电池节能电路及电子设备的制作方法

1.本技术涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池节能电路及电子设备。


背景技术：

2.随着消费类电子产品的快速发展，锂离子电池的应用也越来越多。目前，锂离子电池已经广泛地应用于移动电话、数码摄像机、电动车、吸尘器、扫地机器人以及无人机等电动设备中。
3.现有技术中通常使用控制开关来控制微控制单元(micro controller unit，mcu)对电池进行开启或断开等操作，然而，当所述控制开关控制所述微控制单元对电池进行断开操作时，所述微控制单元仍可以与所述电池进行通信，从而增加电池功耗。


技术实现要素：

4.鉴于以上问题，本技术实施例提供一种电池节能电路及电子设备，通过控制开关切断电池对微控制器单元的供电，并断开微控制单元与电池的通信，从而节省电池的能耗。
5.本技术实施例的第一方面提供一种电池节能电路，电池节能电路包括控制信号输入模块、系统控制模块、电压转换模块、控制开关检测模块、系统驱动模块；控制信号输入模块电连接于控制开关，当控制开关被触发时，控制信号输入模块输出第一电压；系统控制模块电连接于电池、控制信号输入模块与电压转换模块，当系统控制模块接收到第一电压时，系统控制模块使电池和电压转换模块电连接；电压转换模块电连接于控制芯片，当电压转换模块电连接电池时，电压转换模块输出第二电压；控制开关检测模块电连接于控制开关与控制芯片，当控制开关被触发时，控制开关检测模块输出第三电压；系统驱动模块电连接于控制芯片与系统控制模块，当控制芯片接收到第二电压和第三电压时，控制芯片输出第四电压，当系统驱动模块接收到第四电压时，系统驱动模块输出第五电压，当系统控制模块接收到第五电压时，系统控制模块使电池和电压转换模块电连接。
6.在一种可能的实现方法中，当系统控制模块接收到第五电压时，系统控制模块输出系统控制信号，系统控制信号用于控制电池进行放电。
7.在一种可能的实现方法中，当控制开关没有被触发时，控制开关检测模块输出第六电压，当控制芯片接收到第六电压时，控制芯片输出第七电压。
8.在一种可能的实现方法中，当系统驱动模块接收到第七电压时，系统驱动模块输出第八电压，当系统控制模块接收到第八电压时，系统控制模块不输出第五电压与系统控制信号。
9.在一种可能的实现方法中，系统控制模块包括第一开关，第一开关的第一端电连接于控制信号输入模块，第一开关的第二端电连接于电池，第一开关的第三端电连接于电压转换模块。
10.在一种可能的实现方法中，第一开关为pnp型三极管，第一开关的第一端为三极管的基极，第一开关的第二端为三极管的发射极，第一开关的第三端为三极管的集电极。
11.在一种可能的实现方法中，电压转换模块包括转换芯片，转换芯片的输入端电连接于第一开关的第三端，转换芯片的输出端电连接于控制芯片。
12.在一种可能的实现方法中，控制开关检测模块包括二极管、第二电阻、第三电阻，二极管的阴极电连接于控制开关，二极管的阳极电连接于第二电阻的第一端与第三电阻的第一端，第二电阻的第二端接收外部电源输出的第九电压，第三电阻的第二端电连接于控制芯片。
13.在一种可能的实现方法中，系统驱动模块包括第四电阻、第五电阻、第二开关，第四电阻的第一端电连接于控制芯片，第四电阻的第二端电连接于第二开关的第一端，第二开关的第二端接地，第二开关的第三端电连接于第五电阻的第一端，第五电阻的第二端电连接于第一开关的第一端。
14.本技术实施例的第二方面提供一种电子设备，电子设备包括：电池；控制芯片，控制芯片电连接于电池，用于控制电池的状态；以及如上述任一项的电池节能电路。
15.由此，本技术实施例提供的电池节能电路及电子设备，通过控制开关切断电池对微控制器单元的供电，并断开微控制单元与电池的通信，从而节省电池的能耗。
附图说明
16.图1为本技术的一个实施例提供的电子设备的功能框图。
17.图2为本技术的一个实施例提供的电池节能电路的功能框图。
18.图3为图2中的电池节能电路在控制开关被触发时的电路示意图。
19.图4为图2中的电池节能电路在控制开关没有被触发时的电路示意图。
20.图5为图2中的电池节能电路的测试示意图。
21.主要元件符号说明
22.电子设备
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
200
23.电池节能电路
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
100
24.电压转换模块
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
10
