一种植入式功耗监测设备的充电电路的制作方法
本实用新型涉及医疗器械或可穿戴设备领域，具体涉及一种植入式功耗监测设备的充电电路。
背景技术：
随着电子技术、新型电池技术、生物传感技术的发展，使得可植入式生物传感器越来越趋于实用化和微型化，借助于低功耗的检测电路和无线通信电路使长时间的生化指标动态检测成为可能。
可植入式监测设备出于安全考虑。一般会设计成两个组件：仅供一次性使用的植入式传感器组件，以及可重复性使用的电子组件。工作时，两个组件需组合后一起植入到人体工作。
为保证电子组件可重复性使用，可充电锂电池越来越多的用到植入式检测设备上。
为了满足低功耗要求，在电子组件不需要工作时，希望系统耗电越少越好，甚至希望整个系统电路处于非供电状态。因此设计时会加入电源开关接通电源或断开电源。
为了尽量缩小设备体积，用于电子组件和传感器组件的电气连接触点数量设计的越少越好。
目前市场上可见的植入式设备分两种情况：第一、不可充电的设备，内置纽扣电池，虽然由于减少了充电触点数目，达到了减小体积的效果，但缺点是不能充电，因此也就不能重复利用；第二、可充电的设备，同样为了减小组件的体积一般不再设计电源开关，不满足低功耗的特点，即使设计了电源开关，却增大了设备体积，降低了用户佩戴设备的体验性。
申请号为“201610379212.4”的中国专利申请，公开了一种可充电电池，包括：电芯、保护电路和电量计芯片，容纳电芯、保护电路和电量计芯片的壳体，以及设置于壳体上的至少三个触片；保护电路包括第一开关元件，电芯包括第一电极、第二电极，第一电极通过保护电路连接第一触片，第一电极和第一触片分别间接或直接连接第一开关元件，第二电极通过保护电路连接第二触片；电量计芯片的第一接口连接第一电极，第二接口连接第二电极，第三接口连接第三触片。该技术方案还公开了一种充电管理电路、电子设备及充电器。通过上述方式，该技术方案能够直接获取电芯电压，不会受到保护电路中第一开关元件和外部检测电路与第三触片之间接触阻抗的影响，提高电池电压的检测准确度，改善充电控制精度。
技术实现要素：
为解决以上问题，本实用新型提供了一种植入式功耗监测设备的充电电路，其技术方案具体如下：
一种植入式功耗监测设备的充电电路，包括有系统电路及电池，其特征在于：
所述电池通过一个MOS开关管(Q1)连接至系统电路的电压输入端；可方便地适应
系统电路的供电需求；
所述电池为可充电式电池，
所述一种植入式功耗监测设备的充电电路还包括有一电池充电管理芯片(U1)；
所述的电池充电管理芯片(U1)包括有充电电流编程引脚(PROG)、接地引脚(GND) 及电压输出引脚(BAT)，
所述电压输出引脚(BAT)连接至电池正极及MOS开关管的源极，并通过一电阻(R3) 及与电阻(R3)串联的一电阻(R4)连接至MOS开关管的门极，所述电阻(R3)及电阻(R4)构成MOS开关管门极的上拉电阻；
所述MOS开关管的漏极连接至系统电路的电压输入端；
在所述的充电电流编程引脚(PROG)及接地引脚(GND)之间设置一电阻(R2)，
所述的电阻(R2)用以确定电池的额定充电电流。
根据本实用新型的一种植入式功耗监测设备的充电电路，其特征在于：
所述MOS开关管为内置续流二极管的P沟道MOS管。
根据本实用新型的一种植入式功耗监测设备的充电电路，其特征在于：
所述电池充电管理芯片(U1)的型号为YB4067。
根据本实用新型的一种植入式功耗监测设备的充电电路，其特征在于：
在所述的MOS开关管的门极与地之间设置一电容(C4)，所述电容(C4)用于与电阻(R4)构成充放电电路，实现软开关功能。
根据本实用新型的一种植入式功耗监测设备的充电电路，其特征在于：
所述的电池充电管理芯片(U1)还包括有供电电压引脚(Vcc)，
在所述的电压输出引脚(BAT)与供电电压引脚(Vcc)之间，还设置一与电阻(R3)
串联的二极管(D1)，所述电压输出引脚(BAT)的输出端经由电阻(R3)连接至二
极管(D1)的阳极，
所述二极管(D1)的阴极连接至供电电压引脚(Vcc)。
根据本实用新型的一种植入式功耗监测设备的充电电路，其特征在于：
所述的电池充电管理芯片(U1)还包括有充电状态指示引脚(CHG)及充电完成状态指示引脚(CHGT)，
所述的充电状态指示引脚(CHG)及充电完成状态指示引脚(CHGT)均为开漏输出，
在所述的供电电压引脚(Vcc)与充电状态指示引脚(CHG)之间，串联有一电阻(R0) 及一发光二极管(LED-1)，
