專利名稱：電池切換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明實施例涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種電池切換裝置。
背景技術(shù)：
目前隨著科技的不斷提高，便攜式終端產(chǎn)品的品質(zhì)不斷的改進，運行速度越來越快，用戶對產(chǎn)品的續(xù)航能力要求也在不斷提高，因此加大電池容量對整個產(chǎn)品的用戶體驗及其重要。為了提高產(chǎn)品的續(xù)航能力，雙電池并聯(lián)使用成為便攜式終端產(chǎn)品中一個比較流行的方式，特別適合電池區(qū)域面積大，電池資源有限的平板電腦產(chǎn)品。在雙電池并聯(lián)使用方案中，如何實現(xiàn)雙電池的切換是一個很重要的問題。目前通常通過軟件控制實現(xiàn)雙電池的切換，但是軟件控制電池切換會有一定的延時，在電池切換 過程中，可能會造成系統(tǒng)掉電的情況，導(dǎo)致系統(tǒng)運行不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例的目的是提出一種電池切換裝置，旨在解決雙電池切換過程中的延時問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供了一種電池切換裝置，所述裝置包括電源輸入端、第一控制端和第一電池；第一場效應(yīng)管，所述第一場效應(yīng)管的第一源極與所述電源輸入端相連接，所述第一場效應(yīng)管的第一柵極與所述第一控制端相連接，所述第一場效應(yīng)管的第一漏極與所述第一電池相連接；第二電池；第二場效應(yīng)管，所述第二場效應(yīng)管的第二源極與所述第一場效應(yīng)管的第一源極相連接，所述第二場效應(yīng)管的第二漏極與所述第二電池相連接；三極管，所述三極管的基極與所述第一控制端相連接，所述三極管的集電極與所述第二電池相連接；或門，所述或門的第一輸入端與所述三極管的集電極相連接，所述或門的第一控制端與所述第二電池相連接，所述或門的輸出端與所述第二場效應(yīng)管的第二柵極相連接；第二控制端，與所述或門的第二輸入端相連接；電源管理系統(tǒng)，與所述第一控制端及所述第二控制端相連接；所述電源管理系統(tǒng)控制所述第一控制端置低，所述第一場效應(yīng)管導(dǎo)通，所述三極管截止，所述或門輸出高電平，所述第二場效應(yīng)管截止，所述第一電池處于充電或?qū)ν夤╇姞顟B(tài)，所述第二電池處于截止?fàn)顟B(tài)；所述電源管理系統(tǒng)控制所述第一控制端置高，且所述電源管理系統(tǒng)控制所述第二控制端置低，所述第一場效應(yīng)管關(guān)閉，所述三極管導(dǎo)通，所述或門輸出底電平，所述第二場效應(yīng)管導(dǎo)通，所述第一電池處于截止?fàn)顟B(tài)，所述第二電池處于充電或?qū)ν夤╇姞顟B(tài)。本發(fā)明實施例提出的電池切換裝置，通過控制端、三極管和或門之間相互協(xié)調(diào)，控制場效應(yīng)管的工作狀態(tài)，從而控制電池進行充電或?qū)ν夥烹姡捎糜布姆绞綄崿F(xiàn)雙電池的無縫切換，確保系統(tǒng)穩(wěn)定性。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發(fā)明實施例電池切換裝置的示意圖；圖2為本發(fā)明實施例電池切換裝置的第二電池涓流充電裝置示意圖。
