一种电池防反插电路以及电子设备的制作方法

1.本实用新型实施例涉及电池技术领域，具体涉及一种电池防反插电路以及电子设备。


背景技术：

2.随着电子产品的飞速发展，例如智能手机、笔记本电脑、平板电脑等各种电子设备在生活中也得到普及，而这些电子设备的共性问题在于需要对其内部电池进行充电。
3.电池在使用过程中会出现性能下降，或者容量不满足使用要求的情况，又或者产品需要搭配不同的电池，所以一些电子设备的电池是可拆卸可替换的，当电池性能下降可以更换新的电池。但是在更换电池的过程中会出现电池反插的情况，电池反插后对电子设备进行充电会导致烧毁其他电子元件的问题。现有的解决方案一般为对电池连接器做一个防呆卡槽，防止电池反插，需要工厂在源头进行操作，不够灵活，成本也较高，如果防呆卡槽出现损坏电池误插进去，充电后会对电子元件造成损害。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种电池防反插电路以及电子设备，以避免电池反插后，对电池充电导致烧毁电子元件的问题。
5.第一方面，本实用新型实施例提供电池防反插电路，包括：开关模块；
6.所述开关模块的第一端与电池连接器的信号引脚电连接；所述开关模块的第二端与控制芯片电连接；所述开关模块的控制端与电池连接器的使能引脚电连接；
7.电池与所述电池连接器正插时，所述电池连接器的使能引脚的电平信号控制所述开关模块导通；电池与所述电池连接器反插时，所述电池连接器的使能引脚的电平信号控制所述开关模块断开。
8.在一些实施例中，所述开关模块包括第一mos管；所述第一mos管的第一端连接所述开关模块的第一端；所述第一mos管的第二端连接所述开关模块的第二端；所述第一mos管的控制端连接所述开关模块的控制端。
9.在一些实施例中，所述开关模块包括第一mos管和第二mos管；
10.所述第一mos管的第一端连接所述开关模块的第一端；所述第一mos管的第二端连接所述开关模块的第二端；所述第一mos管的控制端连接所述第二mos管的第一端；所述第二mos管的第二端接地；所述第二mos管的控制端连接所述开关模块的控制端；所述第一mos管的控制端连接外部电源；
11.电池与所述电池连接器正插时，所述电池连接器的使能引脚的电平信号控制所述第二mos管断开，所述第一mos管导通；电池与所述电池连接器反插时，所述电池连接器的使能引脚的电平信号所述第二mos管导通，所述第二mos管断开。
12.在一些实施例中，所述电池连接器的使能引脚的电平信号为低电平；所述第一mos管和所述第二mos管均为nmos管。
13.在一些实施例中，所述电池连接器的使能引脚的电平信号为高电平；所述第一mos管和所述第二mos管均为pmos管。
14.在一些实施例中，还包括电阻；所述第一mos管的控制端通过所述电阻连接外部电源。
15.在一些实施例中，还包括电容；所述第一mos管的控制端通过所述电容接地。
16.第二方面，本实用新型实施例还提供一种电子设备，包括电池连接器、控制芯片以及第一方面中任意实施例所述的电池防反插电路。
17.在一些实施例中，所述电池连接器的信号引脚包括时钟信号引脚或数据信号引脚。
18.在一些实施例中，所述电池连接器的信号引脚包括时钟信号引脚和数据信号引脚；所述电子设备包括两个所述电池防反插电路，分别为第一电池防反插电路和第二电池防反插电路；所述电池连接器的时钟信号引脚通过所述第一电池防反插电路与所述控制芯片电连接；所述电池连接器的数据信号引脚通过所述第二电池防反插电路与所述控制芯片电连接。
19.本实用新型实施例提供的电池防反插电路，包括开关模块；开关模块的第一端与电池连接器的信号引脚电连接。开关模块的第二端与控制芯片电连接。开关模块的控制端与电池连接器的使能引脚电连接。电池与电池连接器正插时，电池连接器的使能引脚的电平信号控制开关模块导通。电池与电池连接器反插时，电池连接器的使能引脚的电平信号控制开关模块断开。本实用新型实施例通过设置具有开关模块的电池防反插电路判断电池是否反插，通过开关模块与电池连接器的信号引脚连接，接收不同的电平信号，当正插时，开关模块接收的电平信号控制开关模块导通，从而与控制芯片连接，电路正常充电。若反插时，开关模块接收的电平信号控制开关模块断开，控制芯片无法与其连接，电路断开停止充电，从而防止电池反插后，对电池充电时导致烧毁电子元件的问题。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本公开实施例提供的一种电池防反插电路的结构示意图；
22.图2为本公开实施例提供的一种电池防反插电路的电路原理示意图；
