一种电池检测电路、电池保护电路板、电池及手机的制作方法

本实用新型涉及电池领域，尤其涉及一种电池检测电路、电池保护电路板、电池以及手机。

背景技术：

随着电子技术的发展，手机、笔记本等数码产品已经成为人们工作和生活中必不可少的一部分，而电池作为手机、笔记本的供电电源，其设计显得相关重要。手机电池内部设计有电池检测电路，其中包括识别电池类型的ID识别电路和检测电池环境温度的温度检测电路，现有技术中，通常将温度检测电路和ID识别电路并联后共同连接到负极输入端，当电池处于充电或者放电状态时，导致ID电阻和温度温度检测电阻测量出现误差，则会影响手机对电池的识别以及对手机环境温度的判断，影响手机的正常使用。

技术实现要素：

为解决现有技术中电阻检测存在误差的技术问题，本实用新型提供了一种电池检测电路，所述电池检测电路解决了电池充电、放电导致ID电阻和和温度检测电阻测量存在误差的问题。

本实用新型提供的一种电池检测电路，所述电池检测电路包括温度检测模块和识别模块，所述识别模块包括用于对电池进行识别的识别电阻、用于外部连接的第一端口和第一接地端口，所述第一端口、识别电阻及第一接地端口依次电连接；所述温度检测模块包括温度检测电阻、用于外部连接的第二端口和第二接地端口，所述第二端口、温度检测电阻以及第二接地端口依次电连接。

一些实施例中，所述第一端口含有第一引脚，所述第一接地端口含有第一接地引脚；所述第二端口含有第二引脚，所述第二接地端口含有第二接地引脚。

一些实施例中，所述识别模块包括与所述识别电阻并联的第一电容，所述温度检测模块包括与所述温度检测电阻并联的第二电容。

本实用新型提供一种电池保护电路板，所述电池保护电路板包括上述实施例中的电池检测电路。

一些实施例中，所述电池保护电路板包括用于外部连接的正极输入端和负极输入端，所述负极输入端接地及用于与外部负载或电源连接。

本实用新型提供一种电池，所述电池包括电芯及位于所述电芯上的电池保护电路板，所述电池保护电路板为上述实施例中所述的电池保护电路板。

本实用新型提供一种手机，所述手机包括上述实施例中的电池及位于手机内部的第一检测电源和第二检测电源，所述识别模块通过所述第一引脚和第一接地引脚与所述第一检测电源连接，所述温度检测模块通过所述第二引脚和第二接地引脚与所述第二检测电源相连。

一些实施例中，所述第一检测电源和第二检测电源为恒定电压源或恒定电流源。

作为一种优选方案，所述手机包括手机芯片和第一检测电阻和第二检测电阻，所述第一检测电源和第二检测电源为恒定电压源，所述第一检测电源和与所述第一检测电阻串联，所述第二检测电源和第二检测电阻串联，所述手机芯片用于检测所述第一检测电阻和/或第二检测电阻两端的电压。

作为另一种优选方案，所述手机包括手机芯片，所述第一检测电源和第二检测电源为恒定电流源，所述手机芯片用于检测第一引脚和第一接地引脚和/或第二引脚和第二接地引脚之间的电压。

有益效果：本实用新型的电池检测电路中的温度检测模块和识别模块分别通过第一接地引脚、第二接地引脚接地，所述第一引脚、识别电阻(21)及第一接地引脚依次电连接，然后第一引脚、第一接地引脚与外部检测电源连接形成检测回路；所述第二引脚、温度检测电阻以及第二接地引脚依次电连接，然后第二引脚、第二接地引脚与外部检测电源连接形成检测回路；通过将这两个模块设置在两个单独的回路中，测量所述识别电阻和所述温度检测电阻的电阻值，这种检测电路的设计，避免接入P-公共端，有效的避免电池充电、放电带来的测量干扰，减小了测量误差，提高了电池内电阻测量的精确度，有利于正确的反馈电池的信息，有利于电池的正常使用。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的恒定电压法测量NTC和ID电阻的电路图；

图2为本实用新型实施例提供的恒定电流法测量NTC和ID电阻的电路图；

图3为现有技术恒定电压法测量测量NTC和ID电阻的电路图；

图4为现有技术恒定电流法测量测量NTC和ID电阻的电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

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，其中自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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“顺时针”、“逆时针”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。

