一種無線數(shù)據(jù)通信終端及其電池過溫檢測與保護裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種無線數(shù)據(jù)通信終端及其電池過溫檢測與保護裝置，該裝置包括電源管理模塊、充電管理模塊和溫度檢測比較模塊，溫度檢測比較模塊用于檢測電池的溫度，比較電池溫度和第一溫度閾值并根據(jù)比較結果向電源管理模塊輸出表示是否超溫的第一指示信號，及比較電池溫度與第二溫度閾值并根據(jù)比較結果向充電管理模塊輸出表示是否超溫的第二指示信號，在第一指示信號表示超溫時，電源管理模塊執(zhí)行關機操作，在第二指示信號表示超溫時，充電管理模塊停止對電池充電。本發(fā)明裝置通過純硬件電路的方式或者硬件為主軟件為輔的方式，提高電池過溫檢測與控制的實時性，增強電池過溫檢測與保護功能的可靠性和無線數(shù)據(jù)通信終端的安全性。
【專利說明】一種無線數(shù)據(jù)通信終端及其電池過溫檢測與保護裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及無線數(shù)據(jù)通信設備領域，更具體地說，涉及一種無線數(shù)據(jù)通信終端及其供電電池的過溫檢測與保護裝置。

【背景技術】
[0002]隨著無線數(shù)據(jù)終端產(chǎn)品功能日益強大，產(chǎn)品的功耗也隨之增加，其供電電池容量也變得很大，充放電電流也要求隨之增加。系統(tǒng)供電電池在充放電過程中的發(fā)熱問題將不僅直接影響無線數(shù)據(jù)終端用戶的使用體驗，而且還影響到產(chǎn)品的可靠性和用戶在使用中的人身安全性等問題。對于解決該問題的現(xiàn)有技術和業(yè)界的一些通用做法，介紹如下:
[0003]1、采用集成IC方案，將電池的過溫檢測和保護功能集成在電源管理IC芯片之內(nèi)，即電源變換、電池充電管理、電池過溫度保護功能一體化，集成在一個IC方案中。該方案的優(yōu)點是設計簡潔，成本低。但存在的主要問題是，靈活度不夠，特別是無法滿足通信行業(yè)，某些運營商對無線數(shù)據(jù)通信終端產(chǎn)品的安全認證方面的需求，例如:有些電信運營商產(chǎn)品安全認證會要求產(chǎn)品在供電電池溫度達到45°C時停止充電，但此時系統(tǒng)可以通過外接AC適配器或者USB接口供電，即不完全停止整機工作業(yè)務，以及在供電電池溫度達到60°C時，整機實現(xiàn)關機功能。
[0004]2、基于上述對電池溫度在45°C時停止充電，60°C時整機實現(xiàn)關機功能要求，還有一些通用做法是，采用主CPU軟件功能的方式實現(xiàn)電池過溫檢測與保護功能，即主CPU的ADC解決檢測電池溫度，通過軟件判斷電池是否存在過溫現(xiàn)象，如果有過溫發(fā)生，則CPU控制PMU實現(xiàn)對電池的過溫保護，或關機動作。這一做法的缺點是:要求主CPU必須帶ADC功能，否則需要外加ADC芯片增加成本，同時增加軟件功能成本。另外，無線數(shù)據(jù)終端功能變復雜后主CPU處理軟件業(yè)務增加，特別是帶操作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)終端中，容易出現(xiàn)系統(tǒng)死機，程序跑飛等主機異常情況。根據(jù)用戶使用場景看，當主機系統(tǒng)異常后，有可能電池充放電仍然正常工作，此時如果出現(xiàn)電池過溫，主機CPU不能控制充電功能關閉。對電池的可靠性，用戶的使用安全問題會產(chǎn)生重要影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述所述的技術缺陷，本發(fā)明提供一種無線數(shù)據(jù)通信終端及其電池過溫硬件檢測與保護電路，通過純硬件電路的方式或者硬件為主軟件為輔的方式，提高電池過溫檢測與控制的實時性，增強電池過溫檢測與保護功能的可靠性和無線數(shù)據(jù)通信終端的安全性。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術方案:
[0007]一種電池過溫檢測與保護裝置，包括電源管理模塊、充電管理模塊、溫度檢測比較模塊，其中，
[0008]溫度檢測比較模塊，用于檢測電子設備的電池的溫度，比較電池溫度和第一溫度閾值并根據(jù)比較結果向電源管理模塊輸出表示是否超溫的第一指示信號，及比較電池溫度與第二溫度閾值并根據(jù)比較結果向充電管理模塊輸出表示是否超溫的第二指示信號；
[0009]電源管理模塊，用于在第一指示信號表示超溫時，執(zhí)行關機操作；
[0010]充電管理模塊，用于在第二指示信號表示超溫時，停止對電池充電，在第二指示信號表示不超溫時，允許對電池充電；
[0011]溫度檢測比較模塊中用于檢測電池的溫度及比較電池溫度和第一溫度閾值并根據(jù)比較結果向電源管理模塊輸出表示是否超溫的第一指示信號的電路采用分立元件實現(xiàn)。
[0012]優(yōu)選地，溫度檢測比較模塊包括:
[0013]第一檢測單元，采用分立元件實現(xiàn)，用于檢測電池的溫度并比較電池溫度和第一溫度閾值，在電池溫度小于第一溫度閾值時，輸出表不不超溫的第一指不信號，否則，輸出表不超溫的第一指不信號；
[0014]第二檢測單元，用于檢測電池的溫度并比較電池溫度和第二溫度閾值，在電池溫度大于或等于第二溫度閾值時，輸出表示超溫的第二指示信號；在電池溫度小于第三溫度閾值時，輸出表示不超溫的第二指示信號；在其他情況下，維持第二指示信號的原有狀態(tài)不變。
[0015]優(yōu)選地，第一檢測單元包括:
[0016]第一檢測電路，包括電阻網(wǎng)絡，該電阻網(wǎng)絡與電池中的熱敏電阻構成分壓電路，將電池溫度轉(zhuǎn)換為第一電壓信號并輸出到第一比較電路；
[0017]第一比較電路，采用非遲滯電壓比較器來比較對應于電池溫度的第一電壓信號和對應于第一溫度閾值的第一參考電壓信號，輸出第一指不信號。
[0018]優(yōu)選地，第二檢測單元包括:
[0019]第二檢測電路，包括電阻網(wǎng)絡，該電阻網(wǎng)絡包括與電池中熱敏電阻構成的分壓電路，將電池溫度轉(zhuǎn)換為第二電壓信號輸出到第二比較電路；
[0020]第二比較電路，采用遲滯電壓比較器或集成到充電管理模塊中的IC電路來比較對應于電池溫度的第二電壓信號、對應于第二溫度閾值的第二參考電壓信號和對應于第三溫度閾值的第三參考電壓信號，輸出第二指示信號。
[0021]優(yōu)選地，第一溫度閾值為60°C，第二溫度閾值為45°C。
[0022]優(yōu)選地，第三溫度閾值為25°C?35°C。
[0023]一種無線數(shù)據(jù)通信終端，包括用于處理該無線數(shù)據(jù)通信終端的各項通信業(yè)務的主處理模塊，其中，還包括:
[0024]上述電池過溫檢測與保護裝置；
[0025]其中，電池過溫檢測與保護裝置中的第一檢測單元輸出的第一指示信號連接到主處理模塊，主處理器在其指示不超溫時，允許開機，否則不允許開機。
[0026]本發(fā)明由于采取以上所述的技術方案，其包括以下優(yōu)點:
[0027]1、較強靈活度，能夠滿足通信行業(yè)對無線數(shù)據(jù)通信終端產(chǎn)品的安全認證方面的需求，實現(xiàn)電池溫度達到第一預設溫度時停止充電，電池溫度達到第二預設溫度時觸發(fā)通信終端關機，極大地增強通信終端的可靠性和安全性。
[0028]2、通過純硬件電路的方式或者硬件為主軟件為輔的方式實現(xiàn)電池過溫檢測與保護，減少因具有操作系統(tǒng)的無線數(shù)據(jù)終端的主CPU程序業(yè)務執(zhí)行增加而導致的系統(tǒng)死機、程序跑飛等主機異常情況。即增強了電池過溫保護的實時性和有效性，簡化了終端系統(tǒng)主機軟件的設計，且軟硬件成本合理。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]在此說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發(fā)明的示例性的實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的限制；在附圖中:
[0030]圖1是無線數(shù)據(jù)通信終端及其電池過溫檢測與保護裝置總體架構示意圖；
[0031]圖2是電池過溫檢測與保護裝置架構示意圖；
[0032]圖3是45°C溫度檢測器特性曲線；
[0033]圖4是60°C溫度檢測器特性曲線；
[0034]圖5是依據(jù)本發(fā)明的一個實施例的電池過溫檢測與保護裝置的電路原理圖；以及
[0035]圖6是依據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的電池過溫檢測與保護裝置的電路原理圖。

【具體實施方式】
[0036]為了使本發(fā)明的技術方案更加清楚明白，下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細闡述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的各種方式可以相互組合。
[0037]圖2是電池過溫檢測與保護裝置系統(tǒng)架構示意圖。該鋰電池過溫檢測與保護裝置主要包括充電管理模塊21、鋰電池22、45°C溫度檢測器23和60°C溫度檢測器24等幾個部分。其中45°C溫度檢測器23和60°C溫度檢測器24構成本發(fā)明所述的鋰電池溫度檢測與保護裝置的關鍵部件，在下文中將詳細闡述。
[0038]外部VBUS輸入的5V電源首先連接到充電管理模塊21，充電管理模塊21 —方面給連接到鋰電池22，控制與管理鋰電電池的充電與放電；另一方面充電管理模塊通過輸出連接到PMUl模塊20的輸入，給PMUl提供輸入電源，PMUl模塊20輸出電源給系統(tǒng)供電。鋰電池22的“ + ”連接到充電管理模塊21的充電輸出管腳，鋰電池22的中間“ID”管腳連接到45°C溫度檢測器23和60°C溫度檢測器24的輸入端，用于采集鋰電池的溫度，同時判斷鋰電的溫升是否達到45°C和60°C。45°C溫度檢測器23的輸出連接到充電管理模塊21的充電控制信號輸入端，60°C溫度檢測器24的輸出連接到電源管理PMUl模塊20的關機信號輸入端，用于實現(xiàn)系統(tǒng)關機功能。
[0039]其中，45°C溫度檢測器23，設計成具有遲滯比較功能，要求具有如圖3所示的特性曲線。即當鋰電溫度為常溫25°C時，45°C溫度檢測器23首先采集鋰電池溫度參數(shù)，并轉(zhuǎn)換為輸入電壓VI，此時輸出Vol為邏輯“L”電平(通過設計遲滯曲線也可以為邏輯高電平)，隨著溫度的升高，只要鋰電溫度O≤T < 45°C范圍內(nèi)，45°C溫度檢測器23的輸出電平保持其輸出邏輯電平為低電平不變。當鋰電溫度上升到45°C時，45°C溫度檢測器23將采集鋰電池溫度參數(shù)，并轉(zhuǎn)換為輸入電壓V3，此時輸出Vol跳變?yōu)檫壿嫛癏”電平。隨著鋰電的溫度繼續(xù)升高，Vol保持高電平不變。45°C溫度檢測器23的輸出電平由“L”跳變?yōu)檫壿嫛癏”電平，將觸發(fā)充電管理模塊21停止充電，可以是鋰電的持續(xù)溫升得到遏制，并保證電池的充電安全。伴隨著鋰電池的溫度將緩慢降低，當鋰電池溫度30°C< T時，45°C溫度檢測器23的輸出Vol輸出保持高電平不變，只有當鋰電池溫度30°C= T時，Vol輸出跳變?yōu)檫壿嫷碗娖剑潆姽芾砟K21恢復對鋰電池模塊22的充電。
[0040]其中，60°C溫度檢測器24，設計成普通比較器，該比較器的特性曲線如圖4所示，當鋰電溫度T < 60°C時，比較器24的輸入電平大于V5，其輸出邏輯電平為邏輯高電平(即圖中的中H電平)該電平輸入給PMUl的開關機控制端，PMUl工作正常。當鋰電溫度60°C≥T時，比較器24的輸出跳變?yōu)檫壿嫷碗娖?即圖中的中H電平)，該信號輸入給PMUl的開關機控制端，觸發(fā)PMUl實現(xiàn)整個系統(tǒng)關機操作。
