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一种放电电路及电子设备

文献发布时间:2023-06-19 19:27:02


一种放电电路及电子设备

技术领域

本公开涉及电子电路领域,尤其涉及一种放电电路及电子设备。

背景技术

随着电子电路技术的发展,很多应用领域中都用到了电子电路技术。例如,各种终端设备中具有大量的供终端设备正常工作的电子电路,不同的电子电路具有不同的功能。在很多电子设备中都具有为终端设备供电的电池,例如手机或平板电脑等设备中的锂离子电池,电动车中的蓄电池,在终端设备没有通过市电供电时,为终端设备提供电能。

发明内容

本公开提供一种放电电路及电子设备。

本公开实施例的第一方面,提供一种放电电路,包括:检测电路,与电池组件的输出端连接,用于对所述电池组件的输出电压进行检测得到检测电压;控制器,与所述检测电路连接,用于在所述检测电压低于放电截止电压时,生成升压控制信号;升压电路,与所述电池组件的输出端和所述控制器连接,用于根据所述升压控制信号,将所述电池组件的输出电压升压至不小于所述放电截止电压。

在一个实施例中,所述升压电路包括:储能元件,与所述电池组件的输出端连接,用于在所述检测电压低于所述放电截止电压时通过所述输出电压充电;开关元件,与所述电池组件的输出端、所述储能元件和所述控制器连接,用于根据所述升压控制信号控制所述电池组件对所述储能元件充电。

在一个实施例中,所述储能元件,还用于在充电后放电;其中,所述储能元件输出的电压不小于所述放电截止电压;所述开关元件,还用于根据所述控制信号,在所述储能元件充电后控制所述储能元件放电。

在一个实施例中,所述开关元件包括:第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管和第五MOS管;其中,所述第一MOS管的栅极、第二MOS管的栅极、第三MOS管的栅极、第四MOS管的栅极和第五MOS管的栅极分别与所述控制器连接;所述第一MOS管的漏极和所述第二MOS管的漏极分别与所述电池组件的正极连接,所述第一MOS管的源极与所述第四MOS管的漏极连接,所述第四MOS管的源极连接负载;所述第二MOS管的源极与所述第五MOS管的漏极连接,所述第五MOS管的源极与所述第三MOS管的漏极连接;所述第三MOS管的源极与所述电池组件的负极连接;所述储能元件包括:第一储能电容和第二储能电容;其中,所述第一储能电容连接在所述第二MOS管的源极和所述电池组件的负极之间;所述第二储能电容连接在所述第一MOS管的源极和所述第三MOS管的漏极之间。

在一个实施例中,所述升压控制信号,具体用于控制所述第一MOS管、所述第二MOS管和所述第三MOS管导通,控制所述第四MOS管和所述第五MOS管断开,将所述第一储能电容和所述第二储能电容分别与所述电池组件的正负极连接。

在一个实施例中,所述升压控制信号,还用于控制所述第一MOS管、所述第二MOS管和所述第三MOS管断开,控制所述第四MOS管和所述第五MOS管导通,将所述第一储能电容和所述第二储能电容串联。

在一个实施例中,在一个开关周期内,所述第一MOS管、所述第二MOS管和所述第三MOS管导通的时间和断开的时间各占一半;或者,所述第四MOS管和所述第五MOS管导通的时间和断开的时间各占一半。

在一个实施例中,所述储能元件包括:储能电感,所述储能电感的一端与所述电池组件的正极连接;所述开关元件包括:第六MOS管,所述第六MOS管的漏极与所述储能电感的另一端连接,所述第六MOS管的源极分别与所述电池组件的负极连接;所述第六MOS管的栅极与所述控制器连接;所述升压电路还包括:单向导通元件,所述单向导通元件的正极与所述储能电感的另一端连接,所述单向导通元件的负极与负载连接。

在一个实施例中,所述升压控制信号,还用于控制所述第六MOS管导通,对所述储能电感充电;以及,在对所述储能电感充电后,控制所述所述第六MOS管断开,使所述储能电感放电。

在一个实施例中,所述升压控制信号,还用于在一个开关周期内,控制所述第六MOS管的占空比;所述占空比用于调节升压后的输出电压。

在一个实施例中,所述放电电路还包括:导通组件,所述导通组件的输入端与所述电池组件的正极连接,所述导通组件的控制端与所述控制器连接,所述导通组件的输出端与负载连接;所述导通组件用于在所述检测电压低于放电截止电压时断开,在所述检测电压高于放电截止电压时导通;所述升压控制信号,还用于控制所述导通组件断开。

