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一种电池控制系统、驱动方法及电子设备

文献发布时间:2023-06-19 11:26:00


一种电池控制系统、驱动方法及电子设备

技术领域

本发明涉及电池技术领域,特别涉及一种电池控制系统、驱动方法及电子设备。

背景技术

在相关技术中,诸如电子屏显移动路牌、商用显示器、广告牌等可充电电子设备,通常需要一个电池充电管理集成电路(Integrated Circuit,IC)来进行电池充放电实时状态的管理,通过电池保护IC来进行电池充放电保护。由于目前的电池充电电路均需电池充电管理IC,电路设计复杂,故障率较高,如何在简化电路设计的同时,对用户进行有效的电池电量指示就变得极为重要。

发明内容

本发明提供了一种电池控制系统、驱动方法及电子设备,用于在简化电池控制系统的同时,对用户进行有效的电池电量指示。

第一方面,本发明实施例提供了一种电池控制系统,包括:电池组、电池保护电路、主控电路和指示组件;

所述电池保护电路分别与所述电池组和所述主控电路耦接,所述主控电路分别与所述电池组和所述指示组件耦接;

所述指示组件包括多个并联的LED灯;

所述主控电路用于获取所述电池组的电池电量信息,根据所述电池电量信息向所述指示组件中的每个LED灯加载对应的控制信号,控制每个LED灯按照与所述电池电量信息匹配的预设方式点亮。

在一种可能的实现方式中,所述主控电路包括主控芯片;

每个LED灯的第一端均与预设电压的电源耦接,每个LED灯的第二端分别与所述主控芯片对应的管脚耦接;

所述主控芯片用于在确定所述电池电量信息处于预设电量范围时,向所述指示组件中部分LED灯加载常亮信号,并周期性顺序点亮其它部分的LED灯,其中,所述电池电量信息所处的电量范围越大,控制加载常亮信号的LED灯的个数越多。

在一种可能的实现方式中,所述电池控制系统还包括电源正极端子和电源负极端子,电池正极端子和电池负极端子;

所述电源正极端子与外部电源的正极耦接,所述电源负极端子与所述外部电源的负极耦接,所述电池正极端子与所述电池组的正极耦接,所述电池负极端子与所述电池组的负极耦接;

所述主控电路还包括第一取样电阻电路,所述第一取样电阻电路的第一端与所述电源正极端子耦接,所述第一取样电阻电路的第二端与所述电源负极端子耦接,所述第一取样电阻电路的第一端和所述第一取样电阻电路的第二端之间具有第一节点,所述第一节点与所述主控芯片的电量检测管脚耦接,以使所述主控芯片获得第一检测电压,并根据所述第一检测电压确定所述电池组的所述电池电量信息。

在一种可能的实现方式中,所述电池保护电路还包括第二取样电阻电路和电池保护芯片;

所述第二取样电阻电路的第一端与所述电源负极端子耦接,所述第二取样电阻电路与所述电源负极端子之间具有第二节点;所述第二取样电阻电路的第二端与所述电池负极端子耦接;

所述电池保护芯片的过流检测管脚与所述第二节点耦接,所述主控电路的电压检测端与所述第二节点耦接,以获得第二检测电压,并根据所述第二检测电压与预设基准电压的数值关系,确定所述电池组的充放电状态信息。

在一种可能的实现方式中,所述主控电路还包括第一电阻和第二电阻;

所述第一电阻的第一端与所述第二节点耦接,所述第二电阻的第一端与预设电压的电源耦接,且所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第二端耦接,所述第一电阻和所述第二电阻之间具有第三节点;

所述主控芯片的电压采样管脚与所述第三节点耦接,以获得所述第二检测电压。

在一种可能的实现方式中,所述电池控制系统还包括可控开关电路;

所述可控开关电路分别与所述第二节点和所述电源负极端子耦接;

所述可控开关电路包括控制端,所述控制端与所述电池保护芯片耦接,所述可控开关电路用于在所述电池保护芯片的控制下导通或断开所述电源负极端子与所述电池组的负极之间的连接。

在一种可能的实现方式中,所述可控开关电路包括多个并联的开关回路;

每个开关回路包括串联连接的充电MOS管和放电MOS管,且所述充电MOS管与所述电源负极端子耦接,所述放电MOS管与所述第二节点耦接,所述充电MOS管的控制端与所述电池保护芯片的充电控制管脚耦接,所述放电MOS管的控制端与所述电池保护芯片的放电控制管脚耦接。