具體實施例方式下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細(xì)描述。圖I為本發(fā)明實施例電池切換裝置的示意圖，如圖I所示，本發(fā)明實施例的電池切換裝置包括電源輸入端(DC充電器)，第一控制端(CTRl)，第二控制端(CTR2)，第一電 池(電池I)，第二電池(電池2),第一場效應(yīng)管(Ql),第二場效應(yīng)管(Q2),第一電源輸出管腳(VBATl)，第二電源輸出管腳(VBAT2)，三極管(Q3)，或門(Ul)，第一電阻(Rl)，第二電阻0 2)，第三電阻0 3)，第四電阻0 4)，第五電阻0 5)，第六電阻0 6)，第七電阻0 7)，第八電阻(R8)。第一場效應(yīng)管(Ql)的第一柵極(G)與第一控制端(CTRl)相連接；第一場效應(yīng)管(Ql)的第一漏極(D)通過第一電源輸出管腳(VBATl)與第一電池(電池I)相連接；第一場效應(yīng)管(Ql)的第一源極(S)通過第四電阻與電源輸入端(DC充電器)相連接。第二場效應(yīng)管(Q2)的第二源極(S)與第一場效應(yīng)管(Ql)的第一源極(S)相連接，即第二場效應(yīng)管(Q2)的第二源極(S)也通過第四電阻與電源輸入端(DC充電器)相連接；第二場效應(yīng)管(Q2)的第二漏極(D)通過第二電源輸出管腳(VBAT2)與第二電池(電池2)相連接；第二場效應(yīng)管(Q2)的第二柵極(G)與或門(Ul)的輸出端(C2)相連接，第二場效應(yīng)管(Q2)的第二柵極(G)連接有接地第六電阻(R6)，即或門(Ul)的輸出端(C2)連接有接地第六電阻(R6)。三極管(Q3)的基極(B)通過第一電阻(Rl)與第一控制端(CTRl)相連接；三極管(Q3)的集電極(C)通過第二電阻(R2)與第二電池(電池2)相連接，三極管(Q3)的集電極(C)通過第三電阻與或門(Ul)的第一輸入端(BI)相連接；三極管(Q3)的發(fā)射極(E)接地。或門(Ul)的第二輸入端(Al)與第二控制端(CTR2)相連接，或門(Ul)的第二輸入端(Al)連接有接地第五電阻(R5);或門(Ul)的第一控制端(A2)與第二電池(電池2)相連接，或門(Ul)的第一控制端(A2)與或門(Ul)的輸出端(C2)之間并聯(lián)有第七電阻(R7);或門(Ul)的第二控制端(Cl)接地；或門(Ul)的第一輸入端(BI)連接有接地第八電阻(R8)。再如圖I所示，本發(fā)明實施例電池切換裝置還包括第一檢測端(CHARGE)和第二檢測端(V_SYS);第一檢測端(CHARGE)連接在第四電阻與電源輸入端(DC充電器)之間，第二檢測端(V_SYS)連接在第四電阻與第一場效應(yīng)管(Ql)的第一源極(S)之間，第一檢測端(CHARGE)和第二檢測端(V_SYS)用于檢測電阻R4兩端的電壓和電流，同時用于設(shè)置充電電流的大小。本發(fā)明實施例的第二檢測端(V_SYS)同時連接設(shè)備終端運行系統(tǒng)，電源管理系統(tǒng)(PMU)控制電池或者充電器通過第二檢測端(V_SYS)給設(shè)備終端運行系統(tǒng)供電。本發(fā)明實施例的第一控制端(CTRl)和第二控制端(CTR2)通過接口與電源管理系統(tǒng)(PMU)相連接，由電源管理系統(tǒng)(PMU)控制第一控制端(CTRl)和第二控制端(CTR2)置高或置低。本發(fā)明實施例的電池切換裝置的工作狀態(tài)為電源管理系統(tǒng)(PMU)對電池的在位情況做檢測，即檢測設(shè)備中存在幾個電池。當(dāng)只有第一電池(電池I)在位時，電源管理系統(tǒng)(PMU)只需控制第一場效應(yīng)管(Ql)導(dǎo)通或關(guān)閉來完成第一電池(電池I)的充電、放電過程。