CN101588065B - 一种无线商话电源管理电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线商话电源管理电路，它包括一通信模块、一电池、一外电接口电路、一外电供电电路、一充电控制电路及一供电切换电路。该供电切换电路包括一MOS管和一保护电路。该MOS管漏极电接电池，源极电接开关电路，使得在有外接电源时MOS管截止并由外接电源为通信模块提供电能，在无外接电源时MOS管导通并由电池为通信模块提供电能。该保护电路电接外电接口电路、电池和外电供电电路，用于在外电源切断时，使MOS管栅极电压为低电平，使MOS管源极和栅极之间存在有电压差，使MOS管处于导通状态。

Description

一种无线商话电源管理电路

所属技术领域

本发明涉及一种无线商话电源管理电路。

背景技术

传统无线商话电源管理电路中，通信模块都是由电池供电。电接外电源时，外电源不能直接用于为通信模块供电，只能用于为电池充电。该电路存在有如下的不足：无法满足外电适配器与内置电池均可单独供电的需求。

针对上述不足，有人提出一种解决方案，如图1及图2所示。该电源管理电路，它包括一通信模块、一电池、一外电接口电路、一外电供电电路、一充电控制电路及一供电切换电路。该外电接口电路用于电接外电源。该外电供电电路用于电接在外电接口电路和通信模块之间，以让外接电源为通信模块提供电源，它包括一限压电路及一开关电路。该充电控制电路用于电接在外电接口电路和电池之间，以让外接电源为电池充电。该供电切换电路利用二极管的特性实现切换，用于在有外接电源时由外接电源为通信模块提供电能，在无外接电源时由电池为通信模块提供电能。该电路工作原理：有外电(4.6V)接入时，一路经过限压电路(D2、D3、D4、D5)、开关电路给通信模块供电。该外电接口电路的R1与R2有一定的分压(通信模块的一POWER检测口连接在R1和R2之间)，当电接外电源时，该POWER检测口具有电压，通信模块根据该电压判断出有外电源。通信模块再判断电池电压是否要启动充电机制，若确认启动快电，由通信模块PWM口给Q2提供控制电压，输出高电平使Q2导通，使Q1导通；这时外电另一路经过R5、Q1给电池充电，由通信模块来实现充电控制。充电停止条件由通信模块判断电池电压及电池温度来决定是否停止充电。当外电源切断时(无外电)，由电池经过D6、D7、SW1给通信模块供电。R6从限压电路引入给电池充电，主要是作为镍氢电池涓流电充使用，选择R6是否使用取决于通信模块的充电机制。该解决方案存在有如下的不足：电池给通信模块供电上有串有二极管D6、D7，肖特基二极管的压差为0.3V，目前市场的通信模块正常工作电压是3.3V-4.3V(低于3.3V供电会给通信模块内部***稳定性运行造成出错，如果为了避免类似问题，通信模块软件把软关机电压提到3.3V)，因此当电池输出电压在3.3V-3.6V之间时(经过0.3V压降之后，低于3.3V)，通信模块就会控制软件关机，电池输出电压在3.3-3.6V之间的电能没有放电完成，电池无法合理放电完成，对使用电池容量有一定的损失。

针对该解决方案所存在的不足，有人提出解决方案，如图3所示。它与上一解决方案不同之处在于：增加R3、R7、D10关键器件，由MOS1代替图2的D6、D7。该电路工作原理：充电原理、外电供电原理与图2一样；不同之处在于：外电供电切换成内置电池供电时由肖特基二极管改成MOS管，此MOS管采用AO3401(P型绝缘场效应管)，MOS管栅极通过电阻接地，由电源经过二极管(IN4148)到栅极，漏极接电池端，源极输出到开关。在有外接电源时，外电通过D10拉高MOS栅极电压，使MOS管处于截止状态。此时由外电经过D2、D3、D4、D5、开关电路给通信模块供电。在没有外接电源时，MOS管的栅极处于低电平，MOS导通，此时由内置电池给模块供电源。该电源管理电路存在有如下不足：1、在通信模块控制充电时，这时断开外电，而通信模块反应速度没那么快关闭充电机制，造成电池从Q1漏电到外电接口，使MOS管的栅极处理高电平状态，MOS管截止，此时电池只能通过MOS管内部二极管给通信模块供电，MOS的内部二极管压差为0.7V，所以此时电池给通信模块造成比较大的纹波；2、电池电压处于正常状态时，它的输出电压在3.3V-4.0V时，但该输出电压通过0.7V压降之后，低于3.3V，通信模块就会控制软件关机，造成非正常关机，造成电池容量损失。

