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TWI489735B - 電子設備 - Google Patents

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TWI489735B
TWI489735B TW102104134A TW102104134A TWI489735B TW I489735 B TWI489735 B TW I489735B TW 102104134 A TW102104134 A TW 102104134A TW 102104134 A TW102104134 A TW 102104134A TW I489735 B TWI489735 B TW I489735B
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Taiwan
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battery
switch
gate
electronic device
comparator
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TW102104134A
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Inventor
郭俊葦
何欽隆
Original Assignee
鴻海精密工業股份有限公司
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    • H02J7/875—
    • H02J7/68—
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/20—Charging or discharging characterised by the power electronics converter

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  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Description

電子設備
本發明涉及電子設備，尤其涉及一種對電子設備快速充電的充電電路。
目前，隨著手機、電子書一系列手持產品的功能越來越強大，伴隨這些電子產品的電池容量也在不斷的提升，以達到更長時間的使用目的，但以現有的設計，對電池充電電流都在2A以下，使得充電容量大的電池時，都需要耗費非常多的時間，才能將電池充飽和。
本發明提供一種具有快速充電電路的電子設備，快速充電電路能達到大充電電流，從而縮短了對電子設備的充電時間。
本發明提供一種電子設備包括預充電電路與電池，預充電電路與外部電源相連，用於對電子設備的電池進行充電。電子設備還包括快速充電電路，快速充電電路包括開關、比較器及反或閘。開關電連接於外部電源與電池之間；比較器電連接於電池，用於比較電池電壓與參考電壓；反或閘電連接於預充電電路、比較器及開關，用於根據比較器的比較結果與預充電電路輸出的電平訊號來輸出訊號以控制開關導通與截止。
優選的，預充電電路在電池的電壓小於飽和電壓時輸出低電平給 反或閘，在電池的電壓不小於飽和電壓時輸出高電平給反或閘。
優選的，比較器在電池電壓小於參考電壓時輸出高電平給反或閘，並在電池電壓不小於參考電壓時輸出低電平給反或閘。
優選的，當比較器與預充電電路都輸出低電平訊號時，反或閘輸出高電平訊號使得開關導通；當預充電電路與比較器輸出電平訊號不一致時，反或閘輸出低電平訊號使得開關截止。
優選的，開關為N型金屬氧化物半導體場效應電晶體，開關與外部電源相連的一端為N型金屬氧化物半導體場效應電晶體的漏極，開關與電池相連的一端為N型金屬氧化物半導體場效應電晶體的源極，開關與反或閘相連的一端為N型金屬氧化物半導體場效應電晶體柵極。
優選的，快速充電電路還包括第一電阻及第二電阻，比較器包括正向輸入端、反向輸入端、輸出端，其中，比較器的反向輸入端與電池相連，比較器的輸出端與反或閘相連，第一電阻連接於比較器的正向輸入端與外部電源之間，第二電阻連接於比較器的正向輸入端與接地之間。
優選的，反或閘包括第一輸入端、第二輸入端及輸出端，第一輸入端與比較器的輸出端電連接，第二輸入端與預充電電路相連，輸出端與開關相連。
優選的，預充電電路包括低電流充電晶片，電連接於外部電源與電池之間，低電流充電晶片包括偵測引腳，偵測引腳會在電池電壓接近飽和時，輸出高電平訊號給反或閘。
優選的，快速充電電路還包括二極體，二極體陽極電連接於開關 ，陰極與電池相連，用於防止電池的電流回流。
電子設備利用上述原始的預充電電路再加上設計的快速充電電路對電子設備的電池充電，縮短了充電時間。
100‧‧‧電子設備
10‧‧‧電池
20‧‧‧快速充電電路
30‧‧‧外部電源
40‧‧‧預充電電路
41‧‧‧偵測引腳
Q1‧‧‧開關
D‧‧‧漏極
S‧‧‧源極
G‧‧‧柵極
D1‧‧‧二極體
U1‧‧‧比較器
U2‧‧‧反或閘
R1‧‧‧第一電阻
R2‧‧‧第二電阻
Vref‧‧‧參考電壓
圖1為本發明電子設備一實施方式的環境圖及具體電路圖。