第二方面,本发明实施例还提供了一种电池控制系统的驱动方法,所述电池控制系统包括电池组、电池保护电路、主控电路和指示组件,所述电池保护电路分别与所述电池组和所述主控电路耦接,所述主控电路分别与所述电池组和所述指示组件耦接,所述指示组件包括多个并联的LED灯,所述驱动方法包括:

所述主控电路获取所述电池组的电池电量信息;

所述主控电路根据所述电池电量信息向所述指示组件中的每个LED灯加载对应的控制信号,控制每个LED灯按照与所述电池电量信息匹配的预设方式点亮。

在一种可能的实现方式中,所述主控电路根据所述电池电量信息向所述指示组件中的每个LED灯加载对应的控制信号,控制每个LED灯按照与所述电池电量信息匹配的预设方式点亮,包括:

在确定所述电池电量信息处于预设电量范围时,所述主控电路中主控芯片向所述指示组件中部分LED灯加载常亮信号,并周期性顺序点亮其它部分的LED灯,其中,所述电池电量信息所处的电量范围越大,控制加载常亮信号的LED灯的个数越多,所述指示组件中每个LED灯的第一端均与预设电压的电源耦接,每个LED灯的第二端分别与所述主控芯片的对应管脚耦接。

在一种可能的实现方式中,所述驱动方法还包括:

所述主控电路的电压检测端获取第二检测电压,其中,所述电压检测端与所述电池保护电路中电池保护芯片的过流检测管脚耦接;

所述主控电路根据所述第二检测电压与预设基准电压的数值关系,确定所述电池组的充放电状态信息。

第三方面,本发明实施例还提供了一种电子设备,包括:如上面任一项所述的电池控制系统。

本发明的有益效果如下:

本发明实施例提供了一种电池控制系统、驱动方法及电子设备,其中,所述电池控制系统包括电池组、电池保护电路、主控电路和指示组件,该电池保护电路分别与电池组和主控电路耦接,主控电路分别与电池组和指示组件耦接,指示组件包括多个并联的LED灯,主控电路用于获取该电池组的电池电量信息,根据该电池电量信息向指示组件中的每个LED灯加载对应的控制信号,控制每个LED灯按照与该电池电量信息匹配的预设方式点亮,也就是说,通过仅包括主控电路和电池保护电路的电池控制系统就可以获取电池组的电池电量信息,并根据该电池电量信息控制指示组件中每个LED灯按照与之匹配的方式点亮,整个电池控制系统无需电池充电管理电路,从而在简化电路设计的同时,对用户进行了有效的电池电量指示。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种电池控制系统的结构框图;

图2为本发明实施例提供的一种电池控制系统的其中一种电路结构示意图;

图3为本发明实施例提供的一种电池控制系统的其中一种电路结构示意图;

图4为本发明实施例提供的一种电池控制系统的其中一种电路结构示意图;

图5为本发明实施例提供的一种电池控制系统的其中一种电路结构示意图;

图6为本发明实施例提供的一种电池控制系统的其中一种电路结构示意图;

图7为本发明实施例提供的一种电池控制系统的驱动方法的方法流程图;

图8为本发明实施例提供的一种电池控制系统的驱动方法的另外一种方法流程图;

图9为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例的附图,对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。并且在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

除非另外定义,本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。

需要注意的是,附图中各图形的尺寸和形状不反映真实比例,目的只是示意说明本发明内容。并且自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

在现有技术中,可充电电子设备的充电电路往往包括电池充电管理IC(比如,TP4055、TP4057芯片等)、电池保护芯片和微控制单元(Microcontroller Unit,MCU),电池充电管理IC往往用于对电池充电时实时状态管理,比如恒压或恒流充电;电池保护芯片往往根据从电池管理IC获取的电池充电实时状态来保护电池,比如防止电池过充、过放等;MCU往往根据从电池充电管理IC获取电池充电实时状态来确定电池状态,比如充电状态、放电状态等。上述充电电路的具体工作流程为:在充电电路连接外部电源时,若电池充电管理IC检测到电池电压低于一较小的值,则通过涓流充电模式对电池进行充电;若电池充电管理IC检测到电池电压高于一较大的值,则以恒定电流模式对电池进行充电;若电池电压达到浮充电压,则电池充电管理IC以恒定电压模式对电池进行充电,直至充电电流降低至涓流。在电池充电的整个过程中,MCU可以根据电池充电管理IC的管脚状态,确定电池状态,并根据电池状态发出相应提示信息,以进行电池状态提醒,此外,电池保护芯片可以根据从电池充电管理IC获取的电池的电压、电流等参数对电池进行保护,整个过程中均需要依赖于电池充电管理IC,电路设计较为复杂,不仅增大了相应电路板的设计面积,还增大了故障率和生产成本,而且无法对用户进行有效的电池电量指示。

