设备的电池控制电路、方法及系统与流程

本发明主要涉及控制电路，具体地涉及一种设备的电池控制电路、方法及系统。

背景技术：

1、在带电池的设备电路设计中，关机漏电流是需要考虑的因素。传统的解决方案通过使用mos(metal oxide semiconductor field effect transistor)管的外置控制来导通或关闭电源，以实现在设备关机后避免漏电流的产生，然而这种设计在某些设备中并未全面考虑系统端芯片的关机漏电流问题。只要芯片有供电，无论是否工作，芯片本身都可能存在电流泄露，尤其在设备长时间存放或运输时，电池可能会因长时间处于过放状态而影响其寿命，进而影响设备的使用。

2、为了防止关机漏电流，部分设备采用了带有shipmode模式的充电芯片。shipmode模式通过断开电池与后级电路的连接，减少电池在待机状态下的不必要电量消耗。然而这种方案成本较高且需要软件配合，无法实现纯硬件的低成本方式。

3、另一方面，在电池防反接的设计上，当前大部分设备主要考虑了电池本体插拔时的正负极接反情况，而忽视了给电池充电的电源正负极接反的可能性。目前的设计往往仅通过标识来提示电池的正负极方向，而整个设备的系统中并未设置防反接电路。这可能导致电池反接时设备损坏，尤其是在系统端外接电源进行测试或充电时，一旦外接电源正负极接反，反电压可能接入电池，从而损坏电池。

4、在考虑电池防反接时，现有方案未充分考虑到电池反接同时系统插入充电电源的情况。这种情况下，充电电源可能会直接进入电池，导致大电流产生从而损坏电池，甚至引发起火冒烟等危险情况，危及用户人身安全。

5、目前带电池的设备在电路设计上，未综合考虑防电源反接和防关机漏电流的情况，若用户操作不当可能损坏设备和电池，导致设备的用户体验不高。

技术实现思路

1、本申请所要解决的技术问题是提供一种设备的电池控制电路、方法及系统，可以实现硬件上的防护电路，在电源反接、电池反接时不会损坏设备和电池，不会存在关机漏电流的情况，提高了设备的安全性和用户体验。

2、本申请为解决上述技术问题而采用的技术方案是一种设备的电池控制电路，包括：第一晶体管，第一晶体管的源极分别与系统端电源、第一电阻的第一端连接；第二晶体管，第二晶体管的源极分别与电池端电源、第二电阻的第一端连接，第二晶体管的漏极和第一晶体管的漏极连接；第三晶体管，第三晶体管的漏极分别与第一晶体管的栅极、第一电阻的第二端连接，第三晶体管的栅极和电池端电源连接，第三晶体管的源极和接地端连接；第四晶体管，第四晶体管的漏极分别与第二晶体管的栅极、第二电阻的第二端连接，第四晶体管的栅极分别与第三电阻的第一端、输入输出引脚连接，第四晶体管的源极分别与接地端、第三电阻的第二端连接。

3、在本申请的一实施例中，电池控制电路还包括设备的开机按键和二极管，开机按键用于控制设备开机或者关机，二极管的第一端和开机按键连接，二极管的第二端和第二晶体管的栅极连接。

4、在本申请的一实施例中，第一晶体管和第二晶体管为pmos管，第三晶体管和第四晶体管为nmos管。

5、在本申请的一实施例中，电池控制电路被配置为：控制开机按键不闭合从而使设备处于关机状态，电池端电源有电从而使第三晶体管导通、第一晶体管导通；输入输出引脚为低电平从而使第四晶体管关闭；第二电阻使第二晶体管的电压差vgs＝0v从而使第二晶体管关闭；从而电池端电源和系统端电源之间没有漏电流。

6、在本申请的一实施例中，电池控制电路被配置为：控制开机按键闭合从而使设备处于开机状态，电池端电源有电从而使第三晶体管导通、第一晶体管导通；第二电阻使第二晶体管的电压差vgs＜0v从而使第二晶体管导通；输入输出引脚被拉为高电平从而使第四晶体管导通且保持第二晶体管导通；开机按键恢复悬空后电池端电源和系统端电源之间持续导通。

7、在本申请的一实施例中，电池控制电路被配置为：控制电池端电源反接从而使接地端为电池电压，第四晶体管的漏极和第二晶体管的栅极被拉高从而使第二晶体管的电压差vgs＞0v进而使第二晶体管关闭；电池端电源和系统端电源之间不导通。

8、在本申请的一实施例中，电池控制电路被配置为：控制系统端电源反接从而使接地端为电源电压，第三晶体管的漏极和第一晶体管的栅极被拉高从而使第一晶体管的电压差vgs＞0v进而使第一晶体管关闭；电池端电源和系统端电源之间不导通。

9、在本申请的一实施例中，电池控制电路被配置为：控制电池端电源反接并且正接系统端电源进行充电，接地端为电池电压，第四晶体管的漏极和第二晶体管的栅极被拉高从而使第二晶体管的电压差vgs＞0v进而使第二晶体管关闭；第三晶体管的电压差vgs＜0v从而使第三晶体管关闭；系统端电源为电源电压从而使第一晶体管的电压差vgs＝0v进而使第一晶体管关闭；电池端电源和系统端电源之间不导通。

