电池充电电路和电子设备的制作方法

1.本技术属于通信技术领域，具体涉及一种电池充电电路和电子设备。


背景技术：

2.手机产品的续航能力和充电速度一直都是用户关注的重点参数。很多品牌推出了折叠屏手机产品。为了提升折叠屏手机的续航表现，在空间允许的条件下，一般会使用双电池或更多数量的电池，通过并联充电增加总的电池容量。
3.多电池并联同时充电时，充电电流按照两条充电通路的阻抗分配，由于走线、布局的限制，产品生产安装产生的电阻变动等，导致阻抗匹配较难实现，且随着用户的使用，配置好的阻抗也会发生变化。
4.因此，存在某一条充电通路的充电电流超过其电池倍率的风险，导致该电池出现过充电，影响电池的性能和使用寿命。


技术实现要素：

5.本技术实施例的目的是提供一种电池充电电路和电子设备，能够解决多电池并联时，充电电流超过电池倍率，导致电池性能变差，影响使用寿命的问题。
6.第一方面，本技术实施例提供了一种电池充电电路，包括：第一充电电路、第二充电电路和放电电路，所述第一充电电路的第一端与外部电源连接，所述第一充电电路的第二端与第一电池连接；所述第二充电电路的第一端与所述外部电源连接，所述第二充电电路的第二端与分别与所述第一电池、第二电池连接，所述第二充电电路的第三端与终端电路系统连接以通过所述第一电池、第二电池向所述终端电路系统放电；所述放电电路的第一端分别与所述第一电池、所述第二电池连接，所述放电电路的第二端与所述终端电路系统连接的至少一个负载连接，所述放电电路用于检测所述第一电池或所述第二电池在充电过程中是否出现过电流，并在出现过电流时将所述过电流提供至所述至少一个负载。
7.第二方面，本技术实施例提供了一种电子设备，包括如第一方面所述的电池充电电路。
8.在本技术实施例中，通过在原有的第一电池、第二电池对应的电池充电电路之外，增加放电电路，放电电路的第一端分别与第一电池、第二电池连接，放电电路的第二端与终端电路系统连接的至少一个负载连接，在检测第一电池或所述第二电池在充电过程中出现过电流时将过电流提供至少一个负载，由此可以有效避免充电电流超过电池充电倍率时所产生的风险，提高电池的性能和延长电池的使用寿命。
附图说明
9.图1是本技术实施例的电池充电电路的结构方框图。
10.图2是本技术实施例的电池充电电路的电路示意图。
11.图3是本技术实施例的电池充电电路的充放电通路对应的电流方向示意图。
具体实施方式
12.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
13.本技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
14.下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本技术实施例提供的电池充电电路和电子设备进行详细地说明。
15.在本技术实施例中，提供了一种电池充电电路，包括：第一充电电路、第二充电电路和放电电路，所述第一充电电路的第一端与外部电源连接，所述第一充电电路的第二端与第一电池连接；所述第二充电电路的第一端与所述外部电源连接，所述第二充电电路的第二端与分别与所述第一电池、第二电池连接，所述第二充电电路的第三端与终端电路系统连接以通过所述第一电池、第二电池向所述终端电路系统放电；所述放电电路的第一端分别与所述第一电池、所述第二电池连接，所述放电电路的第二端与所述终端电路系统连接的至少一个负载连接，所述放电电路用于检测所述第一电池或所述第二电池在充电过程中是否出现过电流，并在出现过电流时将所述过电流提供至所述至少一个负载。
16.图1是本技术实施例的电池充电电路的结构方框图。如图1所示，本技术实施例的电池充电电路100包括第一充电电路10、第二充电电路20和放电电路30。
