CN101877495B - 充电指示电路及应用该电路的便携式电子装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种充电指示电路，其包括依次电性连接的一充电控制单元、一充电指示单元及与充电控制单元电性连接的一电池单元、一微处理器单元。所述充电指示单元用于指示该电池单元地充电状态，所述充电指示单元用于指示该电池单元地充电状态，该充电控制单元包括一与上述充电指示单元电性连接的晶体管Q2，当电池单元的电压大于或等于一便携式电子装置的启动电压时，该微处理器单元控制该晶体管Q2的导通或断开，从而控制该充电指示单元处于不同的状态，以指示上述充电单元的充电状态。

Description

充电指示电路及应用该电路的便携式电子装置
技术领域
本发明涉及一种充电状态指示电路及应用该电路的便携式电子装置，尤其涉及一种节约成本的充电指示电路及应用该电路的便携式电子装置。
背景技术
目前，手机、PDA(Personal Digital Assistant，个人数字助理)等便携式电子产品以其小巧、便于随身携带等显著特点而倍受现代人的欢迎，并显著地提高了人们的工作效率和生活质量。该便携式电子产品广泛使用充电电池。在应用中，当电池的电量不足时，可通过一充电装置连接到其他电源上进行充电后即可再次使用。
一般便携式电子装置上都设置有指示充电装置工作状态的指示灯，在对装设在便携式电子装置上的充电电池进行充电时，该指示灯可以通过显示不同的颜色或明亮程度而指示该充电电池的充电状态。现有的电子装置一般是通过逻辑电路、专用的集成芯片等组成控制电路来控制指示灯的导通状态，此类控制电路不但因电路组件多，结构复杂而可能不利于便携式电子装置的小型化，而且会增加整体的制造成本。此外，当该便携式电子装置长时间未使用或放置时间过久，可能会造成该电子装置的充电电池因过放电而使得电池电压低于该电子装置电路***的启动电压，以至于在充电初期因电池电压过低而无法启动***，此时，该便携式电子装置上的指示灯将处于熄灭状态，可能会让人们误认为该便携式电子装置损坏或电池无法充电，从而造成不必要的麻烦。
发明内容
针对上述问题，有必要提供一种结构简单，成本低廉且应用方便的充电指示电路。
另，有必要提供一种应用该充电指示电路的便携式电子装置。
一种充电指示电路，其包括依次电性连接的一充电控制单元、一充电指示单元及与充电控制单元电性连接的一电池单元、一微处理器单元。所述充电指示单元用于指示该电池单元地充电状态，该充电控制单元包括一与上述充电指示单元电性连接的晶体管Q2，当电池单元的电压大于或等于一便携式电子装置的启动电压时，该微处理器单元控制该晶体管Q2的导通或断开，从而控制该充电指示单元处于不同的状态，以指示上述充电单元的充电状态。
一种便携式电子装置，其包括一壳体及设于该壳体内的充电指示电路，所述充电指示电路包括一电源输入单元和依次电性连接的一充电控制单元、一充电指示单元及与充电控制单元电性连接的一电池单元、一微处理器单元。该电源输入单元设于壳体内，通过该壳体接入一充电电源以提供电能，所述充电指示单元用于指示该电池单元的充电状态，该充电控制单元包括一与上述充电指示单元电性连接的晶体管Q2，当电池单元的电压大于或等于上述便携式电子装置的启动电压时，该微处理器单元控制该晶体管Q2的导通或断开，从而控制该充电指示单元处于不同的状态，以指示上述充电单元的充电状态。
相较于现有技术，本发明较佳实施例的充电指示电路通过所述充电控制单元和微处理器单元控制所述充电指示单元，使该充电指示单元显示电池单元的充电状态。此外，当电池单元处于过放状态时，通过该充电指示单元仍能判断该充电单元是否处于充电状态。所述充电指示电路的电路组件较少，电路结构简单，通过控制晶体管Q2的导通或断开即可控制该充电指示单元，成本较低，使用也更加方便。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的充电指示电路的电源输入单元及发光二极管装设在便携式电子装置中的位置示意图。
