应用于电子设备的保护控制器和电子设备的制作方法

1.本技术实施例涉及充电技术，尤其涉及一种应用于电子设备的保护控制器和电子设备。


背景技术：

2.电子设备与电源连接时，电源可以对电子设备充电，电源对电子设备充电的实质是：电源对电子设备中的电池充电。用户使用电子设备时，电池放电可以为电子设备中的负载供电。为了提高电子设备的充电效率，电子设备可以采用双电池并联的结构。
3.在电子设备的生产制造阶段，工作人员需要在电子设备上安装电池。因为电池生产后会进行不同程度的放电，即使是同一批次生产的电池，电池的电压也不同。工作人员在安装电池时，因为电池是并联连接，若电池的电压存在较大压差，则会造成环流，并联的电池之间产生大电流互充现象，烧坏电池。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种应用于电子设备的保护控制器和电子设备，可以提高产线效率。
5.第一方面，本技术实施例提供一种应用于电子设备的保护控制器，所述电子设备包括第一电池和第二电池，所述保护控制器被配置为与所述第一电池，以及所述第二电池连接。其中，所述保护控制器用于：检测参数，所述参数为所述第一电池和所述第二电池的压差，或者所述保护控制器的电流值；响应于所述参数与预设的阈值不满足预设条件，断开所述第一电池和所述第二电池之间的连接；响应于所述参数与所述阈值满足所述预设条件，连通所述第一电池和所述第二电池，使所述第一电池和所述第二电池并联连接。
6.其中，参数与预设的阈值不满足预设条件可以理解为：参数与预设的阈值的大小不不满足预设条件，预设条件可以为预设的阈值大于参数，或者预设的阈值大于或等于参数。本技术实施例中，在电子设备的生产制造阶段，工作人员无需预先挑选电压相同的电池，而是由保护控制器基于参数，保护电池的安全，避免电池损坏，可以提高电池良率，降低工作人员的工作量，提高产线效率。
7.在一种可能的实现方式中，所述参数为所述压差，所述阈值为压差阈值，所述预设条件为所述压差小于或等于所述压差阈值。因为压差可以转换为保护控制器的电流值和阻值的乘积，因此在一种可能的实现方式中，所述参数为保护控制器的电流值，所述阈值为电流阈值，所述预设条件为所述电流值小于或等于所述电流阈值。在一种可能的实现方式中，本技术实施例中设置的压差阈值可以小于或等于“电流阈值和保护控制器阻值的乘积”。
8.下述从两个方面介绍保护控制器的结构：
9.其一：所述参数为所述压差，所述阈值为压差阈值，所述预设条件为所述压差小于或等于所述压差阈值。在一种可能的实现方式中，所述保护控制器包括：电压检测装置和隔离模块，所述电压检测装置分别与所述第一电池、所述第二电池，以及所述隔离模块连接，
所述隔离模块分别与所述第一电池，以及所述第二电池连接。
10.在该种可能的实现方式中，所述电压检测装置，用于：检测所述压差；响应于所述压差大于所述压差阈值，向所述隔离模块输出断开指令；响应于所述压差小于或等于所述压差阈值，向所述隔离模块输出导通指令。所述隔离模块，用于：基于所述断开指令断开，以断开所述第一电池和所述第二电池之间的连接；基于所述导通指令导通，以连通所述第一电池和所述第二电池。在一种实施例中，电压检测装置可以以芯片或电路的形式存在，隔离模块可以以芯片或电路的形式存在。
11.保护控制器可以由电压检测装置和隔离模块组成，电压检测装置可以基于压差和压差阈值的大小关系，驱动隔离模块断开导通，以实现第一电池和第二电池的断开和连通。进而，在生产制造阶段，工作人员无需预先挑选电压相同的电池，保护控制器可以在第一电池和第二电池时，断开第一电池和第二电池之间的连接，保护电池的安全，避免电池损坏，可以提高电池良率，也可以降低工作人员的工作量，提高产线效率。
12.在一种可能的实现方式中，所述电压检测装置包括：采样模块和驱动模块，所述采样模块的输入端分别与所述第一电池、所述第二电池，以及所述隔离模块连接，所述采样模块的输出端与所述驱动模块的输入端连接，所述驱动模块的输出端与所述隔离模块连接。其中，所述采样模块，用于：检测所述压差，且将所述压差输出至所述驱动模块。所述驱动模块，用于：响应于所述压差大于所述压差阈值，向所述隔离模块输出低电平，所述低电平用于表征所述断开指令；响应于所述压差小于或等于所述压差阈值，向所述隔离模块输出高电平，所述高电平用于表征所述导通指令。在一种实施例中，采样模块和驱动模块均可以单独以芯片或电路的形式存在。
13.本技术实施例中，保护控制器可以由隔离模块、采样模块和驱动模块组成，采样模块可以获取第一电池和第二电池的压差，且向驱动模块输出该压差。驱动模块可以比较第一电池和第二电池的压差和压差阈值的大小，进而控制隔离模块导通或断开，可以达到实现第一电池和第二电池的连通和断开的目的，进而也可以达到提高产线效率的目的，具体参照上述的相关描述。
14.在一种可能的实现方式中，所述隔离模块可以包括开关，隔离模块可以通过开关的断开和导通，以断开第一电池和第二电池的连接或连通第一电池和第二电池。
15.在一种可能的实现方式中，所述开关包括：第一开关管和第二开关管；所述驱动模块的输出端分别与所述第一开关管的第一端，以及所述第二开关管的第一端连接，所述第一开关管的第二端分别与所述第一电池，以及所述采样模块的输入端连接，所述第一开关管的第三端与所述第二开关管的第二端连接，所述第二开关管的第三端分别与所述第二电池，以及所述采样模块的输入端连接。在一种可能的实现方式中，所述第一开关管和所述第二开关管均为场效应管mos。
16.在一种可能的实现方式中，所述采样模块为差分放大电路。在一种可能的实现方式中，所述驱动模块为比较器电路。应理解的是，采样模块还可以为其他类型的用于获取第一电池和第二电池的压差的电路，驱动模块可以为其他类型的用于比较压差和压差阈值的电路。
17.其二：所述参数为保护控制器的电流值，所述阈值为电流阈值，所述预设条件为所述电流值小于或等于所述电流阈值。在一种可能的实现方式中，所述保护控制器包括：电流
检测装置和隔离模块；所述电流检测装置分别与所述第一电池、所述第二电池，以及所述隔离模块连接，所述隔离模块分别与所述第一电池，以及所述第二电池连接。