在所述的供电电压引脚(Vcc)与充电完成状态指示引脚(CHGT)之间，串联有一电阻(R1)及一发光二极管(LED-2)。
根据本实用新型的一种植入式功耗监测设备的充电电路，其特征在于：
设置充电电压输入正极触点/系统上电控制触点(J1)、充电电压输入负极触点(J2) 与供电电压引脚(Vcc)适配，所述充电电压输入正极触点/系统上电控制触点(J1)连接至供电电压引脚(Vcc)，所述充电电压输入负极触点(J2)接地。
根据本实用新型的一种植入式功耗监测设备的充电电路，其特征在于：
所述的充电电压输入正极触点/系统上电控制触点(J1)与充电电压输入负极触点(J2) 可适应电源接入、悬空、短接三种工作状态。
根据本实用新型的一种植入式功耗监测设备的充电电路，其特征在于：
在所述的充电电压输入正极触点/系统上电控制触点(J1)与供电电压引脚(Vcc)之间设置滤波电容(C1)，
在所述的电压输出引脚(BAT)与电池的正极及MOS开关管的源极构成的公共端之间设置滤波电容(C2)，
在所述的MOS开关管的漏极与系统电路的电压输入端之间设置滤波电容(C3)。
本实用新型的一种植入式功耗监测设备的充电电路，
首先，通过在电池及系统电路的电压输入端之间设置一个MOS开关管(Q1)，通过对MOS开关管(Q1)的控制，可方便地适应系统电路的供电需求；
其次，通过设置电池为可充电式电池，且设置相应的电池充电管理芯片与电池配合，用以协调电池是否需要充电以及系统电路是否需要供电；
最后，通过设置两个触点，用以与电池充电管理芯片相适配，可实现外部对电池充电管理芯片工作状态的控制，从而使得该系统电路的供电与否可在任意场合得到满足。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为与本实用新型中的触点J1、J2相适配的三种工作状态的切换示意图；
图中，R0、R1、R2、R3、R4为电阻；C1、C2、C3、C4为电容；Q1为P沟道MOS 管；D1为二极管；LED-1、LED-2为发光二极管；U1为电池充电管理芯片；J1、J2为触点。
具体实施方式
下面，根据说明书附图和具体实施方式对本实用新型的一种植入式功耗监测设备的充电电路作进一步具体说明。
如图1所示的一种植入式功耗监测设备的充电电路，包括有系统电路及电池，
所述电池通过一个MOS开关管(Q1)连接至系统电路的电压输入端；可方便地适应
系统电路的供电需求；
所述电池为可充电式电池，
所述一种植入式功耗监测设备的充电电路还包括有一电池充电管理芯片(U1)；
所述的电池充电管理芯片(U1)包括有充电电流编程引脚(PROG)、接地引脚(GND) 及电压输出引脚(BAT)，
所述电压输出引脚(BAT)连接至电池正极及MOS开关管的源极，并通过一电阻(R3) 及与电阻(R3)串联的一电阻(R4)连接至MOS开关管的门极，所述电阻(R3)及电阻(R4)构成MOS开关管门极的上拉电阻；
所述MOS开关管的漏极连接至系统电路的电压输入端；
在所述的充电电流编程引脚(PROG)及接地引脚(GND)之间设置一电阻(R2)，
所述的电阻(R2)用以确定电池的额定充电电流。
其中，
所述MOS开关管为内置续流二极管的P沟道MOS管。
其中，
所述电池充电管理芯片(U1)的型号为YB4067。
其中，
在所述的MOS开关管的门极与地之间设置一电容(C4)，所述电容(C4)用于与电阻(R4)构成充放电电路，实现软开关功能。
其中，
所述的电池充电管理芯片(U1)还包括有供电电压引脚(Vcc)，
在所述的电压输出引脚(BAT)与供电电压引脚(Vcc)之间，还设置一与电阻(R3)
串联的二极管(D1)，所述电压输出引脚(BAT)的输出端经由电阻(R3)连接至二
极管(D1)的阳极，
所述二极管(D1)的阴极连接至供电电压引脚(Vcc)。
其中，
所述的电池充电管理芯片(U1)还包括有充电状态指示引脚(CHG)及充电完成状态指示引脚(CHGT)，
所述的充电状态指示引脚(CHG)及充电完成状态指示引脚(CHGT)均为开漏输出，
在所述的供电电压引脚(Vcc)与充电状态指示引脚(CHG)之间，串联有一电阻(R0) 及一发光二极管(LED-1)，
在所述的供电电压引脚(Vcc)与充电完成状态指示引脚(CHGT)之间，串联有一电阻(R1)及一发光二极管(LED-2)。
其中，
