充电电路及电子设备的制作方法

本实用新型涉及充电技术领域，具体而言，涉及一种充电电路及电子设备。

背景技术：

常见的电子设备（例如便携式电话、笔记本电脑等）中均设有为电子设备的工作系统提供电源的电池，以及为电池进行充电的电池充电电路。现有的电池充电电路包括充电芯片和电池，充电芯片控制电池充电，在电池充满电之后，充电芯片会断开充电电路与电源的连接，从而使用电池为工作系统供电，直到电池电量损耗到极限值以后，才重新启动充电，这种充电方式会导致电池频繁充放电，降低电池的使用寿命。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种充电电路及电子设备，以改善上述问题。

本实用新型是这样实现的：

一种充电电路，应用于电子设备，电子设备包括用电负载，充电电路包括充电芯片和电池，充电芯片用于与电源电连接，并为用电负载供电以及为电池供电，充电电路还包括：采样电路、单向开关电路及主控芯片，充电芯片、采样电路、单向开关电路和电池依次电连接，且采样电路、单向开关电路和电池均与主控芯片电连接，采样电路与用电负载电连接；采样电路用于对电池的输入电流进行采样以获得采样电流，将采样电流反馈至主控芯片；单向开关电路用于控制充电芯片与电池之间的电连接导通或截止；主控芯片用于根据采样电路的电流控制单向开关电路将充电芯片与电池之间的电连接截止，以及根据电池电压控制单向开关电路将充电芯片与电池之间的电连接导通。

进一步地，所述采样电路包括第一采样电阻和第二采样电阻，所述充电芯片与所述第一采样电阻的第一端电连接，所述第一采样电阻的第二端分别与所述用电负载和所述第二采样电阻的第一端电连接，所述第二采样电阻的第二端与所述单向开关电路电连接。

进一步地，所述单向开关电路为功率开关，所述功率开关的第一触点与所述第二采样电阻的第二端电连接，所述功率开关的第二触点与所述电池电连接，且所述功率开关的控制端与所述主控芯片电连接。

进一步地，所述功率开关为MOS管，所述MOS管的源极与所述第二采样电阻的第二端电连接，所述MOS管的栅极与所述主控芯片电连接，所述MOS管的漏极与所述电池电连接。

进一步地，所述功率开关还包括第一寄生二极管，所述第一寄生二极管的阳极与所述MOS管的漏极电连接，所述第一寄生二极管的阴极与所述MOS管的源极电连接。

进一步地，所述充电电路还包括升压电路，所述功率开关为MOS管，所述MOS管的漏极与所述第二采样电阻的第二端电连接，所述主控芯片、升压电路及所述MOS管的栅极依次电连接，所述MOS管的源极与所述电池电连接。

进一步地，所述功率开关还包括第二寄生二极管，所述第二寄生二极管的阳极与所述MOS管的源极电连接，所述第二寄生二极管的阴极与所述MOS管的漏极电连接。

进一步地，所述主控芯片被配置为检测所述第二采样电阻的电流或所述电池电压，当检测到所述第二采样电阻的电流小于或等于额定值时，控制所述单向开关电路将所述充电芯片与所述电池之间的电连接截止；当检测到所述电池电压小于或等于限制值时，控制所述单向开关电路将所述充电芯片与所述电池之间的电连接导通。

一种电子设备，包括用电负载以及上述的充电电路，所述充电电路包括充电芯片和电池，充电芯片用于与电源电连接，并为用电负载供电以及为电池供电，充电电路还包括：采样电路、单向开关电路及主控芯片，充电芯片、采样电路、单向开关电路和电池依次电连接，且采样电路、单向开关电路和电池均与主控芯片电连接，采样电路与用电负载电连接；采样电路用于对电池的输入电流进行采样以获得采样电流，将采样电流反馈至主控芯片；单向开关电路用于控制充电芯片与电池之间的电连接导通或截止；主控芯片用于根据采样电路的电流控制单向开关电路将充电芯片与电池之间的电连接截止，以及根据电池电压控制单向开关电路将充电芯片与电池之间的电连接导通，所述用电负载与主控芯片电连接。

