專利名稱：移動(dòng)終端對(duì)過(guò)放電鋰電池充電的方法及電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)終端電源管理技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)涉及移動(dòng)終端對(duì)鋰電池充電的方法及其電路。
背景技術(shù)：
鋰電池是鋰離子電池的簡(jiǎn)稱，由于其化學(xué)特性，在電池電壓降至過(guò)放電電壓VDDL為2.4～2.5V時(shí)，電池進(jìn)入過(guò)放電狀態(tài)，一般電池內(nèi)部的保護(hù)電路會(huì)使其處于輸出鎖定狀態(tài)。當(dāng)鋰電池從過(guò)放電狀態(tài)開始充電時(shí)，為了保護(hù)鋰電池不被損壞，必須先進(jìn)行小電流的預(yù)充電，預(yù)充電電流IPRE為10～30mA，待鋰電池電壓VBAT達(dá)到3V左右的移動(dòng)終端最低工作電池電壓VBATMINON時(shí)，移動(dòng)終端開機(jī)，再進(jìn)入主控制器可控的充電狀態(tài)。
現(xiàn)在的移動(dòng)終端基本上都用鋰電池供電并為其提供相應(yīng)的充電功能。由于鋰電池的過(guò)放電電壓低于移動(dòng)終端的最低工作電池電壓，在對(duì)處于過(guò)放電狀態(tài)的鋰電池充電時(shí)，移動(dòng)終端的電源管理模塊和主控制器處于不工作狀態(tài)，預(yù)充電由硬件邏輯電路控制。由于移動(dòng)終端的電源管理模塊和主控制器處于不工作狀態(tài)，使整個(gè)移動(dòng)終端系統(tǒng)處于不確定狀態(tài)，系統(tǒng)中由VBAT直接供電的設(shè)備，如液晶顯示屏(LCD，Liquid Crystal Display)模塊以及和弦芯片等會(huì)出現(xiàn)較大漏電流；而漏電流又會(huì)在移動(dòng)終端系統(tǒng)輸入/輸出(I/O)接口電壓處形成電壓源或負(fù)載，從而導(dǎo)致主控制器的I/O管腳有非零的電壓輸出。這樣由主控制器控制的其它外設(shè)，如分離電源等也會(huì)因誤觸發(fā)而工作。因此，當(dāng)鋰電池電壓處于VDDL與VBATMINON之間時(shí)，由于移動(dòng)終端系統(tǒng)的不確定狀態(tài)，導(dǎo)致移動(dòng)終端系統(tǒng)會(huì)有較大的漏電流ID，當(dāng)ID與IPRE滿足下式時(shí)，移動(dòng)終端將一直處于無(wú)法開機(jī)的狀態(tài)，且鋰電池一直處于過(guò)放電鎖定狀態(tài)。
IPRE≤ID參見圖1，下面就移動(dòng)終端對(duì)鋰電池的充電及供電電路說(shuō)明如下
其中，移動(dòng)終端電源管理模塊負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)移動(dòng)終端系統(tǒng)進(jìn)行充電及供電管理；移動(dòng)終端主控制器是整個(gè)移動(dòng)終端系統(tǒng)的控制中心；其它子系統(tǒng)包括各種外設(shè)以及分離電源模塊；在所述電源管理模塊左側(cè)并連接于充電電源VCHG與地線之間連接有通用的鋰電池充電電路，該充電電路包括相互串聯(lián)的鋰電池VBAT，P溝道的充電絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管(MosFET)G1，充電電流檢測(cè)電阻Rsense以及二級(jí)管CR；VCHGs為充電電壓檢測(cè)端口電壓；VCON為充電電流控制電壓，根據(jù)P溝道的充電MosFET的輸出特性，所述VCON通過(guò)控制G1的導(dǎo)通程度進(jìn)而控制充電電流；Isense和VBATs分別用于檢測(cè)電阻Rsense兩端的電壓，進(jìn)而用于計(jì)算鋰電池的充電電流。鋰電池在充電的同時(shí)給整個(gè)移動(dòng)終端系統(tǒng)供電。VCORE為移動(dòng)終端主控制器的內(nèi)核供電電壓，VINT為移動(dòng)終端系統(tǒng)接口電壓。