18.在该种可能的实现方式中，所述电流检测装置，用于：检测所述电流值；响应于所述电流值大于所述电流阈值，向所述隔离模块输出断开指令；响应于所述电流值小于或等于所述电流阈值，向所述隔离模块输出导通指令。所述隔离模块，用于：基于所述断开指令断开，以断开所述第一电池和所述第二电池之间的连接；基于所述导通指令导通，以连通所述第一电池和所述第二电池。在一种实施例中，电流检测装置可以以芯片或电路的形式存在，隔离模块可以以芯片或电路的形式存在。隔离模块可以包括开关，可以参照上述的相关描述。
19.保护控制器可以由电流检测装置和隔离模块组成，电流检测装置可以基于保护控制器的电流值和电流阈值的大小关系，驱动隔离模块断开导通，以实现第一电池和第二电池的断开和连通，进而也可以实现提高产线效率的目的。
20.通常情况下，在电子设备的生产制造阶段，第一电池和第二电池的压差很小，保护控制器可以导通第一电池和第二电池，但在特殊情况下，第一电池和第二电池的压差很大，保护控制器断开第一电池和第二电池之间的连接，若这种电池断开连接的电子设备到达用户使用阶段，第一电池和第二电池单独充电，造成第一电池和第二电池的电压不平衡。为了保证在用户使用阶段，电子设备中的第一电池和第二电池导通，因此需要在电子设备的生产制造阶段，将压差很大的第一电池和第二电池进行预充电，以降低第一电池和第二电池的压差，导通第一电池和第二电池。
21.在一种可能的实现方式中，所述驱动模块被配置为与微处理单元mcu连接，所述mcu与显示装置连接。所述驱动模块，还用于：响应于所述压差大于所述压差阈值，向所述mcu输出所述低电平，以及响应于所述压差小于或等于所述压差阈值，向所述mcu输出所述高电平，以用于指示所述mcu向所述显示装置发送提示信息。
22.在该可能的实现方式中，因为安装电池的过程中，保护控制器可以检测到第一电池和第二电池的两次压差，因此mcu可以基于驱动模块两次输出的电平，确定第一电池和第二电池之间的压差。其中，当mcu检测到驱动模块第一次输出低电压，第二次输出高电压时，可以确定第一电池和第二电池连通，即第一电池和第二电池的压差小于或等于压差阈值。当mcu检测到驱动模块第一次输出低电压，第二次输出低电压时，确定第一电池和第二电池的压差大于压差阈值，mcu可以显示装置发送提示信息，显示装置可以输出该提示信息，以提示工作人员对第一电池和第二电池中电压较低的电池进行预充电，以保证第一电池和第二电池的电压平衡。
23.第二方面，本技术实施例提供一种电子设备，电子设备可以包括第一电池、第二电池和充放电系统。其中，该系统包括上述第一方面，以及各可能实现的各方式中的保护控制器，具有与上述第一方面相同的技术效果，具体可以参照上述的描述。
24.在一种可能的实现方式中，所述系统还包括：第一电压变换器和第二电压变换器。其中，所述第一电压变换器的输出端分别与所述第一电池，以及所述保护控制器连接，所述第二电压变换器的输出端分别与所述第二电池，以及所述保护控制器连接，所述第一电压变换器的输入端和所述第二电压变换器的输入端连接。
25.该可能的实现方式中，当所述系统处于充电模式，且所述保护控制器连通所述第
一电池和所述第二电池时，所述第一电压变换器，用于为所述第一电池和所述第二电池充电，所述第二电压变换器，用于为所述第一电池和所述第二电池充电。在一种可能的实现方式中，所述第一电压变换器和所述第二电压变换器均为电荷泵。
26.其中，当所述系统处于充电模式，保护控制器可以连通所述第一电池和所述第二电池，这样第一电池和所述第二电池并联连接，因为第一电压变换器可以为第一电池和所述第二电池充电，第二电压变换器也可以为第一电池和所述第二电池充电，第一电池的充电电流和所述第二电池的充电电流均来自第一电压变换器和第二电压变换器，第一电池的充电电流和第二电池的充电电流相同，因此可以达到电压平衡的目的。另外，所述第一电池和所述第二电池可以按照相同的充电电流来充电，可以同时充满，充电速度快。
27.另外，在第一电压变换器故障时，第二电压变换器可以为第一电池充电，避免了因为第一电池对应的电压变换器故障时，第一电池无法充电的问题。本技术实施例中的充电模式多。
28.在一种可能的实现方式中，所述电子设备还包括：负载，所述系统还包括：放电子模块，所述放电子模块的输入端分别与所述第一电压变换器的输入端，以及所述第二电压变换器的输入端连接，所述放电子模块的输出端分别与所述第二电池、所述保护控制器，以及所述负载连接。
29.其中，当所述系统处于充电模式，且所述保护控制器连通所述第一电池和所述第二电池时，所述放电子模块、所述第一电池以及所述第二电池均为所述负载供电。当所述系统处于充电模式，且所述保护控制器断开所述第一电池和所述第二电池之间的连接时，所述放电子模块以及所述第二电池均为所述负载供电。
30.本技术实施例中，当保护控制器连通所述第一电池和所述第二电池时，所述第一电池以及所述第二电池均为所述负载供电，放电性能好。
31.在一种可能的实现方式中，当所述系统处于放电模式，且所述保护控制器连通所述第一电池和所述第二电池时，所述第一电池以及所述第二电池均为所述负载供电。当所述系统处于放电模式，且所述保护控制器断开所述第一电池和所述第二电池之间的连接时，所述第二电池为所述负载供电。
32.在该可能的实现方式中，第一电池以及所述第二电池可以均为所述负载供电，第一电池和所述第二电池可以并联放电，可以保证第一电池和第二电池的电压平衡。
33.本技术实施例提供一种应用于电子设备的保护控制器和电子设备，电子设备包括第一电池和第二电池，保护控制器用于与第一电池，以及第二电池连接；保护控制器，用于：检测参数，参数为第一电池和第二电池的压差，或者保护控制器的电流值；响应于参数与预设的阈值不满足预设条件，断开第一电池和第二电池之间的连接；响应于参数与阈值满足预设条件，连通第一电池和第二电池，使第一电池和第二电池并联连接。本技术实施例中，在电子设备的生产制造阶段，工作人员无需预先挑选电压相同的电池，保护控制器可以基于电池的参数，保护电池的安全，避免电池损坏，可以提高电池良率，降低工作人员的工作量，提高产线效率。
