一种电池供电设备的大电流放电电路的制作方法

本发明涉及电子及通信技术领域，尤其涉及一种电池供电设备的大电流放电电路。

背景技术：

随着通信设备的不断发展，手持设备的应用越来越多，手持设备的功能也越来越强大，在各种应用中大电流消耗的应用对手持设备的供电提出越来越苛刻的要求。

通常情况下，手持设备多采用电池供电，受电池容量和体积要求的限制，电池往往按照同等体积下的最大容量设计，该容量往往限制电池的大电流放电能力。目前手持设备采用的二次电池多为锂离子电池，采用的一次电池包含锂亚电池、锂氟化碳电池、锂锰电池、锂二氧化硫电池等，该类电池的大电流放电能力与电池的容量相关，小则0.1c放电，大则2c放电，常温状态下基本能够满足大电流放电的需求，但在低温条件下因电池容量下降，大电流放电的能力不足，从而导致手持设备的工作温度范围受限。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种电池供电设备的大电流放电电路，可有效缓解电池容量压力，使电池在低温条件下可实现大电流放电功能，扩展手持设备的工作温度，延长手持设备的工作时间。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。

一种电池供电设备的大电流放电电路，包括放电控制开关6n1、防电容反充开关6n2、放电控制开关6n3、充电控制开关6n4和储能电容；

所述放电控制开关6n1连接有控制电路，所述控制电路的输出端连接所述放电控制开关6n1的n型晶体管栅极(引脚1)，用于控制n型晶体管栅极的输入电压；所述放电控制开关6n1的p型晶体管源极(引脚2)连接电源，所述放电控制开关6n1的p型晶体管栅极(引脚3)通过电阻连接电源，所述放电控制开关6n1的n型晶体管漏极(引脚6)通过电阻连接p型晶体管栅极(引脚3)，所述放电控制开关6n1的p型晶体管漏极(引脚4)连接大电流负载；

所述充电控制开关6n4的n型晶体管栅极(引脚1)连接所述控制电路的输出端，所述充电控制开关6n4的p型晶体管源极(引脚2)连接电源，所述充电控制开关6n4的p型晶体管栅极(引脚3)通过电阻连接电源，所述充电控制开关6n4的n型晶体管漏极(引脚6)通过电阻连接p型晶体管栅极(引脚3)，所述充电控制开关6n4的p型晶体管漏极(引脚4)连接所述储能电容；

所述防电容反充开关6n2的n型晶体管栅极(引脚1)连接所述控制电路的输出端，所述防电容反充开关6n2的p型晶体管漏极(引脚4)连接所述储能电容，所述防电容反充开关6n2的p型晶体管源极(引脚2)连接所述放电控制开关6n3的p型晶体管源极(引脚2)，所述防电容反充开关6n2的p型晶体管栅极(引脚3)通过电阻连接所述储能电容，所述防电容反充开关6n2的n型晶体管漏极(引脚6)通过电阻连接p型晶体管栅极(引脚3)；

所述放电控制开关6n3的n型晶体管栅极(引脚1)连接所述控制电路的输出端，所述放电控制开关6n3的p型晶体管栅极(引脚3)通过电阻连接所述防电容反充开关6n2的p型晶体管源极(引脚2)，所述防电容反充开关6n2的n型晶体管漏极(引脚6)通过电阻连接p型晶体管栅极(引脚3)，所述放电控制开关6n3的p型晶体管漏极(引脚4)连接大电流负载；所述放电控制开关6n3的p型晶体管漏极(引脚4)还连接所述放电控制开关6n1的的p型晶体管漏极(引脚4)。

本发明技术方案的特点和进一步的改进在于：

所述放电控制开关6n1、防电容反充开关6n2、放电控制开关6n3、充电控制开关6n4分别为mos型场效应晶体管irf5851。

所述充电控制开关6n4的4脚与所述储能电容之间串联有相互并联的多个电阻。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明所提供的电池供电设备的大电流放电电路有效缓解了电池容量压力，使得电池在低温条件下可实现大电流放电功能，同时小电流放电时电池的容量比大电流放电的电池容量要大；将本发明的大电流放电电路应用于手持设备中，扩展了手持设备的工作温度，延长了手持设备的工作时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种电池供电设备的大电流放电电路的电路示意图；

图2为mos型场效应晶体管irf5851的原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

针对现有技术中的问题，对手持设备的大电流应用状态进行分析，发现手持设备的大电流应用状态往往应用具备工作电流大，时间较短，按照该应用特征，本发明采用储能电容进行储能，依靠储能电容和电池共同完成大电流放电。本发明所提出的解决方案首先需要确定大电流放电的放电时间和放电电流，同时需确定储能电容充电的电流和充电时间，结合手持设备自身的控制电路，完成大电流放电前进行储能电容充电，大电流放电时储能电容和电池共同放电。

储能电容充电和放电因时长和电流大小不同，储能电容的充电和放电应采取两条路径：充电采用长时间小电流的方式，放电采用短时间大电流的方式。电池供电和储能电容放电两条路径进行供电，常规供电采用电池供电，大电流放电时在电池供电的基础上增加储能电容放电，因电池供电和储能放电路径在大电流放电单元端口短接，需进行隔离，采用两个二极管的表决电路可完成此功能，但二极管消耗过大，无法应用，因此在储能电容后面增加防反充开关，保证电池单独供电时不会对储能电容充电。