在一个实施例中,所述导通组件包括:第七MOS管,所述第七MOS管的漏极与所述电池组件的正极连接,所述第七MOS管的源极与电池组件的负极连接,所述第七MOS管的栅极与所述控制器连接。

在一个实施例中,所述放电电路还包括:温度传感器,与所述电池组件的负极和所述控制器连接,用于检测所述电池组件的温度;所述升压控制信号,还用于在所述温度传感器检测的温度低于预设温度和所述检测电压低于所述放电截止电压时,控制所述导通组件断开,并且控制所述升压电路将所述输出电压升压至不小于所述放电截止电压。

在一个实施例中,还包括:保护组件,与所述电池组件的输出端和所述升压电路的输入端连接,用于在检测到所述输出电压低于安全电压时,断开所述电池组件和所述升压电路的连接。

本公开实施例的第二方面,提供一种电子设备,包括:上述任一实施例中的放电电路;电池,与所述放电电路连接。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:

本公开实施例中的放电电路包括检测电路、控制器和升压电路。检测电路连接电池组件的输出端,用于检测电池组件的输出电压得到检测电压。通过检测电路可以检测出电池组件两端的输出电压是否小于放电截止电压。控制器与检测电路连接,用于在检测电压低于放电截止电压时生成升压控制信号。检测电压小于放电截止电压时,说明电池组件两端的输出电压已经小于放电截止电压,需要通过升压电路对电池组件的输出电压进行升压进而保证输出电压达到相应电压。升压电路与电池组件的输出端和控制器连接,用于根据升压控制信号,将电池组件的输出电压升压至不小于放电截止电压。通过升压电路对电池组件的输出电压进行升压后,可以将电池组件的输出电压升压至不小于放电截止电压,从而在电池进入低电压状态后依然可以为终端设备提供正常使用的电压,供终端设备继续正常使用,从而延长电池的供电时间和终端设备的使用时间,同时也提高的电池组件的放电容量。

应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本公开的实施例,并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种放电电路的结构示意图;

图2是根据一示例性实施例示出的一种放电电路的结构示意图;

图3是根据一示例性实施例示出的与图2所示实施例对应的驱动波形图;

图4是根据一示例性实施例示出的另一种放电电路的结构示意图;

图5是根据一示例性实施例示出的一种图4中升压电路的内部结构图;

图6是根据一示例性实施例示出的另一种放电电路的示意图;

图7是根据一示例性实施例示出的一种终端设备的框图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置的例子。

目前对于手机、电脑、电动车等具有电池的终端设备中的电池单体而言,都具有一个接近放空状态时的电压,即设定的在电压较低时不再放电的电压。不同的终端设备中电池对应的该电压不同,例如手机中的电池在接近放空状态时的电压在2V左右,在电池的输出电压低于2V时不再放电。手机中的电池在手机使用条件下放电截止电压为3.4V,即在手机应用时电池的输出电压低于3.4V时电池不再放电,手机即将关机。由于手机中某些器件的工作电压不能太低(例如低于3.4V),此时手机中的电池无法放电到2V。这就造成手机中电池在手机使用环境中无法将能够释放的电量全部放出,从而浪费电池容量。

通常情况下,手机提高电池容量主要是从提高极片的涂布厚度、调整电池内部的化学体系以及提高电池的能量密度等方面进行改善,进而提升电池的整体容量,但同样不能解决上述整机环境下低电压阶段容量释放的问题。

对于例如电脑和电动车等终端设备中的电池,同样存在上述问题,只是对应的接近放空状态时的电压和放电截止电压不同。

本公开可以提供的方案可以手机、电脑和电动车等终端设备的使用场景中,当电池进入低电压阶段,电池的输出电压低于放电截止电压时,通过升压电路提高电池的输出电压,即对系统的供电电压,从而提高电池的放电容量,提高对电池在放电末端的容量利用,延长终端设备的使用时长。

参考图1,为本技术方案提供的一种放电电路的结构示意图,该电路包括:

检测电路1,与电池组件的输出端连接,用于对电池组件的输出电压进行检测得到检测电压;

控制器2,与检测电路连接,用于在检测电压低于放电截止电压时,生成升压控制信号;

升压电路3,与电池组件的输出端和控制器连接,用于根据升压控制信号,将电池组件的输出电压升压至不小于放电截止电压。

该放电电路可以应用在移动终端或者固定终端等用户设备中。该用户设备可以包括手机、平板电脑、车载中控设备、可穿戴设备、智能设备等,智能设备又可包括智能办公设备和智能家居设备等。