附图说明
34.图1为已有的电子设备中的充放电系统的一种结构示意图；
35.图2为已有的电子设备充电的一种示意图；
36.图3为本技术实施例提供的充放电系统的一种结构示意图；
37.图4为本技术实施例提供的充放电系统的另一种结构示意图；
38.图5a为本技术实施例提供的保护控制器的一种结构示意图；
39.图5b为本技术实施例提供的保护控制器的另一种结构示意图；
40.图6为本技术实施例提供的保护控制器的另一种结构示意图；
41.图7为产线上的检测控制器与充放电系统的连接示意图；
42.图8为本技术实施例提供的充放电系统的充电时的示意图；
43.图9为图8所示的充放电系统故障时的充电示意图；
44.图10为本技术实施例提供的电子设备的一种结构示意图。
45.附图标记说明：
46.m1
‑
第一mos；
47.m2
‑
第二mos；
48.r1
‑
第一电阻；
49.r2
‑
第二电阻；
50.r3
‑
第三电阻；
51.r4
‑
第四电阻；
52.r5
‑
第五电阻；
53.r6
‑
第六电阻；
54.r7
‑
第七电阻；
55.r8
‑
第八电阻；
56.r9
‑
第九电阻；
57.rl
‑
负载电阻；
58.co1
‑
第一比较器；
59.co2
‑
第二比较器；
60.co3
‑
第三比较器。
具体实施方式
61.图1为已有的电子设备中的充放电系统的一种结构示意图。如图1所示，充放电系统包括：充放电控制装置和电池组。充放电控制装置设置在电子设备的主板上，电池组可以通过板对板(board to board，btb)连接器与主板上的充放电控制装置连接。充放电控制装置包括：电荷泵(charge pump)1和电荷泵2。电荷泵可以称为charger，充放电控制装置中的charger1和charger2，用于为电池组充电。充放电控制装置还包括：charger3和放电电路，charger3和放电电路连接，下述将charger3和放电电路连接组成的结构称为放电子模块。放电子模块，用于为电子设备中的负载供电，也可以用于为电池组充电。电子设备中的负载可以为电子设备中的中央处理器(central processing unit，cpu)、图形处理器(graphics processing unit，gpu)，图像信号处理器(image signal processor，isp)等。因为放电子模块中charger3的功率小，因此放电子模块为电池组充电的贡献较小，为了方便理解，下述实施例中以讲述charger1和charger2为电池组充电的过程为例。电池组可以包括电池1和
电池2。应理解，图示中以c表示charger，如c1表示charger1，c2表示charger2，c3表示charger3。
62.其中，charger1的输入端、charger2的输入端，以及放电子模块的输入端连接，charger1的输出端分别与电池1、电池2连接，charger2的输出端分别与电池1、电池2连接，放电子模块的输出端分别与电池1、电池2，以及电子设备的负载连接。示例性的，如图2所示，电子设备通过充电器连接电源，charger1的输入端、charger2的输入端，以及放电子模块的输入端均与充电器连接，图2中以电子设备为手机为例进行说明。充电器可以将电源电压转换成低电压输入至charger1、charger2，以及放电子模块。charger1可以将充电器输入的电压转换成电池1所需的充电电压输入至电池1和电池2。charger2可以将充电器输入的电压转换成电池2所需的充电电压输入至电池1和电池2。放电子模块，可以采用充电器输入的电压为负载供电。其中，电池1和电池2，还可以通过放电子模块为负载供电，据此，电子设备处于充电模式时，可以实现边充电边放电。应理解，电子设备处于充电模式可以理解为：电子设备连接电源，电源向charger提供电压。电子设备处于放电模式可以理解为：电子设备未连接电源，电池1和电池2为负载供电。
63.基于图1所示的结构，在电子设备的生产制造阶段，工作人员(或机械手臂)需要将电池通过btb连接器连接在主板上，即将电池与充放电控制装置连接。因为电池生产后会进行自然放电，因此不同的电池，会存在电压不同的情况。因为电池1和电池2是并联连接的，若电池1和电池2的电压的压差较小，则高压电池会以较小电流给低压电池充电，从而使电池1和电池2的电压平衡。其中，高压电池和低压电池可以理解为：电池1的电压相对于电池2的电压，是高压电压还是低压电压。由于该过程电流较小，不影响电池1和电池2的安全。若电池1和电池2的电压的压差较大，则高压电池会以较大的电流给低压电池充电，引发电池安全问题，如烧坏低压电池。因此现有技术中，在将电池连接在主板前，工作人员需要挑选电压相同的电池进行安装，以保证电池的安全，但这无疑增加了工作人员的工作量，降低了产线效率。
64.下面结合具体的实施例对本技术实施例提供的用于多电池的充放电系统进行说明，本技术实施例中的充放电系统应用于电子设备中。电子设备可以但不限于为手机、平板电脑、笔记本电脑、可穿戴设备、智能家用电器、物联网(internet of things，iot)设备等具有多电池并联结构的设备。本技术实施例中对电子设备的形态不做具体限定。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
65.图3为本技术实施例提供的充放电系统的一种结构示意图，该充放电系统与电池组通过btb连接器相连。电池组包括2个电池，分别为电池1和电池2。参照图3，充放电系统包括：充电子模块、放电子模块、保护控制器组。充电子模块可以包括2个电压变换器。在一种实施例中，电压变换器可以为任何具备“直流电路中将一电压值转换为另一电压值(dc
‑
dc)”的元件。示例性的，电压变换器可以为电荷泵charger，charger可以以芯片的形式存在，下述实施例中以电压变换器为charger为例进行说明。参照图3，充电子模块可以包括charger1和charger2。保护控制器组中包括一个保护控制器，保护控制器可以以芯片或者电路的形式存在。放电子模块可以包括：至少一个电压变换器和放电电路，放电子模块可以参照图1的相关描述。