发明内容

本发明提供一种无线商话电源管理电路，其克服了背景技术的电源管理电路所存在的不足。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种无线商话电源管理电路，它包括一通信模块、一电池、一外电接口电路、一外电供电电路、一充电控制电路及一供电切换电路；

该外电接口电路，用于电接外电源；

该外电供电电路，用于电接在外电接口电路和通信模块之间，以让外接电源为通信模块提供电源，它包括一限压电路及一开关电路；

该充电控制电路，用于电接在外电接口电路和电池之间，以让外接电源为电池充电；

该供电切换电路，它包括一MOS管，该MOS管漏极电接电池，源极电接开关电路，使得在有外接电源时MOS管截止并由外接电源为通信模块提供电能，在无外接电源时MOS管导通并由电池为通信模块提供电能；

该供电切换电路还包括一保护电路，该保护电路电接外电接口电路、电池和外电供电电路，用于在外电源切断时，使MOS管栅极电压为低电平，使MOS管源极和栅极之间存在有电压差，使MOS管处于导通状态。

一较佳实施例中，该充电控制电路，它包括：

一三极管Q1，该三极管Q1的E极和外电接口电路电接，三极管Q1的C极和电池电接；及

一三极管Q2，该三极管Q2的C极和三极管Q1的B极电接，该三极管Q2的B极和通信模块电接，该三极管Q2的E极接地；

其中：在有外接电源时，通信模块给Q2提供控制电压，使Q1导通，让外接电源给电池充电。

一较佳实施例中，该保护电路，它包括：

一三极管Q3，该三极管Q3的B极和外电接口电路电接，该三极管Q3的E极和电池电接；

一三极管Q4，该三极管Q4的B极和三极管Q3的C极电接，该三极管Q4的E极接地，该三极管Q4的C极和三极管Q1的B极电接；及

一二极管D10，该二极管D10阳极和三极管Q3的B极电接，该二极管D10阴极电接MOS管栅极；

其中：该MOS管栅极通过电阻R7接地；在有外接电源时，该Q3截止，Q4截止，外接电源通过D10拉高MOS管栅极，以使MOS管截止；在外接电源切断时，该Q3导通，Q4导通，Q1截止，该Q1截止使MOS管栅极电压为低电平，以保证MOS管导通。

一较佳实施例中，该三极管Q3的B极通过电阻R4电接外电接口电路，该三极管Q3的C极通过电阻R9电接三极管Q4的B极，该三极管Q4的B极和三极管Q4的E极之间电接有电阻R10。

一较佳实施例中，该保护电路，它包括：

一三极管Q3，该三极管Q3的B极和外电接口电路电接，该三极管Q3的E极和电池电接；

一三极管Q4，该三极管Q4的B极和三极管Q3的C极电接，该三极管Q4的E极接地，该三极管Q4的C极通过电阻R13电接MOS管栅极；

一电阻R7，该电阻R7一端和三极管Q3的B极电接，另一端和三极管Q4的C极电接；

其中：在有外接电源时，该Q3截止，Q4截止，外接电源通过R7拉高MOS管栅极，以使MOS管截止；在外接电源切断时，该Q3导通，Q4导通，该Q4导通使MOS管栅极电压为低电平，以保证MOS管导通。

一较佳实施例中，该三极管Q3的B极通过电阻R4电接外电接口电路，该三极管Q3的C极通过电阻R9电接三极管Q4的B极，该三极管Q4的B极和三极管Q4的E极之间电接有电阻R10。

本技术方案与背景技术相比：由于设置有保护电路，该保护电路直接利用外电源切断时外电接口电路输出端的低电压特点，使MOS管栅极电压为低电平，使MOS管源极和栅极之间存在有电压差，使MOS管处于导通状态，保证切换电路的切换，因此具有如下优点：1、避免外电与内置电池在切换中产生效大纹波，能够实现外电与内置电池切换控制的稳定性；2、该保护电路只增加较少的器件，成本低。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是背景技术的电路方框图。

图2是背景技术的一现有电路图。

图3是背景技术的另一现有电路图。

图4是本发明一较佳实施例的电路图。

图5是本发明另一较佳实施例的电路图。

具体实施方式

请查阅图1及图4，一种无线商话电源管理电路，它包括一通信模块、一电池、一外电接口电路、一外电供电电路、一充电控制电路及一供电切换电路。

该通信模块具有一VBAT接口、一ADC接口、一VADC接口、一PWM接口及一POWER接口。

该电池包括一电池BT1、一热敏电阻、一电阻R14、一电阻R15、一电容C2。该热敏电阻和通信模块的ADC接口相连接，以检测电池温度。该电阻R14和电阻R15之间的连接点和通信模块的VADC接口相连接，以检测电池电压。

