一种设备的充电路径管理电路及设备的制作方法

本发明涉及但不限于电学技术领域，特别涉及一种设备的充电路径管理电路及设备。

背景技术：

充电是指给电池等设备补充电量的过程。一些设备在进行充电时，充电的电流最大可达3安(a)以上，而如果是连接在手机或电脑上进行数据传输，此时可能也会连通充电电路，由于手机或电脑usb接口最大输出电流约500毫安(ma)，如果设备接入手机或电脑进行数据升级时同时进行充电，则会因为充电电流太大，造成手机或电脑损坏。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种设备的充电路径管理电路及设备，能够避免手机或电脑等供电设备被所述设备中太大的充电电流损坏。

为了达到本发明目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种设备的充电路径管理电路，包括充电接口，还包括充电路径单元及管理单元，其中：

所述充电路径单元，用于连接所述充电接口与充电电池；

所述管理单元连接至所述充电接口，用于检测所述充电接口是否连接到外部的供电设备；所述管理单元还连接所述充电路径单元的控制端，用于当所述充电接口连接到外部的供电设备时，关断所述充电路径单元，并检测预设时长范围内，所述设备的mcu是否与外部的供电设备建立通信连接，如果预设时长范围内没有建立通信连接，则导通所述充电路径单元。

在一实施例中，所述充电路径管理电路还包括供电路径单元，其中：

所述供电路径单元，用于连接所述充电接口与所述设备的mcu；

所述管理单元，还用于当所述充电接口连接到外部的供电设备时，导通所述供电路径单元；并在所述预设时长范围内没有建立通信连接时，关断所述供电路径单元。

在一实施例中，所述充电路径单元包括第一晶体管，所述第一晶体管的源极连接所述充电接口，所述第一晶体管的漏极连接所述充电电池，所述第一晶体管的栅极连接所述管理单元；

所述供电路径单元包括第二晶体管和整流稳压模块，所述第二晶体管的源极连接所述充电接口，所述第二晶体管的漏极连接所述整流稳压模块的输入端，所述第二晶体管的栅极连接所述管理单元，所述整流稳压模块的输出端连接所述设备的mcu。

在一实施例中，所述管理单元包括电源检测模块、通断控制模块和所述设备的mcu，其中：

所述电源检测模块包括一电源检测端口、第三晶体管、第一电阻和第二电阻，其中：所述第一电阻连接在所述第三晶体管的基极与所述充电接口之间，所述第二电阻连接在所述第三晶体管的集电极和所述整流稳压模块的输出端之间，所述电源检测端口的一端连接在所述第三晶体管的集电极和所述第二电阻之间，另一端与所述设备的mcu的输入输出端口相连接；

所述通断控制模块包括一通断控制端口、第四晶体管、第五晶体管、第三电阻、第四电阻和第五电阻，其中：所述第四晶体管的基极连接所述通断控制端口；所述第四晶体管的集电极连接所述第一晶体管的栅极，并通过第三电阻连接所述第五晶体管的基极，还通过第四电阻连接所述第二晶体管的源极；所述第四晶体管的发射极和所述第五晶体管的发射极分别接地；所述第五晶体管的集电极连接所述第二晶体管的栅极，并通过第五电阻连接所述第二晶体管的源极；

所述设备的mcu控制所述通断控制端口输出用于导通所述供电路径单元、关断所述充电路径单元的第一控制信号或者关断所述供电路径单元、导通所述充电路径单元的第二控制信号。

在一实施例中，所述第一晶体管与所述第二晶体管均为p型金属氧化物半导体mos管，所述第三晶体管和所述第四晶体管均为npn型三极管；

所述设备的mcu默认输出第一控制信号，所述第一控制信号为低电平信号；当在所述预设时长范围内，所述管理单元没有检测到所述设备与所述外部的供电设备建立通信连接时，所述设备的mcu输出第二控制信号，所述第二控制信号为高电平信号。

在一实施例中，所述充电接口为通用串行总线usb供电接口；所述管理单元检测预设时长范围内，所述设备是否与外部的供电设备建立通信连接，具体为：

所述设备的mcu通过usb数据接口，在所述预设时长范围内，检测所述设备是否与所述外部的供电设备建立usb通信连接，所述usb供电接口和所述usb数据接口集成在同一usb接口内。

在一实施例中，所述充电电池包括所述设备的充电电池和/或所述设备连接的附属设备的充电电池。

在一实施例中，所述设备为定位基站；所述附属设备为手柄和/或头盔定位器。

本发明实施例还提供了一种设备，包括如以上任一所述的充电路径管理电路。

本发明实施例的技术方案，具有如下有益效果：

本发明实施例提供的设备的充电路径管理电路及设备，通过在所述充电接口连接到外部的供电设备时关断充电路径单元，并在预设时长范围内没有与外部的供电设备建立通信连接时导通充电路径单元，使得设备只在连接到ac适配器时进行充电，在连接到手机或电脑等供电设备的usb接口时不进行充电，从而可以保护手机或电脑不被设备中太大的充电电流损坏。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例的一种设备的充电路径管理电路的结构示意图；