图2为本发明较佳实施例的充电指示电路的功能单元框图。
图3为本发明较佳实施例的充电指示电路的电路原理图。
具体实施方式
请参阅图1及图3，本发明的一个较佳实施例提供一种充电指示电路100，其适用于一便携式电子装置200中，该便携式电子装置200可以是移动电话、PDA、MP3等。所述充电指示电路100包括一电源输入单元10、一滤波单元20、一保护单元30、一充电控制单元40、一微处理器单元50、一充电指示单元60及一电池单元70。所述电源输入单元10、滤波单元20、保护单元30、充电控制单元40、充电指示单元60依次电性连接，该保护单元30同时与微处理器单元50、充电指示单元60和电池单元70电性连接，所述微处理器单元50同时与充电控制单元40电性连接。所述便携式电子装置200具有一壳体80，所述电源输入单元10、滤波单元20、保护单元30、充电控制单元40、微处理器单元50及电池单元70均可装设于该壳体80内。
请一并参阅图2，所述电源输入单元10可为现有的充电端口，其与现有的充电装置电性连接，用于接入充电电源以提供一充电电压Vc，该电源输入单元10可设置于壳体80上适合接入充电电源的任意位置。所述滤波单元20包括与所述电源输入单元10电连接的一电容C及一保险丝F，所述电源输入单元10的电流经由保险丝F输出，该电容C为滤波电容，直接接地，用于滤除电源输入单元10输出的电流中的杂波。
所述保护单元30包括二极管D1、D2、D3和D4，该二极管D1、D2、D3和D4可为现有的肖特基二极管(Schottky Barrier Diode)，其组成一保护电路，以防止上述电流输入单元10输出的电流倒灌而影响电池单元70和损坏微处理器单元50的引脚。
所述充电控制单元40包括电阻R1、R2和R3及晶体管Q1和Q2，所述电阻R1为分压电阻，其一端连接保险丝F和二极管D2的正(N)极之间，其另一端连接二极管D3的正极和晶体管Q1的漏极D(Drain)之间。所述电阻R2为下拉电阻，其连接于晶体管Q1的栅极G(Gate)和源极S(Source)之间。所述电阻R3为分压电阻，其连接于晶体管Q2的栅极G和源极S之间，所述晶体管Q2的漏极D电性连接于充电指示单元60，该晶体管Q2的栅极G同时电性连接至二极管D3、D4的负(P)极。所述晶体管Q1和Q2可为现有的NMOS(N-Metal-Oxide-Semiconductor，N-金属氧化物半导体)管，当上述电源输入单元10接入一充电电压Vc时，该晶体管Q2栅极G和源极S之间的电压Vgs2＝Vc＊R3/(R1+R3)。
所述微处理器单元50可与所述便携式电子装置200的微控制单元(Micro ControllerUnit，MCU)等装置整合，其具有可编程逻辑功能，内部具有相应的控制程序。该微处理器单元50具有一第一信号输出引脚(GPIO1)52及一第二信号输出引脚(GPIO2)54，该第一信号输出引脚52连接于二极管D4的正极，第二信号输出引脚54连接于晶体管Q1的栅极G和电阻R2之间。该第一信号输出引脚52和第二信号输出引脚54为二通用输出端口，其可通过微处理器单元50内部程序配置为高/低电平来控制外部设备。
所述充电指示单元60包括一发光二极管(Light Emitting Diode，LED)D5及一与该发光二极管D5负极连接的电阻R4，该电阻R4的另一端电性连接于晶体管Q2的漏极D，该电阻R4可为一现有的可变电阻，其用于调节发光二极管D5的电流。该发光二极管D5的正极电性连接于二极管D1、D2的负极，流经二极管D1、D2的正向电流可流至发光二极管D5。可以理解，该发光二极管D5可设置于壳体80上便于观察电池单元70充电状态的任意位置。
