本實(shí)用新型涉及醫(yī)療器械或可穿戴設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種植入式功耗監(jiān)測(cè)設(shè)備的充電電路。

背景技術(shù)：

隨著電子技術(shù)、新型電池技術(shù)、生物傳感技術(shù)的發(fā)展，使得可植入式生物傳感器越來(lái)越趨于實(shí)用化和微型化，借助于低功耗的檢測(cè)電路和無(wú)線通信電路使長(zhǎng)時(shí)間的生化指標(biāo)動(dòng)態(tài)檢測(cè)成為可能。

可植入式監(jiān)測(cè)設(shè)備出于安全考慮。一般會(huì)設(shè)計(jì)成兩個(gè)組件：僅供一次性使用的植入式傳感器組件，以及可重復(fù)性使用的電子組件。工作時(shí)，兩個(gè)組件需組合后一起植入到人體工作。

為保證電子組件可重復(fù)性使用，可充電鋰電池越來(lái)越多的用到植入式檢測(cè)設(shè)備上。

為了滿足低功耗要求，在電子組件不需要工作時(shí)，希望系統(tǒng)耗電越少越好，甚至希望整個(gè)系統(tǒng)電路處于非供電狀態(tài)。因此設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)加入電源開關(guān)接通電源或斷開電源。

為了盡量縮小設(shè)備體積，用于電子組件和傳感器組件的電氣連接觸點(diǎn)數(shù)量設(shè)計(jì)的越少越好。

目前市場(chǎng)上可見的植入式設(shè)備分兩種情況：第一、不可充電的設(shè)備，內(nèi)置紐扣電池，雖然由于減少了充電觸點(diǎn)數(shù)目，達(dá)到了減小體積的效果，但缺點(diǎn)是不能充電，因此也就不能重復(fù)利用；第二、可充電的設(shè)備，同樣為了減小組件的體積一般不再設(shè)計(jì)電源開關(guān)，不滿足低功耗的特點(diǎn)，即使設(shè)計(jì)了電源開關(guān)，卻增大了設(shè)備體積，降低了用戶佩戴設(shè)備的體驗(yàn)性。

申請(qǐng)?zhí)枮椤?01610379212.4”的中國(guó)專利申請(qǐng)，公開了一種可充電電池，包括：電芯、保護(hù)電路和電量計(jì)芯片，容納電芯、保護(hù)電路和電量計(jì)芯片的殼體，以及設(shè)置于殼體上的至少三個(gè)觸片；保護(hù)電路包括第一開關(guān)元件，電芯包括第一電極、第二電極，第一電極通過(guò)保護(hù)電路連接第一觸片，第一電極和第一觸片分別間接或直接連接第一開關(guān)元件，第二電極通過(guò)保護(hù)電路連接第二觸片；電量計(jì)芯片的第一接口連接第一電極，第二接口連接第二電極，第三接口連接第三觸片。該技術(shù)方案還公開了一種充電管理電路、電子設(shè)備及充電器。通過(guò)上述方式，該技術(shù)方案能夠直接獲取電芯電壓，不會(huì)受到保護(hù)電路中第一開關(guān)元件和外部檢測(cè)電路與第三觸片之間接觸阻抗的影響，提高電池電壓的檢測(cè)準(zhǔn)確度，改善充電控制精度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決以上問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種植入式功耗監(jiān)測(cè)設(shè)備的充電電路，其技術(shù)方案具體如下：

一種植入式功耗監(jiān)測(cè)設(shè)備的充電電路，包括有系統(tǒng)電路及電池，其特征在于：

所述電池通過(guò)一個(gè)MOS開關(guān)管(Q1)連接至系統(tǒng)電路的電壓輸入端；可方便地適應(yīng)

