用于保护电池的装置、控制方法、可穿戴设备、存储介质与流程

文档序号:25989748发布日期:2021-07-23 21:00阅读:91来源:国知局
用于保护电池的装置、控制方法、可穿戴设备、存储介质与流程

本发明实施例涉及电路技术领域,特别涉及一种用于保护电池的装置、控制方法、可穿戴设备、存储介质。



背景技术:

目前,锂电池已经广泛使用在日常生活中,包括电脑、手机以及智能手表等均使用有锂电池。锂电池充电一般分为三个阶段:即预充电阶段、恒流充电阶段、恒压充电阶段,各个阶段的充电电压电流均会有一个门限设定,以保证电池寿命和充电次数,一般由电池厂商制定;而设置预充电阶段,是为了激活电池以及在锂电池内部形成稳定的固体电解质界面(sei,solidelectrolyteinterphase)膜,所需的电流较小,若充电电流较大会使得sei膜破损,导致锂电池寿命降低;为了提高电池的使用寿命,电池厂商会制定的电池在预充电阶段的最大充电电流。

然而,在智能手表领域,由于智能手表的尺寸受限,智能手表的电池容量较小,导致电池厂商制定的电池在预充电阶段的最大充电电流也较小,而智能手表充电接口处的充电芯片可调的最低充电电流仍然超出了电池厂商制定的标准,导致电池的使用寿命较短。



技术实现要素:

本发明实施例的目的在于提供一种用于保护电池的装置、控制方法、可穿戴设备、存储介质,使得在预充电阶段输入至电池的电流可以在厂商制定的规格之内,提高电池的使用寿命。

为解决上述技术问题,本发明的实施例提供了一种用于保护电池的装置,包括:充电芯片、控制单元、用电单元;所述充电芯片的输入端连接外接电源,所述充电芯片的输出端分别连接电池、所述用电单元;所述控制单元用于在所述电池处于预充电阶段时控制所述用电单元的开启;所述用电单元用于在开启时消耗所述充电芯片输出的电流。

本发明的实施例还提供了一种可穿戴设备,包括:上述的用于保护电池的装置。

本发明的实施例还提供了一种用于保护电池的装置的控制方法,应用于上述的用于保护电池的装置中的控制单元,所述用于保护电池的装置还包括:充电芯片、用电单元、监测单元;所述充电芯片的输入端连接外接电源;所述充电芯片的输出端分别连接所述电池、所述用电单元;所述方法包括:接收所述监测单元发送的所述电池的状态参数;根据所述状态参数判断所述电池是否处于预充电阶段;若是,则控制所述用电单元开启;若否,则控制所述用电单元关闭。

本发明的实施例还提供了一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述的用于保护电池的装置的控制方法。

本发明实施例相对于现有技术而言,通过在充电芯片的输出端连接电池和预充电消耗电流单元,在预充电阶段,预充电消耗电流单元可以消耗掉部分充电芯片输出的电流,从而使得输入至电池的电流在厂商制定的标准规格之内,提高了电池的使用寿命。

另外,所述用于保护电池的装置还包括:监测单元;所述监测单元用于监测所述电池的状态参数并将所述状态参数发送至所述控制单元;所述控制单元用于根据所述状态参数确定所述电池的充电状态,并在所述电池处于预充电阶段时,控制所述用电单元开启。

另外,所述用于保护电池的装置还包括:电压控制单元;所述电压控制单元设置在所述用电单元与所述充电芯片的输出端之间;所述控制单元通过所述电压控制单元连接所述用电单元;所述控制单元用于在所述电池处于预充电阶段时,控制所述电压控制单元开启;所述电压控制单元用于控制输入至所述用电单元的电压。

另外,所述控制单元还连接所述充电芯片;所述控制单元还用于获取所述充电芯片的输出电流值,并根据所述充电芯片的输出电流值以及预存的所述电池在预充电阶段的额定电流值得到参考电流值,并将所述参考电流值发送给所述用电单元;所述用电单元用于根据所述参考电流值运行。

另外,所述电压控制单元为boost电路。

另外,所述用电单元包括电流控制芯片、红外光发射器;所述充电芯片的输出端连接所述电流控制芯片,所述控制单元连接所述电流控制芯片,所述电流控制芯片连接所述红外光发射器。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制。

图1是根据本申请第一实施例的用于保护电池的装置的结构示意图;

图2是根据本申请第二实施例的用于保护电池的装置的结构示意图;

图3是根据本申请第二实施例的另一用于保护电池的装置的结构示意图;

图4是根据本申请第三实施例的用于保护电池的装置的结构示意图;

图5是根据本申请第三实施例的用于保护电池的装置的具体结构示意图;