23.图3为本公开实施例提供的又一种电池防反插电路的电路原理示意图；
24.图4为本公开实施例提供的又一种电池防反插电路的电路原理示意图。
具体实施方式
25.为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.现有技术中为避免电子设备的电池反插，一般会在电池连接器上做防呆卡槽，提前预防电池反插，只有电池正确放置进电池连接器时可以成功嵌入，若电池反插进电池连接器时则会被卡住，无法嵌入。然而，上述方式会存在电池连接器的防呆卡槽出现损坏的情况，或者电池因外力误插进入电池连接器的情况，在出现上述情况时，电池还可能出现反插的情况，一旦电池反插后并对电池进行充电，就会出现电子设备的电子元件被烧毁的问题。并且需要根据不同电池的需求去设计不同的带有防呆卡榫的电池连接器，不够灵活，制作成本较高。
27.鉴于以上所述现有技术的缺点，本公开实施例提供一种电池防反插电路，图1为本公开实施例提供的一种电池防反插电路的结构示意图，如图1所示，本公开实施例提供的电池防反插电路包括：开关模块11。开关模块11的第一端111与电池连接器12的信号引脚121电连接。开关模块11的第二端112与控制芯片13电连接。开关模块11的控制端113与电池连接器12的使能引脚122电连接。
28.下面结合图1详细解释电池防反插电路的实现原理：
29.若电池与电池连接器12正插，电池连接器12的使能引脚122接收电池上对应引脚的电平信号，该电平信号可以控制开关模块11导通。此时，电池连接器12信号引脚121与控制芯片13之间导通，电池正插后可以通过电池连接器12与控制芯片13实现正常的信号传输，控制芯片13接收到电池连接器12传来的信号，当控制芯片13判断电池满足预设充电电量，并且有电源适配器接入时对电池进行充电。
30.若电池与电池连接器12反插时，电池上的引脚与电池连接器12的使能引脚122对接错误，此时电池连接器12的使能引脚122的电平信号控制开关模块11断开。那么电池连接器12信号引脚121与控制芯片13之间断开，电池反插后无法通过电池连接器12与控制芯片13进行正常的信号传输，无法将电池的具体信息传输到控制芯片13，从而控制芯片13不会对电池进行充电，可以避免反插对电路充电会因为电荷流动形成短路，造成电流过大烧毁电子元件的情况。本实用新型实施例在电池正插与电池反插时通过电池连接器的使能引脚向开关模块提供不同的电平信号，控制开关模块的通断，从而控制电池连接器的信号引脚与控制芯片之间的通断，当电池正插时，电池连接器的使能引脚发出正插的电平信号，控制开关模块接收后导通，因此电池连接器与控制芯片之间可以正常传输信息，当控制芯片接收到需要对电池进行充电的信号，电路正常充电。当电池反插，电池连接器的使能引脚发出反插的电平信号，控制开关模块接收后闭合，因此电池连接器与控制芯片之间断开，无法传输信息，不会出现反插后充电电路中因电荷流动造成短路，出现过大电流，烧毁电子元件的情况。
31.本公开实施例无需对电池连接器设置防呆卡槽以防止电池误插，也无需另外设计新的引脚接口，只需要开关模块接收电池正插与反插时的不同电平信号，即可控制电路的导通与断开，从而防止电池反插后充电烧毁电子元件。并且电路设计简单，灵活性强，适用于各种电池。
32.在一些实施例中，开关模块包括第一mos管。如图2所示，第一mos管14的第一端连接开关模块的第一端111，第一mos管14的第二端连接开关模块11的第二端112。第一mos管14的控制端连接开关模块的控制端113。本技术实施例将第一mos管14串接在电池连接器12的信号引脚pin5与控制芯片13之间，第一mos管14的导通与断开可以控制电池连接器12的
信号引脚pin5与控制芯片13之间的通断。若电池正插进电池连接器12，电池连接器12的信号引脚pin8输出正插对应的电平信号，第一mos管14的控制端接收到电平信号导通，从而控制开关模块11导通，电池连接器12与控制芯片13之间导通，信号引脚pin5将电池的信息发送到控制芯片13，控制芯片13根据接收到的信息判断对电池进行充电。若电池反插时，电池连接器12的信号引脚pin8输出反插的电平信号，第一mos管14的控制端接收到电平信号断开，从而控制开关模块11断开，电池连接器12与控制芯片13之间断开，无法进行数据传输，控制芯片13与电池连接器无法连通，不会对其进行充电，反插也不会造成电荷流动形成短路，造成电流过大烧毁电子元件的情况。