66.charger1输入端、charger2的输入端，以及放电子模块的输入端连接，charger1的输出端分别和保护控制器的第一端、电池1连接，charger2的输出端分别和保护控制器的第二端、电池2连接，放电子模块的输出端分别与保护控制器的第二端、电池2，以及电子设备中的负载连接。
67.保护控制器，可以获取电池1和电池2的压差。在一种实施例中，保护控制器中可以集成电压检测功能，保护控制器可以检测电池1的电压和电池2的电压，进而获取电池1和电池2的压差。其中，电池1的电压可以为v
bat1
，电池2的电压可以为v
bat2
。因为电池1与保护控制器的连接线上的压降较小，且电池2与保护控制器的连接线上的压降较小，因此本技术实施例中可以采用a点的电压表示电池1的电压，以b点的电压表示电池2的电压。保护控制器可以检测a点的电压和b点的电压，分别作为电池1的电压、电池2的电压，进而保护控制器可以获取电池1和电池2的压差。
68.在一种实施例中，因为charger是根据电池的电压，调整输入至电池的充电电压为电池充电的，因此在电源为电子设备充电的场景下，保护控制器可以将charger1输出的电压v
out1
作为电池1的电压，将charger2输出的电压v
out2
作为电池1的电压，进而获取电池1和电池2的压差。下述实施例中以保护控制器检测a点的电压和b点的电压，以获取电池1和电池2的压差为例进行说明。
69.在一种实施例中，保护控制器中预先存储有压差阈值v
safe
，该压差阈值可以理解为充放电系统可以承受的最大的压差阈值(或充放电系统中的电池可以承受的最大的压差阈值)。当工作人员安装电池1和电池2时，保护控制器可以检测a点的电压和b点的电压，以获取电池1和电池2的压差。若保护控制器检测到电池1和电池2的压差小于或等于压差阈值，可以导通保护控制器，即连通a点和b点，保持电池1和电池2并联。若保护控制器检测到电池1和电池2的压差大于该压差阈值，可以断开保护控制器，即断开a点和b点，隔离电池1和电池2，以避免压差导致电池1和电池2产生大电流互充现象，损坏电池1或电池2。应理解，隔离电池1和电池2可以理解为：断开电池1和电池2之间的连接。连通后的电池1和电池2为并联连接。
70.在一种实施例中，保护控制器可以实时监测获取电池1和电池2的压差(或者保护控制器的电流)。在一种实施例中，保护控制器可以周期性地获取电池1和电池2的压差(或者保护控制器的电流)。示例性的，保护控制器可以每隔第一预设时长，获取一次电池1和电池2的压差，该第一预设时长可以为10ms。
71.在电子设备在生产制造阶段，保护控制器可以采用本技术上述描述的技术方案，获取电池1和电池2的压差，以保护电池1和电池2。示例性的，若压差阈值为0.5v，工作人员先安装电池1，保护控制器检测到a点的电压，即v
bat1
＝4v，保护控制器检测到b点的电压，即v
bat2
＝0v。保护控制器检测到a点的电压和b点的电压的压差大于压差阈值，隔离a点和b点，即预先隔离电池1和电池2。工作人员安装电池2时，保护控制器检测到b点的电压v
bat2
＝4.1v，则保护控制器确定电池1和电池2之间的压差小于压差阈值，保护控制器可以连通电池1和电池2。
72.本技术实施例中，电子设备的充放电系统中设置有保护控制器，保护控制器可以检测电池之间的压差，进而在电池之间的压差大于压差阈值时，隔离电池，避免电池之间产生大电流互充现象，保护电池的安全。同理的，保护控制器也可以通过检测保护控制器的电
流值的方式确定电池之间的压差，进而在压差大于压差阈值时，隔离电池。因此，电子设备中设置有本技术实施例中的充放电系统，在生产制造阶段，工作人员无需预先挑选电压相同的电池，充放电系统中的保护控制器可以基于电池之间的压差，保护电池的安全，避免电池损坏，可以提高电池良率，也可以降低工作人员的工作量，提高产线效率。
73.下述对保护控制器的结构进行介绍。
74.图4为本技术实施例提供的保护控制器的一种结构示意图。参照图4，在一种实施例中，保护控制器可以包括：隔离模块、采样模块和驱动模块。其中，隔离模块与charger1的输出端、电池1连接，隔离模块还与charger2的输出端、电池2连接。采样模块的输入端与charger1的输出端、电池1、charger2的输出端、电池2，以及隔离模块连接，采样模块的输出端与驱动模块的输入端连接，驱动模块的输出端与隔离模块连接。
75.采样模块，用于采集电池1和电池2的电压，且获取电池1和电池2的压差，向驱动模块输出该压差。驱动模块，用于将该压差和压差阈值进行比较。若驱动模块确定电池1和电池2的压差小于或等于压差阈值，则驱动隔离模块导通，以保持电池1和电池2并联。若驱动模块确定电池1和电池2的压差大于压差阈值，则驱动隔离模块断开，以隔离电池1和电池2，保护电池1和电池2。隔离模块，用于实现电池1和电池2的隔离和导通。
76.在一种实施例中，采样模块、驱动模块可以为芯片。采样芯片可以集成有电压检测功能、计算功能，驱动芯片中可以预先存储有压差阈值，驱动芯片可以集成有电压驱动功能，以驱动隔离模块的断开和导通。在一种实施例中，隔离模块中包括开关，开关的开闭可以实现隔离模块的断开和导通。
77.在一种实施例中，采样模块可以为差分放大电路。差分放大电路中可以包括：第一比较器(comparator)co1、第六电阻r6、第七电阻r7、第八电阻r8和第九电阻r9。电池1与第六电阻r6的第一端连接，第六电阻r6的第二端分别与第七电阻r7的第一端、第一比较器co1的负极输入端连接，第七电阻r7的第二端与第一比较器co1的输出端连接。电池2与第八电阻r8的第一端连接，第八电阻r8的第二端分别与第九电阻r9的第一端、第一比较器co1的正极输入端连接，第九电阻r9的第二端接地。其中，第六电阻r6的阻值等于第八电阻r8的阻值，第七电阻r7的阻值等于第九电阻r9的阻值。其中，第一比较器co1的供电电压为(v