鉴于此,本发明实施例提供了一种电池控制系统、驱动方法及电子设备,用于在简化电池控制系统的同时,对用户进行有效的电池电量指示。

如图1所示为本发明实施例提供的一种电池控制系统的结构框图,具体来讲,所述控制系统包括:

电池组1、电池保护电路2、主控电路3和指示组件4;

所述电池保护电路2分别与所述电池组1和所述主控电路3耦接,所述主控电路3分别与所述电池组1和所述指示组件4耦接;

所述指示组件4包括多个并联的LED灯;

所述主控电路3用于获取所述电池组1的电池电量信息,根据所述电池电量信息向所述指示组件4中的每个LED灯加载对应的控制信号,控制每个LED灯按照与所述电池电量信息匹配的预设方式点亮。

在具体实施过程中,所述电池组1可以包括多个串联的电池单体,根据实际应用需要来设置所述电池组1所包括的电池单体的个数,比如,三个,在此不做限定。此外,还可以根据实际应用需要来设置所述指示组件4所包括的LED(Light-emitting Diode,发光二极管)灯的个数,比如,三个,四个,五个等,图1中仅示意出了所述指示组件4所包括的LED灯的个数为五个的情况。

在具体实施过程中,所述主控电路3用于获取所述电池组1的电池电量信息,根据所述电池电量信息向所述指示组件4中的每个LED灯加载对应的控制信号,控制每个LED灯按照与所述电池电量信息匹配的预设方式点亮。其中,所述电池组1的电池电量信息不同,相应地,所述电池电量信息所对应的对所述指示组件4的每个LED灯的点亮方式不同。比如,所述指示组件4包括a、b和c在内三个并联的LED灯,若所述电池组1的电池电量信息为15%,先点亮a灯,再依次点亮b灯和c灯;若所述电池组1的电池电量信息为40%,a灯常亮,再依次点亮b灯和c灯;若所述电池组1的电池电量信息为90%,a灯和b灯常亮,再点亮c灯。整个电池控制过程中,无需充电管理IC,所述主控电路3可以获取所述电池组1的电池电量信息,从而简化了电路,降低了电路板的提及和生产成本。此外,所述主控电路3可以根据所获取的所述电池电量信息向所述指示组件4中的每个LED灯加载对应的控制信号,从而控制每个LED灯按照与所述电池电量信息匹配的预设方式点亮,从而实现了对用户电池电量的指示。如此一来,在简化电路的同时,还可以实现对用户的电池电量的指示,保证了电池控制系统的使用性能。

如图2所示为本发明实施例提供的一种电池控制系统的其中一种电路结构示意图,具体来讲,所述主控电路3包括主控芯片MCU;

每个LED灯的第一端均与预设电压的电源耦接,每个LED灯的第二端分别与所述主控芯片MCU对应的管脚耦接;

所述主控芯片MCU用于在确定所述电池电量信息处于预设电量范围时,向所述指示组件4中部分LED灯加载常亮信号,并周期性顺序点亮其它部分的LED灯,其中,所述电池电量信息所处的电量范围越大,控制加载常亮信号的LED灯的个数越多。

在具体实施过程中,所述指示组件4中每个LED灯的第一端均与预设电压的电源耦接,每个LED灯的第二端分别与所述主控芯片MCU对应的管脚耦接,结合图2所示,所述预设电压的电源可以是3.3V,通过所述预设电压的电源对所述指示组件4进行供电,所述指示组件4包括D1、D2、D3、D4和D5在内的五个LED灯,所述主控芯片MCU的管脚6与D1耦接,所述主控芯片MCU的管脚5与D2耦接,所述主控芯片MCU的管脚4与D3耦接,所述主控芯片的管脚3与D4耦接,所述主控芯片MCU的管脚2与D5耦接。