系統(tǒng)電路的供電需求；

所述電池為可充電式電池，

所述一種植入式功耗監(jiān)測(cè)設(shè)備的充電電路還包括有一電池充電管理芯片(U1)；

所述的電池充電管理芯片(U1)包括有充電電流編程引腳(PROG)、接地引腳(GND) 及電壓輸出引腳(BAT)，

所述電壓輸出引腳(BAT)連接至電池正極及MOS開關(guān)管的源極，并通過(guò)一電阻(R3) 及與電阻(R3)串聯(lián)的一電阻(R4)連接至MOS開關(guān)管的門極，所述電阻(R3)及電阻(R4)構(gòu)成MOS開關(guān)管門極的上拉電阻；

所述MOS開關(guān)管的漏極連接至系統(tǒng)電路的電壓輸入端；

在所述的充電電流編程引腳(PROG)及接地引腳(GND)之間設(shè)置一電阻(R2)，

所述的電阻(R2)用以確定電池的額定充電電流。

根據(jù)本實(shí)用新型的一種植入式功耗監(jiān)測(cè)設(shè)備的充電電路，其特征在于：

所述MOS開關(guān)管為內(nèi)置續(xù)流二極管的P溝道MOS管。

根據(jù)本實(shí)用新型的一種植入式功耗監(jiān)測(cè)設(shè)備的充電電路，其特征在于：

所述電池充電管理芯片(U1)的型號(hào)為YB4067。

根據(jù)本實(shí)用新型的一種植入式功耗監(jiān)測(cè)設(shè)備的充電電路，其特征在于：

在所述的MOS開關(guān)管的門極與地之間設(shè)置一電容(C4)，所述電容(C4)用于與電阻(R4)構(gòu)成充放電電路，實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)功能。

根據(jù)本實(shí)用新型的一種植入式功耗監(jiān)測(cè)設(shè)備的充電電路，其特征在于：

所述的電池充電管理芯片(U1)還包括有供電電壓引腳(Vcc)，

在所述的電壓輸出引腳(BAT)與供電電壓引腳(Vcc)之間，還設(shè)置一與電阻(R3)

串聯(lián)的二極管(D1)，所述電壓輸出引腳(BAT)的輸出端經(jīng)由電阻(R3)連接至二

極管(D1)的陽(yáng)極，

所述二極管(D1)的陰極連接至供電電壓引腳(Vcc)。

根據(jù)本實(shí)用新型的一種植入式功耗監(jiān)測(cè)設(shè)備的充電電路，其特征在于：

所述的電池充電管理芯片(U1)還包括有充電狀態(tài)指示引腳(CHG)及充電完成狀態(tài)指示引腳(CHGT)，

所述的充電狀態(tài)指示引腳(CHG)及充電完成狀態(tài)指示引腳(CHGT)均為開漏輸出，

在所述的供電電壓引腳(Vcc)與充電狀態(tài)指示引腳(CHG)之間，串聯(lián)有一電阻(R0) 及一發(fā)光二極管(LED-1)，

在所述的供電電壓引腳(Vcc)與充電完成狀態(tài)指示引腳(CHGT)之間，串聯(lián)有一電阻(R1)及一發(fā)光二極管(LED-2)。

根據(jù)本實(shí)用新型的一種植入式功耗監(jiān)測(cè)設(shè)備的充電電路，其特征在于：

設(shè)置充電電壓輸入正極觸點(diǎn)/系統(tǒng)上電控制觸點(diǎn)(J1)、充電電壓輸入負(fù)極觸點(diǎn)(J2) 與供電電壓引腳(Vcc)適配，所述充電電壓輸入正極觸點(diǎn)/系統(tǒng)上電控制觸點(diǎn)(J1)連接至供電電壓引腳(Vcc)，所述充電電壓輸入負(fù)極觸點(diǎn)(J2)接地。

根據(jù)本實(shí)用新型的一種植入式功耗監(jiān)測(cè)設(shè)備的充電電路，其特征在于：

所述的充電電壓輸入正極觸點(diǎn)/系統(tǒng)上電控制觸點(diǎn)(J1)與充電電壓輸入負(fù)極觸點(diǎn)(J2) 可適應(yīng)電源接入、懸空、短接三種工作狀態(tài)。

