一种充电电路及穿戴设备的制作方法

1.本实用新型属于穿戴设备技术领域，具体地说，是涉及一种充电电路及穿戴设备。


背景技术：

2.现有部分穿戴产品使用场景定义中，usb插入充电和产品正常开机应用不会同时存在，此时需要插入usb后系统自动断电，在usb移除前，即使按开机键也不能开机，保证两种使用状态不会同时存在。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种充电电路及穿戴设备，实现当穿戴设备充电时自动关机且无法开机的功能，保护穿戴设备，延长穿戴设备寿命。
4.为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：
5.一种充电电路，包括电池模块、开机按键、控制器、互锁模块、充电接口和电压监控模块；
6.所述电池模块分别与所述充电接口、所述互锁模块连接，用于通过所述充电接口充电并通过所述互锁模块对外供电；
7.所述开机按键分别与所述电池模块、所述互锁模块连接，所述互锁模块与所述控制器连接；操作所述开机按键，可使所述控制器通过所述互锁模块与所述电池模块连通；
8.所述电压监控模块分别与所述充电接口、所述互锁模块连接；当所述电压监控模块检测所述充电接口高电压时，控制所述电池模块与所述控制器通过所述互锁模块断开。
9.在一实施例中，还包括电源管理模块；所述电源管理模块分别与所述互锁模块、所述控制器连接；当所述互锁模块连通时，所述电源管理模块与所述电池模块连通，用于监控所述电池模块的电压并输出稳定电压。
10.在一实施例中，所述互锁模块包括第一可控开关和第二可控开关；
11.所述第一可控开关包括第一控制端和第一两位开关；所述第一两位开关的两端分别连接所述电池模块和所述电源管理模块；所述第一控制端分别连接所述开机按键和所述控制器；
12.所述第二可控开关包括第二控制端和第二两位开关；所述第二两位开关的一端连接所述第一控制端，另一端接地；所述第二控制端与所述电压监控模块连接。
13.在一实施例中，所述第一可控开关、所述第二可控开关均为n沟道mos管。
14.在一实施例中，所述互锁模块还包括第一二极管、第二二极管、第一电阻、第二电阻及第三电阻；
15.所述开机按键与所述第一二极管、所述第一电阻串联后与所述第一控制端连接；所述开机按键与所述第一二极管的正极连接；
16.所述控制器与所述第二二极管、所述第二电阻串联后与所述第一控制端连接；所述控制器与所述第二二极管的正极连接；
17.所述第一控制端通过所述第三电阻接地。
18.在一实施例中，所述电压监控模块包括电压监控芯片和第四电阻；所述电压监控芯片的reset引脚与所述第二控制端连接，且通过所述第四电阻接地。
19.在一实施例中，所述电压监控模块还包括第一电容；所述电压监控芯片的ct引脚通过所述第一电容接地。
20.在一实施例中，所述电池模块包括电池和充电芯片；所述电池与所述充电芯片连接；所述充电芯片与所述充电接口连接；所述电池分别与所述开机按键、所述第一两位开关连接。
21.在一些实施例中，还包括预断电模块，其包括第五电阻、第六电阻；
22.所述充电接口通过第五电阻与所述控制器连接；所述控制器与所述第五电阻的公共端通过所述第六电阻接地；
23.所述控制器配置为当接收到所述预断电模块的高电平时，控制所述互锁模块断开。
24.一种穿戴设备，包括上述的充电电路。
25.与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型的一种充电电路及穿戴设备通过设置互锁模块及电压监控模块，使处于开机状态的穿戴设备在充电时实现自动关机及无法通过开机按键开机，保护穿戴设备，方便用户及节省能源及提高穿戴设备寿命。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1是本实用新型所提出的一种充电电路的一种实施例的结构框图；
28.图2是图1中的充电电路的实施例的互锁模块及电压监控模块的结构及连接示意图；
29.图3是图1中的充电电路的实施例的电池模块的电路图；
30.图4是图1中的充电电路的实施例的电源管理模块结构及与控制器连接示意图；
31.图5是图1中的充电电路的实施例的预断电模块电路图。
32.图中，
33.1、电池模块；2、互锁模块；3、电压监控模块；4、电源管理模块；5、预断电模块；sw1、开机按键；u1、控制器；u2、电压监控芯片；u3、电源管理芯片；u4、充电芯片；bat、电池；usb、充电接口；r1、第一电阻；r2、第二电阻；r3、第三电阻；r4、第四电阻；r5、第五电阻；r6、第六电阻；q1、第一可控开关；q2、第二可控开关；d1、第一二极管；d2、第二二极管；c1、第一电容；mcu ct1、第一控制信号；ct2、第二控制信号。
具体实施方式
34.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中至始
至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
35.参照图1、图2、图3、图4及图5，本实用新型公开一种充电电路及包括其的穿戴设备。
36.上述充电电路包括电池模块1、开机按键sw1、控制器u1、互锁模块2、充电接口usb、电压监控模块3。
37.电池模块1分别与充电接口usb、互锁模块2连接，分别通过充电接口usb连通外部充电电源充电及通过互锁模块2使电池模块1与穿戴设备的用电元件包括控制器u1连通并为其供电。
38.互锁模块2与控制器u1连接；开机按键sw1分别与电池模块1、互锁模块2连接；操作开机按键sw1可控制互锁模块2动作，使电池模块1与控制器u1连通，为控制器u1供电。
39.电压监控模块3分别与充电接口usb、互锁模块2连接；当电压监控模块3检测充电接口usb为低电压时，不影响互锁模块2被开机按键sw1或者控制器u1控制动作；当电压监控模块3检测到充电接口usb为高电压时，输出第二控制信号ct2到互锁模块2，控制互锁模块2保持断开，并不受开机按键sw1及控制器u1的控制。
