本申请涉及智能电池及其充电保护电路。
背景技术：
飞行器通常以无人机的形式出现，用于航拍、提供虚拟现实视角或运输质量较小的物品。
无人机通常使用电池作为能源。由于锂电池能量密度相对于传统的铅酸电池能量密度高，因此，无人机常用锂电池作为能源。
锂电池的供电通常通过电源管理芯片来控制。
在实现现有技术过程中，发现现有技术中至少存在如下问题：
电池在充电时，通常进行快充，这样容易导致电芯的损坏，特别是，电池欠压严重时，普通充电方式或者快速充电方式容易导致电芯的损坏。因此，需要提供一种具有保护功能的充电电路及自带保护功能的智能电池。
技术实现要素：
基于此，针对电池在快充时容易导致电芯损坏的问题，本申请提供一种智能电池及其充电保护电路。
一种智能电池的充电保护电路，包括：单片机,与所述单片机连接的充电电路。当所述单片机检测到待充智能电池处于欠压状态时，所述单片机控制所述充电电路形成第一充电支路，以便以第一电流充电。当所述单片机检测到待充智能电池处于正常充电电压时，所述单片机控制所述充电电路形成第二充电支路，以便以大于第一电流的第二电流充电。
本申请提供的智能电池的充电保护电路可以在电池欠压严重时以第一电流对电池充电；待电池充电到正常充电电压时，以大于第一电流的第二电流充电，保护电池电芯不受损坏。
在其中一个实施例中，所述第一充电支路包括限流电阻和与限流电阻串接的第一MOS管。所述第一充电支路一端形成电源输入端，另一端形成充电输出端。
在其中一个实施例中，所述第二充电支路包括第二MOS管，与所述第一充电支路并联。
在其中一个实施例中，所述充电保护电路还包括第三MOS管，与并接的第一充电支路和第二充电支路串接。
在其中一个实施例中，所述第一充电支路包括限流电阻和第一开关，所述第一充电支路一端形成电源输入端，另一端形成充电输出端。
在其中一个实施例中，所述第二充电支路包括第二开关，与第一充电支路并联。
在其中一个实施例中，所述充电保护电路还包括第三开关，与并接的第一充电支路和第二充电支路串接。
在其中一个实施例中，所述充电保护电路还包括一端连接所述电源输入端,另一端连接所述充电输出端的滤波支路。
本申请还提供一种智能电池，包括：充电保护电路；所述智能电池的正极电芯连接所述充电输出端。
本申请提供的智能电池在欠压严重时能以小电流充电，实现电池自我保护的效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为充电保护电路的等效电路图；
图2为充电保护电路的电路图；
图3为充电保护电路的优选实施例电路图；
第一充电支路 1
第二充电支路 2
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
请参见图1，本申请实施例提供一种智能电池的充电保护电路，能够在电池欠压严重时以小电流第一电流对电池充电，保护电池电芯不受损坏。
一种智能电池的充电保护电路，包括：单片机；与单片机连接的充电电路。当单片机检测到待充智能电池处于欠压状态时，单片机控制充电电路形成第一充电支路，以便以第一电流充电。当单片机检测到待充智能电池处于正常充电电压时，单片机控制充电电路形成第二充电支路，以便以大于第一电流的第二电流充电。
在一个实施例中，第一充电支路1包括限流电阻R1和第一开关K1，第一充电支路1一端形成电源输入端A，另一端形成充电输出端B。第二充电支路2包括第二开关K2，与第一充电支路1并联。充电保护电路还包括第三开关K3，与并接的第一充电支路1和第二充电支路2串接。
当单片机检测到电池处于欠压状态时，单片机控制第三开关K3和第一开关K1闭合，第二开关K2断开，在第一充电支路1上形成第一电流。与第一开关K1串联的限流电阻R1增大第一充电支路的总电阻，流入电池的电流减小，第一电流从电源输入端A经第一充电支路1流向充电输出端B。第二充电支路2处于断路状态。
当单片机检测电池处于正常充电状态时，单片机控制第三开关K3和第二开关K2闭合，第一开关K1断开，在第二充电支路2上形成第二电流。第二充电支路2以大于第一电流的第二电流对电池充电。第一充电支路1处于断路状态。
