兼容电池充电保护、通道切换和线性电源管理的控制电路的制作方法

本实用新型涉及控制电路领域，特别涉及一种兼容电池充电保护、通道切换和线性电源管理的控制电路。

背景技术：

传统的锂电池充电电路应用广泛，具有电路结构简单，外围器件少等特点，但在充电过程中若不拔掉电源适配器，电池就算充满也处于涓流充电状态并未断开电源，这样就存在不安全因素。另外传统电源管理芯片成本较高、电路灵活性低、可控性低且纹波较大，而且传统温度传感器直接连接控制器，在温度传感器数量较多或控制器的I/O口较少的情况下就会出现I/O口不够用的情况。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种能实现锂电池充满电后安全关断、提高锂电池充电的安全性和可控性、减少控制器的I/O口的占用数量、提高线性电源的可控性和稳定性的兼容电池充电保护、通道切换和线性电源管理的控制电路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种兼容电池充电保护、通道切换和线性电源管理的控制电路，包括控制器、锂电池充电保护单元、多路温度传感器切换单元和多路线性电源管理控制单元，所述锂电池充电保护单元和多路温度传感器切换单元均与所述多路线性电源管理控制单元连接，所述锂电池充电保护单元包括第一开关管、第四三极管、第二电阻、第七电阻和锂电池充电芯片，所述第四三极管的基极通过所述第七电阻与所述控制器连接，所述第四三极管的发射极接地，所述第四三极管的集电极分别与所述第二电阻的一端和第一开关管的第一引脚连接，所述第二电阻的另一端分别与电压输入端和第一开关管的第三引脚连接，所述第一开关管的第二引脚与所述锂电池充电芯片的一引脚连接，所述锂电池充电芯片的另一引脚连接锂电池的正极。

在本实用新型所述的兼容电池充电保护、通道切换和线性电源管理的控制电路中，所述第一开关管为第一MOS管，所述第一开关管的第一引脚为所述第一MOS管的栅极，所述第一开关管的第二引脚为所述第一MOS管的漏极，所述第一开关管的第三引脚为所述第一MOS管的源极。

在本实用新型所述的兼容电池充电保护、通道切换和线性电源管理的控制电路中，所述锂电池充电保护单元还包括PIN4接口、熔断器、第一电阻、第三电阻、第一电容和第二电容，所述PIN4接口的第一引脚和第二引脚均与所述熔断器的一端连接，所述PIN4接口的第三引脚和第四引脚接地，所述第一电容和第二电容并联，并联的一端作为所述电压输入端，并联的另一端接地，所述熔断器的另一端分别与所述第一电阻的一端和电压输入端连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第三电阻的一端和控制器连接，所述第三电阻的另一端接地。

在本实用新型所述的兼容电池充电保护、通道切换和线性电源管理的控制电路中，所述锂电池充电保护单元还包括第六电阻，所述锂电池充电芯片的第五引脚通过所述第六电阻接地。

在本实用新型所述的兼容电池充电保护、通道切换和线性电源管理的控制电路中，所述多路温度传感器切换单元包括多路选通芯片、第三十电容、第二十五电阻和第二十六电阻，所述多路选通芯片的第九引脚和第十引脚均与所述控制器连接，所述多路选通芯片的第三引脚和第十三引脚均与所述控制器连接，所述多路选通芯片的第十三引脚还通过所述第二十五电阻连接供电电源，所述多路选通芯片的第三引脚还通过所述第二十六电阻连接所述供电电源，所述多路选通芯片的第六引脚、第七引脚和第八引脚均接地，所述第三十电容的一端接地，所述第三十电容的另一端分别与所述多路选通芯片的第十六引脚和供电电源连接。

在本实用新型所述的兼容电池充电保护、通道切换和线性电源管理的控制电路中，所述多路温度传感器切换单元还包括第三十七电阻和第三十八电阻，所述多路选通芯片的第十一引脚通过所述第三十七电阻接地，所述多路选通芯片的第四引脚通过所述第三十八电阻接地。

在本实用新型所述的兼容电池充电保护、通道切换和线性电源管理的控制电路中，所述多路线性电源管理控制单元包括电源控制电路、第一组电源、第二组电源和第三组电源，所述电源控制电路包括第六MOS管、第七三极管、第十一电阻、第十三电阻和第十四电阻，所述第七三极管的基极通过所述第十三电阻与所述控制器连接，所述第七三极管的基极还通过所述第十四电阻接地，所述第七三极管的发射极接地，所述第七三极管的集电极分别与所述第十一电阻的一端和第六MOS管的栅极连接，所述第六MOS管的源极分别与所述第十一电阻的另一端和锂电池的正极连接，所述第一组电源与所述锂电池的正极连接，所述第六MOS管的漏极分别与所述第二组电源和第三组电源连接，所述第一组电源为常开电源，提供3V电源，所述第二组电源提供3V电源，所述第三组电源提供1.8V电源。