进一步地，所述电子设备为无人机或运动相机。

相对现有技术，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型提供一种充电电路及电子设备，单向开关电路在主控芯片的控制下，当电池充满电时关断，此时充电芯片持续为用电负载供电；电源移除时，电池为用电负载供电；当电池的电量不足时，主控芯片控制单向开关电路重新导通。本实用新型提供的一种充电电路，能够有效避免电池频繁充放电，在保证电子设备的正常工作的同时，提高了电子设备整体的工作寿命。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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。

图1示出了本实用新型第一实施例所提供的电子装置与电源的连接关系图。

图2示出了本实用新型第一实施例所提供的电子设备的结构框图。

图3示出了本实用新型第一实施例所提供的电子设备的电路示意图。

图4示出了本实用新型第二实施例所提供的电子设备的电路示意图。

图5示出了本实用新型第三实施例所提供的电子设备的电路示意图。

图标：100-电子设备；200-电子设备；300-电子设备；110-充电电路；210-充电电路；111-充电芯片；113-采样电路；115-主控芯片；117-单向开关电路；1171-功率开关；118-电池；119-升压电路；130-电源；150-用电负载；151-摄像头；153-显示设备；155-通信设备。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

第一实施例

请结合参照图1，本实用新型第一实施例提供的电子设备100，其包括充电电路110和用电负载150。充电电路110包括充电芯片111、采样电路113、主控芯片115、单向开关电路117及电池118，充电芯片111、采样电路113、单向开关电路117和电池118依次电连接，且采样电路113、单向开关电路117和电池118均与主控芯片115电连接，用电负载150与采样电路113电连接。充电芯片111与电源130电连接，作为一种优选的实施方式，于本实用新型实施例中，电源130为外部220V交流电源或外部充电宝等提供的直流电源等。

充电芯片111用于将外部220V交流电源转换为直流电，或者将外部充电宝等提供的直流电源进行稳压，为电池118充电以及为用电负载150供电，充电芯片111还用于在电池118充电过程中检测电池118的温度，若电池118的温度过高，则极有可能是电池118的正负极之间发生了短路，此时充电芯片111开启短路保护功能，防止主控芯片115或用电负载150烧毁。

充电芯片111还用于在电池118充电完成时，持续为用电负载150供电，有效保留或节省电池118的电量，避免电池118频繁充放电。

采样电路113用于对充电芯片111的输出电流进行采样，并将采样电流反馈给充电芯片111，充电芯片111根据反馈电流的大小调节输出电流的大小，保证用电负载150的正常工作。

采样电路113还用于对电池118的输入电流进行采样，并将采样电流反馈给主控芯片115，主控芯片115根据反馈电流的大小控制单向开关电路117将充电芯片111与电池118之间的电连接截止。

请参照图2，采样电路113包括第一采样电阻R1和第二采样电阻R2，充电芯片111与第一采样电阻R1的第一端a1电连接，第一采样电阻R1的第二端b1分别与用电负载150和第二采样电阻R2的第一端a2电连接，第二采样电阻R2的第二端b2与单向开关电路117电连接。

在本实施例中，第一采样电阻R1用于对充电芯片111的输出电流进行采样，并将采样电流反馈给充电芯片111，充电芯片111根据反馈电流的大小调节充电芯片111输出电流的大小，保证用电负载150的正常工作。

在本实施例中，第二采样电阻R2用于对电池118的输入电流进行采样，并将采样电流反馈给主控芯片115，主控芯片115根据反馈电流的大小控制单向开关电路117将充电芯片111与电池118之间的电连接截止。

主控芯片115用于检测第二采样电阻R2的采样电流，当第二采样电阻R2的采样电流小于或等于充电电流额定值时，表示电池118已经充满电，此时主控芯片115关断单向开关电路117，避免电池118过充电。

