专利名称：具有充电保护功能的便携式装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种便携式装置，特别涉及一种具有充电保护功能的便 携式装置。
背景技术：
随着电子消费装置的日益普及，消费者对便携式装置(如手机、数码相
机、MP3、 PDA等)的需求越来越高。小型化、轻便化、待机时间长、功耗低 等要求又对这些便携式装置的可反复充电性提出了更高的要求。目前锂电池 由于其无记忆效应，可反复充电等优质特性，己成为便携式装置内置电源的 首选。
最新一代的可充电便携式装置已在装置中集成了充电控制电路，可以方 便地在各种移动环境中进行充电。作为相应的装置，为方便携带，充电器也 已经被简化成为一个简单的适配器。而适配器和便携式装置的直接连接，给 装置带来可靠性问题适配器将交流电源直接转换为一个电子装置能够接受 的电源电压。而适配器的输出电压的输出瞬态值可能远远超过便携式装置的 内部电子元器件的标称值。而制造内部电子元器件的集成电路工艺越来越先 进，目前已经进入以90nm为代表的超深亚微米集成电路制造工艺时代，伴随 着制造工艺的不断发展，芯片工作电压不断降低，可靠性问题变得更加关键。 例如，如图l所示， 一外部适配器10与一便携式装置11连接，该便携式装 置ll包括一充电控制电路lll、内部元器件112和锂电池113，充电控制电 路111分别与外部适配器10连接、锂电池113、内部元器件112连接，在图 1的内部元器件112中，最大电压标称值通常为6V。由于外部适配器10输 出电压的波动，而超过便携式装置内部元器件112的最大耐压范围，造成便携式装置内部元器件112的损坏。 实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术外部适配器可能对 便携式装置中的内部元器件损坏的缺陷，提供一种具有充电保护功能的便携 式装置，其是在充电控制电路和内部元器件之间再加上一半导体开关，通过 该半导体开关将适配器和内部元器件完全隔开，用以迅速隔断外部高压对内 部元器件的损坏,从而有效地保护便携式装置的内部元器件。
本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的 一种具有充电 保护功能的便携式装置，其包括一充电控制电路、内部元器件和锂电池，该 充电控制电路和该内部元器件之间设有一半导体开关，该半导体开关与该锂 电池连接。
其中， 一为该供便携式装置提供电源的外部适配器，该外部适配器与该 充电控制电路连接。其中，该半导体开关由一P型金属氧化物半导体场效应晶体管和一肖特 基二极管构成。其中，该肖特基二极管的阳极与该P型金属氧化物半导体场效应晶体管 的漏极连接，该肖特基二极管的阴极与锂电池的阳极连接。其中，该肖特基二极管的阳极与该P型金属氧化物半导体场效应晶体管 采用DFN3X2封装形式。其中，该充电控制电路包括一充电控制芯片，该充电控制芯片具有一输 入脚、充电脚、控制脚、复位脚、选中脚、驱动脚、电池脚和电流设定脚。其中，该充电控制芯片输入脚与外部适配器连接。
其中，该充电控制芯片的输入脚与P型金属氧化物半导体场效应晶体管 的栅极之间设有一第一电容，该第一电容为补偿电容。其中，该充电控制芯片的选中脚、驱动脚分别与P型金属氧化物半导体
场效应晶体管的源极、栅极连接。
其中，该充电控制芯片的电池脚与肖特基二极管的阴极、锂电池的阳极 连接。
本实用新型的积极进步效果在于本实用新型具有充电保护功能的便携 式装置的电路结构简单，所需外围器件少，保护性能好，能满足充电保护的 要求。
图1为现有技术中便携式装置与外部适配器的连接示意图。 图2为本实用新型便携式装置与外部适配器的连接示意图。
图3为图2的具体电路示意图。
具体实施方式
下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。
图2为本实用新型便携式装置与外部适配器的连接示意图，如图2所示， 本实用新型具有充电保护功能的便携式装置21与一外部适配器20连接，该 具有充电保护功能的便携式装置21包括一充电控制电路211、内部元器件 212、锂电池213和半导体开关214，该充电控制电路211的一端分别与外部 适配器20连接，该充电控制电路211的另一端与半导体开关214的一端连 接，半导体开关214的另一端与锂电池213、内部元器件212的连接，该半 导体开关214将外部适配器20和内部元器件212完全隔开，用以迅速隔断 外部高压对内部元器件212的损坏，从而有效地保护便携式装置21的内部元 器件212。
图3为图2的具体电路示意图。如图3所示，外部适配器20产生5-12V 的电压供便携式装置21 (如手机、数码相机、MP3、 PDA等)充电用电源， 通过便携式装置内部的充电控制芯片(如MAX1898型)、半导体开关214与
锂电池213及内部元器件212连接，为锂电池213充电。