根據(jù)本實(shí)用新型的一種植入式功耗監(jiān)測(cè)設(shè)備的充電電路，其特征在于：

在所述的充電電壓輸入正極觸點(diǎn)/系統(tǒng)上電控制觸點(diǎn)(J1)與供電電壓引腳(Vcc)之間設(shè)置濾波電容(C1)，

在所述的電壓輸出引腳(BAT)與電池的正極及MOS開關(guān)管的源極構(gòu)成的公共端之間設(shè)置濾波電容(C2)，

在所述的MOS開關(guān)管的漏極與系統(tǒng)電路的電壓輸入端之間設(shè)置濾波電容(C3)。

本實(shí)用新型的一種植入式功耗監(jiān)測(cè)設(shè)備的充電電路，

首先，通過(guò)在電池及系統(tǒng)電路的電壓輸入端之間設(shè)置一個(gè)MOS開關(guān)管(Q1)，通過(guò)對(duì)MOS開關(guān)管(Q1)的控制，可方便地適應(yīng)系統(tǒng)電路的供電需求；

其次，通過(guò)設(shè)置電池為可充電式電池，且設(shè)置相應(yīng)的電池充電管理芯片與電池配合，用以協(xié)調(diào)電池是否需要充電以及系統(tǒng)電路是否需要供電；

最后，通過(guò)設(shè)置兩個(gè)觸點(diǎn)，用以與電池充電管理芯片相適配，可實(shí)現(xiàn)外部對(duì)電池充電管理芯片工作狀態(tài)的控制，從而使得該系統(tǒng)電路的供電與否可在任意場(chǎng)合得到滿足。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為與本實(shí)用新型中的觸點(diǎn)J1、J2相適配的三種工作狀態(tài)的切換示意圖；

圖中，R0、R1、R2、R3、R4為電阻；C1、C2、C3、C4為電容；Q1為P溝道MOS 管；D1為二極管；LED-1、LED-2為發(fā)光二極管；U1為電池充電管理芯片；J1、J2為觸點(diǎn)。

具體實(shí)施方式

下面，根據(jù)說(shuō)明書附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型的一種植入式功耗監(jiān)測(cè)設(shè)備的充電電路作進(jìn)一步具體說(shuō)明。

如圖1所示的一種植入式功耗監(jiān)測(cè)設(shè)備的充電電路，包括有系統(tǒng)電路及電池，

所述電池通過(guò)一個(gè)MOS開關(guān)管(Q1)連接至系統(tǒng)電路的電壓輸入端；可方便地適應(yīng)

系統(tǒng)電路的供電需求；

所述電池為可充電式電池，

所述一種植入式功耗監(jiān)測(cè)設(shè)備的充電電路還包括有一電池充電管理芯片(U1)；

所述的電池充電管理芯片(U1)包括有充電電流編程引腳(PROG)、接地引腳(GND) 及電壓輸出引腳(BAT)，

所述電壓輸出引腳(BAT)連接至電池正極及MOS開關(guān)管的源極，并通過(guò)一電阻(R3) 及與電阻(R3)串聯(lián)的一電阻(R4)連接至MOS開關(guān)管的門極，所述電阻(R3)及電阻(R4)構(gòu)成MOS開關(guān)管門極的上拉電阻；

所述MOS開關(guān)管的漏極連接至系統(tǒng)電路的電壓輸入端；

在所述的充電電流編程引腳(PROG)及接地引腳(GND)之間設(shè)置一電阻(R2)，

所述的電阻(R2)用以確定電池的額定充電電流。

其中，

所述MOS開關(guān)管為內(nèi)置續(xù)流二極管的P溝道MOS管。

其中，

所述電池充電管理芯片(U1)的型號(hào)為YB4067。

其中，

在所述的MOS開關(guān)管的門極與地之間設(shè)置一電容(C4)，所述電容(C4)用于與電阻(R4)構(gòu)成充放電電路，實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)功能。