在移動(dòng)終端對(duì)過(guò)放電鋰電池進(jìn)行充電時(shí)，由于移動(dòng)終端系統(tǒng)的不確定狀態(tài)，導(dǎo)致ID大于或等于IPRE，從而使鋰電池一直處于過(guò)放電狀態(tài)，無(wú)法使移動(dòng)終端電源管理模塊工作，進(jìn)而使整個(gè)移動(dòng)終端系統(tǒng)無(wú)法啟動(dòng)。
現(xiàn)有解決移動(dòng)終端對(duì)過(guò)放電鋰電池充電時(shí)移動(dòng)終端系統(tǒng)無(wú)法啟動(dòng)的問(wèn)題的方法有如下兩種方法一，對(duì)整個(gè)移動(dòng)終端系統(tǒng)進(jìn)行深入的分析，盡可能地消除由于系統(tǒng)的不確定而造成的大漏電流現(xiàn)象，并改進(jìn)設(shè)計(jì)，使IPRE大于ID；雖然這是一種解決鋰電池過(guò)放電時(shí)移動(dòng)終端系統(tǒng)無(wú)法啟動(dòng)問(wèn)題最徹底的方法，但是由于此充電階段整個(gè)移動(dòng)終端系統(tǒng)處于不確定狀態(tài)，主控制器和其它外設(shè)的邏輯狀態(tài)也會(huì)發(fā)生變化，在加上移動(dòng)終端系統(tǒng)器件的個(gè)體差異，要想徹底解決漏電流的問(wèn)題，需耗費(fèi)的時(shí)間和經(jīng)濟(jì)成本非常巨大。
方法二，將不能開機(jī)的鋰電池從移動(dòng)終端上取下后，放在座式充電器上進(jìn)行充電，待充電完畢后再放入移動(dòng)終端進(jìn)行使用。
此種方法，實(shí)質(zhì)上避開了移動(dòng)終端對(duì)過(guò)放電鋰電池充電時(shí)系統(tǒng)無(wú)法啟動(dòng)的問(wèn)題，并且由于需要增加額外的座式充電器，因此增加了經(jīng)濟(jì)成本，同時(shí)給用戶的使用帶來(lái)了不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決移動(dòng)終端對(duì)過(guò)放電鋰電池充電時(shí)移動(dòng)終端系統(tǒng)無(wú)法啟動(dòng)的問(wèn)題和不足，提供一種成本低廉并且易于實(shí)現(xiàn)的移動(dòng)終端對(duì)過(guò)放電鋰電池充電的方法及電路。
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案該移動(dòng)終端對(duì)過(guò)放電鋰電池充電的方法包括如下步驟(1)預(yù)充電電路檢測(cè)到移動(dòng)終端系統(tǒng)接口電壓反映的鋰電池電壓處于過(guò)放電狀態(tài)時(shí)開啟，并輸出控制電壓以調(diào)節(jié)充電電路的充電電流控制電壓，從而使充電電路的充電電流大于移動(dòng)終端系統(tǒng)的漏電流同時(shí)小于或等于鋰電池的額定充電電流；(2)預(yù)充電電路檢測(cè)到移動(dòng)終端系統(tǒng)接口電壓反映的鋰電池電壓達(dá)到移動(dòng)終端最低工作電壓時(shí)關(guān)閉，此后由移動(dòng)終端充電系統(tǒng)對(duì)鋰電池的充電狀態(tài)進(jìn)行控制。
該移動(dòng)終端對(duì)過(guò)放電鋰電池充電的電路包括充電電源，連接在充電電源與地線之間的充電電路，以及用于對(duì)所述充電電路的充電電流控制電壓進(jìn)行控制的預(yù)充電電路，所述預(yù)充電電路的電源端與充電電源相接，用來(lái)對(duì)充電電源進(jìn)行分壓，另一輸入端與移動(dòng)終端主控制器的VINT端相接，用來(lái)檢測(cè)移動(dòng)終端系統(tǒng)接口電壓；所述預(yù)充電電路的輸出端與移動(dòng)終端電源管理模塊的VCON端相接，用來(lái)調(diào)節(jié)充電電路的充電電流控制電壓。
