电池充电检测复用IO口电路的制作方法

本实用新型涉及充电状态检测领域，尤其涉及一种电池充电检测复用io口电路。

背景技术：

在相关技术中，使用电池充电芯片上的两个引脚作为电池充电状态的指示引脚。但上述充电状态指示方法需要cpu的两个i/o口与充电芯片的两个引脚进行连接，加上通常还需要检测有无插充电电源，需要占用三个i/o口资源，不仅对cpui/o口的使用造成影响，而且增加了充电检测电路的成本。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种电池充电检测复用io口电路，能够减少主控模块端口的使用数量，从而降低电池充电检测复用io口电路的成本。

根据本实用新型实施例的电池充电检测复用io口电路，包括：充电检测模块，用于对电池进行充电并检测电池的充电状态；状态指示模块，与所述充电检测模块电连接，用于根据所述充电状态输出电信号；主控模块，所述主控模块的第一端口与所述状态指示模块电连接，用于根据所述电信号输出显示信号；其中，所述状态指示模块包括：第一状态指示模块和第二状态指示模块，所述第一状态指示模块与所述第二状态指示模块电连接，所述主控模块的第一端口与所述第一状态指示模块和所述第二状态指示模块的连接节点电连接。

根据本实用新型实施例的电池充电检测复用io口电路，至少具有如下有益效果：通过将第一状态指示模块和第二状态指示模块进行电连接，并设置主控模块的第一端口与第一状态指示模块和第二状态指示模块的连接节点电连接，以利用主控模块的一个端口即可实现电池三种充电状态(充电中、充满电、未充电)的检测识别，减少主控模块端口的使用数量，从而提高了主控模块端口的利用率，并降低了电池充电检测复用io口电路的成本。

根据本实用新型的一些实施例，还包括：供电模块，与所述第一状态指示模块电连接，用于为所述主控模块提供供电电源；所述充电检测模块包括：充电检测单元，用于对所述电池进行充电并检测所述电池的充电状态；所述第一状态指示模块包括：第一电阻，所述第一电阻的一端与所述供电模块电连接，所述第一电阻的另一端与所述充电检测单元的第一端口电连接；所述第二状态指示模块包括：第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一电阻的另一端电连接，所述第二电阻的另一端与所述充电检测单元的第二端口电连接；其中，所述主控模块的第一端口与所述第一电阻和所述第二电阻的连接节点电连接。

根据本实用新型的一些实施例，还包括：插电电源模块，与所述充电检测模块电连接，用于提供充电电源。

根据本实用新型的一些实施例，所述充电检测模块还包括：第三电阻，所述第三电阻的一端与所述插电电源模块电连接，所述第三电阻的另一端与所述充电检测单元的第三端口电连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述所述充电检测模块还包括：充电设置单元，与所述充电检测单元的第四端口电连接，用于设置所述电池的充电电流。

根据本实用新型的一些实施例，所述充电设置单元包括：第四电阻，所述第四电阻的一端与所述充电检测单元的第四端口电连接，所述第四电阻的另一端接地。

根据本实用新型的一些实施例，所述充电检测模块还包括：第一电容，所述第一电容的一端与所述第三电阻的另一端电连接，所述第一电容的另一端接地并与充电检测单元的第五端口电连接。

根据本实用新型的一些实施例，还包括：电池模块，与所述充电检测单元的第六端口电连接；所述充电检测模块还包括：第二电容，所述第二电容的一端与所述电池模块电连接，所述第二电容的另一端接地。

根据本实用新型的一些实施例，所述充电检测单元的型号为以下任一种：tp4056、me4056、tp4057、me4057。

根据本实用新型的一些实施例，所述主控模块的第一端口为a/d端口。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，其中：

图1为本实用新型电池充电检测复用io口电路的一具体实施例模块框图；

图2为本实用新型电池充电检测复用io口电路的另一具体实施例模块框图；

图3为本实用新型电池充电检测复用io口电路的一具体实施例电路原理图。

附图标记说明：

充电检测模块100、充电检测单元110、状态指示模块200、第一状态指示模块210、第二状态指示模块220、主控模块300、供电模块400、插电电源模块500、电池模块600。

具体实施方式

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，仅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，涉及到方位描述，例如上、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。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