在本实施例中，充电电流额定值指的是设定充电电流的1/10，当充电电流小于或等于设定充电电流的1/10时，电池118的电芯饱和，需要停止充电。

主控芯片115还用于检测电池118的电压，当电池118的电压小于或等于电压限制值时，表示电池118电量不足，此时主控芯片115控制打开单向开关电路117将充电芯片111与电池118之间的电连接导通，避免电池118过放电。

在本实施例中，电压限制值是3V，当电池118的电压小于或等于3V时，电池118完全放电，需要进行恢复性充电，当主控芯片115检测到电池118的电压突然增大时，判断为电池118已被正常充电。

可以理解的，由于所述主控芯片115可以检测所述第二采样电阻R2的采样电流，还可以检测电池118的电压，因此，本申请一种实施例，在确定第二采样电阻R2的采样电流小于或等于充电电流额定值且所述电池电压达到饱和值情况下控制断开所述单向开关电路117，使充电芯片111与电池118之间的电连接断开，避免电池118过充电。

单向开关电路117用于在主控芯片115的控制下，导通或者截止充电芯片111与电池118之间的电连接，在本实施例中，单向开关电路117为功率开关1171，功率开关1171的第一触点s1与第二采样电阻R2的第二端b2电连接，功率开关1171的第二触点s2与电池118电连接，功率开关1171的控制端c与主控芯片115电连接。

请参照图3，在本实施例中，功率开关1171优选为MOS管Q1和第一寄生二极管D1，MOS管Q1的漏极D作为功率开关1171的第二触点s2与电池118电连接，MOS管Q1的源极S作为功率开关1171的第一触点s1与第二采样电阻R2的第二端b2电连接，MOS管Q1的栅极G作为功率开关1171的控制端与主控芯片115电连接，第一寄生二极管D1的阳极与MOS管Q1的漏极D电连接，第一寄生二极管D1的阴极与MOS管Q1的源极S电连接。MOS管Q1用于在主控芯片115的控制下，当电池118充满电时关断，当电池118的电量不足时重新导通，避免电池118的过充或者过放。

在本实施例中，第一寄生二极管D1用于当用电负载150具有瞬间大电流，且充电芯片111的输出电流小于此瞬间大电流时，将电池118的电量补充给用电负载150，从而使用电负载150正常工作。

电池118用于没有外部电源输入时，为用电负载150供电。

本实用新型第一实施例所提供的电子设备100的工作原理是：充电芯片111将电源130进行稳压，经第一采样电阻R1为用电负载150供电，以及经采样电路113和功率开关1171为电池118充电；

充电芯片111根据第一采样电阻R1的反馈电流的大小调节充电芯片111输出电流的大小，保证用电负载150的正常工作；

主控芯片115检测第二采样电阻R2的采样电流，当第二采样电阻R2的采样电流小于或等于充电电流额定值时，主控芯片115关断功率开关1171，充电芯片111停止为电池118充电，但是持续为用电负载150供电；

当用电负载150具有瞬间大电流时，第一寄生二极管D1将电池118的电量补充给用电负载150；

电源130移除时，充电芯片111停止为用电负载150供电，由电池118为用电负载150供电，主控芯片115检测电池118电压，当电池118电压小于或等于电压限制值时，电池118停止为用电负载150供电；

电源130再次电连接时，主控芯片115重新导通功率开关1171，充电芯片111再次为电池118充电。

第二实施例

请参照图4，本实用新型第二实施例提供的电子设备200，其包括充电电路210和用电负载150。充电电路210包括充电芯片111、采样电路113、主控芯片115、单向开关电路117、电池118及升压电路119。充电芯片111、采样电路113、单向开关电路117和电池118依次电连接，且采样电路113、电池118和升压电路119均与主控芯片115电连接，单向开关电路117与升压电路119电连接，用电负载150与采样电路113电连接，充电芯片111与电源130电连接。本实施例提供的电子设备200，除了充电电路210的功率开关1171优选为MOS管Q2和第二寄生二极管D2，以及加入升压电路119以外，其它电路连接均与第一实施例提供的电子设备100相同。