检测电路1可以是任何具有电压检测功能的电路,能够与电池组件的输出端连接,即电池组件的正极和负极连接,检测出电池组件的输出电压即可。检测到的电压即为检测电压,该检测电压与电池组件的输出电压相同。在该实施例中并不限定检测电路1的具体结构。

控制器2可以是任何能够在检测电压低于放电截止电压时,控制升压电路3将池组件的输出电压升压至不小于放电截止电压的控制器,控制器2与检测电路1连接,在检测电路1检测到的检测电压低于放电截止电压时,控制器2可生成升压控制信号,该升压控制信号用于控制升压电路3将池组件的输出电压升压至大于或等于放电截止电压。

例如,控制器2可以是微处理器(MCU),还可以是电池所在终端设备中的控制器,例如CPU等。

不同的终端设备对应的电池组件可能不同,不同的电池组件的放电截止电压不同,该放电截止电压为电池组件在终端设备的应用场景中的输出电压在较低时,不再为终端设备供电的电压。例如,手机中的电池组件,在手机的使用过程中电池处于低电量时,对电池组件不再为手机供电导致手机关机时电池组件的电压。

手机中电池组件的放电截止电压可以是3.4V。

为了保证终端设备中的电池组件的安全,电池组件的电量不能完全释放,电池组件的输出电压会在小于预设电压时停止供电,该预设电压可以为电池组件的安全电压,该安全电压低于电池组件在终端设备使用时的放电截止电压。所以在安全电压值放电截止电压之间电池组件还可以释放电能,直至电池组件的输出电压为安全电压。

通过升压电路3可以在电池组件的输出电压低于放电截止电压时将电池组件的输出电压升高至不小于放电截止电压,从而将电池组件中剩余的容量继续释放,提高电池组件的释放容量和电容容量的利用率。

升压电路3在电池组件的输出电压重新升压至不小于放电截止电压,由于终端设备至少可以在电压不小于放电截止电压时正常工作,从而可以继续为终端设备供电,延长为终端设备供电的时间。

在该实施例中,升压电路3的具体结构并不进行限定,例如升压斩波电路、升压DC-DC变换电路等,只要是能够实现升压电路3的功能的电路都在该实施例的保护范围之内。

在另一实施例中,该升压电路3包括:

储能元件,与电池组件的输出端连接,用于在检测电压低于放电截止电压时通过输出电压充电。

开关元件,与电池组件的输出端、储能元件和控制器连接,用于根据升压控制信号控制电池组件对储能元件充电。

在该实施例中,升压电路至少可以包括储能元件和开关元件,储能元件和开关元件组成可以将电池组件的输出电压升高到不小于放电截止电压的升压电路,储能元件和开关元件的连接方式和连接关系并不在该实施例中进行限定,只要能够实现升压电路的功能即可。

储能元件是可以是电感和电容等能够储存电能的元件。在存在多个电容时,多个电容在充电时可以是并联的关系,在放电时可以是串联的关系。

储能元件与电池组件的输出端连接,该连接包括直接连接和间接连接,用于在检测电路1检测到的检测电压低于放电截止电压时通过电池组件的输出电压进行充电,储存电能。

开关元件与电池组件的输出端、储能元件和控制器2连接,控制器可以用纸开关元件的导通和断开,开关元件根据控制器2的控制,即根据升压控制信号控制电池组件对储能元件充电。

该实施例中的开关元件在与储能元件连接组成升压电路3之后,可以根据升压控制信号控制电池组件对储能元件充电,从而实现储能元件的储能,便于后续升压。

开关元件可以是具有接收升压控制信号的元件,例如MOS管,还可以是三极管等其他开关管。储能元件可以是储能电容和储能电感等能够储能电能和释放电能的元件。

储能元件和开关元件的数量并不进行限定,可以根据实际的连接关系进行确定,不同连接关系的升压电路中储能元件不同,开关元件不同,储能元件的数量不用,开关元件的数量也不同。

在另一实施例中,储能元件,还用于在充电后放电。

开关元件,还用于根据控制信号,在储能元件充电后控制储能元件放电。

在该实施例中,开关元件还可以根据控制信号在储能元件充电后控制储能元件放电,在储能元件放电后,实现对电池组件的输出电压进行升压,升压后的电压不小于放电截止电压,从而实现升压的效果。