图2为本发明实施例的另一种设备的充电路径管理电路的结构示意图；

图3为本发明实施例的一种设备的充电路径管理电路的电路原理示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

如图1所示，本发明实施例提供了一种设备的充电路径管理电路，包括充电接口101，还包括充电路径单元102及管理单元103，其中：

所述充电路径单元102，用于连接所述充电接口101与充电电池；

所述管理单元103连接至所述充电接口101，用于检测所述充电接口101是否连接到外部的供电设备；所述管理单元103还连接所述充电路径单元102的控制端，用于当所述充电接口101连接到外部的供电设备时，关断所述充电路径单元102，并检测预设时长范围内，所述设备的微控制单元(microcontrollerunit，mcu)是否与外部的供电设备建立通信连接，如果预设时长范围内没有建立通信连接，则导通所述充电路径单元102。

需要说明的是，所述预设时长范围需根据具体的通信协议来预先设置，例如，假设所述充电接口为usb接口，所述设备的mcu通过usb协议与外部的usb供电设备建立usb通信连接，则所述预设时长范围应大于或等于所述设备的mcu与外部的usb供电设备建立usb通信连接所需要的时间长度。

使用本申请的设备的充电路径管理电路时，在充电接口101刚连接到外部的供电设备时，所述管理单元103关断充电路径单元102，禁止设备充电；当检测出所述设备的mcu在预设时长范围内没有与外部的供电设备建立通信连接时，所述管理单元103导通充电路径单元102，允许设备充电，从而使得设备只在连接到ac适配器时进行充电，在连接到手机或电脑等供电设备的usb接口时，不进行充电，进而可以保护手机或电脑不被设备中太大的充电电流损坏。

在本发明的一实施例中，如图2所示，所述设备的充电路径管理电路还包括供电路径单元104，其中：

所述供电路径单元104，用于连接所述充电接口101与所述设备的mcu；

所述管理单元103，还用于当所述充电接口101连接到外部的供电设备时，导通所述供电路径单元104；并在所述预设时长范围内没有建立通信连接时，关断所述供电路径单元104。

当所述设备在关机状态将所述充电接口101连接到外部的供电设备时，通过供电路径单元104为所述设备的mcu供电，自动启动所述设备的mcu，进而可以通过所述设备的mcu检测所述设备在预设的时长范围内，是否与外部的供电设备建立通信连接。

在本发明的一实施例中，所述充电路径单元102包括第一晶体管，所述第一晶体管的源极连接所述充电接口101，所述第一晶体管的漏极连接所述充电电池，所述第一晶体管的栅极连接所述管理单元103；

所述供电路径单元104包括第二晶体管和整流稳压模块，所述第二晶体管的源极连接所述充电接口101，所述第二晶体管的漏极连接所述整流稳压模块的输入端，所述第二晶体管的栅极连接所述管理单元103，所述整流稳压模块的输出端连接所述设备的mcu。

在本实施例的一示例中，所述整流稳压模块包括电性连接的整流二极管和线性稳压器。例如，所述线性稳压器可以为低压差线性稳压器(lowdropoutregulator，ldo)。

在该实施例中，所述管理单元103包括电源检测模块、通断控制模块和所述设备的mcu，其中：

所述电源检测模块包括一电源检测端口、第三晶体管、第一电阻和第二电阻，其中：所述第一电阻连接在所述第三晶体管的基极与所述充电接口101之间，所述第二电阻连接在所述第三晶体管的集电极和所述整流稳压模块的输出端之间，所述电源检测端口的一端连接在所述第三晶体管的集电极和所述第二电阻之间，另一端与所述设备的mcu的输入输出端口相连接(所述设备的mcu可通过输入输出端口读取所述电源检测端口的状态，从而判断出所述充电接口是否连接外部的充电设备)；

所述通断控制模块包括一通断控制端口、第四晶体管、第五晶体管、第三电阻、第四电阻和第五电阻，其中：所述第四晶体管的基极连接所述通断控制端口；所述第四晶体管的集电极连接所述第一晶体管的栅极，并通过第三电阻连接所述第五晶体管的基极，还通过第四电阻连接所述第二晶体管的源极；所述第四晶体管的发射极和所述第五晶体管的发射极分别接地；所述第五晶体管的集电极连接所述第二晶体管的栅极，并通过第五电阻连接所述第二晶体管的源极；

所述设备的mcu控制所述通断控制端口输出用于导通所述供电路径单元104、关断所述充电路径单元102的第一控制信号或关断所述供电路径单元104、导通所述充电路径单元102的第二控制信号。

