基于多電池的電源電路及具有所述電源電路的電子產(chǎn)品的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于電源電路技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是涉及一種基于多塊電池設計的電源電路以及采用這種電源電路設計的電子產(chǎn)品。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的進步，穿戴類電子產(chǎn)品被越來越多的消費者所青睞并廣泛使用，其所能實現(xiàn)的功能也日益增多。由于功能的增多，需要在穿戴類電子產(chǎn)品中集成的電子部件也隨之增加，繼而導致該類電子產(chǎn)品的用電量隨之增大。為了保證穿戴類電子產(chǎn)品的續(xù)航時間不會因功能的增多而明顯減少，需要提升該類產(chǎn)品內(nèi)部電池的容量，以滿足消費者長時間連續(xù)使用的需求。
[0003]目前，為了提高電池容量，最常見的方法是采用兩塊或者更多塊的電池并聯(lián)構(gòu)成電源電路，一同為電子產(chǎn)品內(nèi)部的用電負載供電。這種電池并聯(lián)方案所存在的問題是：必須挑選電池特性和電池電壓完全相同的多塊電池才能直接進行并聯(lián)設計，一旦并聯(lián)在一起的兩塊電池電壓不同或者內(nèi)部特性不完全相同，則在使用過程中會出現(xiàn)電壓高的電池向電壓低的電池充電的現(xiàn)象，因此不能輸出每一塊電池應有的電池容量，導致電池利用率的降低。此外，在電子產(chǎn)品的設計階段，想要挑選出電池特性和電池電壓完全相同的多塊電池也是相對比較困難的，因此采用這種電池并聯(lián)方案所設計的電源電路，其實際應用情況并不十分理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型為了解決現(xiàn)有采用將多塊電池直接并聯(lián)來提升電池容量的技術(shù)方案所存在的上述問題，提出了一種基于多塊電池的電源電路設計方案，不僅避免了在使用過程中電壓高的電池向電壓低的電池倒灌充電的問題，實現(xiàn)了每一塊電池容量利用率的最大化，而且在電池類型的選擇上也降低了要求，減小了電路設計的難度。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：
[0006]一種基于多電池的電源電路，所述電池為充電電池，設置有N塊，N為大于1的正整數(shù)；通過N塊電池的正極輸出的N路供電電壓--對應地經(jīng)由N路防反偏二極管傳輸至用電負載；在每一塊電池的充電回路中分別連接有一個開關(guān)電路，其中，連接在第一塊電池的充電回路中的第一開關(guān)電路在充電接口上有充電電源接入時，連通第一塊電池的充電回路，利用所述充電電源為第一塊電池充電；連接在第i+1塊電池的充電回路中的第i+1開關(guān)電路在第i塊電池充滿電時動作，連通第i+1塊電池的充電回路，利用所述充電電源為第i+1塊電池充電，所述i=l，2，……，N-1。
[0007]為了實現(xiàn)N塊電池的逐一順次充電，在所述電源電路中設置有N-1個比較電路，分別與除所述第一開關(guān)電路以外的其他N-1個開關(guān)電路一一對應連接，當?shù)趇個比較電路檢測到第i塊電池的正極電壓經(jīng)分壓后大于第i參考電壓時，判定第i塊電池充滿電，輸出開關(guān)信號控制第i+1個開關(guān)電路動作，連通第i+1塊電池的充電回路。
[0008]作為所述比較電路的一種優(yōu)選電路結(jié)構(gòu)設計，在每一個所述的比較電路中均設置有一個比較器，將所述第i塊電池的正極電壓經(jīng)由一電阻分壓網(wǎng)絡分壓后形成的分壓值作用于第i個比較器的同相輸入端，將一直流電源經(jīng)另一電阻分壓網(wǎng)路分壓后形成的第i參考電壓作用于第i個比較器的反相輸入端，配置兩路所述電阻分壓網(wǎng)絡中的分壓電阻的阻值，使第i塊電池僅在充滿電時，其正極電壓的分壓值大于所述的第i參考電壓；通過第i個比較器的輸出端輸出所述開關(guān)信號至所述的第i+Ι個開關(guān)電路。
[0009]進一步的，所述直流電源連接每一個比較器的供電端子，為比較器供電；每一個比較器的輸出端各自通過上拉電阻連接所述的直流電源，穩(wěn)定通過比較器輸出的高電平幅值。
[0010]優(yōu)選的，所述直流電源可以由傳輸至所述用電負載的供電電壓通過穩(wěn)壓電路轉(zhuǎn)換生成。
[0011]優(yōu)選的，所述N路防反偏二極管的陽極與N塊電池的正極一對一連接，N路防反偏二極管的陰極連接至同一路充放電接口 ；在每一路防反偏二極管的兩端分別并聯(lián)一個所述的開關(guān)電路。