其中，

所述的電池充電管理芯片(U1)還包括有供電電壓引腳(Vcc)，

在所述的電壓輸出引腳(BAT)與供電電壓引腳(Vcc)之間，還設(shè)置一與電阻(R3)

串聯(lián)的二極管(D1)，所述電壓輸出引腳(BAT)的輸出端經(jīng)由電阻(R3)連接至二

極管(D1)的陽(yáng)極，

所述二極管(D1)的陰極連接至供電電壓引腳(Vcc)。

其中，

所述的電池充電管理芯片(U1)還包括有充電狀態(tài)指示引腳(CHG)及充電完成狀態(tài)指示引腳(CHGT)，

所述的充電狀態(tài)指示引腳(CHG)及充電完成狀態(tài)指示引腳(CHGT)均為開漏輸出，

在所述的供電電壓引腳(Vcc)與充電狀態(tài)指示引腳(CHG)之間，串聯(lián)有一電阻(R0) 及一發(fā)光二極管(LED-1)，

在所述的供電電壓引腳(Vcc)與充電完成狀態(tài)指示引腳(CHGT)之間，串聯(lián)有一電阻(R1)及一發(fā)光二極管(LED-2)。

其中，

設(shè)置充電電壓輸入正極觸點(diǎn)/系統(tǒng)上電控制觸點(diǎn)(J1)、充電電壓輸入負(fù)極觸點(diǎn)(J2) 與供電電壓引腳(Vcc)適配，所述充電電壓輸入正極觸點(diǎn)/系統(tǒng)上電控制觸點(diǎn)(J1)連接至供電電壓引腳(Vcc)，所述充電電壓輸入負(fù)極觸點(diǎn)(J2)接地。

其中，

所述的充電電壓輸入正極觸點(diǎn)/系統(tǒng)上電控制觸點(diǎn)(J1)與充電電壓輸入負(fù)極觸點(diǎn)(J2) 可適應(yīng)電源接入、懸空、短接三種工作狀態(tài)。

其中，

在所述的充電電壓輸入正極觸點(diǎn)/系統(tǒng)上電控制觸點(diǎn)(J1)與供電電壓引腳(Vcc)之間設(shè)置濾波電容(C1)，

在所述的電壓輸出引腳(BAT)與電池的正極及MOS開關(guān)管的源極構(gòu)成的公共端之間設(shè)置濾波電容(C2)，

在所述的MOS開關(guān)管的漏極與系統(tǒng)電路的電壓輸入端之間設(shè)置濾波電容(C3)。

實(shí)施例

一種植入式功耗監(jiān)測(cè)設(shè)備的充電電路，其中，

所述電池充電管理芯片U1的電源輸入引腳VCC接電容C1，電壓輸出引腳BAT接電容C2，所述電阻R2接U1的PROG。

所述電阻R3和二極管D1串接后分別和U1的電源輸入引腳VCC，電壓輸出引腳BAT 相連接。所述電阻R4一端與二極管D1的陽(yáng)極相連，一端和所述MOS管Q1的門極相連。 MOS管Q1的輸出端直接連系統(tǒng)電路的電壓輸入端。所述電容C3一段接MOS管Q1的輸出，一端接地。

所述引腳CHG為充電中指示信號(hào)，可接到一個(gè)發(fā)光二極管LED-1，并通過(guò)電阻R0 上拉，用于顯示設(shè)備提示正在充電。

所述引腳CHGT為充電中指示信號(hào)，可接到一個(gè)發(fā)光二極管LED-2，并通過(guò)電阻R1 上拉，用于顯示設(shè)備提示充電完成。

電池充電管理芯片U1的CHG信號(hào)為內(nèi)部開漏極輸出，通過(guò)電阻R0電阻和LED-1 上拉；U1的CHGT信號(hào)為內(nèi)部開漏極輸出，通過(guò)電阻R1電阻和LED-2上拉。

當(dāng)J1和J2都懸空時(shí)，充電管理芯片U1未接入有效輸入電壓，PNP型MOS管門極 (Q1-Pin1)通過(guò)R3、R4上拉到BAT端，為高電平，則Q1斷開，電池和系統(tǒng)電路為非連接狀態(tài)，系統(tǒng)電路不工作。