仍结合图2所示,所述主控芯片MCU用于在确定所述电池电量信息处于预设电量范围时,向所述指示组件4中部分LED灯加载常亮信号,并周期性顺序点亮其它部分的LED灯,其中,所述电池电量信息所处的电量范围越大,控制加载常亮信号的LED灯的个数越多。比如,预先为包括五个LED灯的所述指示组件4划分了不同的电量范围,0~5%,5%~20%,20%~40%,40%~60%,60%~80%,80%~100%,在所述电池电量信息处于5%~20%时,所述主控芯片MCU依次周期性顺序点亮D1、D2、D3、D4和D5,在所述电池电量信息处于20%~40%时,所述主控芯片MCU向D1加载常亮信号,并周期性顺序点亮D2、D3、D4和D5,在所述电池电量信息处于40%~60%时,所述主控芯片MCU向D1和D2加载常亮信号,并周期性顺序点亮D3、D4和D5,在所述电池电量信息处于60%~80%时,所述主控芯片MCU向D1、D2和D3加载常亮信号,并周期性顺序点亮D4和D5,在所述电池电量信息处于80%~100%时,所述主控芯片MCU向D1、D2、D3和D4加载常亮信号,并周期性点亮D5,在所述电池电量信息处于100%时,所述主控芯片MCU向D1、D2、D3、D4和D5加载常亮信号,在所述电池电量信息处于0~5%时,所述主控芯片不再向这五个LED灯加载控制信号,五个LED灯处于熄灭状态。在具体实施过程中,可以根据实际应用需要来设置不同的电量范围与相应LED灯的控制方式间的对应关系,在此不做限定。在具体实施过程中,由于所述电池电量信息所处的电量范围不同,相应地对所述指示组件4中LED灯所加载的常亮信号的情况也可能会有所不同,从而能够实现对用户的电池电量的有效提示,比如,当用户看到D1灯常亮,D2至D5灯周期性顺序点亮,便可以知晓所述电池组1当前电量处于5%~20%,进而保证了所述电池控制系统的使用性能。

仍结合图2所示,每个LED灯的第二端分别经限流电阻与所述主控电路3的管脚耦接,从而避免了过大的电流流经LED灯,提高了所述电池控制系统的使用性能。

在本发明实施例中,如图3所示为电池控制系统的其中一种电路结构示意图,具体来讲,所述电池控制系统还包括电源正极端子V+和电源负极端子,电池正极端子BAT+和电池负极端子BAT﹣;

所述电源正极端子V+与外部电源的正极耦接,所述电源负极端子V-与所述外部电源的负极耦接,所述电池正极端子BAT+与所述电池组1的正极耦接,所述电池负极端子BAT-与所述电池组1的负极耦接;

所述主控电路3还包括第一取样电阻电路31,所述第一取样电阻电路31的第一端与所述电源正极端子V+耦接,所述第一取样电阻电路31的第二端与所述电源负极端子V-耦接,所述第一取样电阻电路31的第一端和所述第一取样电阻电路31的第二端之间具有第一节点M,所述第一节点M与所述主控芯片的电量检测管脚V_ADC耦接,以使所述主控芯片获得第一检测电压,并根据所述第一检测电压确定所述电池组1的所述电池电量信息。

在具体实施过程中,结合图3所示,所述电池控制系统还包括电源正极端子V+和电源负极端子V-,电池正极端子BAT+和电池负极端子BAT-,所述电源正极端子V+可以与如图3所示的12V的外部电源的正极耦接,所述电源负极端子V-可以与图3所示的12V的外部电源的负极耦接,所述电池正极端子BAT+与所述电池组1的正极耦接,所述电池负极端子BAT-与所述电池组1的负极耦接,在外部电源接入时,该外部电源可以给所述电池组1充电。

仍结合图3所示,所述主控电路3还包括第一取样电阻电路31,所述第一取样电阻电路31可以包括取样电阻R1和R2,以及电容C1,其中,R1和R2串联,R2和C1并联,所述第一取样电阻电路31的第一端与所述电源正极端子V+耦接,所述第一取样电阻电路31的第二端与所述电源负极端子V-耦接,所述第一取样电阻电路31的第一端和所述第一取样电阻电路31的第二端之间具有第一节点M,所述第一节点M与所述主控芯片MCU的电量检测管脚V_ADC耦接,以使所述主控芯片MCU获得第一检测电压,并根据所述第一检测电压确定所述电池组1的所述电池电量信息。在具体实施过程中,可以通过所述主控芯片MCU的电量检测管脚V_ADC实时检测所述第一节点M的电压值V,进一步地可以确定出所述电池组1的实际电压值U,U=V(R1+R2)/R2,从而根据所述电池组1的实际电压值U确定出所述电池组1的所述电池电量信息,比如,该实际电压值U对应的电池电量为60%。这样的话,通过所述主控芯片MCU的电量检测管脚V_ADC就可以实现对电池电量的检测,进一步地,通过所述指示组件4对电池电量的指示,从而实现了对电池电量的有效指示,提高了电池控制系统的使用性能。