[0012]作為所述開關(guān)電路的一種優(yōu)選電路結(jié)構(gòu)設計，在每一個所述的開關(guān)電路中均設置有一個P溝道MOS管和一個N溝道MOS管，所述P溝道MOS管的漏極連接電池的正極，源極連接所述的充放電接口，柵極連接N溝道MOS管的漏極，并通過限流電阻連接所述的充放電接口 ；所述N溝道MOS管的源極接地，柵極接收所述的充電電源或者所述比較電路輸出的開關(guān)信號。
[0013]進一步的，所述充放電接口可以直接與所述的充電接口和用電負載連接，也可以與一充電管理芯片連接，即，在所述電源電路中可以進一步設置一充電管理芯片，分別連接所述的充電接口、充放電接口和用電負載，所述充電管理芯片在檢測到所述充電接口上有充電電源接入時，將充電電源分別傳輸至所述的充放電接口和用電負載，為所述電池充電，并為用電負載供電；當所述充電管理芯片檢測到所述充電接口上無充電電源接入時，將電池通過所述充放電接口輸出的供電電壓傳輸至所述的用電負載，利用電池為用電負載供電。
[0014]根據(jù)上述基于多電池的電源電路結(jié)構(gòu)設計，本實用新型還提出了一種采用所述基于多電池的電源電路設計的電子產(chǎn)品，設置有電源電路和用電負載，其中，在所述電源電路中設置有N塊充電電池，N為大于I的正整數(shù)；通過N塊電池的正極輸出的N路供電電壓一一對應地經(jīng)由N路防反偏二極管傳輸至用電負載；在每一塊電池的充電回路中分別連接有一個開關(guān)電路，其中，連接在第一塊電池的充電回路中的第一開關(guān)電路在充電接口上有充電電源接入時，連通第一塊電池的充電回路，利用所述充電電源為第一塊電池充電；連接在第i+Ι塊電池的充電回路中的第i+Ι開關(guān)電路在第i塊電池充滿電時動作，連通第i+1
塊電池的充電回路，利用所述充電電源為第i+Ι塊電池充電，所述i=l，2，......，N-1。由此可以保證在前一塊電池充滿電后，后一塊電池才開始充電，實現(xiàn)了一種N塊電池逐一順次充電的充電管理過程。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點和積極效果是:本實用新型針對電子產(chǎn)品中設置有多塊電池的情況設計電源電路，通過在每一塊電池的正極連接防反偏二極管，可以防止電子產(chǎn)品在正常使用的過程中出現(xiàn)電壓高的電池向電壓低的電池倒灌充電的問題，不僅可以保證每一塊電池都能輸出其應有的電池容量，最大限度地提升電池容量的利用率，而且在電池的選型上也沒有過高的要求，即便所選用的電池在內(nèi)部特性和輸出電壓上不完全相同，只要差異不大都能滿足設計要求，由此降低了電池選型上的難度，簡化了硬件設計。此外，本實用新型通過在每一塊電池的充電回路中設置開關(guān)電路，通過開關(guān)電路控制每一塊電池的充電時序，使后一塊電池僅在前一塊電池充滿電的情況下才開始充電，由此可以保證每一塊電池都能充滿電，繼而實現(xiàn)了電池容量的進一步提升，有助于延長電子產(chǎn)品的續(xù)航時間，尤其適合應用在穿戴類電子產(chǎn)品中。
[0016]結(jié)合附圖閱讀本實用新型實施方式的詳細描述后，本實用新型的其他特點和優(yōu)點將變得更加清楚。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型所提出的基于多電池的電源電路的一種實施例的電路原理框圖；
[0018]圖2是圖1所示電源電路的一種具體實施例的電路原理圖；
[0019]圖3是充電管理芯片及其外圍電路的一種實施例的電路原理框圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細地說明。
[0021 ] 本實施例針對內(nèi)置有多塊電池的電子產(chǎn)品設計電源電路，為了保證每一塊電池都能輸出其應有的電池容量，本實施例在每一塊電池的供電電壓輸出線路中分別增設一顆防反偏二極管，利用二極管的反向截止特性，來防止電子產(chǎn)品在使用過程中，電壓高的電池向電壓低的電池倒灌充電，進而實現(xiàn)了電池容量的最大化利用。
[0022]參見圖1所示，以設置有N塊電池(所述N塊電池均為可充電電池，例如N塊鋰電池)的電子產(chǎn)品為例進行說明，所述N為大于1的正整數(shù)，則需要采用N個防反偏二極管D1、D2、……DN與N塊電池——對應連接，具體可以將N個防反偏二極管D1、D2、……DN的陽極分別與N塊電池的正極一對一連接，將N個防反偏二極管Dl、D2、……DN的陰極均連接至充放電接口 VBAT。當其中一塊電池的輸出電壓高于其他電池的輸出電壓時，由于防反偏二極管的存在，電壓低的電池將停止