需要说明的是，本申请提供的电池充电检测复用io口电路适用于锂电池供电的各类电子产品，在下列各实施例中，以电池为锂电池的简称进行说明。

参照图1，在一些实施例中，电池充电检测复用io口电路包括：充电检测模块100、状态指示模块200和主控模块300。充电检测模块100用于对电池进行充电并检测电池的充电状态；状态指示模块200与充电检测模块100电连接，用于根据充电状态输出电信号；主控模块300的第一端口与状态指示模块200电连接，主控模块300用于根据电信号识别充电状态并输出对应的显示信号。其中，状态指示模块200包括：第一状态指示模块210和第二状态指示模块220。第一状态指示模块210与第二状态指示模块220电连接，主控模块300的第一端口与第一状态指示模块210和第二状态指示模块220的连接节点电连接。具体地，电池充电状态包括充电中、充电满、未充电三种状态，因此，第一状态指示模块210表示充电中状态，第二状态指示模块220表示充电满状态。第一状态指示模块210和第二状态指示模块220电连接，且连接节点与主控模块300的第一端口电连接，以利用主控模块300的一个端口即可实现电池三种充电状态的检测。

在一些具体的实施例中，充电检测模块100检测电池的充电状态，状态指示模块200根据充电状态输出对应的充电中电信号或充电满电信号，主控模块300的第一端口接收电信号，并根据电信号数值大小以判断识别电池的充电状态，主控模块300根据判断结果输出对应的显示信号，以显示电池的以下任一充电状态：充电中状态、充电满状态或未充电状态。可以理解的是，显示信号可以用于控制对应不同充电状态的led指示灯的亮灭，或控制lcd等显示屏的显示，或控制其他充电状态显示方式的显示等，本申请实施例不作具体限制。

本申请提供的电池充电检测复用io口电路通过将第一状态指示模块210和第二状态指示模块220进行电连接，并设置主控模块300的第一端口与第一状态指示模块210和第二状态指示模块220的连接节点电连接，以利用主控模块300的一个端口即可实现电池两种充电状态的检测和识别，减少主控模块300端口的使用数量，从而提高了主控模块300端口的利用率，并降低了电池充电检测复用io口电路的成本。

参照图2，在一些实施例中，电池充电检测复用io口电路还包括：供电模块400。供电模块400与第一状态指示模块210电连接，用于为主控模块300提供供电电源。充电检测模块100包括：充电检测单元110，用于对电池进行充电并检测电池的充电状态。参照图3，第一状态指示模块210包括：第一电阻r1，第一电阻r1的一端与供电模块400电连接，第一电阻r1的另一端与充电检测单元110的第一端口电连接。第二状态指示模块220包括第二电阻r2，第二电阻r2的一端与第一电阻r1的另一端电连接，第二电阻r2的另一端与充电检测单元110的第二端口电连接。具体地，充电检测单元110为充电芯片ic1，供电模块400用于提供供电电源vcc。第一电阻r1和第二电阻r2的连接节点与主控模块300的第一端口电连接，充电检测单元110的第一端口与主控模块300的第一端口电连接，并通过上拉第一电阻r1连接至供电模块400，充电检测单元110的第二端口通过下拉第二电阻r2连接至主控模块300的第一端口。

参照图3，在一些具体的实施例中，充电检测单元110的第一端口为chrg端口，充电检测单元110的第二端口为stdby端口。当充电检测单元110检测到电池处于充电中状态时，充电检测单元110的第一端口输出0v低电平，充电检测单元110的第二端口为漏极开路，此时主控模块300的第一端口接收到的电信号为0v。当充电检测单元110检测到电池处于充电满状态时，充电检测单元110的第一端口为漏极开路，充电检测单元110的第二端口输出0v低电平，此时主控模块300的第一端口接收到的电信号为供电电源vcc经上拉第一电阻r1和下拉第二电阻r2分压后的电压u1，即u1＝vcc×r2÷(r1+r2)。因此，当主控模块300接收到的电信号为0v低电平时，判定电池处于充电中状态；当主控模块300接收到的电信号为供电电源vcc分压后的电压u1时，判定电池处于充电满状态。主控模块300对接收到电信号进行判定，并输出对应的显示信号，以对电池的充电中状态或充电满状态进行显示。可以理解的是，主控模块300对电信号的判定可以存在一定的误差范围，例如5％的误差范围，本申请实施例不作具体限制。

在一些具体的实施例中，第一电阻r1和第二电阻r2可选取2k至20k的任一阻值，第一电阻r1和第二电阻r2的阻值比在1:1至1:3的范围内。

在一些实施例中，电池充电检测复用io口电路还包括：插电电源模块500，与充电检测模块100电连接，用于提供充电电源。充电检测模块100还包括：第三电阻r3，第三电阻r3的一端与插电电源模块500电连接，第三电阻r3的另一端与充电检测单元110的第三端口电连接。具体地，插电电源模块500用于提供充电电源，即提供电源vin对电池进行充电。充电检测单元110的第三端口为vcc端口，第三电阻r3为充电检测单元110的充电分压保护电阻。当插电电源模块500提供充电电源vin，即有插电时，若此时电池处于充电中状态，则主控模块300的第一端口接收到0v电信号；若此时电池处于充电满状态，则主控模块300的第一端口接收到分压后的电压信号u1。当插电电源模块500不提供充电电源vin，即无插电时，充电检测单元110的第一端口和第二端口为漏极开路状态，但由于上拉第一电阻r1的存在，此时主控模块300的第一端口将检测到约等于供电电源vcc的高电平电信号。主控模块300通过对主控模块300第一端口所接收到的电信号进行判断，以得到电池的充电输入插电状态和充电状态，不仅减少了主控模块300端口的使用数量，并降低了电池充电检测复用io口电路的成本。