控制器2在电池组件的输出电压低于放电截止电压时,生成升压控制信号控制升压电路3中的开关元件,通过开关元件控制对储能元件进行充电和控制储能元件放电,储能元件的充电和放电即可实现对电池组件的输出电压的升压。

在另一实施例中,在储能元件的充电和放电周期中,充电和放电的时间可以根据需求进行确定,例如充电的时间和放电的时间各占一半。充电时间和放电时间可以通过控制器2生成的升压控制信号确定,通过开关元件在相应的时间控制储能进行元件充电还是放电。

在另一实施例中,储能元件在放电时输出的电压不小于放电截止电压,从而可以保证升压后的电压不小于放电截止电压。

在一个实施例中,在储能元件放电时,储能元件可以单独向终端设备供电,电池组件不直接向终端设备供电,即电池组件对储能元件充电,储能元件在充电后向终端设备放电。

在另一实施例中,参考图2,为一种放电电路的结构示意图。该电路中的开关元件包括:第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第三MOS管Q3、第四MOS管Q4和第五MOS管Q5。

第一MOS管Q1的栅极、第二MOS管Q2的栅极、第三MOS管Q3的栅极、第四MOS管Q4的栅极和第五MOS管Q5的栅极分别与控制器2连接。控制器2在生成升压控制信号后,分别通过第一MOS管Q1的栅极、第二MOS管Q2的栅极、第三MOS管Q3的栅极、第四MOS管Q4的栅极和第五MOS管Q5的栅极,向第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第三MOS管Q3、第四MOS管Q4和第五MOS管Q5发送升压控制信号,控制第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第三MOS管Q3、第四MOS管Q4和第五MOS管Q5的导通或者断开。栅极为各个MOS管的导通和断开的控制极,各个MOS管根据栅极接收的电信号实现导通或者断开。

第一MOS管Q1的漏极和第二MOS管Q2的漏极分别与电池组件的正极连接,第一MOS管Q1的源极与第四MOS管Q4的漏极连接,第四MOS管Q4的源极连接负载。第二MOS管Q2的源极与第五MOS管Q5的漏极连接,第五MOS管Q5的源极与第三MOS管Q3的漏极连接;第三MOS管Q3的源极与电池组件的负极连接。电池组件的负极同样连接负载,具体可以是第四MOS管Q4的源极连接负载的正极,电池组件的负极连接负载的负极。

储能元件包括:第一储能电容CF1和第二储能电容CF2。第一储能电容CF1连接在第二MOS管Q2的源极和电池组件的负极之间;第二储能电容CF1连接在第一MOS管Q1的源极和第三MOS管Q3的漏极之间。

通过该实施例中各个MOS管和储能电容的连接方式,控制器2生成的升压控制信号可以控制各个MOS管的导通或者断开实现对第一储能电容CF1和第二储能电容CF2的充电和放电,从而实现将电池组件的输出电压升高至不小于放电截止电压。

在另一实施例中,该升压电路还包括滤波电容C

升压电路中第四MOS管Q4的源极即为放电电路的输出端的正极P+,第三MOS管Q3的源极与电池组件的负极连接,即为放电电路的输出端的负极P-。

在另一实施例中,升压控制信号,具体用于控制第一MOS管Q1、第二MOS管Q2和第三MOS管Q3导通,控制第四MOS管Q4和第五MOS管Q5断开,将第一储能电容CF1和第二储能电容CF2分别与电池组件的正负极连接。

该实施例为对储能元件第一储能电容CF1和第二储能电容CF2进行充电的实施例。

在该实施例公开了升压控制信号控制各个MOS管的具体导通和断开的方式,升压控制信号可以控制第一MOS管Q1、第二MOS管Q2和第三MOS管Q3导通,控制第四MOS管Q4和第五MOS管Q5断开。在第一MOS管Q1、第二MOS管Q2和第三MOS管Q3导通时,第二储能电容CF2通过导通的第二MOS管Q2与电池组件的输出端连接,即连接第二储能电容CF2的两端与电池组件的正极和负极连接;第一储能电容CF1的一端通过导通的第一MOS管Q1与电池组件的正极连接,另一端通过导通的第三MOS管Q3与电池组件的负极连接。由于第四MOS管Q4和第五MOS管Q5都为断开状态,所以第一储能电容CF1和第二储能电容CF2可以分别与电池组件的正负极连接,从而实现电池组件对第一储能电容CF1和第二储能电容CF2同时充电。

在另一实施例中,该升压控制信号还用于控制第一MOS管Q1、第二MOS管Q2和第三MOS管Q3断开,控制第四MOS管Q4和第五MOS管Q5导通,将第一储能电容CF1和第二储能电容串联CF2。