cc2
‑
(
‑
v
cc2
))＝2v
cc2
。应理解，图4中以采样模块为差分放大电路为例进行说明，该差分放大电路还可以替换为获取电池1和电池2的压差的其他放大电路。
78.在一种实施例中，驱动模块可以为比较器电路。比较器电路中可以包括第二比较器co2、第三比较器co3、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5和负载电阻rl。第一比较器co1的输出端与第五电阻r5的第一端连接，第五电阻r5的第二端分别与第四电阻r4的第一端、第二比较器co2的负极输入端、第三比较器co3的正极输入端连接，第二比较器co2的负极输入端和第三比较器co3的正极输入端连接。第四电阻r4的第二端分别与第一电阻r1的第一端、负载电阻rl的第一端连接。第一电阻r1的第二端分别与第二比较器co2的正极输入端、第二电阻r2的第一端连接。第二电阻r2的第二端与第三电阻r3的第一端连接，第三电阻r3的第一端还与第三比较器co3的负极输入端连接，第三电阻r3的第二端接地。第二比较器co2的输出端分别与第三比较器co3的输出端、负载电阻rl的第二端、以及隔离模块连接。第四电阻r4的阻值等于第五电阻r5的阻值。其中，第二比较器co2的供电电压为v
cc1
，第三比较器co3的供电电压为v
cc1
。应理解，图4中以驱动模块为比较器电路
为例进行说明，该比较器电路还可以替换为其他类型的比较器电路。
79.在一种实施例中，隔离模块包括第一开关管和第二开关管。其中，驱动模块的输出端分别与第一开关管的第一端，以及第二开关管的第一端连接，第一开关管的第二端分别与第一电池、充电子模块、以及采样模块的输入端连接，第一开关管的第三端与第二开关管的第二端连接，第二开关管的第三端分别与第二电池、充电子模块、以及采样模块的输入端连接。
80.在一种实施例中，第一开关管和第二开关管均为场效应管mos，第一开关管为第一mosm1，第二开关管为第二mosm2。m1的栅极分别第二比较器co2的输出端、第三比较器co3的输出端连接，m1的源极与电池1连接，m1的漏极与m2的源极连接。m2的栅极分别第二比较器co2的输出端、第三比较器co3的输出端连接，m2的漏极与电池2连接。应理解，图4中以隔离模块包括m1和m2为例进行说明，该隔离模块中的开关管还可以替换为其他类型的开关管。
81.本技术实施例涉及的开关管可以是任一能够基于控制进行导通或者关断的开关管，例如，绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor，igbt)，或者，金属—氧化物—半导体场效应晶体管(metal oxide semiconductor，mos)或者，三极管，或者，晶闸管。保护控制器中可以包括至少一个开关管。当保护控制器中的开关管为多个时，各开关管的类型可以不同，如部分开关管采用igbt，剩余部分开关管可以采用mos。
82.依据上述图4所示的电路结构，下述对保护控制器的工作原理进行说明：
83.图4中的a点的电压等于电池1的电压v
bat1
，b点的电压等于电池2的电压v
bat2
。基于差分放大电路的基本原理，差分放大器的输出端可以输出放大后的“a点的电压和b点的电压的压差”，即放大后的“电池1和电池2的压差”v
gap
。其中，v
gap
可以如下公式一所示：
84.v
gap
＝k(v
b
‑
v
a
)＝k(v
bat2
‑
v
bat1
)
ꢀꢀ
公式一
85.其中，差分放大电路的基本原理和公式推导可以参照现有技术。v
b
表示b点的电压，v
a
表示a点的电压。
86.因为电池2的电压可以大于或者小于电池1的电压，因此(v
b
‑
v
a
)的结果可以为正值，也可以为负值。为了便于比较器电路比较电池1和电池2的压差与压差阈值的大小，本技术实施例中，比较器电路中可以设置阻值相等的第四电阻r4和第五电阻r5，将(v
b
‑
v
a
)的结果外加偏置电压转换为正电压v
ref
，以v
ref
代替v
gap
与压差阈值进行比较，以表征v
gap
与压差阈值的大小比较结果。参照图4，v
ref
可以如下公式二所示：
[0087][0088]
参照图4，第一电阻r1和第二电阻r2两端的电压之和为v
h
，即比较器电路表征的电压门限的上限值，第二电阻r2两端的电压和第三电阻r3两端的电压之和为v
l
，即比较器电路表征的电压门限的下限值。其中，v
h
和v
l
可以分别如下公式三和公式四所示：
[0089][0090][0091]
比较器电路可以设置v
ref
的电压门限(v
l
，v
h
)。其中，当比较器电路确定v
l
≤v
ref
≤
v
h
时，可以确定v
ref
处于电压门限中，表征电池1和电池2的压差小于或等于压差阈值，比较器电路可以输出驱动电压v
gate
为高电平，以导通m1和m2，进而保持电池1和电池2并联。当比较器电路确定v
ref
>v
h
，或v
ref
<v
l
时，可以确定v
ref
处于电压门限之外，表征电池1和电池2的压差大于压差阈值，比较器电路可以输出v
gate
为低电平，以关断m1和m2，进而隔离电池1和电池2。在一种实施例中，比较器电路(驱动模块)输出的高电平可以看作导通指令，该导通指令用于指示隔离模块导通，即第一mos和第二mos导通。比较器电路(驱动模块)输出的低电平可以看作断开指令，该断开指令用于指示隔离模块断开，即第一mos和第二mos断开。
[0092]
应注意的是，在第二比较器co2的供电电压v
cc1
和第三比较器co3的供电电压v
cc1
固定的前提下，v
h
与“第一电阻r1和第二电阻r2的阻值之和”占“第一电阻r1、第二电阻r2和第三电阻r3的阻值之和”比例相关，v
l
与“第三电阻r3”占“第一电阻r1、第二电阻r2和第三电阻r3的阻值之和”比例相关。本技术实施例中，工作人员可以预先基于充放电系统中的电池可以承受的压差阈值，设置“第一电阻r1、第二电阻r2和第三电阻r3”的阻值，进而实现压差阈值和“v
h
和v
l”相匹配。
[0093]