在一些具体的实施例中，充电电源vin为dc5v，且充电电源电流应不小于1a。

在一些实施例中，充电检测模块100还包括充电设置单元120，充电设置单元120与充电检测单元110的第四端口电连接，充电设置单元120用于设置电池的充电电流。具体地，充电检测单元110的第四端口为prog端口。在一些具体的实施例中，充电设置单元120包括：第四电阻r4。第四电阻r4的一端与充电检测单元110的第四端口电连接，第四电阻r4的另一端接地。通过调节第四电阻r4的阻值，以设置电池不同的充电电流，从而实现对电池的恒流充电。

在一些实施例中，充电检测模块100还包括：第一电容c1。第一电容c1的一端与第三电阻r3的另一端电连接，第一电容c1的另一端接地并与充电检测单元110的第五端口电连接。具体地，充电检测单元110的第五端口为gnd端口，第一电容c1为充电检测单元110的输入电容，用于稳定充电电源vin的直流电压，从而保证后级电路的稳定工作。可以理解的是，第一电容c1可选取的容量范围为1μf至10μf，耐压在16v以上。

在一些实施例中，电池充电检测复用io口电路还包括：电池模块600，电池模块600与充电检测单元110的第六端口电连接。充电检测模块100还包括：第二电容c2，第二电容c2的一端与电池模块600电连接，第二电容c2的另一端接地。具体地，电池模块600包括单节3.7v的锂电池。充电检测单元110的的第六端口为bat端口，充电电源vin通过充电检测单元110的第六端口对电池进行充电。第二电容c2为充电检测单元110的输出电容，用于降低电路中的电磁干扰。可以理解的是，第二电容c2可选取的容量范围为1μf至10μf，耐压在16v以上。电池模块600中的电池个数可根据实际进行适应性选取。

在一些实施例中，充电检测单元110的型号为一下任一种：tp4056、me4056、tp4057、me4057。具体地，在器件选型时，充电检测单元110需选择带“充电中”和“充电满”两种充电状态的指示引脚、可调节充电电流功能、带防反向倒灌及过温保护功能、先恒流后恒压线性控制功能的锂电池充电芯片。例如，sop8封装且带底部散热片的tp4056芯片、me4056芯片(最大充电电流为1a)、me4057芯片(最大充电电流为1a且带锂电池反接保护功能)，或sot23-6封装的tp4056芯片(最大充电电流为0.6a)等。充电检测单元110的具体型号可根据电池容量大小、电子产品的充电电流要求及pcba的尺寸限制进行适应性选定。由于充电检测单元110为线性控制芯片，在电池电压较低时，充电检测单元110会形成输入输出的高压差，压差将导致充电检测单元110发热量增加，因此电池充电检测复用io口电路的pcb需预留有足够面积的散热铜皮，以免充电检测单元110因过热进入过温保护而导致充电电流自动减小，从而影响电池的充电时间。第三电阻r3应选取0.22ω至0.4ω的1206贴片电阻，以减小电池电压过低时因充电检测单元110输入输出高压差而造成的片上功耗，并降低充电检测单元110的温升。

在一些具体的实施例中，主控模块300的第一端口为a/d端口。因此，在对主控模块300进行器件选型时，只需满足带a/d端口即可。

在一个具体的实施例中，当电池充电检测模块100检测到无充电电源vin，即无插电时，主控模块300的a/d端口接收到高电平信号。当电池充电检测模块100检测到有充电电源vin，即有插电时，若电池处于充电中状态，则主控模块300的a/d端口接收到0v低电平信号；若电池处于充电满状态，则主控模块300的a/d端口接收到供电电源vcc经第三电阻r3和第四电阻r4分压后的电压u1。

本申请实施例提供的电池充电检测复用io口电路，通过主控模块300的一个端口a/d端口即可实现对电池的插电状态和充电状态进行检测识别，减少了主控模块300端口的使用数量，从而提高了主控模块300端口的利用率，并降低了电池充电检测复用io口电路的成本。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。