17.第一充电电路10的一端与外部电源40连接，另一端与第一电池50连接；第二充电电路20的一端与也外部电源40连接，另一端与分别与第一电池50、第二电池60连接，第二充电电路20的第三端与终端电路系统70连接，从而可通过第一电池50、第二电池60向终端电路系统70放电，为终端电路系统70内部连接的终端设备的各负载71,72等供电。图1中示出的负载71,72仅为终端电路系统70包括的部分负载的示例。
18.放电电路30的一端分别与第一电池50、第二电池60连接，另一端与终端电路系统70连接的至少一个负载，例如图1所示的负载72连接，用于检测第一电池50或第二电池60在并联充电过程中是否出现过电流，并在出现过电流时将对应电池的过电流提供至少一个负载，从而向该负载供电。图1示出的负载72仅为放电电路70连接的部分负载的示例。
19.可选的，所述放电电路包括检测模块和放电模块，所述放电模块的第一端与所述第一电池的第一端连接，以形成第一放电通路，所述放电模块的第一端还与所述第二电池的第一端连接，以形成第二放电通路，所述放电模块的第二端与所述至少一个负载连接；所述检测模块的第一端分别与所述第一电池的第一端和所述第二电池的第一端连接，所述检测模块的第二端与所述放电模块的第三端连接，所述检测模块用于检测所述第一电池或所述第二电池在充电过程中是否出现过电流，并在出现过电流时控制对应的第一放电通路或第二放电通路导通以将所述过电流提供至所述至少一个负载。
20.第一电池50的第一端对应为第一电池50的充电端，即第一电池50接收第一充电电
路10通过外部电源40向第一电池50提供充电电流的端口。第二电池60的第一端对应为第二电池60的充电端，即第二电池60接收第二充电电路20通过外部电源40向第二电池60提供充电电流的端口。
21.第一电池50或第二电池60在充电过程中出现的过电流，是外部电源40向电池提供的充电电流中的电流，而非第一电池50、第二电池60向终端电路系统70放电的电流。放电电路的检测模块与第一电池50的充电端和第二电池60的充电端连接，从而可在第一电池50和第二电池60同时并联充电的过程中，检测提供至第一电池50的充电电流是否超出第一电池50的电池倍率，以及检测提供至第二电池60的充电电流是否超出第二电池60的电池倍率，由此确定是否出现过电流。
22.充电电流超出电池倍率通常是由于对应充电通路的阻抗本身不匹配电池倍率，或者初始设置匹配，不存在过电流现象，但随着终端设备的使用，导致充电通路的阻抗发生变化造成的。由此，在检测出第一电池50或第二电池60出现过电流时，可通过放电电路的放电模块是将出现过电流的电池中充电电流直接提供至对应连接的负载，避免过电流对电池造成的各种危害。
23.可选的，所述检测模块包括：误差放大器和第一控制单元，所述误差放大器的第一输入端分别与所述第一电池的第一端、所述第二电池的第一端连接，所述误差放大器的第二输入端接地，所述误差放大器的输出端与所述第一控制单元和所述放电模块连接，所述误差放大器用于检测所述第一电池的第一端与所述第二电池的第一端之间是否出现电压差，在检测到出现电压差时向所述第一控制单元输出压差检测信号；
24.所述第一控制单元的第一端与所述误差放大器连接，所述第一控制单元的第二端与所述放电模块连接，所述第一控制单元用于根据所述压差检测信号控制所述第一电池和所述第二电池中电压较高的电池对应的放电通路导通。。
25.在该实施例中，通过检测充电过程中第一电池50和第二电池60之间是否存在电压差，来检测第一电池50或第二电池60中是否存在过电流。在误差放大器检测到存在电压差时，向第一控制单元输出压差检测信号，由第一控制单元控制第一电池和第二电池中电压较高的电池对应的放电通路导通。
26.可选的，放电模块包括：第一开关、第二开关和第三开关，所述第一开关的第一端分别与所述第一电池的第一端、所述第一控制单元连接，所述第一开关的第二端与所述第三开关的第一端连接；所述第二开关的第一端分别与所述第二电池的第一端、所述第一控制单元连接，所述第二开关的第二端与所述第三开关的第一端连接；所述第三开关的第二端与所述至少一个负载连接，所述第三开关的第三端与所述误差放大器的输出端连接。