在一种实施例中，若压差阈值v
safe
为50mv，v
cc1
为3.3v时，可以在保护控制器中设置第一电阻r1、第二电阻r2以及第三电阻r3的阻值相等，均为100ω，第六电阻r6的阻值为10ω，第六电阻r6的阻值为220ω。对应的，比较器电路的电压门限中的上限值v
h
为2.2v，比较器电路的电压门限中的下限值v
l
为1.1v。
[0094]
其中，按照上述公式二可得如下公式五：
[0095]
v
ref
＝1.65v 0.5v
gap
ꢀꢀ
公式五
[0096]
按照如上公式一可得如下公式六：
[0097]
v
gap
＝22(v
b
‑
v
a
)
ꢀꢀ
公式六
[0098]
合并上述公式五和公式六可得如下公式七：
[0099]
v
ref
＝1.65v 11(v
b
‑
v
a
)
ꢀꢀ
公式七
[0100]
综上，可以实现当
‑
50mv≤(v
b
‑
v
a
)≤50mv，即v
l
(1.1v)≤v
ref
≤v
h
(2.2v)时，比较器电路确定电池1和电池2的压差小于或等于压差阈值，则可以输出高电平，导通m1和m2。当50mv<(v
b
‑
v
a
)，即vh<v
ref
，或者，当(v
b
‑
v
a
)<
‑
50mv，即v
ref
<v
l
，比较器电路确定电池1和电池2的压差大于压差阈值，则可以输出低电平，关断m1和m2。
[0101]
在一种实施例中，充放电系统的电池可以承受的压差阈值与电流阈值不对应，示例性的，工作人员预先设置压差阈值，当电池1和电池2的压差为压差阈值时，保护控制器的电流值大于电池1或电池2可以承受的电流阈值，则会损坏电池1或电池2。因此，工作人员需要调整压差阈值，调整后的压差阈值为电池1或电池2可以承受的电流阈值与保护控制器的阻值的乘积。示例性的，压差阈值为50mv，当电池1和电池2的压差为50mv，保护控制器的电流值5a，大于电池1或电池2可以承受的电流阈值4a。因此工作人员可以将电流阈值5a与保护控制器的阻值的乘积40mv作为压差阈值。
[0102]
本技术实施例中，工作人员在预先设置压差阈值时，可以考虑充放电系统的电池可以承受的压差阈值和电流阈值，进而取较小的压差阈值作为电池1和电池2的压差阈值，可以精准保护电池1和电池2的安全。
[0103]
本技术实施例中，保护控制器可以由隔离模块、采样模块和驱动模块组成，采样模块可以获取电池1和电池2的压差，且向驱动模块输出该压差。驱动模块可以比较电池1和电
池2的压差和压差阈值的大小，进而控制隔离模块导通或断开，可以达到实现电池1和电池2的连通和隔离的目的。进而，在生产制造阶段，工作人员无需预先挑选电压相同的电池，充放电系统中的保护控制器可以在电池1和电池2的压差较大时，隔离电池1和电池2，保护电池的安全，避免电池损坏，可以提高电池良率，也可以降低工作人员的工作量，提高产线效率。
[0104]
图5a为本技术实施例提供的保护控制器的一种结构示意图。在一种实施例中，上述图4中的“采样模块和驱动模块”可以集成在一起组成电压检测装置。在一种实施例中，隔离模块可以替换为开关管和电阻。如图5a所示，保护控制器可以包括电压检测装置、开关管和电阻。电压检测装置的第一端可以分别与电池1、开关管的第一端连接，电压检测装置的第二端可以与电池2、电阻的第一端连接，电阻的第二端可以与开关管的第二端连接。
[0105]
电压检测装置中可以预先存储有压差阈值。电压检测装置可以检测电池1的电压和电池2的电压，进而获取电池1和电池2的压差。当电压检测装置检测到电池1和电池2的压差小于或等于压差阈值，可以导通开关管，保持电池1和电池2并联。若电压检测装置检测到电池1和电池2的压差大于该压差阈值，可以断开开关管，保护电池1或电池2。在一种实施例中，当电压检测装置检测到电池1和电池2的压差小于或等于压差阈值时，电压检测装置可以向隔离模块(开关管和电阻)输出导通指令，该导通指令用于指示隔离模块导通，即开关管导通。当电压检测装置检测到电池1和电池2的压差大于压差阈值时，电压检测装置可以向隔离模块(开关管和电阻)输出断开指令，该断开指令用于指示隔离模块断开，即开关管断开。
[0106]
在一种实施例中，电压检测装置可以为芯片，该芯片可以集成有电压检测功能和电压驱动功能。
[0107]
本技术实施例中的保护控制器，可以通过检测电池1和电池2的电压的方式，获取电池1和电池2的压差，可以达到控制电池1和电池2连通或隔离的目的。
[0108]
因为当电池1和电池2的压差大于压差阈值时，电池1和电池2可以产生大电流互充现象，此时流经保护控制器的电流的电流值也变大，因此在一种实施例中，保护控制器可以通过检测保护控制器的电流值的方式，确定电池1和电池2的压差是否大于压差阈值，进而控制电池1和电池2的连通或隔离。
[0109]
在一种实施例中，保护控制器中可以集成电流检测功能，当工作人员安装电池1和电池2时，保护控制器可以检测保护控制器的电流值。若保护控制器检测到保护控制器的电流值小于或等于电流阈值，可以导通保护控制器，保持电池1和电池2并联。若保护控制器检测保护控制器的电流值大于电流阈值，可以断开保护控制器，隔离电池1和电池2，以保护电池1或电池2。应理解，保护控制器中可以预先存储电流阈值。在一种实施例中，电流阈值可以与压差阈值对应，电流阈值可以为：电池1和电池2的压差等于压差阈值时流经保护控制器中的电流的电流值。
[0110]
图5b为本技术实施例提供的保护控制器的另一种结构示意图。如图5b所示，在一种实施例中，保护控制器可以包括电流检测装置、开关管和电阻。电流检测装置可以与电阻并联，电流检测装置的第一端可以与开关管的第二端连接，电流检测装置的第二端可以与电池2连接，开关管的第一端与电池1连接。
[0111]
参照图5b，电流检测装置中可以预先存储有电流阈值，电流检测装置可以检测流