具體的，充電過程中，當(dāng)檢測到第一檢測端(CHARGE)的電流大于第二檢測端(V_SYS)的電流時，且第一電池(電池I)電壓低于充電電壓時，電源管理系統(tǒng)(PMU)控制時第一控制端(CTRl)置低，第一場效應(yīng)管(Ql)導(dǎo)通，電源輸入端(DC充電器)給第一電池(電池I)充電。放電過程，當(dāng)檢測到第一檢測端(CHARGE)的電流小于第二檢測端(V_SYS)的電流時，電源管理系統(tǒng)(PMU)控制第一控制端(CTRl)置低，第一場效應(yīng)管(Ql)導(dǎo)通，第一電池(電池I)為系統(tǒng)供電。當(dāng)兩個電池都在位的情況下，充電過程中，電源管理系統(tǒng)(PMU)默認(rèn)先給第一電池(電池I)充電，第一電池(電池I)充電完成后，再給第二電池(電池2)充電；放電過程中，電源管理系統(tǒng)(PMU)自動檢測兩個電池的電量，選擇電量大的電池進行供電。具體的充電、放電過程如下充電過程中，電源管理系統(tǒng)(PMU)默認(rèn)先給第一電池(電池I)充電,此時電源管 理系統(tǒng)(PM U)控制第一控制端(CTRl)置低，第一場效應(yīng)管(Ql)導(dǎo)通，三極管(Q3)處于截止?fàn)顟B(tài)，或門(Ul)輸出高電平，第二場效應(yīng)管(Q2)處于截止?fàn)顟B(tài)；此時，電源輸入端(DC充電器)給第一電池(電池I)充電，第二電池(電池2)處于截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)?shù)谝浑姵?電池I)充電完成后，電源管理系統(tǒng)(PMU)控制第一控制端(CTRl)置高，同時電源管理系統(tǒng)(PMU)控制第二控制端(CTR2)置低；當(dāng)?shù)谝豢刂贫?CTRl)置高時，第一場效應(yīng)管(Ql)截止，三極管(Q3)導(dǎo)通，或門(Ul)輸出低電平，第二場效應(yīng)管(Q2)導(dǎo)通，此時電源輸入端(DC充電器)給第二電池(電池2)充電,第一電池(電池I)處于截止?fàn)顟B(tài),直至第二電池(電池2)充電完成。本發(fā)明實施例的電池切換裝置在充電過程中，當(dāng)?shù)谝浑姵?電池I)充電完成后，通過電源管理系統(tǒng)(PMU)控制第一控制端(CTRl)置高，將第一場效應(yīng)管(Ql)截止，切斷第一電池(電池I);當(dāng)?shù)诙姵?電池2)充電完成后，通過電源管理系統(tǒng)(PMU)控制第二控制端(CTR2)置高，將第二場效應(yīng)管(Q2)截止，切斷第二電池(電池2);從而實現(xiàn)過充電保護功能。放電過程中，電源管理系統(tǒng)(PMU)自動檢測兩個電池的電量，選擇電量大的電池進行供電，例如，當(dāng)?shù)谝浑姵?電池I)的電量大于第二電池(電池2)的電量時，則電源管理系統(tǒng)(PMU)選擇第一電池(電池I)進行供電。此時，電源管理系統(tǒng)(PMU)控制第一控制端(CTRl)置低，第一場效應(yīng)管(Ql)導(dǎo)通，三極管(Q3)處于截止?fàn)顟B(tài)，或門(Ul)輸出高電平，第二場效應(yīng)管(Q2)處于截止?fàn)顟B(tài)；由第一電池(電池I)為設(shè)備終端運行系統(tǒng)供電，第二電池(電池2)處于截止?fàn)顟B(tài)，同時避免了第一電池(電池I)為設(shè)備終端運行系統(tǒng)供電的過程中，第一電池(電池I)為第二電池(電池2)充電的現(xiàn)象發(fā)生。當(dāng)?shù)诙姵?電池2)的電量大于第一電池(電池I)的電量時，則電源管理系統(tǒng)(PMU)選擇第二電池(電池2)進行供電。此時，電源管理系統(tǒng)(PMU)控制第一控制端(CTRl)置高，同時控制第二控制端(CTR2)置低，第一場效應(yīng)管(Ql)截止，三極管(Q3)導(dǎo)通，或門(Ul)輸出低電平，第二場效應(yīng)管(Q2)導(dǎo)通；由第二電池(電池2)為設(shè)備終端運行系統(tǒng)供電，第一電池(電池I)處于截止?fàn)顟B(tài)，同時避免了第二電池(電池2)為設(shè)備終端運行系統(tǒng)供電的過程中，第二電池(電池2)為第一電池(電池I)充電的現(xiàn)象發(fā)生。