在本实施例中，功率开关1171优选为MOS管Q2和第二寄生二极管D2，MOS管Q2的漏极D作为功率开关1171的第一触点s1与第二采样电阻R2的第二端b2电连接，MOS管Q2的源极S作为功率开关1171的第二触点s2与电池118电连接，MOS管Q2的栅极G作为功率开关1171的控制端，且主控芯片115、升压电路119及MOS管Q2的栅极G依次电连接，第二寄生二极管D2的阳极与MOS管Q2的源极S电连接，第二寄生二极管D2的阴极与MOS管Q2的漏极D电连接。MOS管Q2用于在主控芯片115的控制下，当第二采样电阻R2的采样电流小于或等于充电电流额定值时关断，当电池118的电压小于或等于电压限制值时重新导通，避免电池118的过充或者过放。

在本实施例中，升压电路119用于将MOS管Q2的栅极G的输入电压进行升压，从而保证MOS管Q2能够在主控芯片115的控制下导通。

本实用新型第二实施例所提供的电子设备200的工作原理是：充电芯片111将电源130进行稳压，为用电负载150供电，以及为电池118充电；功率开关1171在主控芯片115的控制下，当电池118充满电时关断，此时充电芯片111持续为用电负载150供电，当用电负载150具有瞬间大电流时，第二寄生二极管D2将电池118的电量补充给用电负载150；电源130移除时，电池118为用电负载150供电；当电池118的电量不足时，主控芯片115控制功率开关1171重新导通，由此避免电池118的过充或者过放。

第三实施例

请参照图5，本实用新型第三实施例提供一种电子设备300，其包括本实用新型第一实施例提供的充电电路110，并且还包括用电负载150，用电负载150与充电电路110电连接，用于实现电子设备300的相关功能。用电负载150与第一采样电阻R1的第二端b1电连接，且与主控芯片115电连接。

在本实施例中，用电负载150包括摄像头151、显示设备153和通信设备155中任意一个或多个，摄像头151、显示设备153和通信设备155依次电连接，且摄像头151与第一采样电阻R1的第二端b1电连接，且均与主控芯片115电连接。摄像头151用于采集电子设备300所在的外部环境信息，显示设备153用于显示摄像头151的采集结果，通信设备155用于电子设备300与其他设备（例如个人电脑、手机、平板电脑等）的通信，例如可以将摄像头151的采集结果传输至个人电脑、手机、平板电脑等。

在本实施例中，电子设备300可以是但不限于无人机、运动相机等。

本实施例所提供的电子设备300的工作原理是：电源130为电子设备300供电时，经充电芯片111为用电负载150供电，以及为电池118充电，功率开关1171在主控芯片115的控制下，当电池118充满电时关断，此时充电芯片111持续为用电负载150供电，当用电负载150具有瞬间大电流时，第一寄生二极管D1将电池118的电量补充给用电负载150，电源130移除时，电池118为用电负载150供电，当电池118的电量不足时，主控芯片115控制功率开关1171重新导通，始终保证电子设备300的摄像、显示和通信功能。

综上所述，本实用新型提供的一种充电电路，应用于电子设备，电子设备包括用电负载，充电电路与用电负载电连接，充电电路包括充电芯片、采样电路、主控芯片、MOS管及电池，电源与充电芯片电连接，并经充电芯片进行稳压为用电负载供电，以及为电池充电；MOS管在主控芯片的控制下，当电池充满电时关断，此时充电芯片持续为用电负载供电；当用电负载具有瞬间大电流时，将电池的电量经MOS管的寄生二极管补充给用电负载；电源移除时，电池为用电负载供电；当电池的电量不足时，主控芯片控制功率开关重新导通。本实用新型提供的一种充电电路，能够有效避免电池频繁充放电，从而提高电子设备整体的工作寿命。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。