经电流检测装置的电流的电流值。当电流检测装置检测到电流检测装置的电流值小于或等于电流阈值，可以导通开关管，保持电池1和电池2并联。当电流检测装置检测到电流检测装置的电流值大于电流阈值，可以断开开关管，保护电池1或电池2。在一种实施例中，当电流检测装置检测到电流检测装置的电流值小于或等于电流阈值时，电流检测装置可以向隔离模块(开关管和电阻)输出导通指令，该导通指令用于指示隔离模块导通，即开关管导通。当电流检测装置检测到电流检测装置的电流值大于电流阈值时，电流检测装置可以向隔离模块(开关管和电阻)输出断开指令，该断开指令用于指示隔离模块断开，即开关管断开。
[0112]
在一种实施例中，电流传感器和控制器可以集成得到电流检测装置，电流传感器用于检测流经电流检测装置的电流的电流值。控制器用于基于电流传感器检测到的电流值，控制开关管的导通和闭合。其中，控制器基于电流传感器检测到的电流值小于或等于电流阈值，可以导通开关管。控制器基于电流传感器检测到的电流值大于电流阈值，可以断开开关管。
[0113]
在一种实施例中，保护控制器检测的“电池1和电池2的压差”和“保护控制器的电流值”可以替换为“参数”，压差阈值和电流阈值均可以替换为预设的阈值。保护控制器将电池1和电池2的压差与压差阈值进行比较，以及保护控制器的电流值与电流阈值进行比较，可以理解为：保护控制器检测参数和预设的阈值是否满足预设条件。上述实施例中，当参数为压差时，以预设条件为压差小于或等于压差阈值进行说明，当参数为电流值时，以电流值小于或等于电流阈值进行说明。
[0114]
本技术实施例中的保护控制器，可以通过检测电流值的方式，可以达到控制电池1和电池2连通或隔离的目的，进而达到上述实施例所述的技术效果。
[0115]
图4中以充电子模块中包括两个电压变换器，保护控制器组包括1个保护控制器，以及电池组包括2个电池为例进行说明。在一种实施例中，参照图6，充电子模块可以包括n个电压变换器，n为大于或等于2的整数。保护控制器组可以包括个保护控制器。电池组可以包括n个电池。一个电压变换器可以对应一个电池，n个电压变换器中的任意两个电压变换器对应一个保护控制器。电池可以但不限于为锂电池。在一种实施例中，充电子模块、放电子模块，以及保护控制器组组成的结构可以称为充放电控制装置。应理解，本技术实施例提供的充放电系统应用于具备多电池的电子设备中，多电池也可以理解为多电芯。
[0116]
每个电压变换器的输入端、放电子模块的输入端连接。第一电压变换器的输出端分别与第一保护控制器的第一端、第一电池连接，第二电压变换器的输出端分别与第一保护控制器的第二端、第二电池连接，放电子模块的输出端分别与第一保护控制器的第二端、第二电池，以及电子设备中的负载连接。
[0117]
第一电压变换器和第二电压变换器可以为n个电压变换器中的任意两个变换器，第一电池为与第一电压变换器对应的电池，第二电池为与第二电压变换器对应的电池，第一保护控制器为保护控制器组中的一个保护控制器。换句话说，n个电压变换器中的任意两个电压变换器的输出端连接一个保护控制器，且该任意两个电压变换器对应的电池也与该保护控制器连接。在一种实施例中，充电子模块、放电子模块设置在主板上，充电子模块中的电压变换器，以及放电子模块通过可以btb连接器与电池连接。
[0118]
在一种实施例中，上述图4中的charger1可以作为第一电压变换器，charger2可以
作为第二电压变换器，电池1可以作为第一电池，电池可以2作为第二电池，保护控制器可以作为第一保护控制器。可以理解是，对于第一电压变换器和第二电压变换器来说，第一电压变换器和第二电压变换器的输出端可以连接保护控制器。在一种实施例中，第一电池和第二电池未包含于充放电系统中，第一电压变换器、第二电压变换器、保护控制器、第一电池和第二电池之间的连接关系参照图6所示。
[0119]
上述实施例中讲述了本技术实施例提供的充放电系统，在电子设备的生产制造阶段，可以检测电池1和电池2的压差，进而导通或隔离电池1和电池2。在多数情况下，电池1和电池2之间的压差很小，充放电系统可以导通电池1和电池2，进而当电子设备在用户使用阶段时，电池1和电池2可以实现并联充放电，保证电池1和电池2和电压平衡。但在特殊情况下，电池1和电池2之间的压差很大，充放电系统为了保证电池1和电池2的安全，可以隔离电池1和电池2，但若这种电池1和电池2隔离的电子设备到达用户使用阶段，电池1和电池2单独充电，造成电池1和电池2的电压不平衡。为了保证在用户使用阶段，电子设备中的电池1和电池2导通，因此需要在电子设备的生产制造阶段，将压差很大的电池1和电池2进行预充电，以降低电池1和电池2的压差，导通电池1和电池2。
[0120]
图7为产线上的检测控制器与充放电系统的连接示意图。应理解，图7中仅示出了充放电控制系统中的保护控制器。参照图7，工作人员在安装电池时，可以在检测区域安装电池，检测区域中设置有检测控制器。在一种实施例中，检测控制器可以但不限于为微控制单元(microcontroller unit，mcu)。当电子设备处于检测区域安装时，检测控制器的一端可以与保护控制器中的第二比较器co2的输出端连接，检测控制器的另一端可以与显示装置连接。其中，对于一个电子设备来说，当工作人员或机械手臂安装第一个电池时，驱动模块输出的驱动电压v
gate
为低电压。当工作人员或机械手臂安装第二个电池时，若两个电池之间的压差大于压差阈值，则驱动模块输出的驱动电压v
gate
为低电压，若两个电池之间的压差小于或等于压差阈值，则驱动模块输出的驱动电压v
gate
为高电压。在一种实施例中，当保护控制器与mcu连接时，若驱动模块输出低电压，可以看作向mcu输出低电压，当驱动模块输出高电压时，可以看作向mcu输出高电压。
[0121]
检测控制器，用于检测一个电子设备中保护控制器中驱动模块连续输出的两个驱动电压v
gate
。当检测控制器检测到驱动模块第一次输出低电压，第二次输出高电压时，可以确定充放电系统中的电池1和电池2连通，即电池1和电池2的压差小于或等于压差阈值。当检测控制器检测到驱动模块第一次输出低电压，第二次输出低电压时，确定充放电系统中的电池1和电池2隔离，即电池1和电池2的压差大于压差阈值，检测控制器可以向显示装置发送提示信息，该提示信息指示电子设备异常(电池1和电池2之间的压差大于压差阈值)，需要对电池1和电池2进行充电，使得电池1和电池2的电压平衡。参照图7，示例性的，显示装置可以为笔记本电脑，笔记本电脑上显示有异常的电子设备的标识，标识如电子设备2。