设置充电电压输入正极触点/系统上电控制触点(J1)、充电电压输入负极触点(J2) 与供电电压引脚(Vcc)适配，所述充电电压输入正极触点/系统上电控制触点(J1)连接至供电电压引脚(Vcc)，所述充电电压输入负极触点(J2)接地。
其中，
所述的充电电压输入正极触点/系统上电控制触点(J1)与充电电压输入负极触点(J2) 可适应电源接入、悬空、短接三种工作状态。
其中，
在所述的充电电压输入正极触点/系统上电控制触点(J1)与供电电压引脚(Vcc)之间设置滤波电容(C1)，
在所述的电压输出引脚(BAT)与电池的正极及MOS开关管的源极构成的公共端之间设置滤波电容(C2)，
在所述的MOS开关管的漏极与系统电路的电压输入端之间设置滤波电容(C3)。
实施例
一种植入式功耗监测设备的充电电路，其中，
所述电池充电管理芯片U1的电源输入引脚VCC接电容C1，电压输出引脚BAT接电容C2，所述电阻R2接U1的PROG。
所述电阻R3和二极管D1串接后分别和U1的电源输入引脚VCC，电压输出引脚BAT 相连接。所述电阻R4一端与二极管D1的阳极相连，一端和所述MOS管Q1的门极相连。 MOS管Q1的输出端直接连系统电路的电压输入端。所述电容C3一段接MOS管Q1的输出，一端接地。
所述引脚CHG为充电中指示信号，可接到一个发光二极管LED-1，并通过电阻R0 上拉，用于显示设备提示正在充电。
所述引脚CHGT为充电中指示信号，可接到一个发光二极管LED-2，并通过电阻R1 上拉，用于显示设备提示充电完成。
电池充电管理芯片U1的CHG信号为内部开漏极输出，通过电阻R0电阻和LED-1 上拉；U1的CHGT信号为内部开漏极输出，通过电阻R1电阻和LED-2上拉。
当J1和J2都悬空时，充电管理芯片U1未接入有效输入电压，PNP型MOS管门极 (Q1-Pin1)通过R3、R4上拉到BAT端，为高电平，则Q1断开，电池和系统电路为非连接状态，系统电路不工作。
当J1和J2接入有效输入电压时，输入电压给电池充电；PNP型MOS管Q1的门极 (Q1-Pin1)为高电平，则Q1断开，电池和系统电路为断开状态，系统电路未上电作。
当J1和J2短接时，此时因为U1-VCC引脚通过二极管D1连接到J2(J2接地)，因此 U1-VCC被钳位在低电平，Q1门极(Q1-Pin1)为低电平，则Q1导通，电池和系统电路为连接状态，系统电路正常工作。
在充电过程中，充电电源管理芯片U1的CHG信号内部FET为ON，LED-1亮；充电完成或未充电时，U1的CHGT信号内部FET为ON，LED-2亮，同时LED-1息灭。通过U1-CHG信号和U1-CHGT信号的组合，可以识别出系统电路是处于：充电中、充电完成、系统电路工作中、系统电路未工作状态。
二极管D1的作用有两个：当J1接入正电压时，防止J1电压直接接到电池正极上。当J2和J1短接时，将Q1门极钳位到低电平，使Q1导通。
适当的选取与U1的PROG相连接的R2的值，可以确定对电池的额定充电电流。
电容C1，C2，C3分别作为充电管理芯片U1，电池，和系统电路的电源滤波电容用。
电容C4和R4组成充放电电路，其作用使Q1门极电平缓慢变化，对电池对系统供电或断电起到软开关作用。
当J1和J2接适当输入电压时，输入电压可对所述电池进行充电，且此时由于MOS 管的门极为高电平，Q1为断开状态，电池与系统电路为断开，系统电路处于不供电状态；
当J1和J2短接时，U1的Vcc被钳位在低电平，MOS管的门极为低电平，Q1导通，电池可对系统电路供电；
当J1和J2都悬空时，电池不对系统电路供电，进入低功耗状态。本实用新型的一种植入式功耗监测设备的充电电路只用了2个触点，同时实现了充电和上电开关两个功能，有利于实现设备的微型化。
本实用新型的一种植入式功耗监测设备的充电电路，
首先，通过在电池及系统电路的电压输入端之间设置一个MOS开关管(Q1)，通过对MOS开关管(Q1)的控制，可方便地适应系统电路的供电需求；
其次，通过设置电池为可充电式电池，且设置相应的电池充电管理芯片与电池配合，用以协调电池是否需要充电以及系统电路是否需要供电；
最后，通过设置两个触点，用以与电池充电管理芯片相适配，可实现外部对电池充电管理芯片工作状态的控制，从而使得该系统电路的供电与否可在任意场合得到满足。
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