一种电池保护板、电池系统及移动设备的制作方法

1.本技术涉及电子设备技术领域，具体涉及一种电池保护板、电池系统及移动设备。


背景技术：

2.目前，移动设备(如手机、平板电脑、智能手环等)都使用锂电池，电池包内的电池保护板是核心部件，电池保护板主要是对电池的充放电起到保护作用。
3.电池充电时多采用快速充电模式，通常为提高充电电流以缩短充电时间，然而，因受到电池保护板及相关接插件内阻的影响，导致充放电时存在不可忽略的电路压降，造成移动设备端的检测电压与实际电芯的输出电压存在误差。
4.目前，移动设备无法准确检测电池包的实际输出电压，降低了实际使用的充电容量。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本技术提供一种电池保护板、电池系统及移动设备，能够准确检测电池包的实际输出电压，从而可以更好地控制充电，提高充电效率。
6.本技术提供一种电池保护板，包括：电量计芯片、电流采样电路和第一保护电路；
7.电量计芯片的第一端和第二端分别连接电池包的正极和负极；
8.电量计芯片，用于测量电池包的实际电压；
9.电流采样电路，用于采集电池包的充电电流，反馈给电量计芯片；
10.第一保护电路，用于根据电池包的实际电压和充电电流，对电池包进行保护；
11.电量计芯片，用于将电池包的实际电压和电池包的充电电流发送给主板系统，以使主板系统根据电池包的实际电压和充电电流给电池包进行充电。
12.优选地，电池包包括以下两个并联在一起的电芯：第一电芯和第二电芯；
13.电量计芯片的第一端连接第一电芯的正极，电量计芯片的第二端连接第二电芯的负极；
14.或，
15.电量计芯片的第一端连接第二电芯的正极，电量计芯片的第二端连接第一电芯的负极。
16.优选地，第一保护电路包括第一保护芯片和保护开关管；
17.保护开关管串联在电池包的负极和主板系统的负极之间；
18.第一保护芯片，用于根据电池包的实际电压控制保护开关管动作。
19.优选地，还包括：第二保护电路；
20.第二保护电路包括：第二保护芯片、保护开关和保险丝；
21.保护开关与保险丝连接；保险丝串联在电池包的正极和主板系统的正极之间；
22.第二保护芯片，用于根据电池包的实际电压通过控制保护开关动作来切断保险丝的供电回路。
23.优选地，电流采样电路为采样电阻；
24.采样电阻串联在电池包的负极和主板系统的负极之间。
25.优选地，还包括：温度传感器；
26.温度传感器，用于采集电池保护板的温度，并反馈给电量计芯片。
27.优选地，电量计芯片与第一电芯和第二电芯的连接采用中心对称的布线连接。
28.本技术还提供一种电池系统，包括：以上介绍的电池保护板，还包括主板系统；主板系统包括充电芯片；
29.电池保护板的正输出端和负输出端分别连接充电芯片的正极和充电芯片的负极；
30.充电芯片，用于根据充电芯片的输出电压和电池包的实际电压为电池包充电。
31.优选地，充电芯片，具体根据充电芯片的输出电压和电池包的实际电压的差与线路阻抗的比值控制充电电流的大小。
32.本技术还提供一种移动设备，包括：以上介绍的电池系统，还包括至少两个并联在一起的电芯组成的电池包。
33.由此可见，本技术具有如下有益效果：
34.本技术提供的电池保护板，包括电量计芯片、电流采样电路和第一保护电路。电量计芯片连接在电池包的正极和负极之间，能够避免电池保护板及相关接插件内阻导致的压降，可以更加准确地获得电池包的实际电压；电流采样电路将采集的电池包的充电电流反馈给电量计芯片；电量计芯片将电池包的实际电压和电池包的充电电流反馈给主板系统，使主板系统控制电池包的充电；第一保护电路根据电池包的实际电压和充电电流，对电池包进行保护。本技术提供的电池保护板，能够更准确地测量电池包的实际电压；由于主板系统根据充电芯片的实际输出电压与电池包的实际电压的差，控制充电电流，充电电流大，则充电效率高；为保证安全性，主板系统需控制电池包的实际电压始终低于电池包允许的最大电压；为了提升电池包容量的利用率，主板系统需控制电池包的实际电压尽可能接近电池包允许的最大电压；因此，电池保护板获得更准确的电池包的实际电压，能够使主板系统更准确地控制电池包的充电，提高充电效率，保证安全性且提升电池包容量的利用率。
附图说明
35.图1为本技术实施例提供的一种电池保护板的示意图；
36.图2为本技术实施例提供的一种电量计芯片的连接方式示意图；
37.图3为本技术实施例提供的另一种电池保护板的示意图；
38.图4为本技术实施例提供的一种电池系统的示意图；
39.图5为本技术实施例提供的一种终端设备的示意图。
具体实施方式
40.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术实施例作进一步详细的说明。
41.参见图1，该图为本技术实施例提供的一种电池保护板的示意图。
42.本技术实施例提供的电池保护板，包括：电量计芯片100、电流采样电路200和第一保护电路300。
43.为了使本领域技术人员更好地理解本技术提供的技术方案，下面对电池充电的原理进行简要说明。