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。

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。

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。

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步描述。

如图1至图2所示，本实用新型提供了一种电池检测电路，所述电池检测电路包括温度检测模块和识别模块，所述识别模块包括用于对电池进行识别的识别电阻21，所述识别模块两端为第一端口和第一接地端口，所述识别电阻21、第一端口及第一接地端口之间依次电连接；所述温度检测模块包括温度检测电阻 31，所述温度检测模块两端为第二端口和第二接地端口，所述温度检测电阻31、第二端口以及第二接地端口之间依次电连接。通过将这两个模块设置在两个单独的回路中，测量所述识别电阻21和所述温度检测电阻31的电阻值，这种检测电路的设计，避免接入P-公共端，有效的避免电池充电、放电带来的测量干扰，减小了测量误差，提高了电池内电阻测量的精确度，有利于正确的反馈电池的信息，有利于电池的正常使用。通过测量所述识别电阻21的电阻值可知道该电池的类型和容量，所述识别电阻21也称ID电阻。通过测量所述温度检测电阻31的阻值可知道电池内部的温度信息。进一步的，将所述电池检测电路所测得ID电阻的阻值与手机芯片ID电阻数据库对比，可确定该电池的类型，从而确定该电池是否为满足需要的手机电池；将将所述电池检测电路所测得温度检测电阻31的阻值与手机芯片温度检测电阻31数据对比，可确定手机电池内部的温度，可及时反映电池内部的温度信息。

作为一种优选，所述第一端口含有第一引脚23，所述第一接地端口含有第一接地引脚24；所述第二端口含有第二引脚33，所述第二接地引端口含有第二接地引脚34。

一些实施例中，所述识别模块包括与所述识别电阻21并联的第一电容22，所述温度检测模块包括与所述温度检测电阻31并联的第二电容32。所述第一电容22和所述第二电容32为稳压滤波电容，可有效防止静电的影响。

本实用新型提供一种电池保护电路板，所述电池保护电路板包括上述实施例中的电池检测电路。所述电池保护电路板包括用于外部连接的正极输入端61 和负极输入端62，所述负极输入端62接地及用于与外部负载或电源连接。

本实用新型提供一种电池，所述电池包括电芯及位于所述电芯上的电池保护电路板。所述电池保护电路板为上述实施例中任意一项所述的电池保护电路板。所述正极输入端61和负极输入端62用于连接外部负载或者电源。一般的电池内部还包括电池正极连接端B+、电池负极连接端B－、控制电路、控制开关。且还设置有与所述正极输入端61和负极输入端62对应链接的引脚P+和 P-，具体如图3和图4所示，所述控制电路包括控制线路板IC、放电控制D0、充电控制引脚C0以及引脚VDD、VSS、VM。所述控制开关为两个MOS管，两个 MOS管的栅极分别连接所述放电控制引脚D0和充电控制引脚C0。所述VM为电流检测引脚，VM经导线引出串联一限流电阻R2接在电芯负极的连接线路中。通过R2检测VSS和VM之间两MOS管两端的电压，将电压信息反馈给IC电路，IC 电路做出响应控制两个MOS的通断，实现电路的过电流或短路的保护。所述VDD 经导线引出后串联一限流电阻R1后连接电芯的正极，通过R1所述引脚VDD和 VSS检测电芯两端的电压，根据反馈的所述电芯的电压值，线路板发出控制指令，通过控制D0和C0的通断，控制所述电芯的充电或放电，具体的当D0导通时，所述电芯放电，否则立即停止放电；当C0导通时，电芯充电，否则立即停止充电。所述VSS经导线引出连接电芯负极，所述VDD和VSS经导线引出后两者之间连接一电容。所述电池正极连接端B+和所述电池负极连接端B-接在电芯的两端，所述电芯从正极输入端61和负极输入端62之间实现充电输入和放电输出。充电时正极输入端61和负极输入端62连接检测电源，充电器的输出电压接在正极输入端61和负极输入端62之间，电流从正极输入端61流向电池B+ 和B-，在经过控制开关到负极输入端62流出。放电时正极输入端61和负极输入端62连接外部负载，电流从B+流向正极输入端61，由正极输入端61流向负载，再从负载流出，由负极输入端62流向B-回到电芯负极。