具体的，参考图1，本发明提供了一种电池供电设备的大电流放电电路，包括放电控制开关6n1、防电容反充开关6n2、放电控制开关6n3、充电控制开关6n4和储能电容；

所述放电控制开关6n1连接有控制电路，所述控制电路的输出端连接所述放电控制开关6n1的n型晶体管栅极(引脚1)，用于控制n型晶体管栅极的输入电压；所述放电控制开关6n1的p型晶体管源极(引脚2)连接电源，所述放电控制开关6n1的p型晶体管栅极(引脚3)通过电阻连接电源，所述放电控制开关6n1的n型晶体管漏极(引脚6)通过电阻连接p型晶体管栅极(引脚3)，所述放电控制开关6n1的p型晶体管漏极(引脚4)连接大电流负载；

所述充电控制开关6n4的n型晶体管栅极(引脚1)连接所述控制电路的输出端，所述充电控制开关6n4的p型晶体管源极(引脚2)连接电源，所述充电控制开关6n4的p型晶体管栅极(引脚3)通过电阻连接电源，所述充电控制开关6n4的n型晶体管漏极(引脚6)通过电阻连接p型晶体管栅极(引脚3)，所述充电控制开关6n4的p型晶体管漏极(引脚4)连接所述储能电容；

所述防电容反充开关6n2的n型晶体管栅极(引脚1)连接所述控制电路的输出端，所述防电容反充开关6n2的p型晶体管漏极(引脚4)连接所述储能电容，所述防电容反充开关6n2的p型晶体管源极(引脚2)连接所述放电控制开关6n3的p型晶体管源极(引脚2)，所述防电容反充开关6n2的p型晶体管栅极(引脚3)通过电阻连接所述储能电容，所述防电容反充开关6n2的n型晶体管漏极(引脚6)通过电阻连接p型晶体管栅极(引脚3)；

所述放电控制开关6n3的n型晶体管栅极(引脚1)连接所述控制电路的输出端，所述放电控制开关6n3的p型晶体管栅极(引脚3)通过电阻连接所述防电容反充开关6n2的p型晶体管源极(引脚2)，所述防电容反充开关6n2的n型晶体管漏极(引脚6)通过电阻连接p型晶体管栅极(引脚3)，所述放电控制开关6n3的p型晶体管漏极(引脚4)连接大电流负载。

其中，放电控制开关6n1、防电容反充开关6n2、放电控制开关6n3、充电控制开关6n4分别采用mos型场效应晶体管irf5851。

参考图2，mos型场效应晶体管irf5851是利用mos管栅极控制mos管源极和漏极通断的原理构造的电路，其中包含n沟道和p沟道两种晶体管，其中n沟道型晶体管源极接地(引脚5)，栅极(引脚1)的电压大于一定值就会导通，漏极(引脚6)接电源；p沟道型晶体管源极(引脚2)接电源，栅极(引脚3)电压低于源极(引脚2)一定电压就会导通；如图2，当输入端口接入电压时，要保证p沟道型晶体管的导通，只需将引脚1加电压到一定值使得n沟道型晶体管导通，则引脚3接地并满足p沟道晶体管导通条件，使得整个电路导通。反之，当引脚1脚输入电压不满足n沟道型晶体管导通条件时，引脚3接入r3并连接输入恢复初始条件，整个电路断开。

将图2所示的mos型场效应晶体管irf5851控制开关的输入输出端口串联接入至电源与负载之间，通过mos型场效应晶体管irf5851的控制端口来影响输出，以达到控制电源通断的功能，其接地端口与电源地在转接盒内部连接以达到简化电路的目的，开关部分制作时所用电线在输入输出部分尽量减少阻抗，以求减小电压压差，提高其稳定性和灵敏性。

上述大电流放电电路中，通过控制电路控制完成各个开关的通断选择，该类开关具备导通电阻小，开关速度快等优点。

6n2采用该开关作为防电容反充开关，电源供电时，即电池供电时，电压经过6n3的引脚4到达引脚2，电压降低0.2v，所以防电容反充开关6n2的2脚电压为电源电压减0.2v；因为防反充开关为低电平，电压不会到达防电容反充开关6n2的4脚；若此时防反充开关为高电平，电压就会到达防电容反充开关6n2的4脚，即电池向储能电容充电；因该通路电阻小，储能电容容值较大，因此充电电流很大，应通过控制电路防止该类问题发生。

手持设备正常应用时，放电控制开关6n1置高，防电容反充开关6n2置低，此时大电流负载有电，同时能够防止电池向储能电容充电，设备按照小电流模式工作；当需要大电流放电时，控制端提前将充电控制开关6n4置高，提前对储能电容充电，大电流放电时放电控制开关6n1置高，防电容反充开关6n2置高，此时电池和储能电容同时放电。

本发明提出的电池供电设备的大电流放电电路可在手持设备的大电流放电需求中应用，能够有效缓解电池容量压力，能够有效的适应低温环境条件下的电池应用，同时小电流放电时电池的容量比大电流放电的电池容量要大，因此本发明所提出的电池供电设备的大电流放电电路可在实际应用中有效使用电池容量，延长手持设备工作时间。

指的一提的是，本发明提出的电池供电设备的大电流放电电路在操作过程中，需注意进行储能电容容量的计算，按照放电准备时间，放电时间等参数计算电容充放电时间，合理设置充电限流电阻，确保各个电阻电容等处于降额应用状态，确保电容极性正确。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。