在一个具体的实施例中，请参见图2，第一开关K1包括第一MOS管M1，第二开关K2包括第二MOS管M2和第二电阻R2，第三开关K3包括第三MOS管M3。其中，第一MOS管M1、第三MOS管M3为NMOS，第二MOS管M2为PMOS。
第一充电支路1包括限流电阻R1和与限流电阻R1串接的第一MOS管M1，第一充电支路1一端形成电源输入端A，另一端形成充电输出端B。第二充电支路2包括第二MOS管M2，与第一充电支路1并联。充电保护电路还包括第三MOS管M3，与并接的第一充电支路1和第二充电支路2串接。
在该实施例中：电源输入端A的输入电压为Vcc。晶体管的阈值电压为Vth，本申请中晶体管采用的材料一致，故本申请中晶体管的阈值电压Vth一致。晶体管的栅极电压为Vg；源极电压为Vs；漏极电压为Vd。晶体管的栅源电压差为Vgs；漏源电压差为Vds。当NMOS处于截止状态时，晶体管的栅源电压差与阈值电压的关系为：Vgs<Vth；当NMOS处于饱和状态时，晶体管的栅源电压差与漏源电压差的关系为：Vds>Vgs-Vth。当PMOS处于截止状态时，晶体管的栅源电压差与阈值电压的关系为：|Vgs|<Vth；当PMOS处于饱和状态时，晶体管的栅源电压差与漏源电压差的关系为：|Vds|>|Vgs|-|Vth|。
进一步地，当单片机检测到电池处于欠压状态时：
单片机控制第三MOS管M3的栅极(DSG)电压值Vg3，使Vgs3>Vth，第三MOS管M3导通。
电池处于欠压状态，则第一MOS管M1的漏极电压Vd1很小；电源输入端A的输入电压为Vcc，第一MOS管M1的源极连接电源输入端A，则第一MOS管M1的源极电压Vs1为Vcc；第一MOS管M1的栅极通过第二电阻R2连接电源输入端A，则第一MOS管M1的栅极电压Vg1小于Vcc。所以第一MOS管M1满足PMOS处于饱和状态时的条件，即：|Vds1|>|Vgs1|-|Vth|。第一晶体管M1与第一电阻R1串联，第一充电支路1的总电阻增大，故流经第一支路1的第一电流小。第一电流的方向为由电源输入端A到充电输出端B。
单片机控制第二MOS管M2的栅极(CHG)电压值Vg2，使Vgs2<Vth，第二MOS管M2截止，第二充电支路2处于断路状态。
当单片机检测到电池处于正常电压时：
单片机控制第三MOS管M3的栅极(DSG)电压值Vg3，使Vgs3>Vth，第三MOS管M3导通。
第二MOS管M2的源极电压升高，通过单片机控制第二MOS管M2的栅极(CHG)电压，使得|Vds2|>|Vgs2|-|Vth|，第二MOS管M2处于饱和区。第二充电支路2的电阻小于第一充电支路1的电阻，故流经第二充电支路2的第二电流比第一电流大，第二电流的方向为由电源输入端A到充电输出端B。
由于电池处于正常电压状态，第一MOS管M1的漏极电压Vd1增大，该第一MOS管M1的栅源电压差与漏源电压差不再满足饱和状态的条件，第一充电支路1处于断路状态。
在上述实施例中，当单片机检测到待充智能电池处于欠压状态时，单片机控制第一充电支路1工作，第二充电支路2断开，以便以第一电流充电；当单片机检测到待充智能电池处于正常充电电压时，单片机控制第二充电支路2工作，第一充电支路1断开，以便以大于第一电流的第二电流充电。电池处于欠压状态时，以小电流对电池充电，保护电芯不被损坏。
进一步地，充电保护电路还包括一端连接所述电源输入端A,另一端连接所述充电输出端B的滤波支路，该滤波支路包括两个串联的第一电容C1和第二电容C2。其中，第一电容C1的容量为0.1uF，第二电容C2的容量为0.2uF。
进一步地，前述PMOS的型号为DMP2160。
进一步地，如图3所示，第三MOS管优选的实施例为将两个NMOS管并联，其中，NMOS的型号为NTMFS4C03NT1G。第二充电支路的第二MOS管优选的实施例为将两个NMOS管并联，其中，NMOS的型号为NTMFS4C03NT1G。采用两个NMOS并联可以减小沟道电阻，使电流增大，提高充电效率。
本申请还提供一种智能电池，其包括：充电保护电路；该智能电池的正极电芯连接所述充电输出端B。
本申请提供的智能电池在欠压严重时能以小电流充电，达到自我保护的功能。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。