该实施例为控制储能元件第一储能电容CF1和第二储能电容CF2放电的实施例。

升压控制信号可以控制第一MOS管Q1、第二MOS管Q2和第三MOS管Q3断开,控制第四MOS管Q4和第五MOS管Q5导通。在这种状态下,第一储能电容CF1和第二储能电容串联CF2通过第五MOS管Q5串联,并且电池组件不再对第一储能电容CF1和第二储能电容串联CF2充电,第一MOS管Q1和第二MOS管Q2断开电池组件的正极与第一储能电容CF1和第二储能电容串联CF2之间的连接。第一储能电容CF1和第二储能电容串联CF2在串联后两端的电压即为升压后的电压,可以向终端设备供电。

由于在第一储能电容CF1和第二储能电容串联CF2充电过程中,第一储能电容CF1和第二储能电容串联CF2在充电后的电压都是与电池组件的电压相同,所以在第一储能电容CF1和第二储能电容串联CF2串联后的电压为电池组件输出电压的两倍。在该实施例中,电池组件输出电压的两倍不小于放电截止电压。

例如,电池组件的放电截止电压为3.4V,电池组件的安全电压为2V,通过该升压电路可以释放在2V至3.4V之间对应的电池容量。在2V至3.4V之间的任意电压值的两倍都大于3.4V,所以可以实现将电池组件在安全电压值放电截止电压之间的电压升高至不小于放电截止电压,从而为终端设备提供能够正常工作的电压。

在另一实施例中,在一个开关周期内,第一MOS管Q1、第二MOS管Q2和第三MOS管Q3导通的时间和断开的时间各占一半。

或者,

第四MOS管Q4和第五MOS管Q5导通的时间和断开的时间各占一半。

在一个开关周期内,一半的时间用于对第一储能电容CF1和第二储能电容串联CF2充电,一半的时间用于第一储能电容CF1和第二储能电容串联CF2放电,一直重复该过程可以实现将电池组件的电压升高至不小于放电截止电压,通过第一储能电容CF1和第二储能电容串联CF2供电。

参考图3,为与图2所示实施例对应的驱动波形图。

图3中Vlow对应的两个斜线表示电池组件的输出电压,也是检测电路的检测电压。T为一个开关周期,Vlow表示放电截止电压,Vcell表示安全电压。在电池组件的输出电压高于Vlow时,控制器还可以控制第一MOS管Q1和第四MOS管Q4导通,第二MOS管Q2、第三MOS管Q3和第五MOS管Q5断开,电池组件直接向终端设备供电,升压电路不工作。例如,控制器向第一MOS管Q1和第四MOS管Q4发送控制第一MOS管Q1和第四MOS管Q4导通的高电平控制信号,向第二MOS管Q2、第三MOS管Q3和第五MOS管Q5发送控制第二MOS管Q2、第三MOS管Q3和第五MOS管Q5断开的低电平控制信号。

在检测电池组件的输出电压的检测电压低于Vlow时,即电池组件的输出电压低于Vlow时,升压控制信号在开关周期内的前一半时间控制第一MOS管Q1、第二MOS管Q2和第三MOS管Q3导通,向第一MOS管Q1、第二MOS管Q2和第三MOS管Q3发送高电平控制信号。控制第四MOS管Q4和第五MOS管Q5断开,向第四MOS管Q4和第五MOS管Q5发送低电平控制信号。在开关周期内的后一半时间控制第一MOS管Q1、第二MOS管Q2和第三MOS管Q3断开,向第一MOS管Q1、第二MOS管Q2和第三MOS管Q3发送第电平控制信号。控制第四MOS管Q4和第五MOS管Q5导通,向第四MOS管Q4和第五MOS管Q5发送高电平控制信号。如此循环多个开关周期,在检测电压高于Vlow时停止该循环。

即,当电芯电压高于Vlow情况下,Q1与Q4常通。当电池组件的输出电压低于Vlow情况下,Q1~Q5周期性导通,Q1~Q3导通关断逻辑一致,Q4~Q5导通关断逻辑一致,Q1~Q3与Q4~Q5交错导通,一个开关周期T时间内,导通与关断各占50%。

Q1~Q3导通、Q4~Q5关断时,CF1与CF2并联充电,进行储能,CF1与CF2电压为电芯电压。Q1~Q3关断、Q4~Q5导通时,CF1与CF2串联放电,进行对端口外放电。CF1与CF2串联放电,升压后的输出电压为电池组件输出电压的2倍,这样,在电池组件低电压状态时,电池组件的输出电压被抬高2倍后,依然能够给外电路供电,低电压状态的电池组件的容量依然可以放出。