在本實施方式中，電子設備100包括預充電電路40與快速充電電路20。快速充電電路20與預充電電路40都電連接於外部電源30與電子設備100的電池10之間。快速充電電路20工作時，快速充電電路20與預充電電路40同時對電子設備100的電池10充電；快速充電電路20休眠時，只由預充電電路40對電子設備100的電池10充電。在本實施方式中，電子設備100可為智慧手機、平板電腦、電子書等可擕式電子產品。
預充電電路40與外部電源30相連，用於對電子設備100的電池10進行充電。在本實施方式中，預充電電路40包括低電流充電晶片，電連接於外部電源30與電池10之間，低電流充電晶片包括偵測引腳41，偵測引腳41在偵測到電池10電壓不小於飽和電壓時，輸出高電平訊號給快速充電電路20；偵測引腳41在偵測到電池10電壓小於飽和電壓時，輸出低電平訊號給快速充電電路20。
在本實施方式中，快速充電電路20包括開關Q1、比較器U1及反或閘U2。開關Q1電連接於外部電源30與電池10之間，用於控制快速充電電路20的工作與休眠。在本實施方式中，開關Q1為N型金屬氧化物半導體場效應電晶體，開關Q1與外部電源30相連的一端為N型金屬氧化物半導體場效應電晶體的漏極D，開關Q1與電池10相 連的一端為N型金屬氧化物半導體場效應電晶體的源極S，開關Q1與反或閘U2相連的一端為N型金屬氧化物半導體場效應電晶體柵極G。
比較器U1電連接於電池10，用於比較電池10電壓與參考電壓Vref。在本實施方式中，比較器U1包括正向輸入端、反向輸入端、輸出端，反向輸入端與電池10電連接，正向輸入端與用於輸入參考電壓Vref，輸出端與反或閘U2電連接，比較器U1用於比較電池10電壓與比較器U1參考電壓Vref，且根據比較結果輸出不同電平訊號與預充電電路40輸出的電平訊號控制開關Q1的導通與截止。
反或閘U2電連接於預充電電路40、比較器U1及開關Q1，用於根據比較器U1的比較結果與預充電電路40輸出的電平訊號來輸出訊號以控制開關Q1導通與截止。在本實施方式中，反或閘U2包括第一輸入端、第二輸入端、輸出端，第一輸入端與比較器U1的輸出端電連接，第二輸入端與預充電電路40電連接，輸出端與開關Q1柵極G電連接。
在其他實施方式中，快速充電電路20還包括第一電阻R1與第二電阻R2，其中，第一電阻R1一端電連接於比較器U1正向輸入端，另一端用於接收參考電壓Vref。第二電阻R2一端電連接於比較器U1正向輸入端，另一端接地。第一電阻R1與第二電阻R2用於調節比較器U1的參考電壓Vref。
在其他實施方式中，快速充電電路20還包括二極體D1，陽極與開關Q1源極電連接，陰極與電池10電連接，用於防止電池10在無充電情況下電流回流。
快速充電電路20的休眠與工作，由開關Q1控制，而開關Q1的導通與截止由反或閘U2輸出的電平訊號控制，反或閘U2輸出的電平訊號則由預充電電路40與比較器U1輸出的電平訊號控制。
比較器U1在電池10的電壓小於參考電壓Vref時輸出高電平，並在電池10的電壓不小於參考電壓Vref時輸出低電平。當比較器U1與預充電電路40都輸出低電平訊號時，反或閘U2輸出高電平訊號使得開關Q1導通；當預充電模組40與比較器U1輸出電平訊號不一致時，反或閘U2輸出低電平訊號使得開關Q1截止。
在本實施方式中，當開關Q1導通時，快速充電電路20開始工作，快速充電電路20與預充電電路40同時為電子設備100的電池10充電；當開關Q1截止時，快速充電電路20休眠，只由預充電電路40單獨為電子設備100的電池10充電。
如前所述，當電子設備100的電池10電量極低時，比如為快速充電電路20電流的10%，電池10的電壓小於比較器U1的參考電壓Vref，比較器U1的輸出端將輸出高電平訊號給反或閘U2的第一輸入端，同時預充電電路40輸出低電平訊號給反或閘U2的第二輸入端，反或閘U2輸出低電平訊號，使得開關Q1截止，從而快速充電電路20休眠，只由預充電電路40為電子設備100的電池10充電。
當電池10預充電一段時間後，電池10的電壓逐漸升高，且大於比較器U1的參考電壓Vref，比較器U1的輸出介面將輸出低電平訊號給反或閘U2的第一輸入端，同時預充電電路40輸出低電平訊號給反或閘U2的第二輸入端，反或閘U2輸出高電平訊號，使得開關Q1導通，從而快速充電電路20工作，使得快速充電電路20與預充電電路40同時為電子設備100的電池10快速充電。
當電池10電壓大於飽和電壓時，電池10的電壓大於比較器U1的參考電壓Vref，比較器U1的輸出介面將輸出低電平訊號給反或閘U2的第一輸入端，但預充電電路40輸出高電平訊號給反或閘U2的第二輸入端，反或閘U2輸出低電平訊號，使得開關Q1截止，從而快速充電電路20休眠，只由預充電電路40為電子設備100的電池10充電。
從而，本發明中，快速充電電路20工作時，快速充電電路20可以加速對電池10充電，縮短了充電時間；快速充電電路20休眠時，只由預充電電路40對電池10正常充電，保護了電池10。
100‧‧‧電子設備
10‧‧‧電池
20‧‧‧快速充電電路
30‧‧‧外部電源
40‧‧‧預充電電路
41‧‧‧偵測引腳
Q1‧‧‧開關
D‧‧‧漏極
S‧‧‧源極
G‧‧‧柵極
D1‧‧‧二極體
U1‧‧‧比較器
U2‧‧‧反或閘
R1‧‧‧第一電阻
R2‧‧‧第二電阻
Vref‧‧‧參考電壓