在本方实施例中,如图4所示为电池控制系统的其中一种电路结构示意图,具体来讲,所述电池保护电路2还包括第二取样电阻电路21和电池保护芯片22;

所述第二取样电阻电路21的第一端与所述电源负极端子V-耦接,所述第二取样电阻电路21与所述电源负极端子V-之间具有第二节点N;所述第二取样电阻电路21的第二端与所述电池负极端子BAT-耦接;

所述电池保护芯片22的过流检测管脚VINI与所述第二节点N耦接,所述主控电路3的电压检测端32与所述第二节点N耦接,以获得第二检测电压,并根据所述第二检测电压与预设基准电压的数值关系,确定所述电池组1的充放电状态信息。

在具体实施过程中,结合图4所示,所述第二取样电阻电路21可以包括取样电阻R3、R4、R5和R6,且取样电阻R3、R4、R5和R6并联,取样电阻R3、R4、R5和R6的第一端均与所述电源负极端子V-耦接,取样电阻R3、R4、R5和R6的第二端均与所述电池负极端子BAT-耦接。当外部电源以恒定的电流给所述电池组1充电时,电流从所述电池组1的负极流向所述电源负极端子V-;当所述电池组1放电时,电流从所述电源负极端子V-流向所述电池组1的负极。需要说明的是,所述第二取样电阻电路21可以仅包括取样电阻R3、R4、R5和R6时钟的一个、两个或三个,还可以包括更多个,具体可以根据实际应用需要来设置,在此不做限定。

此外,仍结合图4所示,取样电阻R3、R4、R5和R6的第一端与所述电源负极端子V-之间具有第二节点N,所述电池保护芯片22的过流检测管脚VINI与所述第二节点N耦接,所述主控电路3的电压检测端32与所述第二节点N耦接,以获得第二检测电压,并根据所述第二检测电压与预设基准电压的数值关系,确定所述电池组1的充放电状态信息。其中,所述预设基准电压可以为0.3V,所述充放电状态信息可以是充电状态,还可以是放电状态等。在具体实施过程中,所述电池保护芯片22可以为IP3255电池保护IC,该IP3255电池保护IC的第4管脚可以为过流检测管脚,所述过流检测管脚通过电阻R7与各取样电阻R3、R4、R5和R6的第一端耦接,所述主控电路3的电压检测端32与所述第二节点N耦接,从而获得所述第二检测电压,即获得所述第二节点N的电压,其中,若所述第二检测电压小于所述预设基准电压,则所述主控电路3确定所述电池组1处于充电状态;若所述第二检测电压大于所述预设基准电压,则所述主控电路3确定所述电池组1处于放电状态。如此一来,所述电池控制系统无需电池充电管理电路,所述主控电路3通过所述电池保护芯片22就可以获取所述电池组1的充放电状态信息,从而在对用户进行电池电量指示的同时,可以进一步地实现对电池充放电状态的指示,提高了所述电池控制系统的使用性能。

仍结合图4所示,所述主控电路3还包括第一电阻R7和第二电阻R8;

所述第一电阻R7的第一端与所述第二节点N耦接,所述第二电阻R8的第一端与预设电压的电源耦接,且所述第一电阻R7的第二端与所述第二电阻R8的第二端耦接,所述第一电阻R7和所述第二电阻R8之间具有第三节点O;

所述主控芯片MCU的电压采样管脚CHG_DET与所述第三节点O耦接,以获得所述第二检测电压。

在具体实施过程中,在所述第一电阻R7的阻值为100KΩ,所述第二电阻R8的阻值为1MΩ时,所述预设基准电压为0.3V,所述主控芯片MCU可以将所述第二检测电压与所述电压采样管脚CHG_DET的预设基准电压如0.3V进行比较,以确定所述电池组1的充放电状态信息,其中,所述电压采样管脚CHG_DET的预设基准电压由所述第一电阻R7和所述第二电阻R8分压得到。在所述电池组1的负极和所述电源负极端子V-之间不存在电流流动时,所述第三节点O处的电压为0V,在所述预设电压为3.3V时,所述预设电压经所述第一电阻R7和所述第二电阻R8分压,所述第一电阻R7两端的电压即为所述电压采样管脚CHG_DET的预设基准电压。