在本实用新型所述的兼容电池充电保护、通道切换和线性电源管理的控制电路中，所述第一组电源包括第三线性直流稳压芯片、第九电容、第十电容和第十一电容，所述第三线性直流稳压芯片的第二引脚分别与所述第九电容的一端和锂电池的正极连接，所述第三线性直流稳压芯片的第一引脚和第九电容的另一端接地，所述第十电容和第十一电容并联，其并联的一端与所述第三线性直流稳压芯片的第三引脚连接，并联的另一端接地。

在本实用新型所述的兼容电池充电保护、通道切换和线性电源管理的控制电路中，所述第二组电源包括第五线性直流稳压芯片、第十五电容、第十九电容和第二十电容，所述第五线性直流稳压芯片的第二引脚分别与所述第十九电容的一端和第六MOS管的漏极连接，所述第五线性直流稳压芯片的第一引脚和第十九电容的另一端接地，所述第十五电容和第二十电容并联，其并联的一端与所述第五线性直流稳压芯片的第三引脚连接，并联的另一端接地；所述第三组电源包括第六线性直流稳压芯片、第二十四电容、第二十五电容和第二十七电容，所述第六线性直流稳压芯片的第二引脚分别与所述第二十五电容的一端和第六MOS管的漏极连接，所述第六线性直流稳压芯片的第一引脚和第二十五电容的另一端接地，所述第二十四电容和第二十七电容并联，其并联的一端与所述第六线性直流稳压芯片的第三引脚连接，并联的另一端接地。

实施本实用新型的兼容电池充电保护、通道切换和线性电源管理的控制电路，具有以下有益效果：由于设有控制器、锂电池充电保护单元、多路温度传感器切换单元和多路线性电源管理控制单元，通过锂电池充电保护单元可以对锂电池的充电起到保护作用，通过多路温度传感器切换单元可以有效减少控制器的I/O口占用数量，通过多路线性电源管理控制单元可以提高线性稳压电源的可控性；所以其能实现锂电池充满电后安全关断、提高锂电池充电的安全性和可控性、减少控制器的I/O口的占用数量、提高线性电源的可控性和稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型兼容电池充电保护、通道切换和线性电源管理的控制电路一个实施例中锂电池充电保护单元的电路原理图；

图2为所述实施例中多路温度传感器切换单元的电路原理图；

图3为所述实施例中多路线性电源管理控制单元的电路原理图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型兼容电池充电保护、通道切换和线性电源管理的控制电路实施例中，该兼容电池充电保护、通道切换和线性电源管理的控制电路包括控制器、锂电池充电保护单元、多路温度传感器切换单元和多路线性电源管理控制单元，锂电池充电保护单元和多路温度传感器切换单元均与多路线性电源管理控制单元连接。其中，锂电池充电保护单元的电路原理图如图1所示。

图1中，该锂电池充电保护单元包括第一开关管Q1、第四三极管Q4、第二电阻R2、第七电阻R7和锂电池充电芯片U1，其中，第四三极管Q4的基极通过第七电阻R7与控制器(具体是控制器的P0.14引脚)连接，第四三极管Q4的发射极接地，第四三极管Q4的集电极分别与第二电阻R2的一端和第一开关管Q1的第一引脚连接，第二电阻R2的另一端分别与电压输入端VIN和第一开关管Q1的第三引脚连接，第一开关管Q1的第二引脚与锂电池充电芯片U1的一引脚(具体是第四引脚)连接，锂电池充电芯片U1的另一引脚(具体是第三引脚)连接锂电池的正极BT+。

具体的，第四三极管Q4、第二电阻R2和第七电阻R7构成充电保护电路前级驱动电路，第一开关管Q1构成为后级控制电路。第七电阻R7为限流电阻，第四三极管Q4的集电极的输出用来驱动第一开关管Q1。当检测到锂电池的电量低时，控制器将第四三极管Q4的基极置为高电平，此时第四三极管Q4导通，第四三极管Q4的集电极输出低电平驱动第一开关管Q1导通，为锂电池充电；当检测到锂电池的电量已经充满，控制器将第四三极管Q4的基极置为低电平，此时第四三极管Q4截止，第四三极管Q4的集电极输出高电平，此时第一开关管Q1截止，停止为锂电池充电，起到保护锂电池的作用。