44.在电池保护板上，电量计芯片100将检测的电池包电压和充电电流等信息，反馈给主板系统，主板系统根据电池包电压和充电电流等信息调节充电芯片的充电电流和最高输出电压。
45.在充电过程中，各参数符合如下公式：
46.ibat＝(vout-vbat)/rbat
47.式中，vout为充电芯片的实际输出电压，vbat为电池包的实际电压，rbat为从充电芯片的输出端到电池包的线路阻抗，ibat为实际充电电流。
48.为确保电池充电的安全性，充电芯片的最高输出电压vout一般不允许超过电池包允许的最高电压vbat，否则将出现过压风险。由公式可知，在阻抗恒定的情况下，随着电池包的实际电压的不断升高，实际充电电流将不断下降。
49.在快速充电模式中，为了提高充电效率，主板系统允许充电芯片的最高输出电压vout升高到超过电池包允许的最高电压vbat的情况，但同时要保证电池包的实际电压vbat始终低于电池包允许的最高电压vbat。
50.快速充电模式的控制方式，需要实时监测电池包的实际电压vbat，反馈至主板系统，保证vout-vbat值较大，以维持较大的实际充电电流ibat；同时，确保电池包的实际电压vbat尽可能接近电池包允许的最高电压vbat，提高电池容量的利用率。因此，电量计芯片100需要对电池包的实际电压vbat进行高精度的监测与反馈。
51.本技术实施例提供的技术方案，电量计芯片100的第一端和第二端分别连接电池包的正极b+和电池包的负极b-；电池包包括至少两个并联在一起的电芯。本技术实施例中为了方便介绍，以电池包包括两个并联在一起的电芯为例进行介绍，即第一电芯和第二电芯并联，另外也可以包括更多的电芯，在此不做限定。
52.电量计芯片100，用于测量电池包的实际电压。
53.传统技术往往在主板系统的正极p+和主板系统的负极p-处测量电池包的实际电压；但快速充电模式中，充电电流较大，受电池保护板及相关接插件的内阻影响，测量的电池包的实际电压偏低，导致充电效率低。
54.电量计芯片100的第一端和第二端分别连接电池包的正极b+和电池包的负极b-，避免了电池保护板及相关接插件内阻导致的压降，测量的电池包的实际电压更加准确，能够提高充电效率。
55.电流采样电路200，用于采集电池包的充电电流，反馈给电量计芯片100。
56.第一保护电路300，用于根据电池包的实际电压和充电电流，对电池包进行保护。
57.根据电池包的实际电压和充电电流，第一保护电路300可以判断是否出现了故障，当出现故障时，第一保护电路300切断回路，从而对电池包进行保护。故障包括但不限于过压、过流、欠压或短路等。
58.电量计芯片100，用于将电池包的实际电压和电池包的充电电流发送给主板系统，以使主板系统根据电池包的实际电压和充电电流给电池包进行充电。即调整充电电流的大小。
59.本技术实施例提供的电池保护板，包括电量计芯片、电流采样电路和第一保护电
路。电量计芯片连接在电池包的正极和负极，能够避免电池保护板及相关接插件内阻导致的压降，测得的电池包的实际电压更加准确；电流采样电路将采集到的电池包的充电电流反馈给电量计芯片；电量计芯片将电池包的实际电压和电池包的充电电流反馈给主板系统，使主板系统控制电池包充电；第一保护电路用于根据电池包的实际电压和充电电流，对电池包进行保护。本技术实施例提供的电池保护板，能够更准确地测量电池包的实际电压，从而使主板系统可以更准确地控制充电，提高充电效率，提升电池包容量的利用率。
60.下面结合附图介绍一种电量计芯片与电池包的具体连接方式。
61.参见图2，该图为本技术实施例提供的一种电量计芯片与电池包的连接方式示意图。
62.本实施例以电池包包括两个并联在一起的电芯为例，两个电芯分别为：第一电芯和第二电芯；两个电芯之间的每段接线存在不同的电阻，分别为r1、r2、r3、r4、r5和r6。
63.具体连接关系为：电量计芯片的第一端连接第一电芯的正极，电量计芯片的第二端连接第二电芯的负极。
64.在充电过程中，每个电芯的实际电压应始终低于各电芯允许的最高电压。
65.如果电量计芯片的第一端和第二端分别连接某一片电芯的正端与负端，并将此电芯的电压反馈至主板系统，主板系统会默认该电压为所有电芯的实际电压。但是，由于接线存在电阻，且r1+r2+r3≠r4+r5+r6，因此在电流相同的情况下，第一电芯和第二电芯的实际电压存在较大差异，例如：第一电芯的实际电压＝第二电芯的实际电压+六个电阻的分压；此时电芯的实际电压不准确，会导致容量无法充满或电芯的实际电压超过电芯允许的最大电压。
66.因此，电量计芯片的第一端连接第一电芯的正极，电量计芯片的第二端连接第二电芯的负极；可以一定程度上减小不同电芯的实际电压的差异，例如：第一电芯的实际电压＝第二电芯的实际电压+第一电压－第二电压；进一步使电量计测量的电芯的实际电压更加准确，使充电控制的安全性和准确性更高。其中，第一电压是指r1、r3和r5所分的电压，第二电压是指r2、r4和r6所分的电压。
67.当然，电量计芯片的具体连接方式也可以与图2的连接方式对称，即电量计芯片的第一端连接第二电芯的正极，电量计芯片的第二端连接第一电芯的负极，同样可以达到减小不同电芯的实际电压差异的目的。