在充電過程中，電源管理系統(tǒng)(PMU)對電池的電壓進行檢測，根據(jù)電池的電壓情況進行相應(yīng)的充電過程，當(dāng)電池電壓低于涓流充電電壓門限時(一般為低于3. 6V)，對電池進行涓流充電；當(dāng)電池電壓高于涓流充電電壓門限時(一般為高于3. 6V)，對電池進行恒流充電；當(dāng)電池電壓上升到4. 2V時，對電池進行恒壓充電。即電池的充電過程為先涓流充電再恒流充電，再恒壓充電，直至電池充電完成。在電池充電的過程中，不是每次充電都對電池進行涓流充電，只有電池電壓低于涓流充電電壓門限時，才會對電池進行涓流充電。本發(fā)明實施例的恒流充電和恒壓充電可以通過上述實施例中的電池切換裝置來完成。但是涓流充電需要提供專門的涓流充電裝置來實現(xiàn)。在電池充電的過程中，當(dāng)電池 電壓達到涓流充電電壓門限時，即啟動涓流充電過程。電源管理系統(tǒng)(PMU)檢測第一電池(電池I)及第二電池(電池2)的電壓，當(dāng)電源管理系統(tǒng)(PMU)檢測到電池電壓低于預(yù)先設(shè)定的涓流充電電壓門限時，即通過第一電源輸出管腳(VBATl)給第一電池(電池I)進行涓流充電，或通過第二電源輸出管腳(VBAT2)給第二電池(電池2)進行涓流充電。當(dāng)只有第一電池(電池I)在位時，由于電源管理系統(tǒng)(PMU)內(nèi)部通過硬件方式設(shè)計了涓流充電裝置，即可實現(xiàn)第一電池(電池I)自動涓流充電。當(dāng)兩個電池同時在位時，第一電池(電池I)可通過電源管理系統(tǒng)(PMU)內(nèi)部的硬件方式設(shè)計的涓流充電裝置實現(xiàn)涓流充電，但是第二電池(電池2)需要設(shè)計專門的涓流充電裝置，來實現(xiàn)第二電池(電池2)的涓流充電。本發(fā)明實施例電池切換裝置還提供了一種涓流充電裝置，用于完成第二電池的涓流充電。圖2為本發(fā)明實施例電池切換裝置的第二電池涓流充電裝置示意圖，如圖2所示，本發(fā)明實施例電池切換裝置的涓流充電裝置包括第四場效應(yīng)管(Q4)、第三控制端(MPP7)和設(shè)備終端系統(tǒng)總電源(VPH_PWR)。第四場效應(yīng)管(Q4)的第四漏極(D)通過第二電源輸出管腳(VBAT2)與第二電池(電池2)相連接；第四場效應(yīng)管(Q4)的第四源極(S)通過第九電阻(R9)與設(shè)備終端系統(tǒng)總電源(VPH_PWR)相連接，設(shè)備終端系統(tǒng)總電源(VPH_PWR)是電池或者充電器通過電源管理系統(tǒng)(PMU)輸出給設(shè)備終端系統(tǒng)的電源，在涓流充電的過程中，設(shè)備終端系統(tǒng)總電源(VPH_PWR)可以為第二電池(電池2)進行涓流充電；第四場效應(yīng)管(Q4)的第四柵極(G)與第三控制端(MPP7)相連接。電源管理系統(tǒng)(PMU)控制第三控制端(MPP7)置低或置高。本發(fā)明實施例的涓流充電裝置，當(dāng)電源管理系統(tǒng)(PMU)檢測到第二電池(電池2)的電壓低于預(yù)先設(shè)定的涓流充電電壓門限時，電源管理系統(tǒng)(PMU)將第三控制端(MPP7)置低，第四場效應(yīng)管(Q4)處于導(dǎo)通狀態(tài)，此時設(shè)備終端系統(tǒng)總電源(VPH_PWR)為第二電池(電池2)進行涓流充電；當(dāng)?shù)诙姵?