25.系统控制模块
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
20
26.系统驱动模块
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
30
27.控制信号输入模块
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
40
28.控制开关检测模块
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
50
29.电池
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
60
30.控制芯片
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
70
31.控制开关
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
80
32.二极管
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
d1
33.电阻
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
r1
‑
r8
34.三极管
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
q1、q2
35.电容
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
c1
‑
c5
36.电压转换芯片
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
u1
37.如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
38.本技术实施例中，“第一”、“第二”等词汇，仅是用于区别不同的对象，不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。例如，第一应用、第二应用等是用于区别不同的应用，而不是用于描述应用的特定顺序，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
39.请参阅图1，图1所示为本技术的一个实施例提供的电子设备200的功能框图。如图1所示，所述电子设备200包括电池60、电池节能电路100、控制芯片70与控制开关80。
40.所述电池60电连接于控制芯片70，所述电池60可以通过所述电池节能电路100对所述控制芯片70进行供电，所述控制芯片70可以控制所述电池60进行充电或放电。
41.所述电池节能电路100电连接于电池60、控制开关80、控制芯片70，所述电池节能电路100可以根据所述控制开关80的状态来控制所述电池60是否为所述的控制芯片70进行供电。在一些实施例中，当所述控制开关80被触发时，所述电池节能电路100可以使所述电池60与所述控制芯片70电连接，从而使所述电池60对所述控制芯片70进行供电，而当所述控制开关80没有被触发时，所述电池节能电路100可以断开所述电池60与所述控制芯片70的电连接，从而断开所述电池60对所述控制芯片70的供电，节省电池60的能耗。
42.请参阅图2，图2所示为本技术的一个实施例提供的电池节能电路100的功能框图。如图2所示，所述电池节能电路100包括电压转换模块10、系统控制模块20、系统驱动模块30、控制信号输入模块40、控制开关检测模块50。
43.所述系统控制模块20电连接于所述电池60、控制信号输入模块40、电压转换模块10，当所述控制开关80被触发时，所述控制开关80输出第一触发信号，所述控制信号输入模块40可以接收到所述第一触发信号，并根据所述第一触发信号输出第一电压到所述系统控制模块20，当所述系统控制模块20接收到所述第一电压时，所述系统控制模块20可以导通所述电压转换模块10与所述电池60的电连接。
44.所述电压转换模块10电连接于所述控制芯片70，当所述电压转换模块10与所述电池60电连接时，所述电压转换模块10可以将所述电池60的输出电压转换为第二电压，并将所述第二电压输出到所述控制芯片70，以为所述控制芯片70进行供电。
45.在一些实施例中，所述电压转换模块10可以为buck变压器、boost变压器、buck变压器与boost变压器的组合等。