[0041]為了進一步說明本發(fā)明所述的過溫檢測與保護裝置實現(xiàn)在45°C時停止充電，60°C時實現(xiàn)整機系統(tǒng)關機功能，采用如下功能表格加以闡述(為了說明方便，列舉幾個典型溫度值)。
[0042]表1鋰電池溫度檢測與過溫保護裝置狀態(tài)表
[0043]

【權利要求】
1.一種電池過溫檢測與保護裝置，包括電源管理模塊、充電管理模塊、溫度檢測比較模塊，其特征在于: 所述溫度檢測比較模塊，用于檢測電子設備的電池的溫度，比較電池溫度和第一溫度閾值并根據(jù)比較結果向所述電源管理模塊輸出表示是否超溫的第一指示信號，及比較電池溫度與第二溫度閾值并根據(jù)比較結果向所述充電管理模塊輸出表示是否超溫的第二指示信號; 所述電源管理模塊，用于在所述第一指示信號表示超溫時，執(zhí)行關機操作； 所述充電管理模塊，用于在所述第二指示信號表示超溫時，停止對所述電池充電，在所述第二指示信號表示不超溫時，允許對所述電池充電； 所述溫度檢測比較模塊中用于檢測所述電池的溫度及比較電池溫度和第一溫度閾值并根據(jù)比較結果向所述電源管理模塊輸出表示是否超溫的第一指示信號的電路采用分立元件實現(xiàn)。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于: 所述溫度檢測比較模塊包括: 第一檢測單元，采用分立元件實現(xiàn)，用于檢測所述電池的溫度并比較電池溫度和第一溫度閾值，在電池溫度小于第一溫度閾值時，輸出表不不超溫的第一指不信號，否則，輸出表不超溫的第一指不信號； 第二檢測單元，用于檢測所述電池的溫度并比較電池溫度和第二溫度閾值，在電池溫度大于或等于第二溫度閾值時，輸出表示超溫的第二指示信號；在電池溫度小于第三溫度閾值時，輸出表示不超溫的第二指示信號；在其他情況下，維持第二指示信號的原有狀態(tài)不變。
3.根據(jù)權利要求2所述的裝置，其特征在于: 所述第一檢測單元包括: 第一檢測電路，包括電阻網(wǎng)絡，該電阻網(wǎng)絡與所述電池中的熱敏電阻構成分壓電路，將電池溫度轉(zhuǎn)換為第一電壓信號并輸出到第一比較電路； 第一比較電路，采用非遲滯電壓比較器來比較對應于電池溫度的第一電壓信號和對應于第一溫度閾值的第一參考電壓信號，輸出所述第一指不信號。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的裝置，其特征在于: 所述第二檢測單元包括: 第二檢測電路，包括電阻網(wǎng)絡，該電阻網(wǎng)絡包括與所述電池中熱敏電阻構成的分壓電路，將電池溫度轉(zhuǎn)換為第二電壓信號輸出到第二比較電路； 第二比較電路，采用遲滯電壓比較器或集成到所述充電管理模塊中的IC電路來比較對應于電池溫度的第二電壓信號、對應于第二溫度閾值的第二參考電壓信號和對應于第三溫度閾值的第三參考電壓信號，輸出所述第二指示信號。
5.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于: 所述第一溫度閾值為60°C，第二溫度閾值為45°C。
6.根據(jù)權利要求4所述的裝置，其特征在于: 所述第三溫度閾值為25°C~35°C。
7.一種無線數(shù)據(jù)通信終端，包括用于處理所述無線數(shù)據(jù)通信終端的各項通信業(yè)務的主處理模塊，其特征在于，包括: 根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的電池過溫檢測與保護裝置； 其中，第一檢測單元輸出的第一指示信號連接到所述主處理模塊，所述主處理器在其指示不超溫時，允 許開機，否則不允許開機。
【文檔編號】H02H7/18GK104052028SQ201310079956
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2013年3月13日 優(yōu)先權日:2013年3月13日
【發(fā)明者】胡東平 申請人:中興通訊股份有限公司