27.参考图2，图2是本技术实施例的电池充电电路的电路示意图。
28.在该示例中以vbus表示外部电源，bt1表示第一电池，bt2表示第二电池，vph表示终端电路系统，load表示负载，con1表示第一控制单元，其中第一充电电路10例如为快充集成电路(ic)，第二充电电路20例如为普充ic。
29.检测模块包括误差放大器ea和第一控制单元，放电模块包括第一开关k1、第二开关k2和第三开关q1。
30.可选的，第三开关包括mos管或三极管。
31.如图2所示，误差放大器ea的正输入端分别与第一电池bt1的正极充电端、第二电
池bt2的正极充电端连接，负输入端接地，输出端分别连接第一控制单元con1和第三开关q1。
32.第一开关k1的一端与第一电池bt1的正极充电端连接，第一开关k1的另一端与第三开关q1的一端连接，第一电池bt1的负极端接地gnd1。在第三开关q1为mos管时，第一开关k1的另一端与mos管源极和漏极中的一个连接；在第三开关q1为三极管时，第一开关k1的另一端与三极管的集电极和发射极中的一个连接。
33.第二开关k2的一端与第二电池k2的正极充电端连接，第二开关k2的另一端与第三开关q1连接第一开关k1的一端连接，第二电池bt2的负极端接地gnd2。同样地，在第三开关q1为mos管时，第二开关k2的另一端与mos管源极和漏极中的另一个连接；在第三开关q1为三极管时，第二开关k2的另一端与三极管的集电极和发射极中的另一个连接。
34.第一开关k1和第二开关k2的一端还分别连接到第一控制单元con1，第一控制单元con1用于控制第一开关k1和第二开关k2的闭合、断开。
35.第三开关q1的另一端与至少一个负载load连接，第三开关q1的第三端与误差放大器ea的输出端连接。同样地，在第三开关q1为mos管时，mos管的栅极与负载load连接；在第三开关q1为三极管时，三极管的基极与负载load连接。
36.可选的，所述第二充电电路的第二端包括第一子端和第二子端，第一子端与第二电池的第一端连接，第二子端分别与第一电池的第二端、第二电池的第二端连接以形成向终端电路系统放电的第三放电通路，其中，经导通的第一放电通路或第二放电通路输出的过电流，以及经第三放电通路输出的放电电流，同时提供至所述至少一个负载。
37.在本技术实施例中，将第二充电电路作为普充电路，也即第二充电电路作为第一电池和第二电池放电时，将放电电流提供至终端电路系统的放电电路。
38.下面，将结合图2对本技术实施例的电池充电电路的充放电通路对应的电流方向和充、放电原理进行说明。
39.如图2所示，第二充电电路20下方的端口包括向第二电池bt2充电的端口，即与第二电池bt2充电端连接，还包括接收第一电池bt1放电的端口和接收第二电池bt2放电的端口，即分别与第一电池bt1的放电端、第二电池bt2的放电端连接。
40.其中，第二充电电路20分别与第一电池bt1的放电端、第二电池bt2的放电端连接，由此在第一电池bt1和第二电池bt2放电时，可形成将放电电流iload经第二充电电路20和终端电路系统vph提供至负载load的第三放电通路。
41.如上文所述，放电模块包括第一开关k1、第二开关k2和第三开关q1，并且第一开关k1的一端与第一电池bt1的正极充电端连接，第一开关k1的另一端与第三开关q1的一端连接，第三开关q1的另一端连接到负载load，由此在第一开关k1闭合后，可形成将第一电池bt1充电过程中的过电流ioc经第一开关k1、第三开关q3提供至负载load的第一放电通路。
42.同样地，第二开关k2的一端与第二电池bt2的正极充电端连接，第二开关k2的另一端与第三开关q1的一端连接，第三开关q1的另一端连接到负载load，由此在第二开关k2闭合后，可形成将第二电池bt2充电过程中的过电流ioc经第二开关k2、第三开关q3提供至负载load的第二放电通路。