以所述电压采样管脚CHG_DET的预设基准电压为0.3V为例,比如,所述主控芯片MCU通过所述电压采样管脚CHG_DET采样到的电压低于0.3V,则说明电流从所述电池组1的负极流向所述电源负极端子V-,所述主控电路3确定所述电池组1处于充电状态。再比如,所述主控芯片MCU通过所述电压采样管脚CHG_DET采样到的电压高于0.3V,则说明电流从所述电源负极端子V-流向所述电池组1的负极,所述主控电路3确定所述电池组1处于放电状态。整个过程无需电池充电管理电路就可以实现对所述电池组1充放电状态的判断,从而降低了所述电池控制系统的设计成本,提高了所述电池控制系统的使用性能。

在本发明实施例中,如图5所示为电池控制系统的其中一种电路结构示意图,具体来讲,所述电池控制系统还包括可控开关电路5;

所述可控开关电路5分别与所述第二节点N和所述电源负极端子V-耦接;

所述可控开关电路5包括控制端,所述控制端与所述电池保护芯片22耦接,所述可控开关电路5用于在所述电池保护芯片22的控制下导通或断开所述电源负极端子V-与所述电池组1的负极之间的连接。

在具体实施过程中,通过所述可控开关电路5可以对外部电源或负载与所述电池组1的连接状态进行控制,所述可控开关电路5分别与所述第二节点N和所述电源负极端子V-耦接,所述可控开关电路5的控制端与所述电池保护芯片22耦接,在所述电池保护芯片22的控制下,所述可控开关电路5导通或断开所述电源负极端子V-与所述电池组1的负极之间的连接,从而通过所述可控开关电路5可以对外部电源或负载与所述电池组1的连接状态进行控制。此外,通过所述第二取样电阻电路21和所述电池保护芯片22可以实现所述电池组130充放电时的过流检测,比如在充电过电流时,在所述电池保护芯片22的控制下,所述可控开关电路5断开,避免外部电源向所述电池组1充电,从而有效保护了所述电池控制系统的充电安全性能。

仍结合图5所示,所述电池保护芯片22用于通过所述过流检测管脚VINI获得第三检测电压,并根据所述第三检测电压判断所述电池组1是否出现电流过放现象,并在所述电池组1出现过放现象时控制所述可控开关电路5断开,以禁止向所述电池组1充电或禁止所述电池组1放电。其中,所述电池保护芯片22的所述过流检测管脚VINI通过电阻R9与各取样电阻R3、R4、R5和R6的第一端耦接。

在本发明实施例中,仍结合图5所示,所述电源正极端子V+还用于与负载的第一端耦接,所述电源负极端子V-还用于与所述负载的第二端耦接,如此一来,在所述电源正极端子V+和所述电源负极端子V-同时与外部电源和负载连接时,外部电源与负载可以直接连接,从而给负载直接供电。所述电池保护芯片22还包括电源输入管脚VDD和外电路接入检测管脚VMN,所述电源输入管脚VDD分别与所述电源正极端子V+和所述电池正极端子BAT+耦接;所述外电路接入检测管脚VMN通过预设电阻R10与所述电源负极端子V-相连;所述电池保护芯片22用于通过外电路接入检测管脚VMN获得第四检测电压,并根据所述第四检测电压确定当前接入的外电路,并根据当前接入的外电路对所述可控开关电路5进行相应控制。其中,所述可控开关电路5的控制端可以与所述电池保护芯片22的管脚之间还设置有相应的电阻,避免电流过大对相应器件的损坏。

在具体实施过程中,若当前接入的外电路为外部电源,则所述电池保护芯片22可以控制所述可控开关电路5导通,以使所述外部电源向所述电池充电;若当前接入的外电路为负载时,则所述电池保护芯片22可以控制所述可控开关电路5导通,以使所述电池给所述负载供电。需要说明的是,当检测到外部电源和负载均接入时,所述电池保护芯片22可以控制可控开关电路5导通,此时,外部电源既可以对所述电池组1充电,又可以给负载供电。这样的话,通过所述电池保护芯片22对所述可控开关电路5的控制,提高了充放电的安全性。