图6是根据本申请第三实施例的用于保护电池的装置的具体结构示意图;

图7是根据本申请第五实施例的用于保护电池的装置的控制方法的流程示意图;

图8是根据本申请第六实施例的用于保护电池的装置的控制方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的各实施例进行详细的阐述。然而,本领域的普通技术人员可以理解,在本发明各实施例中,为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是,即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改,也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便,不应对本发明的具体实现方式构成任何限定,各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。

本申请的第一实施例涉及一种用于保护电池的装置,具体结构如图1所示,包括:充电芯片101、控制单元103、用电单元104。

具体地说,充电芯片101的输入端连接外接电源(图未标识);充电芯片101的输出端分别连接电池102、用电单元104;控制单元103连接用电单元104;控制单元103用于在电池102处于预充电阶段时控制用电单元104开启;用电单元104用于在开启时消耗充电芯片101输出的电流。

需要说明的是,控制单元可以为手动控制的,也可以为自动控制的,本实施例不作限定。

在实际应用中,充电芯片101设置在终端的充电接口处,用于调整终端充电的电流。举例而言,充电器一般设置有一个额定电流,在终端通过充电接口进行充电时,充电器输入至终端的充电接口的电流是固定的,但由于不同的终端可承受的电流等级不同,因此需要在充电接口处设置一个充电芯片101,用于调整输入至终端的电流。

相关技术中,由于现阶段的充电芯片的规格有限,即使已经选用了可调整至最低电流的充电芯片,充电芯片可调整的最低电流仍然会大于预充电阶段电池的标准规格,影响电池的使用寿命;因此,本实施例通过在充电芯片101的输出端连接电池102和用电单元103,在预充电阶段,用电单元103可以消耗掉部分充电芯片101输出的电流,从而降低输入至电池102的电流,使得输入至电池102的电流在厂商制定的标准规格之内,提高了电池102的使用寿命。

本发明的第二实施例涉及一种用于保护电池的装置。第二实施例与第一实施例大致相同,主要区别之处在于:在本发明第二实施例中,用于保护电池的装置还包括:监测单元。

本实施例涉及的用于保护电池的装置,具体结构如图2所示,包括:充电芯片201、控制单元203、用电单元204、监测单元205。

具体地说,充电芯片201的输入端连接外接电源(图未标识);充电芯片201的输出端分别连接电池202、用电单元204;控制单元203连接用电单元204;监测单元205的第一端连接电池202,监测单元205的第二端连接控制单元203;控制单元203用于在电池202处于预充电阶段时控制用电单元204开启;用电单元204用于在开启时消耗充电芯片201输出的电流。监测单元205用于监测电池202的状态参数并将状态参数发送至控制单元203;控制单元203用于根据状态参数确定电池202的充电状态,并在电池202处于预充电阶段时,控制用电单元204开启。

本实施例通过监测单元205可以监测电池202的状态参数,并将该状态参数发送至控制单元203,控制单元203从而根据该状态参数判断电池202是否处于预充电阶段,控制单元203可以在电池202处于预充电阶段时,控制用电单元204消耗充电芯片201输出的电流,从而通过自动化控制的方式降低输入至电池202的电流。

在实际应用中,该状态参数可以为电池202的电流值或电压值,本实施例不作具体限定。在实际应用中,当状态参数为电流值时,由于预充电阶段时电池的电流值较小,控制单元203可以设置一个预设电流阈值,当电池202的电流值小于或等于该预设电流阈值时,判断电池202处于预充电阶段;当状态参数为电压值时,由于预充电阶段时电池202的电压值较小,控制单元203可以设置一个预设电压阈值,当电池202的电压值小于或等于该预设电压阈值时,判断电池202处于预充电阶段。

在一个例子中,监测单元205为库伦计。具体地说,库伦计是可编程数字电表,可以对输入的信号经过运算处理后,输出当前电池202的电压至控制单元203。

在一个例子中,如图3所示,为本实施例的另一用于保护电池的装置的结构示意图,本实施例的用于保护电池的装置还包括:电压控制单元206;电压控制单元206设置在用电单元204与充电芯片201的输出端之间;控制单元203通过电压控制单元206连接用电单元204。

本实施例的用于保护电池的装置包括:充电芯片201、控制单元203、用电单元204、电压控制单元206。

具体地说,充电芯片201的输入端连接外接电源(图未标识);充电芯片201的输出端连接电池202,充电芯片201的输出端还通过电压控制单元206连接用电单元204;控制单元203连接电压控制单元206,即,控制单元203通过电压控制单元206连接至用电单元204。