33.在一些实施例中，开关模块包括第一mos管和第二mos管。第一mos管的第一端连接开关模块的第一端，第一mos管的第二端连接开关模块的第二端。第一mos管的控制端连接第二mos管的第一端。第二mos管的第二端接地，第二mos管的控制端连接开关模块的控制端。第一mos管的控制端连接外部电源。电池与电池连接器正插时，电池连接器的使能引脚的电平信号控制第二mos管断开，第一mos管导通。电池与电池连接器反插时，电池连接器的使能引脚的电平信号第二mos管导通，第二mos管断开。
34.第二mos管的控制端与开关模块的控制端连接，因此与电池连接器的使能引脚通信，当电池与电池连接器正插时，使能引脚将正插的电平信号传输至开关模块控制端、在第二mos管的控制端，第二mos管的控制端接收到电池连接器发出的电池正插的电平信号，因此第二mos管断开。而第一mos管的控制端与外部电源连接，第一mos管处于导通状态，第一mos管的第一端与开关模块第一端连接，第一mos管的第二端与开关模块的第二端连接，由于第一mos管处于导通状态，整个开关模块也处于导通状态，此时，电池连接器信号引脚与控制芯片之间导通，电池与控制芯片直接可以正常传输信号，能够正常对电池进行充电。当电池与电池连接器反插时，使能引脚将反插的电平信号传输至开关模块控制端、第二mos管的控制端，第二mos管接收反插的电平信号，因此第二mos管导通。使能信号端并不会传输至第一mos管的控制端，因此第一mos管处于断开状态，开关模块也处于断开状态，这时，电池连接器与控制芯片之间无法实现正常的信号传输，不会对电池充电。仅通过电池的正插与反插的电平信号就可以控制第一mos管与第二mos管的导通和闭合，从而控制开关模块的导通和闭合，防止电池反插进电池连接器后对电池充电，造成电路中短路电流过大，烧毁电子元件的情况。
35.需要说明的是，在一些实施例中，第一mos管的第一端例如可以是源极，第一mos管的第二端是漏极，第一mos管的控制端以是栅极。在一些实施例中，第一mos管的第一端例如可以是漏极，第一mos管的第二端是源极，第一mos管的控制端以是栅极。第二mos管同第一mos管类似，在此不做赘述。
36.在一些实施例中，电池连接器的使能引脚的电平信号为低电平。如图3所示，图3为本公开实施例提供的一种电池防反插具体实例电路图，第一mos管14和第二mos管15均为nmos管。根据nmos管特性，是栅极接收高电平导通，低电平断开，第一mos管14的栅极为控制端，分别与第二mos管15的第一端连接，以及与外接电源连接。第二mos管15的栅极为第二mos管15的控制端，并与电池连接器12的使能引脚pin8连接。当电池正插进电池连接器15时，电池连接器15使能引脚pin8的使能信号为低电平，第二mos管15的控制端接收到低电平，由于是nmos管，第二mos管15处于断开状态，而第一mos管14的控制端与外部电源连接，
第一mos管14的控制端接收到高电平，第一mos管14处于导通状态，开关模块11导通，电池连接器12与控制芯片13之间的实现正常的信号传输，控制芯片13接收到电池连接器12通过传来的信号，当控制芯片13判断电池满足预设充电电量，并且有电源适配器接入时对电池进行充电。当电池反插进电池连接器时，电池连接器12使能引脚pin5的使能信号为高电平，第二mos管15的控制端接收到高电平，第二mos15管处于导通状态，第二mos管15的第二端接地，第二mos管15的第一端与第一mos管14的控制端连接，第一mos管14的控制端接收到低电平，处于断开状态。因此，开关模块11处于断开状态，电池连接器12的信号引脚与控制芯片13之间断开连接，电池连接器12与控制芯片13无法正常进行通信，不会对电池进行充电，避免反插对电路充电会因为电荷流动形成短路，造成电流过大烧毁电子元件的情况。其中nmos管的导通电阻小，容易制造，不需要外接过高电压的电源。
37.在一些实施例中，电池连接器的使能引脚的电平信号为高电平。如图3所示，图3为本公开实施例提供的一种电池防反插具体实例电路图，第一mos管14和第二mos管15均为pmos管。当电池连接器的使能引脚的电平信号为高电平的时候，可以将第一mos管与第二mos管设置为pmos管，根据pmos管特性，是栅极接收低电平导通，高电平断开，第一mos管的栅极为控制端，与第二mos管的第一端连接，以及与外接电源连接。第二mos管的栅极为第二mos管的控制端，并与电池连接器的使能引脚连接。当电池正插进电池连接器时，此时，电池连接器使能引脚的使能信号为高电平，第二mos管的控制端接收到高电平，由于是pmos管，第二mos管处于断开状态，而第一mos管的控制端接地，第一mos段的控制端接收到低电平，处于导通状态，因此开关模块导通，电池连接器与控制芯片之间的信号传输正常，控制芯片13接收到电池连接器12通过传来的信号，当控制芯片13判断电池满足预设充电电量，并且有电源适配器接入时对电池进行充电。当电池反插进电池连接器时，电池连接器使能引脚的使能信号为低电平，第二mos管的控制端接收到低电平，第二mos管处于导通状态，第二mos管的第二端接外部电源，第二mos管的第一端与第一mos管的控制端连接，第一mos管的控制端接收到高电平，处于断开状态。因此，开关模块处于断开状态，电池连接器的信号引脚无法与控制芯片通信，不会对电池进行充电，避免反插对电路充电会因为电荷流动形成短路，造成电流过大烧毁电子元件的情况。其中pmos管的pmos电路工艺简单，价格便宜。