本实用新型提供了一种手机，所述手机包括上述实施例中的电池及位于手机内部的第一检测电源41和第二检测电源42，所述识别模块通过所述第一引脚 23和第一接地引脚24与所述第一检测电源41连接，所述温度检测模块通过所述第二引脚33和第二接地引脚34与所述第二检测电源42相连。具体的，如图 1和图2所示。

一些实施例中，所述第一检测电源41和第二检测电源42为恒定电压源和/ 或恒定电流源。

作为一种优选方案，所述手机包括手机芯片和第一检测电阻51和第二检测电阻52，所述第一检测电源41和第二检测电源42为恒定电压源，所述第一检测电源41和与所述第一检测电阻51串联，所述第二检测电源42和第二检测电阻52串联，所述手机芯片用于检测所述第一检测电阻51和/或第二检测电阻52 两端的电压。所述第一检测电阻51和第二检测电阻52为固定电阻，如图1所示，手机内还设有与电池的端口对接的相应引脚，具体的有ID电阻检测引脚、 NTC电阻检测引脚。所述第一检测电源41和第二检测电源42分别与所述第一检测电阻51、第二检测电阻52串联后，两端经ID电阻检测引脚和第一接地引脚 24或经NTC电阻检测引脚和第二接地引脚34引出与所述识别模块的连接，所述手机芯片通过测量所述第一检测电阻51和第二检测电阻52两端的电压根据I＝U/R可确定回路中的电流值，从而可确定所述识别电阻21的阻值或温度检测电阻31的阻值。图中的V表示测试电阻两端的的电压，并不代表任何电学意义上的电气元件，具体的V是由手机内部的手机芯片测量得出。

作为另一种优选方案，如图2所示，所述手机包括手机芯片，所述第一检测电源41和第二检测电源42为恒定电流源，所述手机芯片用于检测所述第一引脚23和第一接地引脚24和/或第二引脚33和第二接地引脚34之间的电压。此时无其他外加负载，根据欧姆定律可计算出所述识别电阻21的阻值或温度检测电阻31的阻值。图中的V表示第一引脚23和第一接地引脚24和/或第二引脚33和第二接地引脚34之间的端口电压，并不代表任何电学意义上的电气元件，具体的V是由手机内部的手机芯片测量得出。

实施例中温度检测电阻31采用NTC电阻，但所述温度检测电阻31不限于NTC电阻，识别电阻21为ID电阻。

特别说明，以下实施例和对比例中：

R_NTC—P是指ID电阻回路和NTC电阻回路中公共端的导线的电阻阻值；

R_NTC是指NTC电阻的阻值，R_ID是指ID电阻的阻值；

R_(ID--GND)是指ID电阻回路中与对比例公共端导线同等长度的接地导线的电阻阻值；

R_(NTC--GND)是指NTC电阻回路中与对比例公共端导线同等长度的接地导线的电阻阻值。

实施例1

恒定电压检测电流法测试阻值：

测量电路测试电阻的原理是在电阻两端加一个稳定电压值的电压，然后通过检测整个测量回路中的电流，电流大时电阻值低、电流小时电阻值高，来确定测量回路中的ID电阻、NTC电阻值的大小。其包括ID电阻，ID稳压滤波电容、NTC电阻、NTC稳压滤波电容、手机芯片、测量电阻。

实施例1测试电阻的阻值原理如下：

如图1所示，在电阻两端加一个稳定电压值的电压，然后通过检测整个测量回路中的电流，电流大时电阻值小、电流小时电阻值大，来确定测量回路中的ID电阻、NTC电阻值的大小。所述手机芯片测量所述测量电阻两端的电压。所述测量电阻为固定电阻，所述手机芯片通过测量所述测量电阻的阻值可确定回路中的电流值，从而可确定所述识别电阻21的阻值或温度检测电阻31的阻值。