仍结合图5所示,所述可控开关电路5包括多个并联的开关回路;

每个开关回路包括串联连接的充电MOS管和放电MOS管,且所述充电MOS管与所述电源负极端子耦接,所述放电MOS管与所述第二节点耦接,所述充电MOS管的控制端与所述电池保护芯片22的充电控制管脚CON耦接,所述放电MOS管的控制端与所述电池保护芯片22的放电控制管脚DON耦接。

在具体实施过程中,所述可控开关电路5所包括的开关回路的个数可以是两个,还可以是三个,如图5中示意出了开关回路为三个情况,对应标号51、52和53。此外,所述开关回路的具体个数可以根据功率需要来进行设置,在此不做限定。每个开关回路包括串联连接的充电MOS管和放电MOS管,比如,每个开关回路由两个串联的开关组件组成,其中,所述开关组件可以是MOS管,每个开关回路中与所述电源负极端子V-耦接的充电MOS管的栅极与所述电池保护芯片22的管脚CON连接,每个开关回路中与所述第二取样电阻电路21中所述第二节点N耦接的放电MOS管的栅极与所述电池保护芯片22的管脚DON耦接。

具体地,当所述电池保护芯片22根据所述第四检测电压确定接入外部电源(比如12V电源)时,所述电池保护芯片22的管脚CON输出高电平、管脚DON输出高电平,所述电池保护芯片22控制所述可控开关电路5中的各开关回路的充电MOS管均导通,当然,若只有一个开关回路,则控制该开关回路导通。此外,在无外部电源接入的情况下,当所述电池保护芯片22根据所述第四检测电压确定有负载接入时,所述电池保护芯片22的管脚DON输出高电平,管脚CON输出高电平,所述电池保护芯片22控制所述可控开关电路5的放电MOS管导通。

在本发明实施例中,如图6所示为所述电池控制系统的其中一种电路结构示意图,具体来讲,所述电池控制系统还包括所述第三取样电阻电路6,所述第三取样电阻电路6连接在所述电池组1与所述电池保护芯片22的电池电压检测管脚VC之间;其中,所述电池保护芯片22用于通过所述电池电压检测管脚VC获得第五检测电压,并在所述第五检测电压大于第一预设电压时,控制所述可控开关电路5断开,以对所述电池组1进行过充保护,以及在所述第五检测电压小于第二预设电压时,控制所述可控开关电路5断开,以对所述电池进行过放保护,其中,所述第二预设电压小于所述第一预设电压。

以图6所示,所述电池组1包括三个串联的电池单体,对应图中标号11、12和13,所述第三取样电阻电路6包括三个取样电阻子电路,对应图中标号61、62和63,每个取样电阻子电路对应所述电池组1的电池单体和所述电池保护芯片22的电池电压检测管脚VC设置,每个取样电阻子电路包括两个并联的取样电阻。

仍结合图6所示,对于由三个电池单体串联组成的所述电池组1,其通过连接端子(分别对应图6中标号PJ201-PJ204)与所述第三取样电阻电路6耦接,具体地,所述第三取样电阻电路6包括第一取样电阻子电路61、第二取样电阻子电路62和第三取样电阻子电路63,所述第一取样电阻子电路61包括并联连接的电阻R11和R12,所述第二取样电阻子电路62包括并联连接的电阻R13和R14,所述第三取样电阻子电路63包括并联连接的电阻R15和R16,所述第一取样电阻子电路61的第一端和所述电路保护芯片的管脚VC1耦接,所述第一取样电阻子电路61的第二端和所述电池组1的第一电池单体11的正极耦接,所述第二取样电阻子电路62的第一端和所述电路保护芯片的管脚VC2耦接,所述第二取样电阻子电路62的第二端和所述电池组1的第二电池单体12的正极耦接,所述第三取样电阻子电路63的第一端和所述电路保护芯片的管脚VC3耦接,所述第三取样电阻子电路63的第二端和所述电池组1的第三电池单体13的正极耦接,此外,每个取样电阻子电路的第二端还分别与一电容和所述电池负极端子BAT-耦接。

对于额定电压为3.7V的电池单体,所述电池保护芯片22检测到任一电池单体的所述第五检测电压大于第一预设电压即过充电压4.2V,且持续并大于过充电压保护延迟时间时,管脚CON变为高阻抗,充电MOS管关闭,从而停止充电,实现对所述电池组1的过充保护。对于额定电压为3.7V的电池单体,所述电池保护芯片22检测到任一电池单体的所述第五检测电压小于第二预设电压即过放电压2.7V,且持续并大于过放电压保护延迟时间时,管脚DON的电压变为低电位,CON变为高阻,放电MOS管关闭,停止放电,由此实现对所述电池组1的过放保护,其中,第二预设电压小于第一预设电压。