本实用新型特别适用于5V/2A适配器供电的设备内，即加入锂电池充电电路中，对锂电池充电保护起到显著效果。通过多路温度传感器切换单元可以有效减少控制器的I/O口占用数量，通过多路线性电源管理控制单元可以提高线性稳压电源的可控性；所以其能实现锂电池充满电后安全关断、提高锂电池充电的安全性和可控性、减少控制器的I/O口的占用数量、提高线性电源的可控性和稳定性。

本实施例中，第一开关管Q1为第一MOS管，第一开关管Q1的第一引脚为第一MOS管的栅极，第一开关管Q1的第二引脚为第一MOS管的漏极，第一开关管Q1的第三引脚为第一MOS管的源极。

本实施例中，该锂电池充电保护单元还包括PIN4接口J1、熔断器F1、第一电阻R1、第三电阻R3、第一电容C1和第二电容C2，PIN4接口J1的第一引脚和第二引脚均与熔断器F1的一端连接，PIN4接口J1的第三引脚和第四引脚接地，第一电容C1和第二电容C2并联，并联的一端作为电压输入端VIN，并联的另一端接地，熔断器F1的另一端分别与第一电阻R1的一端和电压输入端VIN连接，第一电阻R1的另一端分别与第三电阻R3的一端和控制器(具体是控制器的P0.20引脚)连接，第三电阻R3的另一端接地。

本实施例中，该锂电池充电保护单元还包括第六电阻R6，锂电池充电芯片U1的第五引脚通过第六电阻R6接地。这样就可以保证提供210mA的充电电流。

图2是本实施例中多路温度传感器切换单元的电路原理图。图2中，该多路温度传感器切换单元包括多路选通芯片U7、第三十电容C30、第二十五电阻R25和第二十六电阻R26，多路选通芯片U7、第三十电容C30、第二十五电阻R25和第二十六电阻R26构成双通道四选一开关，第三十电容C30是滤波电容，第二十五电阻R25和第二十六电阻R26是输出上拉电阻，电路工作时通过多路选通芯片U7的第九引脚和第十引脚来选通其中一组。

本实施例中，多路选通芯片U7的第九引脚和第十引脚均与控制器连接，具体就是多路选通芯片U7的第九引脚与控制器的P0.28引脚连接，多路选通芯片U7的第十引脚与控制器的P0.29引脚连接。多路选通芯片U7的第三引脚和第十三引脚均与控制器连接，具体就是多路选通芯片U7的第三引脚与控制器的P0.26引脚连接，多路选通芯片U7的第十三引脚与控制器的P0.27引脚连接。多路选通芯片U7的第十三引脚还通过第二十五电阻R25连接供电电源VCC3，多路选通芯片U7的第三引脚还通过第二十六电阻R26连接供电电源VCC3，多路选通芯片U7的第六引脚、第七引脚和第八引脚均接地，第三十电容C30的一端接地，第三十电容C30的另一端分别与多路选通芯片U7的第十六引脚和供电电源VCC3连接。

本实施例中，当多路选通芯片U7的第九引脚和第十引脚均为低电平时，选通多路选通芯片U7的第十二引脚到第十三引脚，以及多路选通芯片U7的第一引脚到第三引脚；当多路选通芯片U7的第九引脚为低电平，第十引脚为高电平时，选通多路选通芯片U7的第十四引脚到第十三引脚，以及多路选通芯片U7的第五引脚到第三引脚；当多路选通芯片U7的第九引脚为高电平，第十引脚为低电平时，选通多路选通芯片U7的第十五引脚到第十三引脚，以及多路选通芯片U7的第二引脚到第三引脚；当多路选通芯片U7的第九引脚和第十引脚均为高电平时，选通多路选通芯片U7的第十一引脚到第十三引脚，以及多路选通芯片U7的第四引脚到第三引脚。

本实施例中，多路选通芯片U7的第六引脚为使能引脚，接地为常使能状态；多路选通芯片U7的第十六引脚为正电源引脚，接3V电源；多路选通芯片U7的第七引脚为负电源，第八引脚为接地引脚，此处为单电源供电所以都接地。