電池2)的電壓高于預(yù)先設(shè)定的涓流充電電壓門限時，電源管理系統(tǒng)(PMU)將第三控制端(MPP7)置高，第四場效應(yīng)管(Q4)處于截止?fàn)顟B(tài)，結(jié)束涓流充電。然后電源管理系統(tǒng)(PMU)控制第一控制端(CTRl)置高，同時控制第二控制端(CTR2)置低，為第二電池(電池2)進行恒流充電及恒壓充電，直至充電完成。本發(fā)明實施例的電池切換裝置可以應(yīng)用到平板電腦及所有采用雙鋰電池供電裝置中，本發(fā)明實施例的電池切換裝置通過控制端、三極管和或門之間相互協(xié)調(diào)，控制場效應(yīng)管的工作狀態(tài)，從而完成雙電池充電過程自動切換及放電過程自動切換，即在電池充電過程中當(dāng)一個電池充電完成后可以自動切換到另一個電池進行充電，而在放電過程中當(dāng)一個電池電量不足時可以自動切換到另一個電池為設(shè)備終端系統(tǒng)供電。并且雙電池的充放電過程的自動切換通過硬件方式來完成，實現(xiàn)了雙電池的無縫切換技術(shù)，從而確保雙電池切換過程中系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。以上所述的具體實施方式
，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細(xì)說明， 所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式
而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電池切換裝置，其特征在于，所述裝置包括 電源輸入端、第一控制端和第一電池； 第一場效應(yīng)管，所述第一場效應(yīng)管的第一源極與所述電源輸入端相連接，所述第一場效應(yīng)管的第一柵極與所述第一控制端相連接，所述第一場效應(yīng)管的第一漏極與所述第一電池相連接； 第二電池； 第二場效應(yīng)管，所述第二場效應(yīng)管的第二源極與所述第一場效應(yīng)管的第一源極相連接，所述第二場效應(yīng)管的第二漏極與所述第二電池相連接； 三極管，所述三極管的基極與所述第一控制端相連接，所述三極管的集電極與所述第二電池相連接； 或門，所述或門的第一輸入端與所述三極管的集電極相連接，所述或門的第一控制端與所述第二電池相連接，所述或門的輸出端與所述第二場效應(yīng)管的第二柵極相連接； 第二控制端，與所述或門的第二輸入端相連接； 電源管理系統(tǒng)，與所述第一控制端及所述第二控制端相連接； 所述電源管理系統(tǒng)控制所述第一控制端置低，所述第一場效應(yīng)管導(dǎo)通，所述三極管截止，所述或門輸出高電平，所述第二場效應(yīng)管截止，所述第一電池處于充電或?qū)ν夤╇姞顟B(tài)，所述第二電池處于截止?fàn)顟B(tài)；所述電源管理系統(tǒng)控制所述第一控制端置高，且所述電源管理系統(tǒng)控制所述第二控制端置低，所述第一場效應(yīng)管關(guān)閉，所述三極管導(dǎo)通，所述或門輸出底電平，所述第二場效應(yīng)管導(dǎo)通，所述第一電池處于截止?fàn)顟B(tài)，所述第二電池處于充電或?qū)ν夤╇姞顟B(tài)。
2.如權(quán)利要求I所述的電池切換裝置，其特征在于，所述三極管的基極與所述第一控制端相連接具體為，所述三極管的基極通過第一電阻與所述第一控制端相連接。
3.如權(quán)利要求I所述的電池切換裝置，其特征在于，所述三極管的集電極與所述第二電池相連接具體為，所述三極管的集電極通過第二電阻與所述第二電池相連接。