该外电接口电路用于电接外电源，它包括外电接口、一电阻R1、一电阻R2、一电阻R3、一电容C1、一二极管D1。该电阻R1和电阻R2连接用于分压，该通信模块的POWER接口连接在电阻R1和R2之间，用于判断是否电接外电源。

该外电供电电路，用于电接在外电接口电路输出端和通信模块的VBAT接口之间，以让外接电源为通信模块提供电源。该外电供电电路包括一限压电路及一开关电路。该限压电路包括一二极管D2、一二极管D3、一二极管D4、一二极管D5，它用于降低电压，一般可降低0.6V。该开关电路包括一SW1、一电阻R16、一电容C3、一电容C4。

该充电控制电路，用于电接在外电接口电路和电池之间，以让外接电源为电池充电。该充电控制电路包括一电阻R5、一三极管Q1、一三极管Q2、一电阻R8、一电阻R6、一电阻R11、一电阻R12、一电阻R13。该三极管Q1的E极通过电阻R5和外电接口电路的输出端电接，三极管Q1的C极和电池电接，该三极管Q1的B极通过电阻R8和三极管Q2的C极电接。该三极管Q2的B极通过电阻R12、R13和通信模块的PWM接口电接，该三极管Q2的E极接地，该三极管Q2的E极和三极管Q2的B极之间电接电阻R11。

该供电切换电路，包括一MOS管及一保护电路，MOS1可采用AO3401。该MOS管漏极电接电池，源极电接开关电路的SW1，栅极通过电阻R7接地，在有外接电源时MOS管截止并由外接电源为通信模块提供电能，在无外接电源时MOS管导通并由电池为通信模块提供电能。该保护电路，它包括一三极管Q3、一三极管Q4、一二极管D10、一电阻R4、一电阻R9、一电阻R10，Q3可采用9012、Q4可采用9013/9014，该电阻R4、电阻R9的取值大于K欧姆以上(例如51K欧姆)，避免内置电池的损耗，R10的取值取决于R9的取值来决定分压。该三极管Q3的B极通过电阻R4和外电接口电路的输出端电接，该三极管Q3的E极和电池电接，该三极管Q3的C极通过电阻R9和三极管Q4的B极电接。该三极管Q4的E极接地，该三极管Q4的C极电接在充电控制电路的电阻R13和电阻R12之间，使得三极管Q4的C极和三极管Q1的B极电接，该三极管Q4的E极和三极管Q4的B极之间电接电阻R10。该二极管D10阳极和三极管Q3的B极电接，该二极管D10阴极电接MOS管栅极。

本实施例之中未具体描述的元器件可直接采用背景技术(如图2或图3)的相应的元器件。

在有外接电源时，该Q3的Veb为负压，Q3截止，Q4的B极电压为低电平，Q4截止，外接电源通过D10拉高MOS管栅极，以使MOS管截止，以使外电源直接为通信模块提供电能。通信模块通过POWER接口得知有电接外电源。该通信模块PWM口给Q2提供控制电压，输出高电平使Q2导通，使Q1导通；这时外电另一路经过R5、Q1给电池充电，由通信模块来实现充电控制。

在外接电源切断时(无外接电源)，该Q3的Veb高于0.3V以上，使Q3导通，因Q3给Q4的B极供电使Q4导通，把通信模块给Q2的控制电压拉低，使Q1处于截止状态，该Q1截止使MOS管栅极电压为低电平，以保证MOS管导通，以使电池为通信模块提供电能。

在另一较佳实施例之中，请查阅图5，它与上一实施例不同之处在于：

该供电切换电路，包括一MOS管及一保护电路。该MOS管漏极电接电池，源极电接开关电路的SW1，在有外接电源时MOS管截止并由外接电源为通信模块提供电能，在无外接电源时MOS管导通并由电池为通信模块提供电能。该保护电路，它包括一三极管Q3、一三极管Q4、一电阻R4、一电阻R9、一电阻R10、一电阻13、一电阻7。该三极管Q3的B极通过电阻R4和外电接口电路的输出端电接，该三极管Q3的E极和电池电接，该三极管Q3的C极通过电阻R9和三极管Q4的B极电接，该三极管Q4的E极接地，该三极管Q4的C极通过电阻R13电接MOS管栅极，该三极管Q4的E极和三极管Q4的B极之间电接电阻R10。该电阻R7一端和三极管Q3的B极电接，另一端和三极管Q4的C极电接(电接电阻R13)。

