一种快充电源管理电路及充电控制方法与流程

1.本技术涉及电子信息技术领域，尤其涉及一种快充电源管理电路及充电控制方法。


背景技术：

2.随着电池技术的快速发展，电池快速充电得到了普遍的应用。近几年在穿戴类的产品中，如耳机、手表、手环等，快速充电技术的应用可以极大的改善用户体验。
3.目前存在的问题是：在使用高倍率，如2c、3c...充电时，由于电池存在内阻r，那么在充电的时候会产生浮压u＝i*r，在r一定的情况下，电流i越大，浮压u会越大。此时，i＝2c或3c、4c....，则充电倍率越高，浮压u越大。其中，c在电池充电领域表示充电电池的容量，用在放电上是取容量值来表示放电电流，充电电流与电池容量相同一般用1c表示，2c表示2倍率充电的电流，3c表示3倍率充电的电流，以此类推；举例来说，假设1000mah电池的充电电流1000ma用1c表示，则2c表示2倍率充电的电流2000ma，3c表示3倍率充电的电流3000ma。浮压会导致电池电压检测虚高，进而导致电池还未完全充满，充电管理芯片(ic)就会停止充电，最终电池电量无法真正充满电，影响电池续航时间。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本技术提供了一种快充电源管理电路及充电控制方法。
5.第一方面，本技术提供了一种快充电源管理电路，包括：电池、采样电路、控制模块、倍率控制电路和充电管理模块；
6.所述采样电路的采样端与所述电池电连接，所述采样电路的输出端与所述控制模块的采样输入端电连接，所述采样电路用于对所述电池两端的电压进行采样；
7.所述控制模块的控制输出端与所述倍率控制电路的控制输入端电连接，所述控制模块的使能端与所述充电管理模块的使能端电连接，所述控制模块用于在所述电池两端的电压值达到预设电压时，将所述控制输出端置为高阻态；
8.所述倍率控制电路的输出端与所述充电管理模块的控制端电连接，所述倍率控制电路用于向所述充电管理模块输出预设的第一充电倍率的充电电流，所述第一充电倍率小于在所述电池两端的电压值小于预设电压时对所述电池的充电倍率；
9.所述充电管理模块的电池连接端与所述电池电连接，所述充电管理模块用于利用所述第一充电倍率的充电电流对所述电池进行充电。
10.可选地，所述倍率控制电路，包括：第一电阻和第二电阻；
11.所述第一电阻的一端接地，所述第一电阻的另一端与所述倍率控制电路的输出端电连接；
12.所述第二电阻的一端与所述倍率控制电路的控制端连接，所述第二电阻的另一端与所述倍率控制电路的输出端电连接。
13.可选地，所述采样电路，包括：第三电阻和第四电阻；
14.所述第三电阻的一端与所述采样电路的采样端电连接，所述第三电阻的另一端与所述采样电路的输出端电连接；
15.所述第四电阻的一端与所述第三电阻的所述另一端电连接，所述第四电阻的另一端接地。
16.可选地，所述充电管理模块包括：充电管理芯片，所述充电管理芯片具有使能输入端、电池连接端和充电电流设置端；
17.所述充电管理芯片的使能输入端与所述充电管理模块的使能端电连接，所述充电管理芯片的电池连接端与所述充电管理模块的电池连接端电连接，所述充电管理芯片的充电电流设置端与所述充电管理模块的控制端电连接。
18.可选地，所述充电管理芯片还具有电压输入端；
19.所述充电管理芯片的使能输入端与所述充电管理芯片的电压输入端之间连接有第五电阻。
20.可选地，所述快充电源管理电路还包括：供电保护电路；所述充电管理模块包括电压输入端；
21.所述供电保护电路的供电端与外部的供电电源电连接，所述供电保护电路的输出端与所述充电管理模块的所述电压输入端电连接。
22.可选地，所述供电保护电路还包括：二极管、稳压二极管和电容；
23.所述二极管的阳极与所述供电保护电路的供电端电连接，所述二极管的阴极与所述供电保护电路的输出端电连接，所述稳压二极管的阴极接地，所述稳压二极管的阳极与所述供电保护电路的供电端电连接，所述电容的第一连接端接地，所述电容的第二连接端与所述供电保护电路的输出端电连接。
24.第二方面，本技术提供了一种充电控制方法，应用于如第一方面任一所述的快充电源管理电路中的控制模块，所述方法包括：
25.获取所述采样电路采集到的所述电池两端的电压值；
26.确定所述电池两端的电压值是否大于或者等于预设电压，所述预设电压小于所述电池的满电电压；
27.若所述电池两端的电压值大于或者等于预设电压，向充电管理模块输出使能信号，并将所述控制模块的控制输出端置为高阻态，以使所述倍率控制电路向所述充电管理模块输出预设的第一充电倍率的充电电流，进而使所述充电管理模块利用所述第一充电倍率的充电电流对所述电池进行充电，所述第一充电倍率小于在所述电池两端的电压值小于预设电压时对所述电池的充电倍率。
28.可选地，所述方法还包括：
29.若所述电池两端的电压值小于所述预设电压，将所述控制模块的控制输出端置为低阻态，以使所述倍率控制电路向所述充电管理模块输出预设的第二充电倍率的充电电流，进而使所述充电管理模块以第二充电倍率的充电电流对所述电池进行充电，其中，所述第二充电倍率大于所述第一充电倍率。
30.可选地，所述方法还包括：