4.如權(quán)利要求I所述的電池切換裝置，其特征在于，所述三極管的發(fā)射極接地。
5.如權(quán)利要求I所述的電池切換裝置，其特征在于，所述或門的第一輸入端與所述三極管的集電極相連接具體為，所述或門的第一輸入端通過第三電阻與所述三極管的集電極相連接。
6.如權(quán)利要求I所述的電池切換裝置，其特征在于，所述或門的第二控制端接地。
7.如權(quán)利要求I所述的電池切換裝置，其特征在于，所述第一場效應(yīng)管的第一源極與所述電源輸入端相連接具體為，所述第一場效應(yīng)管的第一源極通過第四電阻與所述電源輸入端相連接。
8.如權(quán)利要求I所述的電池切換裝置，其特征在于，所述或門的第二輸入端連接有接地第五電阻。
9.如權(quán)利要求I所述的電池切換裝置，其特征在于，所述第二場效應(yīng)管的第二柵極連接有接地第六電阻。
10.如權(quán)利要求I所述的電池切換裝置，其特征在于，所述或門的輸出端與所述或門的第一控制端之間并聯(lián)有第七電阻。
11.如權(quán)利要求I所述的電池切換裝置，其特征在于，所述或門的第一輸入端連接有接地第八電阻。
12.如權(quán)利要求I所述的電池切換裝置，其特征在于，所述裝置還包括涓流充電裝置，所述涓流充電裝置包括 設(shè)備終端系統(tǒng)總電源和第三控制端； 第四場效應(yīng)管，所述第四場效應(yīng)管的第四漏極與所述第二電池相連接，所述第四場效應(yīng)管的第四柵極與所述第三控制端相連接，所述第四場效應(yīng)管的第四源極與所述設(shè)備終端系統(tǒng)總電源相連接； 電源管理系統(tǒng)，與所述第三控制端相連接； 所述電源管理系統(tǒng)控制所述第三控制端置低，所述第四場效應(yīng)管導(dǎo)通，所述設(shè)備終端系統(tǒng)總電源為第二電池涓流充電；所述電源管理系統(tǒng)控制所述第三控制端置高，所述第四場效應(yīng)管截止，所述設(shè)備終端系統(tǒng)總電源停止為第二電池涓流充電。
13.如權(quán)利要求12所述的電池切換裝置，其特征在于，所述第四場效應(yīng)管的第四源極與所述設(shè)備終端系統(tǒng)總電源相連接具體為，所述第四場效應(yīng)管的第四源極通過第九電阻與所述設(shè)備終端系統(tǒng)總電源相連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電池切換裝置，所述裝置包括電源輸入端，第一控制端，第一電池，第一場效應(yīng)管，第二電池，第二場效應(yīng)管，三極管，或門，第二控制端；電源管理系統(tǒng)控制第一控制端置低，第一場效應(yīng)管導(dǎo)通，三極管截止，或門輸出高電平，第二場效應(yīng)管截止，第一電池處于充電或?qū)ν夤╇姞顟B(tài)，第二電池處于截止?fàn)顟B(tài)；電源管理系統(tǒng)控制第一控制端置高、第二控制端置低，第一場效應(yīng)管關(guān)閉，三極管導(dǎo)通，或門輸出底電平，第二場效應(yīng)管導(dǎo)通，第一電池處于截止?fàn)顟B(tài)，第二電池處于充電或?qū)ν夤╇姞顟B(tài)。本發(fā)明實施例的電池切換裝置，通過控制場效應(yīng)管的工作狀態(tài)，來控制電池進行充電或?qū)ν夥烹?，采用硬件方式實現(xiàn)雙電池?zé)o縫切換，確保系統(tǒng)穩(wěn)定性。
文檔編號H02J9/06GK102664453SQ20121014931
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月15日
發(fā)明者陳法國 申請人:華為終端有限公司