當(dāng)J1和J2接入有效輸入電壓時(shí)，輸入電壓給電池充電；PNP型MOS管Q1的門極 (Q1-Pin1)為高電平，則Q1斷開，電池和系統(tǒng)電路為斷開狀態(tài)，系統(tǒng)電路未上電作。

當(dāng)J1和J2短接時(shí)，此時(shí)因?yàn)閁1-VCC引腳通過(guò)二極管D1連接到J2(J2接地)，因此 U1-VCC被鉗位在低電平，Q1門極(Q1-Pin1)為低電平，則Q1導(dǎo)通，電池和系統(tǒng)電路為連接狀態(tài)，系統(tǒng)電路正常工作。

在充電過(guò)程中，充電電源管理芯片U1的CHG信號(hào)內(nèi)部FET為ON，LED-1亮；充電完成或未充電時(shí)，U1的CHGT信號(hào)內(nèi)部FET為ON，LED-2亮，同時(shí)LED-1息滅。通過(guò)U1-CHG信號(hào)和U1-CHGT信號(hào)的組合，可以識(shí)別出系統(tǒng)電路是處于：充電中、充電完成、系統(tǒng)電路工作中、系統(tǒng)電路未工作狀態(tài)。

二極管D1的作用有兩個(gè)：當(dāng)J1接入正電壓時(shí)，防止J1電壓直接接到電池正極上。當(dāng)J2和J1短接時(shí)，將Q1門極鉗位到低電平，使Q1導(dǎo)通。

適當(dāng)?shù)倪x取與U1的PROG相連接的R2的值，可以確定對(duì)電池的額定充電電流。

電容C1，C2，C3分別作為充電管理芯片U1，電池，和系統(tǒng)電路的電源濾波電容用。

電容C4和R4組成充放電電路，其作用使Q1門極電平緩慢變化，對(duì)電池對(duì)系統(tǒng)供電或斷電起到軟開關(guān)作用。

當(dāng)J1和J2接適當(dāng)輸入電壓時(shí)，輸入電壓可對(duì)所述電池進(jìn)行充電，且此時(shí)由于MOS 管的門極為高電平，Q1為斷開狀態(tài)，電池與系統(tǒng)電路為斷開，系統(tǒng)電路處于不供電狀態(tài)；

當(dāng)J1和J2短接時(shí)，U1的Vcc被鉗位在低電平，MOS管的門極為低電平，Q1導(dǎo)通，電池可對(duì)系統(tǒng)電路供電；

當(dāng)J1和J2都懸空時(shí)，電池不對(duì)系統(tǒng)電路供電，進(jìn)入低功耗狀態(tài)。本實(shí)用新型的一種植入式功耗監(jiān)測(cè)設(shè)備的充電電路只用了2個(gè)觸點(diǎn)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了充電和上電開關(guān)兩個(gè)功能，有利于實(shí)現(xiàn)設(shè)備的微型化。

本實(shí)用新型的一種植入式功耗監(jiān)測(cè)設(shè)備的充電電路，

首先，通過(guò)在電池及系統(tǒng)電路的電壓輸入端之間設(shè)置一個(gè)MOS開關(guān)管(Q1)，通過(guò)對(duì)MOS開關(guān)管(Q1)的控制，可方便地適應(yīng)系統(tǒng)電路的供電需求；

其次，通過(guò)設(shè)置電池為可充電式電池，且設(shè)置相應(yīng)的電池充電管理芯片與電池配合，用以協(xié)調(diào)電池是否需要充電以及系統(tǒng)電路是否需要供電；

最后，通過(guò)設(shè)置兩個(gè)觸點(diǎn)，用以與電池充電管理芯片相適配，可實(shí)現(xiàn)外部對(duì)電池充電管理芯片工作狀態(tài)的控制，從而使得該系統(tǒng)電路的供電與否可在任意場(chǎng)合得到滿足。