根據(jù)上述本發(fā)明技術(shù)方案，通過(guò)預(yù)充電電路對(duì)充電電路的充電電流控制電壓的控制使充電電路的充電電流大于移動(dòng)終端系統(tǒng)的漏電流，待鋰電池電壓達(dá)到移動(dòng)終端最低工作電壓時(shí)，再由移動(dòng)終端系統(tǒng)對(duì)鋰電池的充電狀態(tài)進(jìn)行控制，有效地避免了鋰電池在過(guò)放電狀態(tài)下充電時(shí)，因漏電流大于或者等于充電電流，而使鋰電池一直處于過(guò)放電狀態(tài)，進(jìn)而使整個(gè)移動(dòng)終端系統(tǒng)無(wú)法啟動(dòng)的問(wèn)題。又由于預(yù)充電電路采用的電子元器件較少且較為常用，使本發(fā)明具備實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是現(xiàn)有移動(dòng)終端的鋰電池充電和供電電路示意圖；圖2是本發(fā)明移動(dòng)終端對(duì)過(guò)放電鋰電池充電的電路示意圖；
圖3是利用本發(fā)明移動(dòng)終端對(duì)過(guò)放電鋰電池充電電路的充電電路時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例，進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)特征和功能特色，目的是能夠更好地說(shuō)明本發(fā)明，但不是用來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
參見圖2，本發(fā)明移動(dòng)終端對(duì)過(guò)放電鋰電池充電的電路，該電路包括充電電源，連接在充電電源與地線之間的充電電路，還包括用于對(duì)所述充電電路的充電電流控制電壓VCON進(jìn)行控制的預(yù)充電電路，所述預(yù)充電電路的電源端與充電電源VCHG相接，用來(lái)對(duì)充電電源VCON進(jìn)行分壓，輸入端與移動(dòng)終端主控制器的VINT端相接，用來(lái)檢測(cè)移動(dòng)終端系統(tǒng)接口電壓；所述預(yù)充電電路的輸出端與移動(dòng)終端電源管理模塊的VCON端相接，用來(lái)調(diào)節(jié)充電電路的充電電流控制電壓VCON。
參見圖2和圖3，該預(yù)充電電路為達(dá)林頓電路，其包括電阻R1、R2、R3和R4，NPN型三極管D1、D2，所述等值限流電阻R3、R4串聯(lián)，連接在所述充電電源與地線之間，用來(lái)從充電電源VCON分壓；所述NPN型三極管D2的基極與電阻R2相接，所述電阻R2的另一端與移動(dòng)終端主控制器的VINT端相接，用來(lái)檢測(cè)移動(dòng)終端系統(tǒng)接口電壓VINT；所述NPN型三極管D1的集電極與電阻R1相接，所述電阻R1的另一端與移動(dòng)終端電源管理模塊的VCON端相接，用來(lái)調(diào)節(jié)充電電路的充電電流控制電壓；所述NPN型三極管D1、D2的發(fā)射極與地線相接；且電阻R3、R4的節(jié)點(diǎn)與NPN型三極管D1的基極和NPN型三極管D2的集電極的節(jié)點(diǎn)相接。
所述電阻R1的阻值范圍為
，用來(lái)調(diào)節(jié)VCON端的充電電流控制電壓的大小，進(jìn)而充電電路的充電電流大于移動(dòng)終端系統(tǒng)的漏電流同時(shí)小于或等于鋰電池的額定充電電流；所述電阻R2的阻值范圍為[1，10K]，用來(lái)調(diào)節(jié)移動(dòng)終端系統(tǒng)接口電壓VINT高低電平的分界。
下面對(duì)該預(yù)充電電路的工作原理說(shuō)明如下以移動(dòng)終端系統(tǒng)接口電壓VINT作為預(yù)充電電路的輸入控制電壓。在鋰電池處于過(guò)放電預(yù)充電階段且移動(dòng)終端系統(tǒng)接口電壓VINT達(dá)到穩(wěn)定之前，預(yù)充電電路啟動(dòng)并通過(guò)其輸出的控制電壓來(lái)調(diào)節(jié)充電電路的充電電流控制電壓VCON，從而控制G1的導(dǎo)通程度進(jìn)而使充電電路的充電電流大于移動(dòng)終端系統(tǒng)的漏電流，同時(shí)為減小因大電流對(duì)過(guò)放電鋰電池的損傷，又使充電電流盡可能保持在鋰電池額定充電電流以下的較小值，在此過(guò)程中鋰電池電壓VBAT不斷上升；當(dāng)VBAT達(dá)到VBATMINON時(shí)，移動(dòng)終端主處理器及移動(dòng)終端電源管理模塊開始工作并為系統(tǒng)提供各路電源，待移動(dòng)終端系統(tǒng)接口電壓VINT穩(wěn)定后，預(yù)充電電路對(duì)充電電流控制電壓的控制失效，進(jìn)入移動(dòng)終端系統(tǒng)可控的充電狀態(tài)，此時(shí)因移動(dòng)終端系統(tǒng)的不確定狀態(tài)而造成的漏電流不復(fù)存在，充電電路的預(yù)充電電流變小。