本实施例还可以包括监测单元,监测单元的第一端连接电池202,监测单元的第二端连接控制单元203,从而实现对电池状态的监测。

具体地说,控制单元203用于在电池202处于预充电阶段时,控制电压控制单元206开启;电压控制单元206用于控制输入至用电单元204的电压。

具体地说,充电芯片201输出的电流一部分传输至电池202,另一部分通过电压控制单元206传输至用电单元204;当电池202处于预充电阶段时,控制单元203会控制电压控制单元206开启从而使得用电单元204开启,此时,用电单元204才开始消耗充电芯片201输出的电流。

在实际应用中,当电池202处于预充电阶段时,控制单元203会控制电压控制单元206处于工作状态,电压控制单元206可以调整输入至用电单元204的电压,也就是说,用电单元204是按照电压控制单元206调整的电压运行,使得用电单元204的工作过程能够有规律地运行,避免由于用电单元204的输入电压与额定电压不匹配导致用电单元204运行异常。

在一个例子中,电压控制单元206为boost电路。具体地说,boost电路是一种开关直流升压电路,可以将输入至用电单元204的电压调整为用电单元204正常工作所需要的电压。

本发明的第三实施例涉及一种用于保护电池的装置。第三实施例与第一实施例大致相同,主要区别之处在于:在本发明第三实施例中,控制单元还连接充电芯片。

本实施例涉及的用于保护电池的装置,具体结构如图4所示,包括:充电芯片301、控制单元303、用电单元304。

具体地说,充电芯片301的输入端连接外接电源(图未标识);充电芯片301的输出端分别连接电池302、用电单元304;控制单元303连接用电单元304需要说明的是,本实施例与第二实施例相同或相应的部分,为避免重复,在此不再赘述。

具体地说,本实施例的控制单元303还连接充电芯片301;控制单元303还用于获取充电芯片301的输出电流值,并根据充电芯片301的输出电流值以及预存的电池302在预充电阶段的额定电流值得到参考电流值,并将参考电流值发送给用电单元302;用电单元302用于根据参考电流值运行。

具体地说,控制单元303预设有电池302在预充电阶段的额定电流值,即厂商制定的标准规格;当控制单元303获取到充电芯片301的输出电流值时,即可根据充电芯片301的输出电流值以及电池302在预充电阶段的额定电流计算得到用电单元304的参考电流值,从而将该参考电流值发送给用电单元304,用电单元304根据该参考电流值工作,消耗掉部分充电芯片301输出的电流。需要说明的是,参考电流值应当大于或等于充电芯片的输出电流值与电池在预充电阶段的额定电流值的差值,可以确保输入至电池302的电流在预充电阶段的额定电流值之内。

在一个例子中,如图5所示,用于保护电池的装置还包括监测单元305、电压控制单元306;监测单元305的第一端连接电池302,监测单元305的第二端连接控制单元303;电压控制单元306设置在充电芯片301与用电单元304之间。

在一个例子中,如图6所示,用电单元304包括电流控制芯片3041、红外光发射器3042;充电芯片301的输出端连接电流控制芯片3041,控制单元303连接电流控制芯片3041,电流控制芯片3041连接红外光发射器3042。在实际应用中,电流控制芯片3041接收控制单元303发送的参考电流值,电流控制芯片3041控制红外光发射器3042按照参考电流值运行,从而消耗掉充电芯片301输出的电流。

在实际应用中,可穿戴设备例如智能手表中,会设置有心率传感模块即电流控制芯片3041和红外光发射器3042;本实施例为了避免在可穿戴设备内部增加其他元件,增加可穿戴设备的体积,因此,利用可穿戴设备内部已有的元件来消耗掉部分充电芯片301输出的电流,降低输入至电池302的电流,从而节省成本以及减小可穿戴设备的体积。

在实际应用中,可穿戴设备常用的心率传感模块包括有绿光发光二极管、红光发光二极管、红外光发射器,其中,绿光发光二极管、红光发光二极管工作状态分别会发出人肉眼可识别的绿光、红光,会影响到用户的使用;因此,本实施例选择红外光发射器作为消耗电能的器件,红外光发射器工作时发出的红外光人肉眼无法识别,即使红外光发射器工作,用户也无法感知,不影响实际用户使用。

本发明第四实施例涉及一种可穿戴设备,包括:上述第一实施例至第三实施例中的用于保护电池的装置。

本实施例通过使用第一实施例至第三实施例中的用于保护电池的装置,在可穿戴设备的预充电阶段,用电单元可以消耗掉部分充电芯片输出的电流,从而使得输入至电池的电流在厂商制定的标准规格之内,提高了可穿戴设备的使用寿命。

本发明第五实施例涉及一种用于保护电池的装置的控制方法,应用于第二实施例中的用于保护电池的装置中的控制单元;本实施例的具体流程示意图如图7所示,包括以下步骤:

步骤501,接收监测单元发送的电池的状态参数。

具体地说,本实施例的执行主体为控制单元;监测单元与电池连接,可以获取电池的状态参数并将电池的状态参数发送至控制单元,控制单元接收监测单元发送的电池的状态参数。

在实际应用中,控制单元与充电芯片连接,当充电芯片感应到终端的充电接口处于充电状态时,向控制单元反馈终端处于充电状态,之后,控制单元才会开始执行接收电压监测单元发送的电池的状态参数的步骤。

步骤502,根据状态参数判断电池是否处于预充电阶段。

具体地说,若电池处于预充电阶段,进入步骤503;若电池不处于预充电阶段,进入步骤504。

在实际应用中,状态参数包括有电流值、电压值,控制单元会设置一个预设电压阈值或预设电流阈值,可以通过判断电池的电流值或电压值的大小从而判断电池是否处于预充电阶段。举例而言,当电池处于预充电阶段时,电池的电压至小于或等于预设电压阈值,在电池处于恒流充电阶段、恒压充电阶段时,电池的电压会大于预设电压阈值;也就是说,预设电压值是电池预充电阶段与恒流充电阶段的分界点所对应的电压值,具体根据每个电池的参数确定。相应地,通过电池的电流判断电池是否处于预充电阶段与此类似,在此不再赘述。

步骤503,控制用电单元开启。

具体地说,电池处于预充电阶段时,电池需要的充电电流较小,因此,开启预充电消耗电流单元,使得预充电消耗电流单元运行,消耗掉部分充电芯片输出的电流,降低输入至电池的电流。

步骤504,控制用电单元关闭。

具体地说,电池不处于预充电阶段时,表示电池处于恒流充电阶段、恒压充电阶段,因此,控制预充电消耗电流单元停止消耗充电芯片输出的电流。

不难发现,本实施例为与第二实施例相对应的方法实施例,本实施例可与第二实施例互相配合实施。第二实施例中提到的相关技术细节在本实施例中依然有效,为了减少重复,这里不再赘述。相应地,本实施例中提到的相关技术细节也可应用在第二实施例中。

本发明第六实施例涉及一种用于保护电池的装置的控制方法,应用于第三实施例中的用于保护电池的装置中的控制单元;本实施例的用于保护电池的装置与第五实施例的用于保护电池的装置大致相同,主要区别之处在于:在本实施例中,控制单元还连接充电芯片。

本实施例的具体流程示意图如图8所示,包括以下步骤:

步骤601,接收电压监测单元发送的电池的状态参数。

步骤602,根据状态参数判断电池是否处于预充电阶段。

具体地说,若电池处于预充电阶段,进入步骤603;若电池不处于预充电阶段,进入步骤607。

步骤603,获取充电芯片的输出电流值。

步骤604,根据充电芯片的输出电流以及预存的电池在预充电阶段的额定电流得到参考电流值。

具体地说,控制单元内预存有电池在预充电阶段的额定电流值,即厂商制定的标准规格;控制单元先获取到充电芯片的输出电流值,之后根据充电芯片的输出电流值以及电池在预充电阶段的额定电流计算得到用电单元的参考电流值。需要说明的是,参考电流值应当大于或等于充电芯片的输出电流值与电池在预充电阶段的额定电流值的差值,可以确保输入至电池的电流在预充电阶段的额定电流值之内。

步骤605,控制用电单元开启。

步骤606,将参考电流值发送给用电单元,供用电单元根据参考电流值运行。

具体地说,控制单元将参考电流值发送给用电单元,用电单元根据该参考电流值工作,消耗掉部分充电芯片输出的电流。

步骤607,控制用电单元关闭。

本实施例通过得到用电单元运行的参考电流值,可以更加精确地控制用电单元的工作电流的同时,当充电芯片的规格发生变化,例如充电芯片的输出电流变大时,通过本实施例的方法也可以确保输入至电池的电流在标准规格范围之内。

本实施例的步骤601、步骤602、步骤605、步骤607与第五实施例的步骤501至步骤504相同,为避免重复,在此不再赘述。

上面各种方法的步骤划分,只是为了描述清楚,实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分,分解为多个步骤,只要包括相同的逻辑关系,都在本专利的保护范围内;对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计,但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

本发明第六实施例涉及一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序。计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例。

即,本领域技术人员可以理解,实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,该程序存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机,芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:u盘、移动硬盘、只读存储器(rom,read-onlymemory)、随机存取存储器(ram,randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域的普通技术人员可以理解,上述各实施例是实现本发明的具体实施例,而在实际应用中,可以在形式上和细节上对其作各种改变,而不偏离本发明的精神和范围。

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