在有外接电源时，该Q3的Veb为负压，Q3截止，Q4的B极电压为低电平，Q4截止，外接电源通过R7拉高MOS管栅极，以使MOS管截止，以使外电源直接为通信模块提供电能。

在外接电源切断时，该Q3的Veb高于0.3V以上，使Q3导通，因Q3给Q4的B极供电使Q4导通，Q4导通把MOS管的栅极拉低，以保证MOS管导通，以使电池为通信模块提供电能。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (5)

1.一种无线商话电源管理电路，它包括一通信模块、一电池、一外电接口电路、一外电供电电路、一充电控制电路及一供电切换电路；

该外电接口电路，用于电接外电源；

该外电供电电路，用于电接在外电接口电路和通信模块之间，以让外接电源为通信模块提供电源，该外电供电电路包括一限压电路及一开关电路；

该充电控制电路，用于电接在外电接口电路和电池之间，以让外接电源为电池充电；

该供电切换电路，它包括一MOS管，该MOS管漏极电接电池，源极电接开关电路，使得在有外接电源时MOS管截止并由外接电源为通信模块提供电能，在无外接电源时MOS管导通并由电池为通信模块提供电能；

其特征是：该供电切换电路还包括一保护电路，该保护电路电接外电接口电路、电池和外电供电电路，用于在外电源切断时，使MOS管栅极电压为低电平，使MOS管源极和栅极之间存在有电压差，使MOS管处于导通状态；

该充电控制电路，它包括：

一三极管Q1，该三极管Q1的E极和外电接口电路电接，三极管Q1的C极和电池电接；及

一三极管Q2，该三极管Q2的C极和三极管Q1的B极电接，该三极管Q2的B极和通信模块电接，该三极管Q2的E极接地；

其中：在有外接电源时，通信模块给三极管Q2提供控制电压，使三极管Q1导通，让外接电源给电池充电。

2.根据权利要求1所述的一种无线商话电源管理电路，其特征在于：该保护电路，它包括：

一三极管Q3，该三极管Q3的B极和外电接口电路电接，该三极管Q3的E极和电池电接；

一三极管Q4，该三极管Q4的B极和三极管Q3的C极电接，该三极管Q4的E极接地，该三极管Q4的C极和三极管Q1的B极电接；及

一二极管D10，该二极管D10阳极和三极管Q3的B极电接，该二极管D10阴极电接MOS管栅极；

其中：该MOS管栅极通过电阻R7接地；在有外接电源时，该三极管Q3截止，三极管Q4截止，外接电源通过二极管D10拉高MOS管栅极，以使MOS管截止；在外接电源切断时，该三极管Q3导通，三极管Q4导通，三极管Q1截止，该三极管Q1截止使MOS管栅极电压为低电平，以保证MOS管导通。

3.根据权利要求2所述的一种无线商话电源管理电路，其特征在于：该三极管Q3的B极通过电阻R4电接外电接口电路，该三极管Q3的C极通过电阻R9电接三极管Q4的B极，该三极管Q4的B极和三极管Q4的E极之间电接有电阻R10。

4.根据权利要求1所述的一种无线商话电源管理电路，其特征在于：该保护电路，它包括：

一三极管Q3，该三极管Q3的B极和外电接口电路电接，该三极管Q3的E极和电池电接；

一三极管Q4，该三极管Q4的B极和三极管Q3的C极电接，该三极管Q4的E极接地，该三极管Q4的C极通过电阻R13电接MOS管栅极；

一电阻R7，该电阻R7一端和三极管Q3的B极电接，另一端和三极管Q4的C极电接；

其中：在有外接电源时，该三极管Q3截止，三极管Q4截止，外接电源通过R7拉高MOS管栅极，以使MOS管截止；在外接电源切断时，该三极管Q3导通，三极管Q4导通，该三极管Q4导通使MOS管栅极电压为低电平，以保证MOS管导通。

5.根据权利要求4所述的一种无线商话电源管理电路，其特征在于：该三极管Q3的B极通过电阻R4电接外电接口电路，该三极管Q3的C极通过电阻R9电接三极管Q4的B极，该三极管Q4的B极和三极管Q4的E极之间电接有电阻R10。

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