Claims (7)

  1. 一種電子設備，包括預充電電路與電池，該預充電電路與外部電源相連，用於對該電子設備的電池進行充電，該電子設備還包括快速充電電路，該快速充電電路包括：開關，電連接於該外部電源與該電池之間，用於控制該快速充電電路的工作與休眠；比較器，正向輸入端與該外部電源連接以輸入參考電壓，反向輸入端與該電池連接，該比較器用於比較該電池電壓與該參考電壓；及反或閘，電連接於該預充電電路、該比較器及該開關，用於根據比較器的比較結果與該預充電電路輸出的電平訊號來輸出訊號以控制開關導通與截止。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電子設備，該預充電電路在該電池的電壓小於飽和電壓時輸出低電平給該反或閘，在該電池的電壓不小於飽和電壓時輸出高電平給該反或閘。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之電子設備，該比較器在該電池電壓小於該參考電壓時輸出高電平給該反或閘，並在該電池電壓不小於該參考電壓時輸出低電平給該反或閘。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之電子設備，該反或閘在該比較器與該預充電電路都輸出低電平訊號時，輸出高電平訊號使得該開關導通，並在該預充電電路與該比較器輸出電平訊號不一致時，輸出低電平訊號使得該開關截止。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之電子設備，該開關為N型金屬氧化物半導體場效應電晶體，該開關與該外部電源相連的一端為N型金屬氧化物半導體 場效應電晶體的漏極，該開關與該電池相連的一端為N型金屬氧化物半導體場效應電晶體的源極，該開關與該反或閘相連的一端為N型金屬氧化物半導體場效應電晶體柵極。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之電子設備，該預充電電路包括低電流充電晶片，電連接於該外部電源與該電池之間，該低電流充電晶片包括偵測引腳，該偵測引腳在偵測到該電池電壓不小於飽和時，輸出高電平訊號給該反或閘。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之電子設備，該快速充電電路還包括二極體，該二極體陽極電連接於該開關，陰極與該電池相連，用於防止該電池的電流回流。
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