下面對(duì)該預(yù)充電電路的工作方式說(shuō)明如下當(dāng)充電電源VCHG有效，即為5～6V時(shí)，且鋰電池處于過(guò)放電預(yù)充電階段，預(yù)充電電路檢測(cè)到VINT處于不穩(wěn)定狀態(tài)即為低電平時(shí)，預(yù)充電電路開啟，此時(shí)預(yù)充電電路中NPN型三極管D2截止，NPN型三極管D1導(dǎo)通，此時(shí)充電電流控制電壓VCON被拉低，根據(jù)P溝道的充電MosFET的輸出特性——在柵極電壓被拉低后，其源—漏極等效導(dǎo)通電阻變小，從而使充電電流增高，通過(guò)調(diào)節(jié)電阻R1的阻值來(lái)控制VCON的大小，進(jìn)而控制充電電路的充電電流，此過(guò)程中鋰電池電壓VBAT不斷上升；當(dāng)VBAT達(dá)到VBATMINON時(shí)，移動(dòng)終端主處理器及移動(dòng)終端電源管理模塊開始工作并向移動(dòng)終端系統(tǒng)提供各路電源，當(dāng)預(yù)充電電路檢測(cè)到VINT輸出處于穩(wěn)定狀態(tài)即為高電平時(shí)，預(yù)充電電路中NPN型三極管D2導(dǎo)通，NPN型三極管D1截止，預(yù)充電電路對(duì)P溝道的充電絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管G1的柵極控制電壓VCON而言高阻，使預(yù)充電電路關(guān)閉，此后由移動(dòng)終端系統(tǒng)對(duì)鋰電池的充電狀態(tài)進(jìn)行控制。
上述具體實(shí)施方式
以較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但這只是為了便于理解而舉的一個(gè)形象化的實(shí)例，不應(yīng)被視為是對(duì)本發(fā)明范圍的限制。同樣，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其較佳實(shí)施例的描述，可以做出各種可能的等同改變或替換，而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種移動(dòng)終端對(duì)過(guò)放電鋰電池充電的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟(1)預(yù)充電電路檢測(cè)到移動(dòng)終端系統(tǒng)接口電壓反映的鋰電池電壓處于過(guò)放電狀態(tài)時(shí)開啟，并輸出控制電壓以調(diào)節(jié)充電電路的充電電流控制電壓，從而使充電電路的充電電流大于移動(dòng)終端系統(tǒng)的漏電流同時(shí)小于或等于鋰電池的額定充電電流；(2)預(yù)充電電路檢測(cè)到移動(dòng)終端系統(tǒng)接口電壓反映的鋰電池電壓達(dá)到移動(dòng)終端最低工作電壓時(shí)關(guān)閉，此后由移動(dòng)終端充電系統(tǒng)對(duì)鋰電池的充電狀態(tài)進(jìn)行控制。
2.如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)終端對(duì)過(guò)放電鋰電池充電的方法，其特征在于，所述預(yù)充電電路檢測(cè)到移動(dòng)終端系統(tǒng)接口電壓反映的鋰電池電壓處于過(guò)放電狀態(tài)，具體為，當(dāng)鋰電池電壓處于過(guò)放電狀態(tài)時(shí)，所述移動(dòng)終端系統(tǒng)接口電壓處于低電平。
3.如權(quán)利要求1或2所述的移動(dòng)終端對(duì)過(guò)放電鋰電池充電的方法，其特征在于，所述預(yù)充電電路檢測(cè)到移動(dòng)終端系統(tǒng)接口電壓反映的鋰電池電壓達(dá)到移動(dòng)終端最低工作電壓，具體為，當(dāng)鋰電池電壓達(dá)到最低工作電壓后，所述移動(dòng)終端系統(tǒng)接口電壓處于高電平。
