电池用电设备及其电源电路的制作方法

本申请涉及电路，尤其涉及一种电池用电设备及其电源电路。

背景技术：

1、目前，市面上各种自带可充电电池的用电设备的类型越来越丰富。用电设备的电源电路通常分为对可充电电池的充、放电进行管理的充电控制芯片，以及在连接外部电源时，通过对外部电源进行电源转换以提供用电设备工作所需电能的电源控制芯片。在未连接外部电源的场景下，充电控制芯片控制可充电电池释放电能为用电设备提供工作所需电能；而在连接外部电源的场景下，优先通过电源控制芯片利用外部电源来为用电设备提供工作所需电能，同时，充电控制芯片在可充电电池电量不足的情况下，利用外部电源对可充电电池进行充电以为下一次电池供电做准备，如此，不仅可以满足多种场景的使用，也可尽量地延长用电设备的整体工作时长。

2、然而，上述已知的电源电路的方案中，需要利用充电控制芯片和电源控制芯片两路协同工作，不利于电路结构简化，往往需要占用用电设备更多的内部空间，而且电路工作中故障率更高。

技术实现思路

1、为解决现有存在的技术问题，本申请实施例提供一种结构简化、占用空间小且稳定性更高的电源电路及具有所述电源电路的电池用电设备。

2、为达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：

3、一种电池用电设备的电源电路，包括主控制器、与所述主控制器连接的充电电路、第一供电电路和第二供电电路、以及与所述主控制器连接的系统电压采样电路、电池电压采样电路和外部电源采样电路；所述充电电路包括与设备电池连接充电输出端、与所述主控制器连接的第一受控端及与外部电源连接的电源输入端；所述第一供电电路包括与设备系统电源端连接的第一供电输出端，与所述主控制器连接的第二受控端及与所述外部电源连接的供电输入端；所述第二供电电路包括与所述设备系统电源端连接的第二供电输出端，与所述外部电源连接的第三受控端及与所述设备电池连接的电池输入端；所述系统电压采样电路与所述设备系统电源端连接，所述主控制器通过所述系统电压采样电路检测所述设备系统电源端的电压；所述电池电压采样电路与所述设备电池连接，所述主控制器通过所述电池采样电路检测所述设备电池的电压；所述外部电源采样电路与所述外部电源连接，所述主控制器通过所述外部电源采样电路检测所述外部电源的电压。

4、其中，所述设备电池和所述充电输出端之间连接的结点与所述主控制器的电源端连接形成第一供电支路，所述外部电源与所述主控制器的所述电源端连接形成第二供电支路；所述第一供电支路中设有第一单向二极管，所述第二供电支路中设有第二单向二极管。

5、其中，所述第二供电支路包括串联连接于所述外部电源和接地端之间的所述第二单向二极管、限流电阻和稳压二极管；所述限流电阻和所述稳压二极管之间连接结点与所述主控制器的所述电源连接。

6、其中，所述充电电路包括依序连接的第一三极管和第一场效应管；所述第一三极管的基极作为所述第一受控端，集电极与所述第一场效应管的栅极连接，发射极与接地端连接；所述第一场效应管的源极与所述外部电源连接，漏极用于与设备电池连接。

7、其中，所述充电电路包括与所述充电输出端连接的第一低通滤波电路；所述第一低通滤波电路包括串联连接于所述第一场效应管的漏极和接地端之间的第一滤波电阻和第一滤波电容，所述第一滤波电阻和所述第一滤波电容之间连接的结点作为所述充电输出端。

8、其中，所述第一供电电路包括依序连接的第二三极管和第二场效应管；所述第二三极管的基极作为所述第二受控端，集电极分别通过第一分压电阻与所述第二场效应管的栅极连接和通过第二分压电阻与所述第二场效应管的源极连接，所述第二场效应管的漏极作为所述第一供电输出端，所述第二分压电阻与所述源极之间连接的结点作为所述供电输入端。

9、其中，所述第一供电电路还包括与所述第一供电输出端连接的第二低通滤波电路；所述第二低通滤波电路包括串联连接于所述第二场效应管的漏极和接地端之间的第二滤波电阻和第二滤波电容，所述第二滤波电阻和所述第二滤波电容之间连接的结点作为所述第一供电输出端。

10、其中，所述第二供电电路包括第三场效应管；所述第三场效应管的栅极作为所述第三受控端，漏极作为所述电池输入端，用于与所述设备电池的正极连接，且漏极与所述设备电池的正极之间连接的结点与所述充电输出端连接，源极作为所述第二供电输出端。