在另一实施例中,参考图4,为另一种放电电路的结构示意图。图4中的升压电路为封装结构的升压电路,该升压电路为升压斩波电路(boost电路),该升压斩波电路为封装芯片U4的形式连接在放电电路中,升压斩波电路中包括的储能电感L1位于boost电路芯片的外部,没有封装在boost电路芯片内部。该boost电路芯片具有控制使能引脚EN1、输入引脚VIN3、接地引脚GND2、转换引脚SW4、输出引脚5和反馈引脚FB6。储能电感L1分别与输入引脚VIN3和转换引脚SW4连接,输入引脚VIN3与电池组件的正极连接。控制使能引脚EN1与控制器2连接,用于接收升压控制信号,并根据升压控制信号控制对储能电感L1进行充电或者放电。通过对储能电感L1的充电以及停止对储能电感L1充电后储能电感L1进行放电,实现将输出电压升高至不小于放电截止电压。输出引脚5即为升压电路的输出正极PL+,P-为升压电路的输出负极。

该升压斩波电路中还包括:储能电容C3,两端分别连接输出引脚5和电池组件的负极,用于在对储能电感L1进行充电或者放电过程中配合储能电感L1对外放电,达到升压的目的。同时还有滤波的作用,减小输出电压的纹波。

在另一实施例中,该升压斩波电路中还包括:反馈电阻R4和反馈电阻R5,反馈电阻R4的两端分别连接反馈引脚FB6和输出引脚5,反馈电阻R5的一端接地,另一端与反馈引脚FB6连接。由于反馈电阻R4和反馈电阻R5串联,通过反馈电阻R4和反馈电阻R5可以分压,通过反馈电阻R4和反馈电阻R5的电压可以确定输出引脚5的输出电压,进而可以通过调节升压斩波电路的占空比调整输出引脚5的输出电压,使得输出引脚5的输出电压不小于放电截止电压。

在另一实施例中,参考图5,为图4中升压电路的内部结构图。该放电电路中升压电路中的储能元件包括:储能电感L1,储能电感L1的一端与电池组件的正极连接。

开关元件包括:第六MOS管Q6,第六MOS管的漏极与储能电感的另一端连接,第六MOS管的源极分别与电池组件的负极连接;第六MOS管的栅极与控制器连接。

升压电路还包括:

单向导通元件,单向导通元件的正极与储能电感的另一端连接,单向导通元件的负极与负载连接。单向导通元件可以是二极管D1。储能电容C3分别连接二极管D1的负极和电池组件的负极。

通过升压控制信号控制第六MOS管Q6的导通和断开实现对储能电感L1的充电和控制储能电感L1放电。

在另一实施例中,升压控制信号,还用于控制第六MOS管导通实现对储能电感L1的充电。以及,在对储能电感L1充电后,控制第六MOS管Q6断开,使储能电感L1放电。

在另一实施例中,升压控制信号,还用于在一个开关周期内,控制第六MOS管Q6的占空比;该占空比用于调节升压后的输出电压。

在另一实施例中,该放电电路还包括:

导通组件,该导通组件的输入端与电池组件的正极连接,导通组件的控制端与控制器2连接,导通组件的输出端与负载连接。导通组件用于在检测电压低于放电截止电压时断开,导通组件断开后升压电路3即可对电池组件的输出电压进行升压至不小于放电截止电压。在检测电压高于放电截止电压时导通,导通组件导通后升压电路3不再对电池组件的输出电压进行升压,通过电池组件的正极直接对负载供电,即通过PH+连接负载正极。

升压控制信号,还用于控制导通组件断开,在控制器生成升压控制信号后,说明需要对电池组件的输出电压进行升压,将导通组件断开,控制升压电路对电池组件的输出电压进行升压。

例如,图4中的导通组件第七MOS管Q7,即导通组件为第七MOS管Q7。第七MOS管的漏极与电池组件的正极连接,第七MOS管的源极与电池组件的负极连接,第七MOS管的栅极与控制器连接。第七MOS管通过栅极接收升压控制信号,切换到断开状态。

在另一实施例中,图2所示的放电电路中也可以具有与图4中相同的导通组件,导通组件的连接方式可以与图4中的导通组件的连接方式相同。

在另一实施例中,所述放电电路还包括:

温度传感器,与电池组件的负极和控制器2连接,用于检测电池组件的温度。图4中的NTC即为温度传感器。

升压控制信号,还用于在温度传感器检测的温度低于预设温度和检测电压低于放电截止电压时,控制导通组件断开,并且控制升压电路将输出电压升压至不小于放电截止电压。

该实施例结合了温度信息和电池组件的输出电压两种信息,控制升压电路是否对电池组件的输出电压进行升压。例如,电池组件的输出电压可能受温度的影响,在温度较低时电池组件的输出电压会降低,此时电池组件中的电量并没有真正降低到当前的电量,所以电池组件中还存在可释放的电量,通过该升压电路可以实现将电池组件中的电压升高,释放剩余电量。

在另一实施例中,参考图6,为另一种放电电路的示意图,放电电路还包括:

保护组件,与电池组件的输出端和升压电路3的输入端连接,用于在检测到输出电压低于安全电压时,断开电池组件和升压电路3的连接。保护组件可以是保护电路。P+为放电电路的正极输出,P-为放电电路的负极输出。

保护组件连接在电池组件和升压电路3之间,可以检测电池组件的输出电压,并且在电池组件的输出电压低于安全电压时切断电池组件和升压电路3之间的连接,升压电路3不再对电池组件的输出电压进行升压,进而保护电池组件的安全,减少电池组件过渡放电导致的安全隐患。

在一个实施例中,保护组件可以包括保护电路4,参考图2,保护电路包括两个电路保护控制器,即电路保护控制器U1和电路保护控制器U2,保护开关S1至保护开关S4,电流采样电阻RS1和电流采样电阻RS2,电阻R1至电阻R4,电容C1和电容C2。电阻R3和电容C2串联在电池组件的正极和负极之间,电流采样电阻RS1和电流采样电阻RS2串联在电池组件的负极上,电流采样电阻RS1一端与电池组件的负极连接,另一端与电流采样电阻RS2连接。U2的VDD引脚通过电阻R3连接电池组件的正极,U2的VSS引脚与电池组件的负极连接,U2的CS引脚接地,U2的VM引脚通过电阻R4与电池组件的负极连接。保护开关S3的源极与电流采样电阻RS2远离电流采样电阻RS1的一端连接,保护开关S3的栅极与U2的DO引脚连接。保护开关S4的栅极与U2的CO引脚连接,保护开关S4的漏极与保护开关S3的漏极连接。CO引脚为充电控制引脚,DO引脚为放电控制引脚。

U2的连接方式与U1的连接方式的原理相同,请参考图2。S1~S4为功率N-MOS管,U1、U2为电芯保护IC,用于监测电池组件的电压和电流,并且在需要保护时控制S1~S4的开断。RS1、RS2为电流采样电阻,分别用于U2、U1的电流采集。U1监测电池组件电压和电流,并控制S1和S2的开通与关断;U2监测电池组件电压和电流,并控制S3和S4的开通与关断。通常状态下,U1和U2的CO与DO输出高电平,S1~S4为导通状态。保护电路分为一次保护和二次保护,随着电池组件异常的出现,包括过压、欠压、过流、短路等,例如,电池组件的输出电压低于安全电压时,一次保护电路首先启动保护工作,一次保护失效后二次保护启动保护工作。保护动作时CO与DO引脚相应输出低电平。U1控制一次保护的MOS管,S1和S2为一次保护电路的控制MOS管,其中S1控制放电回路的开断,S2控制充电回路的开断。U2控制二次保护的MOS管,S3和S4为二次保护电路的控制MOS管,其中S3控制放电回路的开断,S4控制充电回路的开断。例如,在电池组件的输出电压低于安全电压时,U1控制S1和/或S2断开;在U1失效时,U2控制S3和/或S4断开,进而保护电池组件不再放电。

U1和U2的型号并不进行限定。

在另一实施例中,参考图4,包括保护控制器U3、电容C4、电流采样电阻RS3、保护开关G1和保护开关G2,电阻R6和电阻R7。电容C4与电池组件的正极和负极连接,电流采样电阻RS3连接在电池组件负极和U3的CS引脚1之间,U3的VSS引脚2与电池组件的负极连接,U3的VDD引脚3通过电阻R7与电池组件的正极连接,U3的V-引脚5通过电阻R6与保护开关G1的源极连接,保护开关G1的漏极与保护开关G2的漏极连接,保护开关G1的源极分别与电流采样电阻RS3和U3的CS引脚3连接。保护开关G1的栅极与U3的充电控制引脚COUT6连接,保护开关G2的栅极与U3的放电控制引脚DOUT7连接。