所述电池单元70可为现有锂电池等可充电电池，其与二极管D1的正极电性连接，当该电池单元70的电压大于所述便携式电子装置200电路***的一预设的启动电压时，其启动该电子装置200并提供电能支持。
请同时参阅图2及图3，当使用所述充电指示电路100指示上述便携式电子装置200的电池单元70的充电状态时，下面描述该充电指示电路100在不同的工作状态下的具体工作情况。
当上述电源输入单元10没有接入充电电源时。此时，充电电压Vc为0，且所述电池单元70处于过放状态或耗尽状态，该便携式电子装置200的电路***不能启动，所述发光二极管D5内没有电流通过，故其呈现为熄灭状态。
当上述电源输入单元10接入充电电源，且电池单元70的电压仍小于上述便携式电子装置200的电路***的启动电压时。此时，所述晶体管Q1的栅极G和源极S之间的电压Vgs1为0，无法导通该晶体管Q1，使该晶体管Q1处于截止状态。而所述晶体管Q2的栅极G和源极S之间的电压Vgs2＝Vc*R3/(R1+R3)，由于分压电阻R3的分压作用，Vgs2即可达到晶体管Q2的开启电压VT2而使该晶体管Q2处于导通状态，此时电流经由保险丝F、二极管D2、发光二极管D5、电阻R4和Q2的D及S形成通路，从而点亮发光二极管D5，并使其处于发光状态。在此充电过程中，该发光二极管D5受到充电电压Vc的控制，并使该发光二极管D5一直处于发光状态。
当上述电源输入单元10接入充电电源，且电池单元70的电压大于或等于便携式电子装置200的电路***的启动电压时。此时，所述便携式电子装置200的电路***启动，晶体管Q2和发光二极管D5受到微处理器单元50的控制。所述微处理器单元50的第二信号输出引脚54向晶体管Q1的栅极G输出一高电平，使晶体管Q1导通，由于晶体管Q1的源极S接地，则晶体管Q1的漏极D电压Vd与晶体管Q1的源极S电压Vs均为0，二极管D3两端和晶体管Q2的栅极G电压也均为0，由于晶体管Q2没有外部偏置电压，该晶体管Q2处于断开状态。同时，微处理器单元50的第一信号输出引脚52通过二极管D4向晶体管Q2的栅极G输出一高电平，晶体管Q2的栅极G和源极S之间的电压Vgs2大于晶体管Q2的导通电压VT2，故该晶体管Q2受到微处理器单元50的控制而处于导通状态。则由电池单元70提供的电流经由二极管D1、发光二极管D5和电阻R4形成通路，从而点亮发光二极管D5，并使其处于发光状态。在此充电过程中，该发光二极管D5受到微处理器单元50的控制，通过保持导通晶体管Q2，使该发光二极管D5一直处于发光状态。
当上述电源输入单元10接入充电电源，且所述电池单元70满充时，则上述微处理器单元50检测到该电池单元70输出的一表示已经充满电量的逻辑信号，该微处理器单元50依据该逻辑信号控制其第一信号输出引脚52通过二极管D4向晶体管Q2的栅极G输出一低电平，该晶体管Q2受到微处理器单元50的控制而处于断开状态。上述发光二极管D5没有电流经过，其处于熄灭状态。
本发明较佳实施例的充电指示电路100通过所述充电控制单元40和微处理器单元50控制所述充电指示单元60，使该充电指示单元60显示电池单元70的充电状态。此外，当电池单元70处于过放状态时，通过该充电指示单元60仍能判断该充电单元70是否处于充电状态。所述充电指示电路100结构简单，通过控制晶体管Q2的导通或断开即可控制该充电指示单元60，成本较低，满足了人们的消费需要。
另外，本领域技术人员还可在本发明权利要求公开的范围和精神内做其他形式和细节上的各种修改、添加和替换。当然，这些依据本发明精神所做的各种修改、添加和替换等变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种充电指示电路，其包括一充电指示单元及一电池单元，所述充电指示单元用于指示该电池单元的充电状态，其特征在于：所述充电指示电路进一步包括一与上述充电指示单元电性连接的充电控制单元及一与该充电控制单元电性连接的微处理器单元，该充电控制单元包括一与上述充电指示单元电性连接的晶体管Q2，当电池单元的电压大于或等于一便携式电子装置的启动电压时，该微处理器单元控制该晶体管Q2的导通或断开，从而控制该充电指示单元处于不同的状态，以指示上述电池单元的充电状态。