11、其中，所述系统电压采样电路包括串联连接于所述设备系统电源端和接地端之间的第一采样电阻和第二采样电阻，所述第一采样电阻和所述第二采样电阻之间连接的结点与所述主控制器连接；所述电池电压采样电路包括串联连接于所述设备电池的正极和接地端之间的第三采样电阻和第四采样电阻，所述第三采样电阻和所述第四采样电阻之间连接的结点与所述主控制器连接；所述外部电源采样电路包括串联连接于所述外部电源和接地端之间的第五采样电阻和第六采样电阻，所述第五采样电阻和所述第六采样电阻之间连接的结点与所述主控制器连接。

12、一种电池用电设备，包括可充电电池、系统工作电路及本申请任一实施例所述的电池用电设备的电源电路；其中，所述可充电电池为所述设备电池；所述设备系统电源端为所述系统工作电路的电源端；所述外部电源为如下其中之一：usb接口连接的市电电源、usb接口连接的其它电子设备、充电桩。

13、上述实施例所提供的电池用电设备的电源电路，通过主控制器分别与充电电路、第一供电电路和第二供电电路连接，且主控制器分别通过系统电压采样电路、电池电压采样电路和外部电源采样电路采集设备系统电源端、设备电池和外部电源的实时电压，如此，主控制器可以通过实时检测到的设备系统电源端、设备电池和外部电源的实时电压的情况，识别用电设备当前是否连接有外部电源以及设备电池的剩余电量等状态，统一地控制充电电路、第一供电电路和第二供电电路的工作，一方面，通过单一的主控制器即可实现外部电源对用电设备的供电控制、以及实现对可充电电池的充/放电控制，电路结构整体更加简单，可以有效减小电源电路所需占用用电设备的内部空间；另一方面，主控制器利用多路采样电路分别采集的实时电压实现用电设备内的充电和供电多路控制，方便实现用电设备内电源策略的升级优化，可有效地减小电源电路工作的故障率。

技术特征：

1.一种电池用电设备的电源电路，其特征在于，包括主控制器、与所述主控制器连接的充电电路、第一供电电路和第二供电电路、以及与所述主控制器连接的系统电压采样电路、电池电压采样电路和外部电源采样电路；

2.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述设备电池和所述充电输出端之间连接的结点与所述主控制器的电源端连接形成第一供电支路，所述外部电源与所述主控制器的所述电源端连接形成第二供电支路；

3.如权利要求2所述的电源电路，其特征在于，所述第二供电支路包括串联连接于所述外部电源和接地端之间的所述第二单向二极管、限流电阻和稳压二极管；所述限流电阻和所述稳压二极管之间连接的结点与所述主控制器的所述电源端连接。

4.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述充电电路包括依序连接的第一三极管和第一场效应管；

5.如权利要求4所述的电源电路，其特征在于，所述充电电路还包括与所述充电输出端连接的第一低通滤波电路；

6.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述第一供电电路包括依序连接的第二三极管和第二场效应管；

7.如权利要求6所述的电源电路，其特征在于，所述第一供电电路还包括与所述第一供电输出端连接的第二低通滤波电路；

8.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述第二供电电路包括第三场效应管；所述第三场效应管的栅极作为所述第三受控端，漏极作为所述电池输入端，用于与所述设备电池的正极连接，且漏极与所述设备电池的正极之间连接的结点与所述充电输出端连接，源极作为所述第二供电输出端。

9.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述系统电压采样电路包括串联连接于所述设备系统电源端和接地端之间的第一采样电阻和第二采样电阻，所述第一采样电阻和所述第二采样电阻之间连接的结点与所述主控制器连接；

10.一种电池用电设备，包括可充电电池、系统工作电路及如权利要求1至9中任一项所述的电源电路；

技术总结
本申请实施例提供一种电池用电设备及其电源电路，包括：控制器、与主控制器连接的充电电路、第一供电电路和第二供电电路及与主控制器连接的系统电压采样电路、电池电压采样电路和外部电源采样电路；充电电路包括与设备电池连接充电输出端、与主控制器连接的第一受控端及与外部电源连接的电源输入端；第一供电电路包括与设备系统电源端连接的第一供电输出端，与主控制器连接的第二受控端及与外部电源连接的供电输入端；第二供电电路包括与设备系统电源端连接的第二供电输出端，与外部电源连接的第三受控端及与设备电池连接的电池输入端；主控制器通过各路采样电路分别采样设备系统电源端、设备电池及外部电源的电压。

技术研发人员：刘喜
受保护的技术使用者：深圳市乐信兴业科技有限公司
技术研发日：20230320
技术公布日：2024/1/15