U3为电池组件的保护IC,用于监测电芯cell的电压和电流,并且在需要保护时控制G1~G2的开断,例如,通过电路采样电阻RS3检测到电池组件的输出电压小于安全电压时,控制G1和/或G2断开,保护电池组件的安全。

在另一实施例中,参考图4,当检测到电芯电压在3.4V以上时,Boost电路模块驱动Q7导通,输出给整机电压按照1:1输出。当检测到电池组件的输出电压达到3.4V以下时,Boost电路驱动Q7关断,高电位端输出回路切换到电感L1、boost电路、PL+上,通过设计Boost电路占空比D,将电芯电压(2.0-3.4V段)升压到整机正常供电电压。同时可以增加温度维度,即NTC采集温度数据反馈到整机系统端,系统端根据温度(例如低于0℃),且电压低于3.5V时,可以打开boost电路升压;

在另一实施例中,还提供一种电子设备,包括:

上述任一实施例中的放电电路;

电池,与放电电路连接。

需要说明的是,本公开实施例中的“第一”和“第二”仅为表述和区分方便,并无其他特指含义。

图7是根据一示例性实施例示出的一种终端设备的框图。例如,终端设备可以是移动电话,计算机,数字广播终端,消息收发设备,游戏控制台,平板设备,医疗设备,健身设备,个人数字助理等。

参照图7,终端设备可以包括以下一个或多个组件:处理组件802,存储器804,电力组件806,多媒体组件808,音频组件810,输入/输出(I/O)的接口812,传感器组件814,以及通信组件816。

处理组件802通常控制终端设备的整体操作,诸如与展示,电话呼叫,数据通信,相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件802可以包括一个或多个处理器820来执行指令。此外,处理组件802可以包括一个或多个模块,便于处理组件802和其他组件之间的交互。例如,处理组件802可以包括多媒体模块,以方便多媒体组件808和处理组件802之间的交互。

存储器804被配置为存储各种类型的数据以支持在终端设备的操作。这些数据的示例包括用于在终端设备上操作的任何应用程序或方法的指令,联系人数据,电话簿数据,消息,图片,视频等。存储器804可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现,如静态随机存取存储器(SRAM),电可擦除可编程只读存储器(EEPROM),可擦除可编程只读存储器(EPROM),可编程只读存储器(PROM),只读存储器(ROM),磁存储器,快闪存储器,磁盘或光盘。

电力组件806为终端设备的各种组件提供电力。电力组件806可以包括电源管理系统,一个或多个电源,及其他与为终端设备生成、管理和分配电力相关联的组件。

多媒体组件808包括在终端设备和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中,屏幕可以包括液晶展示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板,屏幕可以被实现为触摸屏,以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界,而且还检测与触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中,多媒体组件808包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当终端设备处于操作模式,如拍摄模式或视频模式时,前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。

音频组件810被配置为输出和/或输入音频信号。例如,音频组件810包括一个麦克风(MIC),当终端设备处于操作模式,如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时,麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器804或经由通信组件816发送。在一些实施例中,音频组件810还包括一个扬声器,用于输出音频信号。

I/O接口812为处理组件802和外围接口模块之间提供接口,上述外围接口模块可以是键盘,点击轮,按钮等。这些按钮可包括但不限于:主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。

传感器组件814包括一个或多个传感器,用于为终端设备提供各个方面的状态评估。例如,传感器组件814可以检测到终端设备的打开/关闭状态,组件的相对定位,例如组件为终端设备的展示器和小键盘,传感器组件814还可以检测终端设备或终端设备一个组件的位置改变,用户与终端设备接触的存在或不存在,终端设备方位或加速/减速和终端设备的温度变化。传感器组件814可以包括接近传感器,被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件814还可以包括光传感器,如CMOS或CCD图像传感器,用于在成像应用中使用。在一些实施例中,该传感器组件814还可以包括加速度传感器,陀螺仪传感器,磁传感器,压力传感器或温度传感器。

通信组件816被配置为便于终端设备和其他设备之间有线或无线方式的通信。终端设备可以接入基于通信标准的无线网络,如WiFi,2G或3G,或它们的组合。在一个示例性实施例中,通信组件816经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中,通信组件816还包括近场通信(NFC)模块,以促进短程通信。例如,在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术,红外数据协会(IrDA)技术,超宽带(UWB)技术,蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。

在示例性实施例中,终端设备可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现,用于执行上述方法。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后,将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是,本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

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