当预设时长范围内，所述设备的mcu与外部的供电设备建立通信连接时，所述设备的mcu控制所述通断控制端口输出用于导通所述供电路径单元104、关断所述充电路径单元102的第一控制信号；当预设时长范围内，所述设备的mcu没有与外部的供电设备建立通信连接时，所述设备的mcu控制所述通断控制端口输出用于关断所述供电路径单元104、导通所述充电路径单元102的第二控制信号。

在本实施例的一示例中，所述第一晶体管与所述第二晶体管均为p型mos管，所述第三晶体管和所述第四晶体管均为npn型三极管；

所述设备的mcu默认输出第一控制信号，所述第一控制信号为低电平信号；当在所述预设时长范围内，所述管理单元103没有检测到所述设备与所述外部的供电设备建立通信连接时，所述设备的mcu输出第二控制信号，所述第二控制信号为高电平信号。

需要说明的是，所述mos管是金属-氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor，mosfet)的缩写。

在本发明的一实施例中，所述充电接口101为usb供电接口；所述管理单元103检测预设时长范围内，所述设备是否与外部的供电设备建立通信连接，具体为：

所述设备的mcu通过usb数据接口，在所述预设时长范围内，检测所述设备是否与所述外部的供电设备建立usb通信连接，所述usb供电接口和所述usb数据接口集成在同一usb接口内。

需要说明的是，usb接口是一种常用的外部总线标准，已成功替代串口和并口，成为当今电脑与大量智能设备的必配接口。usb接口通常有4根线，两根电源线(vbus和gnd)用于电源供电，两根信号线(d+和d-)用于usb数据传输。

如图3所示，根据本发明实施例的一种设备的充电路径管理电路，包括电源检测模块、通断控制模块、充电路径单元和供电路径单元，电源检测模块、通断控制模块和所述设备的mcu构成管理单元，其中，usbvcc为充电接口，usbpgood为可通过所述设备的mcu的i/o端口检测其状态的电源检测端口，usbvccctrl为可通过所述设备的mcu控制其状态的通断控制端口，vbat输出端口接线性稳压器后，为所述设备的mcu供电，3.3v为线性稳压器的输出电压，+5vusb端口为给所述设备和/或所述设备的附属设备的充电电池充电的输出端口。

所述电源检测模块包括电源检测端口usbpgood、第一电阻r1、第二电阻r2和第三三极管q3(npn型三极管)，当usb设备或ac电源适配器连接到所述设备的充电接口usbvcc后，q3三极管导通，所述设备的mcu可在usb_pgood端口检测到低电平；当usb设备或ac电源适配器断开和所述设备的充电接口usbvcc的连接时，mcu可在usb_pgood端口检测到高电平，以此来判断是否有供电设备连接到所述设备的充电接口usbvcc。

所述充电路径单元包括第一晶体管q1(p型mos管)；供电路径单元包括第二晶体管q2(p型mos管)、整流二极管d1和线性稳压器(图中未示出)；所述通断控制模块包括：第四晶体管q4(npn型三极管)、第五晶体管q5(npn型三极管)、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5。所述设备的mcu默认控制usbvcc_ctrl端口为低电平，当usb设备或ac电源接入连接到所述设备的充电接口usbvcc后供电，usbvcc经过r4使得a节点电平为高电平，q1pmos管关断，控制锂电池的充电路径关断。q5npn型三极管导通使b节点为低电平，控制q2pmos管导通，usb_vcc经过q2再经d1降压0.7v输出vbat(4.2v)，送入线性稳压ic后稳压输出，此时整机输入电流约为100ma。

所述设备的mcu检测到usb_pgood信号后在预设时长范围内检测usb端口是否与其它usb设备建立通信连接，以此判断此次接入的供电设备是否为usb设备。当预设时长范围内usb端口与其它usb设备建立通信连接时，判断接入的供电设备为usb设备，mcu控制usbvcc_ctrl维持低电平(不充电)。当预设时长范围内usb端口没有与其它usb设备建立通信连接时，判断接入的供电设备为ac电源适配器，mcu控制usbvcc_ctrl维持高电平(充电)，a节点为低电平，q1pmos管导通，b节点为高电平，q2pmos管关断，锂电池充电电路开启，整机输入电流约为3a。

在本发明的一实施例中，所述充电电池包括所述设备的充电电池和/或所述设备连接的附属设备的充电电池。

在本实施例的一示例中，所述设备为定位基站；所述附属设备为手柄和/或头盔定位器。

本发明实施例还提供了一种设备，所述设备包括以上任一项所述的充电路径管理电路。

本发明实施例提供的设备的充电路径管理电路及设备，通过在所述充电接口连接到外部的供电设备时关断充电路径单元，并在预设时长范围内没有与外部的供电设备建立通信连接时导通充电路径单元，使得设备只在连接到ac适配器时进行充电，在连接到手机或电脑等供电设备的usb接口时不进行充电，从而可以保护手机或电脑不被设备中太大的充电电流损坏。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现，相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。