31.在向所述充电管理模块输出使能信号时，将所述控制输出端置为高阻态，以使所
述倍率控制电路向所述充电管理模块输出预设的第一充电倍率的充电电流，进而使所述充电管理模块以第一充电倍率的充电电流对所述电池进行充电。
32.本技术实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
33.本技术实施例通过设置控制模块在电池两端的电压值达到小于电池的满电电压的预设电压时，将控制输出端置为高阻态，使倍率控制电路向充电管理模块输出预设的第一充电倍率的充电电流，进而使充电管理模块利用第一充电倍率的充电电流对电池进行充电，该第一充电倍率小于在电池两端的电压值小于预设电压时对电池的充电倍率，实现电池两端的电压在达到满电电压之前，能够自动降低对电池的充电倍率，能够快速地真正充满电，延长电池续航时间，避免电池由于在快速充电时的充电倍率过高，导致的浮压过大，而无法真正充满电。
附图说明
34.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
35.为了更清楚地说明本发明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，对于本领域普通技术人员而言，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。
36.图1为本技术实施例提供的一种快充电源管理电路的电路图；
37.图2为本技术实施例提供的一种倍率控制电路、充电管理模块和供电保护电路的电路图；
38.图3为本技术实施例提供的一种采样电路的电路图；
39.图4为本技术实施例提供的一种充电控制方法的流程图。
具体实施方式
40.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
41.在使用高倍率如2c、3c...充电时，由于电池存在内阻r，那么在充电的时候会产生浮压u＝i*r，在r一定的情况下，i越大，浮压会越大。此时，i＝2c或3c、4c....，充电倍率越高，浮压越大。浮压会导致电池电压检测虚高，进而导致电池还未完全充满，充电管理芯片(ic)就会停止充电，最终电池电量无法真正充满电，影响电池续航时间，为此，本技术实施例提供了一种快充电源管理电路及充电控制方法。
42.如图1所示，快充电源管理电路包括：电池11、采样电路12、控制模块13、倍率控制电路14和充电管理模块15；
43.采样电路12的采样端与电池11电连接，采样电路12的输出端与控制模块13的采样输入端电连接，采样电路12用于对电池11两端的电压进行采样；
44.本发明实施例中，采样电路12可以为电压采样电路，控制模块13中包括处理器，控制模块13的采样输入端对应图1中的vbat_adc。
45.控制模块13的控制输出端与倍率控制电路14的控制输入端电连接，控制模块13的使能端与充电管理模块15的使能端电连接，控制模块13用于在电池11两端的电压值达到预设电压时，将控制输出端置为高阻态；
46.本发明实施例中，倍率控制电路14的输入为高阻态时，将使得倍率控制电路14中用于调整充电倍率的高精度电阻器上的电流减小，进而使得充电管理模块15输出第一充电倍率的充电电流。
47.控制模块13的控制输出端对应图1中的ch_t，控制模块13的使能端对应图1中的ch_en。
48.倍率控制电路14的输出端与充电管理模块15的控制端电连接，倍率控制电路14用于向充电管理模块15输出预设的第一充电倍率的充电电流，第一充电倍率小于在电池11两端的电压值小于预设电压时对电池11的充电倍率；
49.充电管理模块15的控制端对应图1中的iset。
50.充电管理模块15的电池连接端与电池11电连接，充电管理模块15用于利用第一充电倍率的充电电流对电池11进行充电。
51.充电管理模块15的电池连接端对应图1中的vbat。
52.本技术实施例通过设置控制模块13在电池11两端的电压值达到小于电池11的满电电压的预设电压时，将控制输出端置为高阻态，使倍率控制电路14向充电管理模块15输出预设的第一充电倍率的充电电流，进而使充电管理模块15利用第一充电倍率的充电电流对电池11进行充电，该第一充电倍率小于在电池11两端的电压值小于预设电压时对电池11的充电倍率，实现电池11两端的电压在未达到满电电压时，能够自动降低对电池11的充电倍率，能够快速地真正充满电，延长电池11续航时间，避免电池11由于在快速充电时的充电倍率过高，导致的浮压过大，而无法真正充满电。
53.在本技术的又一实施例中，如图2所示，倍率控制电路14包括：第一电阻r1和第二电阻r2；
54.第一电阻r1的一端接地，第一电阻r1的另一端与倍率控制电路14的输出端电连接；
55.第二电阻r2的一端与倍率控制电路14的控制端连接，第二电阻r2的另一端与倍率控制电路14的输出端电连接。
56.充电电流的大小是通过第一电阻r1的大小设置的，通过第一电阻r1可以设置充电管理模块15向电池11输出不同充电倍率的充电电流。
57.在本技术的又一实施例中，如图3所示，采样电路12包括：第三电阻r3和第四电阻r4；