[0122]
如此，工作人员可以在显示装置上观察到有异常的电子设备。或者，显示装置在接收到提示信息时，可以向机械手臂发送异常消息，该异常消息用于指示当前安装的电子设备异常。为了使得电子设备中安装的电池1和电池2的电压平衡，工作人员或机械手臂，可以将安装了电池1和电池2的异常的电子设备放置在充电区域，以为该电子设备中的低电压的电池单独进行充电，使得两个电池的电压达到平衡。在为低电压的电池进行充电的过程中，电池1和电池2的压差会逐渐减小。保护控制器可以检测电池1和电池2的压差，当电池1和电
池2的压差小于或等于电压压差时，保护控制器可以连通电池1和电池2。电池1和电池2处于并联连接，会同时进行放电，电池1和电池2中的电压一直保持平衡。
[0123]
上述实施例讲述的是在电子设备的生产制造阶段，采用本技术实施例中的充放电系统，可以无需挑选电压相同的电池，且在压差较大时还能够保护电池的安全。因为在电子设备的生产制造阶段，充放电系统可以导通电池1和电池2，因此电池1和电池2中的电压平衡。在用户使用时，因为电池1和电池2中的电压平衡，因此当电子设备处于充电模式时，充放电系统仍可以导通电池1和电池2，charger1和charger2均为电池1和电池2，充电速度快，具体参照下述相关描述。
[0124]
基于本技术实施例提供的充放电系统，参照图8，在一种实施例中，因为电子设备的生产制造阶段，可以使得电池1和电池2连通，保证电池1和电池2的电压平衡。因此，用户在对电子设备进行充电，即电子设备处于充电模式时，因为电池1和电池2的压差小于或等于压差阈值，保护控制器可以控制保护控制器中的开关管(如m1和m2)导通，以连通电池1和电池2，使得电池1和电池2并联连接。其中，在电池1和电池2并联时，因为charger1可以为电池1和电池2充电，charger2也可以为电池1和电池2充电，电池1的充电电流和电池2的充电电流均来自charger1和charger2，电池1的充电电流和电池2的充电电流相同，因此可以达到平衡压差的目的。另外，电池1和电池2可以按照相同的充电电流来充电，同时充满，充电速度更快。
[0125]
本技术实施例提供的充放电系统，当电子设备处于充电模式时，保护控制器可以控制保护控制器中的开关管导通，以连通电池1和电池2，可以达到平衡电池1和电池2充电的压差的目的。另外，电池1和电池2连通，且电池1和电池2在边充电时，会通过放电子模块为负载供电，进而实现边充电边放电，本技术实施例中的充放电系统的放电性能好。其中，当电子设备处于充电模式，且电子设备中存在重载放电，电池1、电池2以及放电子模块均为该重载供电，电池1和电池2共同放电，还可以保证电池1和电池2的压差平衡。
[0126]
当电子设备处于放电模式时，即电子设备未连接电源时，保护控制器可以控制保护控制器中的开关管导通，以使电池1和电池2同时为电子设备中的负载供电，进一步可以保证电池1和电池2的电压平衡。本技术实施例中，因为电子设备处于充电模式时，电池1和电池2的电压达到了平衡，因此当电子设备由充电模式切换至放电模式时，如用户拔掉充电器的瞬间，电池1和电池2之间不存在压差，或者压差很小，不会产生瞬态大电流互充的现象，电池的安全性提高。
[0127]
图9为图8所示的充放电系统故障时的充电示意图。在本技术实施例提供的充放电系统中，电子设备处于充电模式时，保护控制器连通电池1和电池2。因此若charger1故障，则charger1不能为电池1充电，但因为charger2与电池1连接，charger2还可以为电池1充电，可以保证电池1的正常充电。
[0128]
本技术实施例提供的充放电系统中，各charger间互为备份关系，如果一个charger存在故障，则仍可以采用其他charger对电池进行充电，charger的工作模式更灵活，可以保证电池的正常充放电。
[0129]
在电子设备长时间使用后，如电子设备的使用时长大于第三预设时长，电池1和电池2会产生不同程度的老化，电池1和电池2内部的阻抗增大。示例性的，第三预设时长可以1年。依据图1所示的充放电系统，电子设备处于充电模式时，若电池2内部的阻抗很大，则电
池2的充电电流很小，电池1的充电电流很大，出现偏流现象，这样保护控制器的电流增大，引发电池安全问题。
[0130]
本技术实施例提供的充放电系统，当电子设备处于充电模式时，保护控制器可以控制m1和m2导通，以连通电池1和电池2，可以达到平衡电池1和电池2充电的压差的目的。本技术实施例中，若电池发生老化，保护控制器可以检测到保护控制器的电流值大于电流阈值，则可以隔离电池1和电池2，保护电池1和电池2的安全，具体原理可以参照上述实施例的相关描述。
[0131]
参照图10，本技术实施例还提供一种电子设备100，该电子设备100可以包括第一电池、第二电池，以及上述实施例所述的充放电系统，本技术实施例中的电子设备100具有与上述充放电系统相同的技术效果。第一电池可以为电池1，第二电池可以为电池2，图10中以电池1和电池2为例进行说明。
[0132]
在一种实施例中，电子设备100中可以包括负载。第一电池和第二电池，以及充放电系统可以称为电子设备100的供电模块，为电子设备100中的负载供电。示例性的，负载可以但不限于为处理器、存储器以及传感器等，图10中并未示出负载。
[0133]
本文中的术语“多个”是指两个或两个以上。本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系；在公式中，字符“/”，表示前后关联对象是一种“相除”的关系。
[0134]
可以理解的是，在本技术的实施例中涉及的各种数字编号仅为描述方便进行的区分，并不用来限制本技术的实施例的范围。可以理解的是，在本技术的实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本技术的实施例的实施过程构成任何限定。