43.由此，在电池边充边用的过程中，如果某个电池在同时充电过程中出现过电流，则可以将经第一放电通路或第二放电通路输出的过电流ioc，以及经第三放电通路输出的放
电电流iload，同时提供至负载load。
44.如上文所述，在本技术实施例中，可以通过采用误差放大器检测充电过程中第一电池和第二电池之间是否存在电压差，来检测第一电池或第二电池中是否在充电过程中出现过电流，并在出现过电流时采用第一控制单元和第三开关控制对应的第一放电通路或第二放电通路导通。也即，误差放大器ea在检测第一电池和第二电池之间存在电压差时，分别向第一控制单元con1、第三开关q1输出控制信号，导通第三开关，并通过第一控制单元con1将第一开关k1或第二开关k2进行闭合或断开。
45.正常情况下，两块容量不同的电池，例如一块电池a的电池容量为1000毫安，另一块电池b的电池容量为2000毫安。当两块电池均充电至相同的电池容量百分比的电量时，例如电池a充至其自身电池容量的60％，即600毫安，电池b也充至其自身电池容量的60％，即1200毫安，此时电池a和电池b对应的电压是相等的。因此，若充电电流按照电池倍率进行分配，则在充电过程中，两块电池充电至相同自身百分比的电量应保持一致，即两块电池的电压一致，两块电池之间不存在压差。如果充电电流没有按照电池倍率进行分配，两块电池的充电进度不一致，两块电池充电至相同自身百分比的电量不一致，则两块电池之间存在压差，并且电压高的电池对应的充电通路存在过电流。
46.因此，在误差放大器ea检测第一电池和第二电池之间存在电压差且第一电池的电压高于第二电池的电压时，确定第一电池对应的充电通路出现过电流，则分别向第一控制单元con1、第三开关q1输出控制信号，导通第三开关，并通过第一控制单元con1将第一开关k1进行闭合或断开，以导通第一放电通路向负载load供电。
47.同样地，在误差放大器ea检测第一电池和第二电池之间存在电压差且第二电池的电压高于第一电池的电压时，确定第二电池对应的充电通路出现过电流，则分别向第一控制单元con1、第三开关q1输出控制信号，导通第三开关，并通过第一控制单元con1将第二开关k1进行闭合或断开，以导通第二放电通路向负载load供电。
48.可选的，所述第一充电电路的第二端与所述第一电池的第一端连接，以形成向所述第一电池充电的第一充电通路，所述第二充电电路的第一子端与所述第二电池的第一端连接，以形成向所述第二电池充电的第二充电通路。
49.如图3所示，第一充电电路10连接至第一电池bt1的充电端，形成对应的第一充电通路向第一电池bt1提供充电电流i
bat1
；第二充电电路20连接至第二电池bt2的充电端，形成对应的第二充电通路向第二电池bt2提供充电电流i
bat2
。
50.从图3可知，i
bat
＝i
bat1
i
bat2
，i
bat
＝i
chg-(i
load-i
oc
)。
51.i
bat
表示电池电流，i
bat1
表示第一电池的电流，i
bat2
表示第二电池的电流。
52.根据欧姆定律，i
bat1
*(z1 z
bat1
)＝i
bat2
*(z2 z
bat2
)。
53.z1表示第一电池对应的充电通路的阻抗，z bat1
表示第一电池的阻抗，z2表示第二电池对应的充电通路的阻抗，z bat2
表示第二电池的阻抗。
54.在某电池对应通路或电池的阻抗发生变化时，导致对应的充电电流分配发生变化，造成电压高电池的充电通路出现过电流。通过将过电流通过直接与负载连接的放电通路，直接提供给负载，从而避免过电流对电池带来的风险。
55.接收过电流的负载可以是终端电路系统连接的实现任意功能的负载，例如：终端屏幕、音响、摄像头、视频电话、wi-fi功能或定位功能负载等。