58.第三电阻r3的一端与采样电路12的采样端电连接，第三电阻r3的另一端与采样电路12的输出端电连接；
59.第四电阻r4的一端与第三电阻r3的另一端电连接，第四电阻r4的另一端接地。
60.在本技术的又一实施例中，充电管理模块15包括：充电管理芯片，充电管理芯片具有使能输入端、电池连接端和充电电流设置端；
61.充电管理芯片的使能输入端与充电管理模块15的使能端电连接，充电管理芯片的电池连接端与充电管理模块15的电池连接端电连接，充电管理芯片的充电电流设置端与充
电管理模块15的控制端电连接。
62.本技术实施例中，充电管理芯片可以为eta4056电池充电芯片(ic)，由于eta4056电池充电芯片为恒流充电芯片，所以充电管理芯片输出的充电电流为恒流。
63.在本技术的又一实施例中，充电管理芯片还具有电压输入端；
64.充电管理芯片的使能输入端与充电管理芯片的电压输入端之间连接有第五电阻r5。
65.在本技术的又一实施例中，快充电源管理电路还包括：供电保护电路16；充电管理模块15包括电压输入端；
66.供电保护电路16的供电端与外部的供电电源电连接，供电保护电路16的输出端与充电管理模块15的电压输入端电连接。
67.在本技术的又一实施例中，供电保护电路包括：二极管d1、稳压二极管d2和电容c1；
68.二极管d1的阳极与供电保护电路16的供电端电连接，二极管d1的阴极与供电保护电路16的输出端电连接，稳压二极管d2的阴极接地，稳压二极管d2的阳极与供电保护电路16的供电端电连接，电容c1的第一连接端接地，电容c1的第二连接端与供电保护电路16的输出端电连接。
69.本技术实施例可以通过二极管d1和稳压二极管d2保护充电管理芯片的电压输入端被反向电压或者大电压损坏。
70.在本技术的又一实施例中，还提供一种充电控制方法，应用于如前述实施例的快充电源管理电路中的控制模块13，如图4所示，该充电控制方法包括：
71.步骤s101，获取采样电路12采集到的电池11两端的电压值；
72.步骤s102，确定电池11两端的电压值是否大于或者等于预设电压，预设电压小于电池11的满电电压；
73.本技术实施例中，预设电压可以设置为接近电池11的满电电压，如：满电电压与预设电压之间的差值小于0.5v，示例性的，假设满电电压为4.5v，则预设电压可以为4v或者4.2v等等。
74.步骤s103，若电池11两端的电压值大于或者等于预设电压，向充电管理模块15输出使能信号，并将控制模块13的控制输出端置为高阻态，以使倍率控制电路14向充电管理模块15输出预设的第一充电倍率的充电电流，进而使充电管理模块15利用第一充电倍率的充电电流对电池11进行充电，第一充电倍率小于在电池11两端的电压值小于预设电压时对电池11的充电倍率。
75.本发明实施例中，第一充电倍率根据电池11的容量确定，一般可以将第一充电倍率的充电电流设置为1c，即充电电流与电池11容量相等的电流。
76.本技术实施例通过在电池11两端的电压值达到小于电池11的满电电压的预设电压时，将控制输出端置为高阻态，使倍率控制电路14向充电管理模块15输出预设的第一充电倍率的充电电流，进而使充电管理模块15利用第一充电倍率的充电电流对电池11进行充电，该第一充电倍率小于在电池11两端的电压值小于预设电压时对电池11的充电倍率，实现电池11两端的电压在未达到满电电压时，能够自动降低对电池11的充电倍率，能够快速地真正充满电，延长电池11续航时间，避免电池11由于在快速充电时的充电倍率过高，导致
的浮压过大，而无法真正充满电。
77.在本技术的又一实施例中，该充电控制方法还包括：
78.步骤s104，若电池11两端的电压值小于预设电压，将控制模块13的控制输出端置为低阻态，以使倍率控制电路14向充电管理模块15输出预设的第二充电倍率的充电电流，进而使充电管理模块15以第二充电倍率的充电电流对电池11进行充电，其中，第二充电倍率大于第一充电倍率。
79.本技术实施例中，一般第二充电倍率的充电电流可以为2c或者3c，即电池11容量2倍或者3倍的电流等等。
80.本技术实施例在电池11两端的电压未达到预设电压时，可以控制充电管理模块15以大于第一充电倍率的第二充电倍率对电池11充电，提高充电速度。
81.在本技术的又一实施例中，该充电控制方法还包括：
82.在向充电管理模块15输出使能信号时，在向充电管理模块15输出使能信号时，将控制输出端置为高阻态，以使倍率控制电路14向充电管理模块15输出预设的第一充电倍率的充电电流，进而使充电管理模块15以第一充电倍率的充电电流对电池11进行充电。
83.本技术实施例中，在向充电管理模块15输出使能信号时，即开启充电时，以较低的第一充电倍率的充电电流对电池11进行充电，本技术在开始充电时，以较低的第一充电倍率对电池11进行充电，可以保证电池11在较满的时候不会因为高倍率充电的浮压导致充电管理模块15错误的判定电池11已经满电，而不开启充电。
84.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
85.以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。