本实施例中，该多路温度传感器切换单元还包括第三十七电阻R37和第三十八电阻R38，多路选通芯片U7的第十一引脚通过第三十七电阻R37接地，多路选通芯片U7的第四引脚通过第三十八电阻R38接地。该多路温度传感器切换单元作为I2C总线的一种多路选通方案，输入可以分别接入4个地址相同的I2C器件，如：多路选通芯片U7的第十二引脚和第一引脚、第十四引脚和第五引脚、第十五引脚和第二引脚、第十一引脚和第四引脚。输出为第十三引脚和第三引脚。该多路温度传感器切换单元有效减少了控制器的I/O口占用数量。该多路温度传感器切换单元特别适用于I/O口较少但需要连接多个温度传感器的控制器上，即控制器的外部设备电路中，对提升控制器I/O口的驱动能力和节省控制器的I/O口数量起到显著效果。

图3为本实施例中多路线性电源管理控制单元的电路原理图。图3中，第六MOS管Q6、第七三极管Q7、第十一电阻R11、第十三电阻R13和第十四电阻R14构成电源控制电路，第三线性直流稳压芯片U3、第九电容C9、第十电容C10和第十一电容C11构成第一组电源，第五线性直流稳压芯片U5、第十五电容C15、第十九电容C19和第二十电容C20构成第二组电源，第三组电源包括第六线性直流稳压芯片U6、第二十四电容C24、第二十五电容和第二十七电容C27构成第三组电源，该路线性电源管理控制单元包括电源控制电路、第一组电源、第二组电源和第三组电源。

对于电源控制电路来说，第七三极管Q7和第十一电阻R11构成前级驱动回路，第十三电阻R13是第七三极管Q7的基极限流电阻，第十四电阻R14为下拉电阻，第六MOS管Q6为后级驱动电路。第七三极管Q7的基极通过第十三电阻R13与控制器(具体是控制器的P0.07引脚)连接，第七三极管Q7的基极还通过第十四电阻R14接地，第七三极管Q7的发射极接地，第七三极管Q7的集电极分别与第十一电阻R11的一端和第六MOS管Q6的栅极连接，第六MOS管Q6的源极分别与第十一电阻R11的另一端和锂电池的正极BT+连接，第一组电源与锂电池的正极BT+连接，第六MOS管Q6的漏极分别与第二组电源和第三组电源连接，第一组电源为常开电源，提供3V电源，第二组电源提供3V电源，第三组电源提供1.8V电源。

实际工作中，第一组电源为常开电源，不受电源控制电路的控制，第二组电源和第三组电源同时受电源控制电路的控制，当系统进入低功耗状态时，第二组电源和第三组电源都会被电源控制电路关闭。由于第一组电源在工作中波动较大，因此将第二组电源独立出来也有效的减少了电源对整个电路的影响。

对于第一组电源来说，第三线性直流稳压芯片U3的第二引脚分别与第九电容C9的一端和锂电池的正极BT+连接，第三线性直流稳压芯片U3的第一引脚和第九电容C9的另一端接地，第十电容C10和第十一电容C11并联，其并联的一端与第三线性直流稳压芯片U3的第三引脚连接，并联的另一端接地。

对于第二组电源来说，第五线性直流稳压芯片U5的第二引脚分别与第十九电容C19的一端和第六MOS管Q6的漏极连接，第五线性直流稳压芯片U5的第一引脚和第十九电容C19的另一端接地，第十五电容C15和第二十电容C20并联，其并联的一端与第五线性直流稳压芯片U5的第三引脚连接，并联的另一端接地。

对于第三组电源来说，第六线性直流稳压芯片U6的第二引脚分别与第二十五电容C25的一端和第六MOS管Q6的漏极连接，第六线性直流稳压芯片U6的第一引脚和第二十五电容C25的另一端接地，第二十四电容C24和第二十七电容C27并联，其并联的一端与第六线性直流稳压芯片U6的第三引脚连接，并联的另一端接地。该多路线性电源管理控制单元特别适用于需要提供不同电压且对电压纹波和待机功耗要求苛刻的移动设备上，其对电源纹波抑制和降低设备待机功耗起到显著效果。

总之，本实用新型与现有技术相比，能有效提高锂电池充电的安全性和可控性，保证锂电池在充满电后与电源适配器安全断开；能有效提高线性稳压电源的可控性，有效减小各个电源之间的串扰；能有效减少温度传感器对控制器I/O口的占用或有效增加I/O口连接温度传感器的数量，且能有效提高I/O口的驱动能力。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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。