56.屏幕是终端设备中一种典型的大功耗负载，当用户在看高清视频或进行游戏时，高亮度、高刷新率使得屏幕耗电最高可达475ma。而电池的充电电流由于考虑温升的原因，一般限制为几安培。若按照第一、第二充电通路先充电进入电池，再从第二电池由放电通路消耗，则存在效率低的问题。此外如果由于通路阻抗等因素，则容易产生较高的温升，进一步引发充电电流限制，降低充电电流会导致充电时间再次加长。
57.因此，在本技术实施例中，通过将电池中出现的过电流直接提供给屏幕，则不仅可以有效避免充电电流超过电池充电倍率时所产生的风险，还可以将充电电流超出电池倍率的过电流直接供给屏幕，而屏幕维持性能所需的电流不变，则可减小从第二充电电路的放电通路对应vph放电的电流，由此降低屏幕亮屏充电时的放电消耗，加快屏幕的充电速度，提升充电效率，减少屏幕的温升。
58.此外，在充电过程中通过电池的过电流给屏幕供电时，由于屏幕会更亮，但对于暗环境不需要太高的亮度。也就是说，暗环境下所需要的电流可能低于电池提供的过电流。
59.可选的，所述负载包括屏幕，所述放电模块还包括：亮度检测单元，用于检测环境亮度并输出亮度检测信号；第二控制单元，与所述亮度检测单元连接，用于在根据所述亮度检测信号确定环境亮度低于预设亮度阈值时输出控制信号；电阻单元，所述电阻单元的第一端接入所述第一放电通路和所述第二放电通路，并且所述电阻单元与所述屏幕并联，所述电阻单元的第二端与所述第二控制单元连接，所述电阻单元用于根据所述控制信号接收所述过电流。
60.在该实施例中，通过在过电流对应的放电通路增设与屏幕并联的电阻负载，并检测环境光亮度，在环境光亮度较低时，由增设的电阻负载分流消耗一部分过电流的电能，由屏幕的供电消耗一部分的过电流的电能，如此可以在避免屏幕亮度较高的情况下，避免过电流带来的风险，同时降低屏幕亮屏充电时的放电消耗，加快屏幕的充电速度。
61.可选的，所述电阻单元包括第四开关和第一电阻，所述第四开关的第一端与所述第三开关的第二端连接，所述第四开关的第二端与所述第一电阻的第一端连接，所述第四开关的第三端与所述第二控制单元连接；所述第一电阻的第二端接地。
62.可选的，第四开关包括mos管或三极管。
63.如图2所示，第四开关q2的一端与第三开关q1的一端连接，第四开关q2的另一端与第一电阻r1的一端连接，第四开关q2的第三端与第二控制单元con2一端连接，第一电阻r1的另一端接地。第二控制单元con2的另一端与亮度检测单元(图中未显示)连接。
64.同时，本技术实施例的第一电池和第二电池的数量不局限于两个，在存在多于两个并联的电池的情况下，可以在多条并联的充电通路上分别增加用于过电流的放电通路，以提供过电流到负载。在多电池的环境下，可以将误差放大器替换为采样模块，以采集多电池的每个电池电压，利用模数转换器(adc)，将模拟电压信号转化为数字信号并进行电压差判断，从而识别多电池之间是否存在过电流。
65.在本技术实施例中，通过在原有的第一电池、第二电池对应的电池充电电路之外，增加放电电路，放电电路的第一端分别与第一电池、第二电池连接，放电电路的第二端与终端电路系统连接的至少一个负载连接，在检测第一电池或所述第二电池在充电过程中出现过电流时将过电流提供至少一个负载，由此可以有效避免充电电流超过电池充电倍率时所产生的风险，提高电池的性能和延长电池的使用寿命。
66.可选的，本技术实施例还提供一种电子设备，包括上述图1至图3任一实施例所述的电池充电电路。
67.需要说明的是，本技术实施例中的电子设备包括移动电子设备和非移动电子设备。
68.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
69.上面结合附图对本技术的实施例进行了描述，但是本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本技术的保护之内。