38.在一些实施例中，还包括电阻。如图2所示，第一mos管的控制端通过电阻16连接外部电源。在第一mos管的控制端与外部电源之间连接电阻可以限制控制端的电流以及抑制振荡。mos管是由电压驱动的，所以栅极电流很小，但是因为mos管中寄生电容的存在，在mos管打开或者关闭的时候，要对电容进行充电，瞬间电流较大，容易击穿mos管。特别是mos管作为开关使用，频繁的开启和关闭电流产生的影响会更大，但增加电阻会减缓mos管的开启与关闭时间，增加损耗，因此电阻也不能太大，不过对电阻的具体大小不做限定，根据实际需要即可。
39.mos管接入电路还会有引线产生的寄生电感的存在，与寄生电容一起，形成lc振荡电路。而开关的方波波形，有很多频率成分存在，很可能与谐振频率相同或者相近，形成串联谐振电路，因此串联一个电阻，可以减小振荡电路的影响，避免引起电路故障。
40.在一些实施例中，还包括电容。如图2所示，第一mos管的控制端通过电容17接地。加入电容可以进行滤波，稳定电源电压。电容可以滤除电源的杂波和交流成分，压平滑脉动直流电，储存电能。电路的耗电有时大，有时小，当耗电增大时，这时如果没有电容与地连
接，电源电压会被拉低，产生噪声，这时电容可以把存储的电能放出，稳定电源电压。而第一mos管与第二mos的管所在的主路中电路电流会有脉动存在，电容可以将这些波动干扰引到地，提高电路稳定性。
41.本公开实施例还提供一种电子设备，包括电池连接器、控制芯片以及上述任意实施例中的电池防反插电路。本实用新型由于包括上述任意实施例中的电池防反插电路，因此与上述各实施例中的电池防反插电路具有相同或相应的有益效果。需要说明的是，本实用新型实施例提供的电子设备还可以包括其他用于支持其正常工作的电路及器件，本实施例对此不作特殊限定。
42.在一些实施例中，电池连接器的信号引脚包括时钟信号引脚或数据信号引脚。由于电池连接器与控制芯片之间的通信连接是有smbus系统管理总线控制，系统管理总线作为控制总线，包括时钟信号与数据信号，当控制芯片接收到时钟信号与数据信号，才会对控制电池充电。因此可以使其中一条处于导通状态，另一条作为电池连接器的信号引脚。例如电池连接器的信号引脚可以设置为电池连接器的时钟信号引脚，数据信号引脚端保持导通，而时钟信号引脚作为使能引脚将电池放进电池连接器产生的电平信号传输给开关模块，控制开关模块导通或闭合。若电池连接器的信号引脚设置为电池连接器的数据信号引脚，时钟信号引脚保持导通状态，由数据信号引脚作为使能引脚将电池放进电池连接器产生的电平信号传输给开关模块，控制开关模块导通或闭合。不需要增加新的电子元件，依靠电池连接器自身的引脚就能完成整个电路的控制。
43.在一些实施例中，电池连接器的信号引脚包括时钟信号引脚和数据信号引脚。电子设备包括两个电池防反插电路，分别为第一电池防反插电路和第二电池防反插电路。电池连接器的时钟信号引脚通过第一电池防反插电路与控制芯片电连接，电池连接器的数据信号引脚通过第二电池防反插电路与控制芯片电连接。还可以在电池连接器的时钟信号引脚端与数据信号引脚端分别设置电池防反插电路，两条电路共同控制开关模块的导通，同样是仅仅需要通过电池连接器的使能引脚传输的电平信号，两条电路需同时传输信号到控制芯片，才能使控制芯片控制电池充电。共同控制开关信号，更确保了反插时不会对电池进行充电，如果一条防反插电路出现故障，另一条防反插电路依旧能保护电路，不会对电池充电，避免烧毁损坏电子元件。
44.需要说明的是，在本文中，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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
45.本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。
46.虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。