2.如权利要求1所述的充电指示电路，其特征在于：当所述电池单元的电压小于上述便携式电子装置的启动电压时，所述充电控制单元控制充电指示单元处于不同的状态，以指示上述电池单元的充电状态。
3.如权利要求1所述的充电指示电路，其特征在于：所述充电控制单元进一步包括电阻R1、R2、R3及晶体管Q1，所述晶体管Q1的漏极D与电阻R1连接，其栅极G和源极S分别与电阻R2的两端连接，所述晶体管Q2的栅极G和源极S分别连接于电阻R3的两端，其漏极D与充电指示单元电性连接，所述电阻R1为晶体管Q2的分压电阻，所述电阻R2为晶体管Q1的下拉电阻，所述电阻R3为晶体管Q2的偏置电阻。
4.如权利要求3所述的充电指示电路，其特征在于：所述晶体管Q1和晶体管Q2为N型MOS管。
5.如权利要求3所述的充电指示电路，其特征在于：所述充电指示电路进一步包括一与所述充电控制单元、微处理器单元、充电指示单元和电池单元电性连接的保护单元，所述保护单元包括二极管D1、D2、D3和D4，二极管D1的正极与电池单元连接，二极管D1和D2的负极均与充电指示单元连接，二极管D2和二极管D3的正极连接于电阻R1的两端，二极管D3和D4的负极均连接于晶体管Q2的栅极G，二极管D4的正极连接于上述微处理器单元。
6.如权利要求5所述的充电指示电路，其特征在于：所述微处理器单元具有一第一信号输出引脚及一第二信号输出引脚，该第一信号输出引脚及第二信号输出引脚用于输出控制信号，第一信号输出引脚连接于二极管D4的正极，该第二信号输出引脚连接于晶体管Q1的栅极G和电阻R2之间。
7.如权利要求5所述的充电指示电路，其特征在于：所述充电指示单元包括一发光二极管D5及一与该发光二极管D5负极连接的电阻R4，该发光二极管D5的正极电性连接于二极管D1和D2的负极，该电阻R4另一端电性连接于晶体管Q2的漏极D，当晶体管Q2导通时，发光二极管D5发光，当晶体管Q2断开时，发光二极管D5熄灭。
8.如权利要求5所述的充电指示电路，其特征在于：所述充电指示电路进一步包括一电源输入单元及一与所述保护单元和电源输入单元电性连接的滤波单元，所述滤波单元包括一电容C及一保险丝F，该电源输入单元与上述电容C及保险丝F电连接，其用于接入一充电电源，电源输入单元的电流经由保险丝F输出，该电容C为滤波电容，直接接地，用于滤除电源输入单元10输出的电流中的杂波，该保险丝F与电阻R1和二极管D2的正极电性连接。
9.一种便携式电子装置，其包括一壳体及设于该壳体内的充电指示电路，所述充电指示电路包括一电源输入单元、一充电指示单元及一电池单元，该电源输入单元设于壳体内，通过该壳体接入一充电电源以提供电能，所述充电指示单元用于指示该电池单元的充电状态，其特征在于：所述充电指示电路包括一与上述充电指示单元电性连接的充电控制单元及一与该充电控制单元电性连接的微处理器单元，该充电控制单元包括一与上述充电指示单元电性连接的晶体管Q2，当电池单元的电压大于或等于一便携式电子装置的启动电压时，该微处理器单元控制该晶体管Q2的导通或断开，从而控制所述充电指示单元处于不同的状态，以指示上述电池单元的充电状态。
10.如权利9所述的便携式电子装置，其特征在于：所述充电指示电路进一步包括一与上述电源输入单元电性连接的滤波单元及一保护单元，该滤波单元用于消除电源输入单元输入电流的杂波，所述保护单元与上述滤波单元、充电控制单元、微处理器单元、充电指示单元和电池单元电性连接，其用于防止电流反向流通。
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