46.所述控制芯片70电连接于控制开关检测模块50、系统驱动模块30，当所述控制芯片70上电后，所述控制开关检测模块50开始工作，并接收所述控制开关80被触发时所输出的第一触发信号，并根据所述第一触发信号输出第三电压到所述控制芯片70，所述控制芯片70可以根据所述第三电压输出第四电压到所述系统驱动模块30。
47.所述系统驱动模块30电连接于所述系统控制模块20，所述系统驱动模块30可以根据所述第四电压输出第五电压到所述系统控制模块20，所述第五电压用于控制所述系统控制模块20继续保持所述电池60与所述电压转换模块10的电连接，并用于使所述系统控制模块20输出系统控制信号，所述系统控制信号用于控制所述电池60进行放电。
48.当所述控制开关80没有被触发时，所述控制开关80输出第二触发信号，所述控制开关检测模块50接收所述控制开关80没有被触发时所输出的第二触发信号，并根据所述第二触发信号输出第六电压到所述控制芯片70，所述控制芯片70可以根据所述第六电压输出
第七电压到所述系统驱动模块30。
49.所述系统驱动模块30可以根据所述第七电压输出第八电压到所述系统控制模块20，所述第八电压用于控制所述系统控制模块20断开所述电池60与所述电压转换模块10的电连接，并用于使所述系统控制模块20不输出系统控制信号，由此断开所述电池60对所述控制芯片70的供电，节省所述电池60的能耗。
50.请参阅图3，图3所示为图2中的电池节能电路100在控制开关80被触发时的电路示意图。如图3所示，所述控制信号输入模块40包括电阻r2，所述系统控制模块20包括三极管q1，所述电压转换模块10包括电阻r1、电容c1、电容c2、电容c3、电容c4以及电压转换芯片u1，所述控制开关检测模块50包括二极管d1、电阻r5、电阻r7以及电容r5，所述系统驱动模块30包括电阻r3、电阻r4、电阻r6、电阻r8以及三极管q2。
51.本实施例中，所述三极管q1为pnp型三极管，所述三极管q2为npn型三极管，所述三极管q1为第一开关，所述三极管q2为第二开关，所述三极管q1的基极为所述第一开关的第一端，所述三极管q1的发射极为所述第一开关的第二端，所述三极管q1的集电极为所述第一开关的第三端，所述三极管q2的基极为所述第二开关的第一端，所述三极管q2的发射极为所述第二开关的第二端，所述三极管q1的集电极为所述第二开关的第三端。
52.可以理解，在一些实施例中，所述第一开关与第二开关还可以为mos管、受控开关、三端开关、开关电路、开关芯片等其他开关元件，本技术对此不做任何限制。
53.本实施例中，电阻r2的第一端电连接于二极管d1的阴极，并接收所述控制开关80输出的第一触发信号，电阻r2的第二端电连接于电阻r3的第一端、电阻r4的第一端、三极管q1的基极，三极管q1的发射极电连接于电阻r3的第二端，并接收所述电池60输出的电池电压，三极管q1的集电极电连接于电阻r1的第一端，并输出系统控制信号。
54.电阻r1的第二端电连接于电容c1的第一端、电容c2的第一端、电压转换芯片u1的in输入端与电压转换芯片u1的en输入端，电容c1的第二端电连接于电容c2的第二端与电压转换芯片u1的gnd第一接地端，且电容c1的第二端接地，电压转换芯片u1的out输出端电连接于电容c3的第一端与电容c4的第一端，并输出第二电压为所述控制芯片70进行供电，电压转换芯片u1的gnd第二接地端电连接于电压转换芯片u1的gnd第三接地端、电容c3的第二端与电容c4的第二端，且电压转换芯片u1的gnd第二接地端接地。
55.二极管d1的阳极电连接于电阻r5的第一端与电阻r7的第一端，电阻r5的第二端接收第九电压vcc，在一些实施例中，所述第九电压vcc可以由电压转换模块10输出的电压vcc提供。电阻r7的第二端电连接于电容c5的第一端，并输出第三电压到所述控制芯片70，所述电容c5的第二端接地。
56.电阻r6的第一端接收所述控制芯片70输出的第四电压，电阻r6的第二端电连接于电阻r8的第一端与三极管q2的基极，三极管q2的发射极电连接于电阻r8的第二端，且三极管q2的发射极接地，三极管q2的集电极电连接于电阻r4的第二端。
57.当所述控制开关80被触发时，所述控制开关80输出第一检测信号，所述第一检测信号为低电平信号，三极管q1的基极可以接收到第一检测信号，从而使三极管q1导通，三极管q1的发射极可以接收所述电池60输出的电池电压，并将其通过三极管q1的集电极传送到电阻r1，所述电池电压为高电平信号。
58.当所述电阻r1接收到所述电池电压后，电阻r1将其传送到电压转换芯片u1的in输