需要说明的是,本发明实施例提供的一种电池控制系统除了包括上述所提及的器件外,还可以根据实际应用需要来设置其它器件,在此不做详述了。

基于同一发明构思,如图7所示,本发明实施例还提供的一种电池控制系统的驱动方法的方法流程图,具体来讲,所述电池控制系统包括电池组1、电池保护电路2、主控电路3和指示组件4,所述电池保护电路2分别与所述电池组1和所述主控电路3耦接,所述主控电路3分别与所述电池组1和所述指示组件4耦接,所述指示组件4包括多个并联的LED灯,所述驱动方法包括:

S101:所述主控电路获取所述电池组的电池电量信息;

S102:所述主控电路根据所述电池电量信息向所述指示组件中的每个LED灯加载对应的控制信号,控制每个LED灯按照与所述电池电量信息匹配的预设方式点亮。

在具体实施过程中,步骤S101至步骤S102的具体实现过程在前述电池控制系统中已经进行了详尽的描述,在此不再赘述。

在具体实施过程中,步骤S102:所述主控电路根据所述电池电量信息向所述指示组件中的每个LED灯加载对应的控制信号,控制每个LED灯按照与所述电池电量信息匹配的预设方式点亮,包括:

在确定所述电池电量信息处于预设电量范围时,所述主控电路中主控芯片向所述指示组件中部分LED灯加载常亮信号,并周期性顺序点亮其它部分的LED灯,其中,所述电池电量信息所处的电量范围越大,控制加载常亮信号的LED灯的个数越多,所述指示组件中每个LED灯的第一端均与预设电压的电源耦接,每个LED灯的第二端分别与所述主控芯片的对应管脚耦接。

在本发明实施例中,如图8所示,所述驱动方法还包括:

S201:所述主控电路的电压检测端获取第二检测电压,其中,所述电压检测端与所述电池保护电路中电池保护芯片的过流检测管脚耦接;

S202:所述主控电路根据所述第二检测电压与预设基准电压的数值关系,确定所述电池组的充放电状态信息。

在具体实施过程中,对于步骤S201具体可以是发生在所述主控电路获取所述电池组1的电池电量信息之前,还可以是发生在所述主控电路获取所述电池组1的电池电量信息之前,还可以是在所述主控电路获取所述电池组1的电池电量信息同时通过所述电压检测端来获取所述第二检测电压,在此不做限定,具体可以根据实际应用需要来设定。此外,对于步骤S201至步骤S202的具体实现可以参照前述所述电池控制系统部分的描述,在此不再赘述。

基于同一发明构思,如图9所示本发明实施例还提供了一种电子设备100,包括:

如图1所述的电池控制系统10。

在具体实施过程中,所述电子设备可以包括显示器,其可以是电子屏显移动路牌、商用显示器、广告牌等,所述显示器的尺寸可以是32寸等。

由于所述电子设备所解决问题的原理与前述所述电池控制系统相似,因此,所述电子设备的实施可以参见前述电池控制系统的实施,重复之处不再赘述。

本发明实施例提供了一种电池控制系统、驱动方法及电子设备,其中,所述电池控制系统包括电池组1、电池保护电路2、主控电路3和指示组件4,该电池保护电路2分别与电池组1和主控电路3耦接,主控电路3分别与电池组1和指示组件4耦接,指示组件4包括多个并联的LED灯,主控电路3用于获取该电池组1的电池电量信息,根据该电池电量信息向指示组件4中的每个LED灯加载对应的控制信号,控制每个LED灯按照与该电池电量信息匹配的预设方式点亮,也就是说,通过仅包括主控电路3和电池保护电路4的电池控制系统就可以获取电池组1的电池电量信息,并根据该电池电量信息控制指示组件4中每个LED灯按照与之匹配的方式点亮,整个电池控制系统无需电池充电管理电路,从而在简化电路设计的同时,对用户进行了有效的电池电量指示。

尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

相关技术
  • 一种电池控制系统、驱动方法及电子设备
  • 电子设备、电子设备控制方法及用于驱动电子设备的电池
技术分类

06120112920741