40.本实用新型的充电电路及穿戴设备通过电压监控模块3检测充电接口usb的电压，输出第二控制信号ct2控制互锁模块2断开，使互锁模块2不受控制器u1及开机按键sw1的控制，使穿戴设备的充电不开机状态更加稳定，不会出现重复开机关机的现象，保护穿戴设备，改善用户体验，延长穿戴设备寿命。
41.下面通过具体的实施例对本实用新型的充电电路及穿戴设备的具体结构及原理进行详细的描述。
42.在一实施例中，参照图1、图2、图3、图4及图5，充电电路还包括电源管理模块4，其分别与互锁模块2、控制器u1连接；当互锁模块2连通时，电源管理模块4通过互锁模块2与电池模块1连通，可检测电池模块1的电压并输出电压稳定的电源，给穿戴设备包括控制器u1供电。
43.本实施例的充电电路通过电源管理模块4给穿戴设备提供电压稳定的电源，保护穿戴设备的元器件，另外通过监控电池模块1的电压，对电池模块1进行管理，方便用户及时了解穿戴设备的电源使用情况，及时充电或者更换电池模块1。
44.优选的，电源管理模块4包括电源管理芯片u3、多个稳压电容，电源管理芯片u3通过各稳压电容接地，输出稳定电压，改善电源性能。
45.在一实施例中，参照图1、图2、图3、图4及图5，互锁模块2包括第一可控开关q1、第二可控开关q2；第一可控开关q1包括第一控制端、第一两位开关；第一两位开关为具有打开及关闭两种状态开关，其两端分别连接电池模块1、电源管理模块4；第一控制端分别连接开机按键sw1、控制器u1；通过操作开机按键sw1使第一控制端连通电池模块1，使第一可控开关q1的第一两位开关连通，从而使电源管理模块4连通电池模块1；此时，控制器u1向第一可控开关q1输出第一控制信号mcu ct1，控制第一可控开关q1长通，即当释放开机按键sw1时保持互锁模块2长通，使电池模块1与控制器u1持续连通，保证控制器u1运行。实现开机按键sw1开机。
46.第二可控开关q2包括第二控制端、第二两位开关；第二两位开关为具有打开及关闭两种状态开关其一端连接第一控制端，另一端接地；第二控制端与电压监控模块3连接；电压监控模块3检测到充电接口usb高电压时，输出第二控制信号ct2高电平，控制第二两位开关连通，即控制第一控制端是接地，最终控制第一两位开关断开。
47.本实施例通过第一可控开关q1与第二可控开关q2联动实现开机按键sw1开机及开机时充电关机，电路简单，效率高，耗能少。
48.优选的，第一可控开关q1、第二可控开关q2均采用n沟道的mos管，效率高，功耗低。
49.当然，第一可控开关q1、第二可控开关q2也可选用p沟道的mos管或者三极管，电路只做适应性的改动即可。
50.在一实施例中，参照图1、图2、图3、图4及图5，互锁模块2还包括第一二极管d1、第二二极管d2、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3。
51.开关按键与第一二极管d1、第一电阻r1串联后与第一控制端连接，且开关按键与第一二极管d1的正极连接。控制器u1与第二二极管d2、第二电阻r2串联后与第一控制端连接；控制器u1与第二二极管d2的正极连接；第一控制端通过第三电阻r3接地。
52.本实施例通过二极管的单向导通性使由开机按键sw1连通的电压信号、控制器u1输出的第一控制信号mcu ct1由第三电阻r3形成高电平输出到第一控制端，控制第一可控开关q1的连通或断开，而不是电池模块1与控制器u1形成回路，对电池模块1或者控制器u1造成损害。
53.在一实施例中，参照图1、图2、图3、图4及图5，电压监控模块3包括电压监控芯片u2、第四电阻r4；电压监控芯片u2的reset引脚与第二控制端连接，且通过第四电阻r4接地。
54.本实施例通过电压监控芯片u2在检测到充电接口usb的高电压时reset引脚输出高电平，且通过第四电阻r4向第二控制端提供高电平，控制第二两位开关连通，使第一控制端保持接地，从而控制第一可控开关q1保持断开，实现充电开机按键sw1无法开机功能。
55.优选的，电压监控模块3还包括第一电容c1；电压监控芯片u2的ct引脚通过第一电容c1接地。电压监控芯片u2检测到充电接口usb的高电平后reset引脚输出高电平的时刻可以通过调整第一电容c1的容值进行调整。
56.优选的，电压监控芯片u2可选用tps3840系列芯片。
57.在一实施例中，参照图1、图2、图3、图4及图5，电池模块1包括电池bat、充电芯片u4；电池bat与充电芯片u4连接；充电芯片u4与充电接口usb连接；管理电池bat充电。电池bat与开机按键sw1、第一两位开关连接，用于开机及给穿戴设备供电。
58.在一实施例中，参照图1、图2、图3、图4及图5，还包括预断电模块5，其包括第五电阻r5、第六电阻r6。
59.充电接口usb通过第五电阻r5与控制器u1连接；控制器u1与第五电阻r5的公共端通过第六电阻r6接地。控制器u1配置为当接收到预充电模块的高电平时，向互锁模块2输出的第一控制信号mcu ct1为低电平，直接将第一控制端拉低，控制第一可控开关q1断开，使穿戴设备自动断电关机。
60.通过调整第一电容c1的容值调整电压监控芯片u2在检测到充电接口usb的高电压时reset引脚延迟输出高电平的时间，调整为穿戴设备由控制器u1控制自动断电关机，而不是在控制器u1运行时由电压监控模块3控制关机，保护控制器u1，提高穿戴设备的寿命。
61.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
62.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
63.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
64.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
65.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
66.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。