4.一種移動(dòng)終端對(duì)過(guò)放電鋰電池充電的電路，該電路包括充電電源，連接在充電電源與地線之間的充電電路，其特征在于，該電路還包括用于對(duì)所述充電電路的充電電流控制電壓進(jìn)行控制的預(yù)充電電路，所述預(yù)充電電路的電源端與充電電源相接，用來(lái)對(duì)充電電源進(jìn)行分壓，輸入端與移動(dòng)終端主控制器的VINT端相接，用來(lái)檢測(cè)移動(dòng)終端系統(tǒng)接口電壓；所述預(yù)充電電路的輸出端與移動(dòng)終端電源管理模塊的VCON端相接，用來(lái)調(diào)節(jié)充電電路的充電電流控制電壓。
5.如權(quán)利要求4所述的移動(dòng)終端對(duì)過(guò)放電鋰電池充電的電路，其特征在于，所述預(yù)充電電路為達(dá)林頓電路。
6.如權(quán)利要求5所述的移動(dòng)終端對(duì)過(guò)放電鋰電池充電的電路，其特征在于，所述達(dá)林頓電路包括電阻R1、R2、R3和R4，NPN型三極管D1、D2，所述電阻R3、R4串聯(lián)，連接在所述充電電源與地線之間；所述NPN型三極管D2的基極與電阻R2相接，所述電阻R2的另一端與移動(dòng)終端主控制器的VINT端相接；所述NPN型三極管D1的集電極與電阻R1相接，所述電阻R1的另一端與移動(dòng)終端電源管理模塊的VCON端相接；所述NPN型三極管D1、D2的發(fā)射極與地線相接；且電阻R3、R4的節(jié)點(diǎn)與NPN型三極管D1的基極和NPN型三極管D2的集電極的節(jié)點(diǎn)相接。
7.如權(quán)利要求6所述的移動(dòng)終端對(duì)過(guò)放電鋰電池充電的電路，其特征在于，所述電阻R1的阻值范圍為
，用來(lái)調(diào)節(jié)VCON端的充電電流控制電壓，使充電電路的充電電流大于移動(dòng)終端系統(tǒng)的漏電流同時(shí)小于或等于鋰電池的額定充電電流。
8.如權(quán)利要求6所述的移動(dòng)終端對(duì)過(guò)放電鋰電池充電的電路，其特征在于，所述電阻R2的阻值范圍為[1，10K]，用來(lái)調(diào)節(jié)VINT端高低電平的分界。
9.如權(quán)利要求6所述的移動(dòng)終端對(duì)過(guò)放電鋰電池充電的電路，其特征在于，電阻R3、R4的阻值配比為1∶1。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種移動(dòng)終端對(duì)過(guò)放電鋰電池充電的方法及電路，屬移動(dòng)終端電源管理技術(shù)領(lǐng)域。該方法包括步驟(1)預(yù)充電電路檢測(cè)到終端系統(tǒng)接口電壓反映的鋰電池電壓處于過(guò)放電狀態(tài)時(shí)開啟，并輸出控制電壓以調(diào)節(jié)充電電路的充電電流控制電壓，從而使充電電路的充電電流大于終端系統(tǒng)的漏電流并盡可能保持在鋰電池額定充電電流以下較小值；(2)預(yù)充電電路檢測(cè)到移動(dòng)終端系統(tǒng)接口電壓反映的鋰電池電壓達(dá)到終端最低工作電壓時(shí)關(guān)閉，此后由終端系統(tǒng)對(duì)鋰電池的充電狀態(tài)進(jìn)行控制。本發(fā)明同時(shí)公開了一種實(shí)現(xiàn)前述移動(dòng)終端對(duì)過(guò)放電鋰電池充電的方法的電路。本發(fā)明僅通過(guò)在通用的充電電路旁增設(shè)由常用元件組成的預(yù)充電電路即可解決移動(dòng)終端對(duì)過(guò)放電鋰電池充電時(shí)系統(tǒng)無(wú)法啟動(dòng)的問(wèn)題。
文檔編號(hào)H01M10/44GK101039036SQ20061006574
公開日2007年9月19日 申請(qǐng)日期2006年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月15日
發(fā)明者屈小珠 申請(qǐng)人:大唐移動(dòng)通信設(shè)備有限公司, 上海大唐移動(dòng)通信設(shè)備有限公司