以下数据取E＝0.4V 放电电流＝3A R_NTC--P＝0.02Ω R_NTC＝10KΩ R_ID＝4.7KΩ

检测电流电阻＝1KΩ R_(NTC--GND)＝0.08Ω R_(ID--GND)＝0.08Ω

改善后放电时：

ID回路R检测电压V＝(E/(R_ID+R+R_(ID--GND))*R

改善后ID检测误差率：

(改善前未放电时R上检测电压V-改善后放电时R上检测电压V)/改善前未放电时R上检测电压V*100％≈0％

改善后放电时：

NTC回路R检测电压V＝E/(R_NTC+R+R_(NTC--GND))*R

改善后NTC检测误差率：

(改善前未放电时R上检测电压V-改善后放电时R上检测电压V)/改善前未放电时R上检测电压V*100％≈0％

对比例1

如图3所示，改善前未放电时：

ID回路R检测电压V＝E/(R+RID+R_(ID--P-))*R

改善前放电时：

ID回路R检测电压V＝(E-(放电电流I*R_(ID--P-)))/(R_ID+R)*R

改善前ID检测误差率：

(改善前未放电时R上检测电压V-改善前放电时R上检测电压V)/改善前未放电时R上检测电压V*100％＝(0.0702-0.0596)/0.0702*100％＝15.1％

改善前未放电时：

NTC回路R检测电压V＝E/(R+R_NTC+R(NTC--P-₎)*R

改善前放电时：

NTC回路R检测电压V＝(E-(放电电流I*R_(NTC--P-)))/(R_NTC+R)*R

改善前NTC检测误差率：

(改善前未放电时R上检测电压V-改善前放电时R上检测电压V)/改善前未放电时R上检测电压V*100％＝(0.0364-0.0309)/0.0364*100％＝15.1％

对比例2：

如图3所示，充电时测试ID、NTC电阻

改善前未充电时：

ID回路R检测电压V＝E/(R+R_ID+R_(ID--P-))*R

改善前充电时：

ID回路R检测电压V＝(E+(充电电流I*R_(ID--P-)))/(R_ID+R)*R

改善前ID检测误差率：(改善前充电时R上检测电压V-改善前未充电时R上检测电压V)/改善前未充电时R上检测电压V*100％＝(0.0807-0.0702)

/0.0702*100％＝15％

改善前未充电时：

NTC回路R检测电压V＝E/(R+R_NTC+R_(NTC--P-))*R

改善前充电时：

NTC回路R检测电压V＝(E+(充电电流I*R_(NTC--P-)))/(R_NTC+R)*R

改善前NTC检测误差率：

(改善前充电时R上检测电压V-改善前未充电时R上检测电压V)/改善前未充电时R上检测电压V*100％＝(0.0418-0.0364)/0.0364*100％＝14.8％

实施例2

恒定电流检测电压法测试阻值：

测量电路测试电阻的原理是在电阻两端加一个恒定的小电流，然后通过检测整个电阻两端的电压，电压大时电阻值大、电压小时电阻值低，来确定测量回路中的ID电阻、NTC电阻值的大小。

实施例2测试电阻的阻值原理如下：

在电阻两端加一个稳定电压值的电压，然后通过检测整个测量回路中的电流，电流大时电阻值小、电流小时电阻值大，来确定测量回路中的ID电阻、NTC 电阻值的大小。所述手机芯片用于测量第一引脚23和第一接地引脚24和/或第二引脚33和第二接地引脚34之间的电压。此时无其他外加负载，根据欧姆定律可计算出所述识别电阻21的阻值或温度检测电阻31的阻值。

如图2所示，改善后放电时：

ID检测电压V＝Is*(R_ID+R_(ID--GND))

改善后ID检测误差率：

(改善后放电时ID检测电压V-改善前未放电时ID检测电压V)/改善前未放电时 ID检测电压V*100％＝(0.1880032-0.1880008)/0.1880008*100％＝0.001％

改善后放电时：

NTC检测电压V＝Is*(R_NTC+R_(NTC--GND))

改善后NTC检测误差率：

(改善后放电时NTC检测电压V-改善前未放电时NTC检测电压V)/改善前未放电时NTC检测电压V*100％＝(0.4000032-0.4000008)/0.4000008*100％＝0.0006％

对比例3

如图4所示，放电时测试ID、NTC电阻

改善前未放电时：

ID检测电压V＝Is*(R_ID+R_(ID--P-))

改善前放电时：

ID检测电压V＝Is*R_ID-放电电流I*R_(ID--P-)

