[發明專利]一種充電器獲取電池電量的電路及其實現方法

在審

• 申請號: 201911068610.4
• 申請日: 2019-11-05
• 公開（公告）號: CN110703116A
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 方建平;郭晉亮;趙啟東
• 申請（專利權）人: 西安拓爾微電子有限責任公司
• 主分類號: G01R31/389
• 分類號: G01R31/389;G01R31/387;H02J7/00
• 代理公司: 61204 西北工業大學專利中心
• 代理人: 金鳳

本發明提供了一種充電器獲取電池電量的電路及其實現方法，充電IC模塊和鋰電池BAT串聯后內置于用電設備中，充電IC將充電器DC輸入的電壓提供給鋰電池并對充電電流進行控制；NMOS管通斷狀態受邏輯控制模塊控制，在電池電壓檢測時導通，采樣編碼模塊連接在電阻與充電IC之間，對電壓進行采樣并進行數模轉換；LED指示電池電量，充電器DC的負極與鋰電池的負極相連接地。本發明采用從用電器外部實時獲取鋰電池的實際電壓值，本發明系統設計簡潔，所需的電路器件較少；同時在系統的控制信號進行特殊設計，在有效的對鋰電池電壓進行檢測的同時幾乎不會對充電效率產生影響，保證了整體充電系統的高效工作。

技術領域

本發明涉及電路領域，尤其是一種獲取電池電量的電路。

背景技術

現階段的各類便攜式電子設備蓬勃發展，手機和無線耳機等產品已經成為許多人日常生活的一部分，這類電子產品均需要電池供電以維持無線使用。而傳統的干電池存在電量密度偏低，無法重復使用，以及環境污染等問題，因此越來越多的移動設備采用鋰電池進行供電。

現有的鋰電池充電芯片通常會設計充滿保護電路，即在鋰電池的電壓達到預設的最大值時自動切斷電源，但是長時間充電仍然可能出現安全問題，因此需要實時了解設備中鋰電池的電壓情況。但是電子設備的充電管理芯片通常內置于機內，以手機為例，常見的Lightning或TYPE-C充電線只提供5V的充電電壓，由手機內部芯片進行降壓充電，因此正常情況下無法在充電器端獲知電量。

對于手機等設備可以通過點亮屏幕查看，但是生活中也存在其他的一些無法獲知或較難獲取電量的設備，例如筆記本電腦關機充電時，使用者需要開機才可獲知電量

同時近幾年來隨著蘋果公司的Airpods產品問世，越來越多的TWS耳機開始熱銷，這類產品的左右耳機都具有單獨的鋰電池進行供電，同時分別具有藍牙控制芯片，在使用過程中可以將電量情況通過藍牙發送到手機上。但是在耳機電量較低需要放回電池倉充電時，由于在電池倉中默認是關機狀態，手機無法獲知每個耳機的電量情況。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種充電器獲取電池電量的電路，能夠在不影響充電器充電效率的同時實時檢測鋰電池的電量情況，并將鋰電池的電量實時通過LED或數字方式進行顯示，方便用戶即時的查看鋰電池的充電情況。為達到以上目的，本發明提出的新型的充電器獲取電池電量的電路設計采用如下如技術方案：

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種充電器獲取電池電量的電路，包括直流電源、NMOS管Q1、NMOS管Q2、定值電阻R1、邏輯控制模塊IN1、采樣編碼模塊AD、顯示模塊LED、充電IC模塊、鋰電池BAT以及相應的外圍元器件；

所述充電IC模塊和鋰電池BAT串聯后內置于用電設備中，充電IC將充電器DC輸入的5V電壓轉化為鋰電池的額定充電電壓4.2V，提供給鋰電池并對充電電流進行控制；所述邏輯控制模塊IN1發出周期性的，高低電平分別為0和5V的脈沖波信號；所述NMOS管Q2通斷狀態受邏輯控制模塊IN1控制，在正常充電時導通；所述NMOS管Q1通斷狀態受IN1控制，在電池電壓檢測時導通，所述定制電阻R1與NMOS管Q1的源極串聯，用于檢測鋰電池的電壓；所述邏輯控制模塊IN1控制NMOS管Q1與Q2的開關狀態，邏輯控制模塊IN1連接到NMOS管Q2的柵極上，即IN1產生的邏輯信號直接控制NMOS管Q2的通斷狀態，同時邏輯控制模塊IN1輸出的邏輯信號通過反相器連接到Q1的柵極上，即Q1與Q2的通斷狀態相反；所述采樣編碼模塊AD連接在電阻R1與充電IC之間，對電壓進行采樣并進行數模轉換；所述LED為指示燈,連接到采樣編碼模塊AD上，用于指示電池電量，充電器DC的負極與鋰電池的負極相連接地。

一種充電器獲取電池電量的電路的實現方法為：