入端、电压转换芯片u1的en输入端、电容c1的第一端与电容c2的第一端，其中，电容c1与电容c2用于对所述电池电压进行滤波，提高所述电池电压的稳定性，电压转换芯片u1的in输入端用于接收所述电池电压，电压转换芯片u1的en输入端为使能端，用于使电压转换芯片u1正常工作。电压转换芯片u1可以将所述电池电压转换为第二电压，并通过out输出端输出到所述控制芯片70，以为所述控制芯片70进行供电。电压转换芯片u1还可以将所述第二电压传送到电容c3的第一端与电容c4的第一端，电容c3与电容c4用于对所述第二电压进行滤波，提高所述第二电压的稳定性。
59.当所述控制芯片70接收到所述第二电压后，即所述控制芯片70上电，此时，二极管d1的阳极电压被电阻r5上拉至第九电压vcc，二极管d1的阴极接收到第一检测信号，因此，二极管d1导通，电阻r7的第二端输出第三电压到所述控制芯片70与电容c5的第一端，可以理解，电容c5用于提高所述第三电压的稳定性。
60.当所述控制芯片70接收到所述第三电压后，所述控制芯片70可以输出第四电压到电阻r6的第一端，所述第四电压为高电平信号，电阻r6将所述第四电压传送到三极管q2的基极，三极管q2导通，并将电阻r4的第一端电平拉至低电平，从而继续使三极管q1保持导通状态，并继续输出系统控制信号。
61.请参阅图4，图4所示为图2中的电池节能电路100在控制开关80没有被触发时的电路示意图。
62.当所述控制开关80没有被触发时，所述控制开关80输出第二检测信号，所述第二检测信号为高电平信号，二极管d1的阴极接收到第二检测信号，二极管d1的阳极电压被电阻r5上拉至第九电压vcc，因此，二极管d1截止，电阻r7的第二端输出第六电压到所述控制芯片70与电容c5的第一端，可以理解，电容c5用于对所述第六电压进行滤波，提高所述第三电压的稳定性。
63.当所述控制芯片70接收到所述第六电压后，所述控制芯片70可以输出第七电压到电阻r6的第一端，所述第七电压为低电平信号，电阻r6将所述第七电压传送到三极管q2的基极，三极管q2关断，电阻r4的第一端电平变为高电平，从而三极管q1截止，断开所属电池60与所述控制芯片70的电连接，即所述电池60不再为所述控制芯片70供电，所述三极管q1也不再输出系统控制信号。
64.请参阅图5，图5所示为图2中的电池节能电路100的测试示意图，如图5所述，测试人员可以将测试点t1设置于三极管q1的基极处，将测试点t2设置于二极管d1的阳极处，将测试点t3设置于三极管q2的基极处，将测试点t4设置于三极管q1的集电极处，以对所述电池节能电路100的工作状态进行测试。
65.具体地，测试人员可以将所述电池60的输出电压设置为21v，并触发所述控制开关80，此时，测试人员可以使用测量器件(例如，万用表)测量测试点t1的电压值，并记为第一测试电压，接着，测试人员可以断开对所述控制开关80的触发动作，并使用测量期间再次测量测试点t1的电压值，记为第二测试电压。若所述第一测试电压为0.6v，所述第二测试电压为0v，则三极管q1工作状态正常，控制信号输入模块40、系统控制模块20工作状态正常。
66.此时，测试人员可以于测试点t4处连接外部电源，所述外部电源输出电压21v，测试人员可以使用测量器件测量电压转换芯片u1的out输出端电压，并记为第三测试电压，接着，测试人员可以断开测试点t4处的外部电源，并使用测量器件测量电压转换芯片u1的out
输出端电压，并记为第四测试电压，若所述第三测试电压为3.3v，所述第四测试电压为0v，则电压转换模块10工作状态正常。
67.接着，测试人员可以触发所述控制开关80，并使用测量器件测量测试点t2的电压与测试点t3的电压，分别记为第五测试电压与第六测试电压，此时，测试人员可以断开对所述控制开关80的触发动作，并使用测量器件测量测试点t2的电压与测试点t3的电压，分别记为第七测试电压与第八测试电压，若所述第五测试电压为0v，所述第六测试电压为高电平，所述第七测试电压为3.3v，所述第八测试电压为0v，则控制开关检测模块50工作状态正常。
68.当测试点t3为高电平时，测试人员可以使用测量器件测量测试点t1与地之间的电阻值与测试点t4的电压值，并分别记为第一电阻值与第九测试电压；当测试点t3为低电平时，测试人员可以使用测量器件再次测量测试点t1与地之间的电阻值与测试点t4的电压值，并分别记为第二电阻值与第十测试电压，若第一电阻值为20kω，第九测试电压为高电平，第二电阻值为无穷大，第十测试电压为0v，则三极管q2的工作状态正常，所述系统驱动模块30工作状态正常。
69.本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本技术，而并非用作为对本技术的限定，只要在本技术的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本技术要求保护的范围之内。