该半导体开关214由一 P型金属氧化物半导体场效应晶体管(简称PM0S 管)2141和一肖特基二极管2142构成，该肖特基二极管2142的阳极与PM0S 管2141的漏极连接，该肖特基二极管2142的阴极与锂电池213的阳极连接。 该半导体开关214将外部适配器20和内部元器件212完全隔开，当外部高 压出现时，高压主要降在PM0S管2141上，而内部锂电池213及元器件212 不承受高压的冲击，用以迅速隔断外部高压对内部元器件212的损坏。PMOS 管2141的指标为Vds的击穿电压大于-20V， Id的电流为-3.4A，导通电阻 为100 mQ (Vgs=-4V);肖特基二极管2142的指标为反向击穿电压大于 20V,正向导通电压小于0. 5V (电流为0. 5A)。独立的PM0S管2141和肖特 基二极管2142通过采用DFN3X2封装形式，组合成一颗芯片，可极大减小在 电路板上的占用面积。
该充电控制电路211包括一充电控制芯片MAX1898，外部适配器20与 MAX1898芯片的输入脚IN连接，直接为MAX1898芯片供电；使能脚EN/0K 接收信号；MAX1898芯片的输入脚IN与PM0S管2141的栅极之间设有一第一 电容C1，该第一电容C1为100nF的补偿电容；MAX1898芯片的输入脚IN与 充电脚CHG之间设有一二极管Ll，该二极管Ll控制外部适配器20对MAX1898 芯片供电的开关；控制脚CT和复位脚RSTRT之间接有一第二电容C2;选中 脚CS与PMOS管2141的源极连接，驱动脚DRV与PMOS管2141的栅极连接， 用来控制PMOS管2141的开关，电池脚BATT与肖特基二极管2142的阴极、 锂电池213的阳极连接，同时电池脚BATT还连接一第三电容器C3，该第三 电容器C3为lOuF的滤波电容，用以抑制充电时在BATT脚上出现的快速上 升的电压尖峰，从而保证在整个充电过程中的稳定性；电流设定脚ISET通 过一电阻R1接地。
在正常充电过程中，由MAX1898芯片监视输入电压并且控制半导体开关 214的导通和关断状态，当充电完成后，MAX1898芯片关断半导体开关214里
的PM0S管2141，将外部适配器20和内部元器件212完全隔开。当外部适配器 20与地短路时，如果没有半导体开关214里的肖特基二极管2142而只有一 PM0S管，PMOS管的内部本征体二极管会自然导通，从而使得电流从电池倒灌 进电源。而本实用新型在PMOS管漏极和锂电池的阳极之间串联一个肖特基二 极管，用以防止适配器与地短路时，电池电流流过PMOS管的内部本征体二极 管倒灌进电源。
综上所述，本实用新型具有充电保护功能的便携式装置的电路结构简 单，所需外围器件少，保护性能好，能满足充电保护的要求。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式
，但是本领域的技术人员应 当理解，这些仅是举例说明，在不背离本实用新型的原理和实质的前提下， 可以对这些实施方式做出多种变更或修改。因此，本实用新型的保护范围由 所附权利要求书限定。
权利要求1、一种具有充电保护功能的便携式装置，其包括一充电控制电路、内部元器件和锂电池，其特征在于，该充电控制电路和该内部元器件之间设有一半导体开关，该半导体开关与该锂电池连接。
2、 如权利要求l所述的具有充电保护功能的便携式装置，其特征在于， 一为该供便携式装置提供电源的外部适配器，该外部适配器与该充电控制电 路连接。
3、 如权利要求1所述的具有充电保护功能的便携式装置，其特征在于， 该半导体开关由一 P型金属氧化物半导体场效应晶体管和一 肖特基二极管构 成。
4、 如权利要求3所述的具有充电保护功能的便携式装置，其特征在于， 该肖特基二极管的阳极与该P型金属氧化物半导体场效应晶体管的漏极连 接，该肖特基二极管的阴极与锂电池的阳极连接。
5、 如权利要求4所述的具有充电保护功能的便携式装置，其特征在于， 该肖特基二极管的阳极与该P型金属氧化物半导体场效应晶体管采用 DFN3X2封装形式。
6、 如权利要求l所述的具有充电保护功能的便携式装置，其特征在于, 该充电控制电路包括一充电控制芯片，该充电控制芯片具有一输入脚、充电 脚、控制脚、复位脚、选中脚、驱动脚、电池脚和电流设定脚。
7、 如权利要求6所述的具有充电保护功能的便携式装置，其特征在于， 该充电控制芯片输入脚与外部适配器连接。
8、 如权利要求7所述的具有充电保护功能的便携式装置，其特征在于， 该充电控制芯片的输入脚与P型金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极之间 设有一第一电容，该第一电容为补偿电容。
9、 如权利要求8所述的具有充电保护功能的便携式装置，其特征在于， 该充电控制芯片的选中脚、驱动脚分别与P型金属氧化物半导体场效应晶体 管的源极、栅极连接。
10、如以上任一项权利要求所述的具有充电保护功能的便携式装置，其特征在于，该充电控制芯片的电池脚与肖特基二极管的阴极、锂电池的阳极 连接。
专利摘要本实用新型公开了一种具有充电保护功能的便携式装置，其包括一充电控制电路、内部元器件和锂电池，该充电控制电路和该内部元器件之间设有一半导体开关，该半导体开关与该锂电池连接。本实用新型具有充电保护功能的便携式装置的电路结构简单，所需外围器件少，保护性能好，能满足充电保护的要求。
文档编号H02H3/20GK201178319SQ200820057168
公开日2009年1月7日 申请日期2008年4月11日 优先权日2008年4月11日
发明者刚 纪, 蒋海林 申请人:上海韦尔半导体股份有限公司