端设备，包括：上述的电源管理芯片；蓄电池，电连接于电源管理芯片的电池连接端。

其中，电源管理芯片的具体结构和工作原理与上述实施例相同，在此不再赘述。

本实用新型实施例中的终端设备，通过电源管理芯片中传感控制电路判断太阳能充电管理电路是否接收到充电电信号，以及无线充电管理电路是否接收到充电电信号，从而实现太阳能充电与无线充电之间的灵活切换。

可选地，上述终端设备还包括：显示模组，电连接于电源管理芯片的控制器和蓄电池。显示模组用于电源管理芯片和蓄电池状况的显示。

可选地，上述终端设备为手持式设备或穿戴式设备。在手持式设备或穿戴式设备中，太阳能充电和无线充电是两种最为灵活的充电方式，例如，智能手表，用户在佩戴时，在户外可以通过太阳能的方式进行充电，而在睡觉时，用户摘下手表放置在无线充电电源上，可以通过无线充电的方式进行充电。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本实用新型所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。

设计图

电源管理芯片和终端设备论文和设计

电源管理芯片和终端设备论文和设计-穆欣炬

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

相关信息详情

猜你喜欢