改善前ID检测误差率：

(改善前未放电时ID检测电压V-改善前放电时ID检测电压V)/改善前未放电时ID检测电压V*100％＝(0.1880008-0.128)/0.1880008*100％＝31.9％

改善前未放电时：

NTC检测电压V＝Is*(R_NTC+R(_NTC--P-))

改善前放电时：

NTC检测电压V＝Is*R_NTC-放电电流I*R(NTC--P-)

改善前NTC检测误差率：

(改善前未放电时NTC检测电压V-改善前放电时NTC检测电压V)/改善前未放电时NTC检测电压V*100％＝(0.4000008-0.34)/0.4*100％＝15％

对比例4

如图4所示，充电时测试ID、NTC电阻

改善前未充电时：

ID检测电压V＝Is*(R_ID+R_(ID--P-))

改善前充电时：

ID检测电压V＝Is*R_ID+充电电流I*R_(ID--P-)

改善前ID检测误差率：

(改善前电池充电时ID检测电压V-改善前电池未充电时ID检测电压V)/改善前电池未充电时ID检测电压V*100％＝(0.24-0.1880008)/0.1880008*100％＝27.7％

改善前未充电时：

NTC检测电压V＝Is*(R_NTC+R_(NTC--P-))

改善前充电时：

NTC检测电压V＝Is*R_NTC+充电电流I*R_(NTC--P-)

改善前NTC检测误差率：

(改善前充电时NTC检测电压V-改善前未充电时NTC检测电压V)/改善前未充电时NTC检测电压V*100％＝(0.46-0.4000008)/0.4000008*100％＝15％

以上取Is＝0.04mA 放电电流＝3A R_NTC--P＝0.02Ω R_NTC＝10KΩ R_ID＝4.7KΩ 检测电流电阻＝1KΩ R_(NTC--GND)＝0.08Ω R_(ID--GND)＝0.08Ω

R(ID—P)＝0.02Ω

从上述分析可以看出对比例1中NTC电阻、ID电阻到P-这段共用电路有一定电阻，测量ID电阻、NTC电阻回路中因为电池有一定的电流充电或放电。当充放电电流流过这段共用电路时，产生额外的电压升或降，就会影响测量回路中加在ID电阻、NTC电阻两端的电压，放电时减去这个电压，充电时加上这个电压。因为回路中总电压的变化，回路中的电流会发生相应变化。放电时检测的ID电阻、NTC 电阻阻值比实际值高，充电时检测的ID电阻、NTC电阻阻值比实际值低。从而造成现有方案在电池充电或放电时NTC、ID阻值检测不准确，且随着充电和放电电流的增大而影响更大。从而造成手机检测ID电阻不准和NTC阻值不准，影响手机对电池的识别和电池的环境温度的判断而造成电池不能正常充电与放电。

结论：测量ID电阻、NTC电阻产生误差的根本原因在于共用电路P－段有压降，实施例1、2和对比例1、2、3、4采取测量检测电阻两端的电压，并将测量电压的误差进行比较，得出本实用新型的电路改进方案显著减小了电压测量误差的问题。由于实际操作过程中NTC电阻比较难以测量和计算得知，以上实验虽然没有直接测量ID电阻和NTC电阻的测量误差，但检测电阻两端的电压测量误差可以反映与之串联的ID电阻或NTC电阻的电压测量误差情况，通过对比改善前后检测误差，在使用了本实用新型的技术方案后，ID、NTC回路检测电阻R两端电压的测量误差率明显小于改善前方案；则根据欧姆定律U＝I R，且检测电阻和ID电阻或NTC电阻串联在一个回路中，电压与电阻成正比，所在同一个回路中电压变化ΔU相同，R_NTC＝10KΩ，R_ID＝4.7KΩ，检测电流电阻＝1KΩ，简单推算可得知，ID电阻和NTC电阻的电压的测量误差也会有相应减小 (0.21或0.1倍)。再根据欧姆定律可知ID电阻和NTC电阻的测量误差会有大幅度的减小。

综上所述可知，本实用新型的这种电路设计，有效改善了电路中的共用端 P－充电和放电带来的测量干扰，显著改善了ID电阻和NTC电阻的测量误差的技术问题，降低了电阻的测量误差。

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。

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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。