68.具体地，电量计芯片与第一电芯和第二电芯的连接可以采用中心对称的布线连接。本技术实施例不具体限定中心对称的具体形状，目的减小电量计芯片采样时带来的布线引起的差异，例如可以采用s型布线，相对于传统的c型布线，s型布线更加对称，可以抵消布线阻抗带来的差异。
69.本技术实施例采用中心对称的连接方式，电量计芯片的第一端连接第一电芯的正极，电量计芯片的第二端连接第二电芯的负极；可以一定程度上减小不同电芯的实际电压的差异；进一步使电量计测量的电芯的实际电压更加准确，使充电控制的安全性和准确性更高。
70.本技术不具体限定电流采样电路和第一保护电路的具体实现方式，下面结合附图介绍一种可能的实现方式。
71.参见图3，该图为本技术实施例提供的另一种电池保护板的示意图。
72.本技术实施例提供的电池保护板，包括：电量计芯片100、电流采样电路200、第一保护电路300和第二保护电路400。
73.本实施例中，电量计芯片100的连接方式与作用均可参见上述实施例，在此不再赘述。
74.电流采样电路200为采样电阻rc；采样电阻rc串联在电池包的负极b-和主板系统的负极p-之间。
75.第一保护电路300，具体包括：第一保护芯片301和保护开关管302。保护开关管302串联在电池包的负极b-与主板系统的负极p-之间；第一保护芯片301，用于根据电池包的实际电压控制保护开关管302动作。具体地，当电池包出现例如过压或欠压等故障时，第一保护芯片301控制保护开关管302断开，从而实现对电池包的保护。
76.第二保护电路400，具体包括：第二保护芯片401、保护开关402和保险丝403。
77.保护开关402与保险丝403连接；保险丝403串联在电池包的正极b+和主板系统的正极p+之间；第二保护芯片401，用于根据电池包的实际电压通过控制保护开关402动作来切断保险丝403所在的供电回路。具体地，当电池包出现反接或短路等故障时，保险丝403将被切断，从而实现对电池包的保护。
78.电池保护板中增加第二保护电路，可以在电池包出现故障，而第一保护电路也出现故障无法及时动作时，仍然能够及时将回路切断，提高了电池保护板的稳定性，进一步保护了电池包。
79.本技术提供的电池保护板，还可以包括温度传感器，用于采集电池保护板的温度，并反馈给电量计芯片；以便主板系统同时根据电池包保护板的温度，进行充电控制。
80.本技术实施例提供的电池保护板，在能够更准确地测量电池包的实际电压的同时，还采集电池保护板的温度，使主板系统做出更合适的充电控制；还增加了第二保护电路，避免第一保护电路出现故障而无法及时切断回路，提高了电池保护板的稳定性，更可靠地保护了电池包。
81.基于以上实施例提供的电池保护板，本技术实施例还提供一种电池系统，下面结合附图进行详细介绍。
82.参见图4，该图为本技术实施例提供的一种电池系统的示意图。
83.本技术实施例提供的电池系统，除了包括：以上实施例介绍的电池保护板1000外，还包括：主板系统2000；其中，主板系统2000包括：充电芯片500。
84.电池保护板1000的正输出端和负输出端分别连接充电芯片500的正极和充电芯片500的负极。
85.充电芯片500，用于根据充电芯片的输出电压和电池包的实际电压为电池包充电。
86.充电芯片500具体可以根据充电芯片的输出电压和电池包的实际电压的差与线路阻抗的比值控制充电电流的大小。充电芯片500的详细控制过程可以参见以上实施例的原理说明，在此不再赘述。
87.本技术实施例提供的电池系统，电池保护板向主板系统反馈更加准确的电池包的实际电压，主板系统中的充电芯片根据充电芯片的输出电压和更加准确的电池包的实际电压，进行更准确地控制，为电池包充电，提高了充电效率。
88.基于以上实施例提供的电池保护板和电池系统，本技术实施例还提供一种终端设
备，下面结合附图进行详细介绍。
89.参见图5，该图为本技术实施例提供的一种移动设备的示意图。
90.本技术实施例提供的移动设备，除了包括：以上实施例介绍的电池系统3000外，还包括：至少两个并联在一起的电芯组成的电池包4000。
91.本实施例中，电池系统3000的组成与工作原理均可参见以上实施例，在此不再赘述。
92.本技术实施例提供的移动设备，电池系统能够对电池包的充电进行更加精准地控制，可以提高移动设备的充电效率，缩短充电时间，还提升了电池包的充电容量；电池系统还可以保护电池包的安全性。
93.对所公开的实施例的上述说明，使本领域普通技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的普通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技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术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公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。