10、本申请为解决上述技术问题还提出一种设备的电池控制方法，使用如上的电池控制电路，包括：若需要检测关机漏电流情况，则控制开机按键不闭合从而使设备处于关机状态；若需要检测开机导通情况，则控制开机按键闭合从而使设备处于开机状态；若需要检测在电池端电源反接时对系统的损坏情况，则控制电池端电源反接从而使接地端为电池电压；若需要检测在系统端电源反接时对电池的损坏情况，则控制系统端电源反接从而使接地端为电源电压；若需要检测在电池端电源反接且接通系统端电源充电时对电池的损坏情况，则控制电池端电源反接并且正接系统端电源进行充电，从而使接地端为电池电压以及系统端电源为电源电压。

11、本申请为解决上述技术问题还提出一种设备的电池控制系统，包括：存储器，用于存储可由处理器执行的指令；处理器，用于执行指令以实现如上的电池控制方法。

12、本申请的技术方案通过设置第一晶体管、第二晶体管可以控制电源通路的导通或者关闭；通过设置第三晶体管、第四晶体管可以控制第一晶体管和第二晶体管的导通或关闭；通过设置第一电阻、第二电阻，可以在不导通电路时使第一晶体管、第二晶体管处于关闭状态；通过设置第三电阻可以使第四晶体管的栅极维持稳态，在输入输出引脚不上电时处于低电平。本申请在电源反接或者电池反接后不会损坏系统电路；在接反向电源充电时，能够对电池进行隔离从而不会出现反向电流，进而不会出现电池大电流及损坏情况；本申请在设备关闭状态时会断开芯片的供电，不会存在芯片的电流泄露从而可以减少电池耗电，延长电池存储时间。本申请相当于防电源反接和关机漏电流的控制电路，可以实现硬件上的防护电路，在电源反接、电池反接时不会损坏设备和电池，不会存在关机漏电流的情况，提高了设备的安全性和用户体验。

技术特征：

1.一种设备的电池控制电路，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的设备的电池控制电路，其特征在于，还包括所述设备的开机按键和二极管，所述开机按键用于控制所述设备开机或者关机，所述二极管的第一端和所述开机按键连接，所述二极管的第二端和所述第二晶体管的栅极连接。

3.如权利要求1所述的设备的电池控制电路，其特征在于，所述第一晶体管和所述第二晶体管为pmos管，所述第三晶体管和所述第四晶体管为nmos管。

4.如权利要求2所述的设备的电池控制电路，其特征在于，所述电池控制电路被配置为：控制所述开机按键不闭合从而使所述设备处于关机状态，所述电池端电源有电从而使所述第三晶体管导通、所述第一晶体管导通；所述输入输出引脚为低电平从而使所述第四晶体管关闭；所述第二电阻使所述第二晶体管的电压差vgs＝0v从而使所述第二晶体管关闭；从而所述电池端电源和所述系统端电源之间没有漏电流。

5.如权利要求2所述的设备的电池控制电路，其特征在于，所述电池控制电路被配置为：控制所述开机按键闭合从而使所述设备处于开机状态，所述电池端电源有电从而使所述第三晶体管导通、所述第一晶体管导通；所述第二电阻使所述第二晶体管的电压差vgs＜0v从而使所述第二晶体管导通；所述输入输出引脚被拉为高电平从而使所述第四晶体管导通且保持所述第二晶体管导通；所述开机按键恢复悬空后所述电池端电源和所述系统端电源之间持续导通。

6.如权利要求1所述的设备的电池控制电路，其特征在于，所述电池控制电路被配置为：控制所述电池端电源反接从而使所述接地端为电池电压，所述第四晶体管的漏极和所述第二晶体管的栅极被拉高从而使所述第二晶体管的电压差vgs＞0v进而使所述第二晶体管关闭；所述电池端电源和所述系统端电源之间不导通。

7.如权利要求1所述的设备的电池控制电路，其特征在于，所述电池控制电路被配置为：控制所述系统端电源反接从而使所述接地端为电源电压，所述第三晶体管的漏极和所述第一晶体管的栅极被拉高从而使所述第一晶体管的电压差vgs＞0v进而使所述第一晶体管关闭；所述电池端电源和所述系统端电源之间不导通。

8.如权利要求1所述的设备的电池控制电路，其特征在于，所述电池控制电路被配置为：控制所述电池端电源反接并且正接所述系统端电源进行充电，所述接地端为电池电压，所述第四晶体管的漏极和所述第二晶体管的栅极被拉高从而使所述第二晶体管的电压差vgs＞0v进而使所述第二晶体管关闭；所述第三晶体管的电压差vgs＜0v从而使所述第三晶体管关闭；所述系统端电源为电源电压从而使所述第一晶体管的电压差vgs＝0v进而使所述第一晶体管关闭；所述电池端电源和所述系统端电源之间不导通。

9.一种设备的电池控制方法，其特征在于，使用如权利要求1-8任一项所述的电池控制电路，包括：

10.一种设备的电池控制系统，其特征在于，包括：

技术总结
本发明涉及一种设备的电池控制电路、方法及系统，包括第一晶体管，其源极分别与系统端电源、第一电阻的第一端连接；第二晶体管，其源极分别与电池端电源、第二电阻的第一端连接，其漏极和第一晶体管的漏极连接；第三晶体管，其漏极分别与第一晶体管的栅极、第一电阻的第二端连接，其栅极和电池端电源连接，其源极和接地端连接；第四晶体管，其漏极分别与第二晶体管的栅极、第二电阻的第二端连接，其栅极分别与第三电阻的第一端、输入输出引脚连接，其源极分别与接地端、第三电阻的第二端连接。本发明可以实现硬件上的防护电路，在电源反接、电池反接时不会损坏设备和电池，不会存在关机漏电流的情况，提高了设备的安全性和用户体验。

技术研发人员：张成,林喆
受保护的技术使用者：上海商米科技集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/29