CN106611993A - 双电池供电***及供电方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种双电池供电***及供电方法，用以延长对设备进行供电的供电时间的同时，提高供电的可靠性。所述双电池供电***，包括第一电池回路、第二电池回路和电源输出模块；其中，所述电源输出模块的两端分别与所述第一电池回路和第二电池回路的输出端电连接；所述双电池供电***还包括：用于控制所述第一电池回路和第二电池回路之间进行切换的切换控制电路，所述切换控制电路的两端分别与所述第一电池回路和第二电池回路的输入端电连接；通过控制所述切换控制电路中的第一控制端和第二控制端的端点电平的高低，来切换用于供电的所述第一电池回路和第二电池回路；具有延长对设备进行供电的供电时间以及提高供电可靠性的有益效果。

Description

双电池供电***及供电方法

技术领域

本发明涉及电子通信技术领域，尤其涉及一种双电池供电***及供电方法。

背景技术

随着互联网技术的不断发展进步和全球终端产品智能化的日益推进，人们在日常工作和生活中使用的智能化电子设备越来越多，例如智能手机、平板电脑(Pure Audio Design，Pad)、数字化视频光盘(DigitalVideo Disk，DVD)、智能数字电视机、智能音响、智能空调、智能调光灯等以及对应的传感器、控制器等组成模块，与此同时，用户对上述智能化电子设备的工作时间和待机时长的要求也越来越高，且上述电子设备的供电稳定性也直接影响了该电子设备的工作性能。

目前，对上述电子设备和组成电子设备的功能模块的供电方式，主要有以下两种：单电池供电的方式和多电池串联供电的方式；针对单电池供电的方式，其供电时间短；针对多电池串联供电的方式，在提高其供电时长的同时，也降低了其供电的可靠性；因此，如何提供一种供电时间长且可靠性高的供电方案，成为目前亟待解决的问题之一。

发明内容

鉴于此，有必要提供一种双电池供电***及供电方法，用以延长对设备进行供电的供电时间的同时，提高供电的可靠性。

本发明实施例公开了一种双电池供电***，包括第一电池回路、第二电池回路和电源输出模块；其中，所述电源输出模块的两端分别与所述第一电池回路和第二电池回路的输出端电连接；

其特征在于，所述双电池供电***还包括：用于控制所述第一电池回路和第二电池回路之间进行切换的切换控制电路，所述切换控制电路包括第一控制端和第二控制端，且所述切换控制电路的两端分别与所述第一电池回路和第二电池回路的输入端电连接；通过控制所述切换控制电路中的所述第一控制端和第二控制端的端点电平的高低，来切换用于供电的所述第一电池回路和第二电池回路。

在一个实施例中，所述第一电池回路包括第一电池和与所述第一电池连接的第一电子开关，通过控制所述第一电子开关的接通和断开，来控制所述第一电池进行供电以及切断所述第一电池的供电；

所述第二电池回路包括第二电池和与所述第二电池连接的第二电子开关，通过控制所述第二电子开关的接通和断开，来控制所述第二电池进行供电以及切断所述第二电池的供电。

在一个实施例中，所述第一电池和第二电池上电时，所述第一电子开关优先于所述第二电子开关导通，且所述第二电子开关截止，由所述第一电子回路对所述双电池供电***进行供电，使得所述电源输出模块输出预设电压值的电压信号。

在一个实施例中，所述切换控制电路控制所述第一控制端和第二控制端的端点电平均为高电平时，控制使用所述第一电池回路进行供电；所述切换控制电路控制所述第一控制端和第二控制端的端点电平均为低电平时，控制使用所述第二电池回路进行供电。

在一个实施例中，所述电源输出模块包括第一电容和第二电容，当所述切换控制电路控制所述第一电池回路和第二电池回路进行供电切换时，在所述第一电池回路和第二电池回路切换期间，由所述第一电容和第二电容进行供电。

在一个实施例中，所述切换控制电路控制所述第一电池回路和第二电池回路之间进行切换时，先关闭供电的电池回路中所对应的电子开关，再打开另一待启动的电池回路中所对应的电子开关。

在一个实施例中，所述双电池供电***还包括：用于通过外部电源对所述双电池供电***进行供电的外部电源供电电路，所述外部电源供电电路分别与所述第一电池回路和第二电池回路并联后与所述电源输出模块串联；其中，所述外部电源供电电路包括外部电源供电端子，以及与所述外部电源供电端子电连接的二极管；

当使用所述第一电池回路或者第二电池回路进行供电时，所述外部电源供电端子处于悬空状态；

当使用所述外部电源供电电路进行供电时，接通所述外部电源供电端子，并通过与所述外部电源供电端子电连接的二极管使得所述第一电池回路和第二电池回路断开，将内部电池供电切换为外部供电。

对应于以上实施例所描述的一种双电池供电***，本发明实施例还提供了一种双电池供电方法，所述双电池供电方法应用于以上实施例所描述的双电池供电***；所述双电池供电方法包括以下步骤：

检测双电池供电***的供电状态，判断是否满足预设的供电切换条件；

判断出满足预设的供电切换条件时，将当前供电的电池回路切换至另一电池回路，由另一电池回路对所述双电池供电***进行供电。

在一个实施例中，所述将当前供电的电池回路切换至另一电池回路，包括：

关闭当前供电的电池回路中对应的电子开关，再打开另一电池回路中的电子开关，使得另一电池回路导通。

在一个实施例中，所述预设的供电切换条件包括：

电池回路中电池的剩余电量低于预设电量阈值；或者，

切换控制电路所对应的端点电平高于预设高电平阈值，或者低于预设低电平阈值。

以上双电池供电***及供电方法可以达到如下有益效果：

所述双电池供电***，包括第一电池回路、第二电池回路和电源输出模块；其中，所述电源输出模块的两端分别与所述第一电池回路和第二电池回路的输出端电连接；所述双电池供电***还包括：用于控制所述第一电池回路和第二电池回路之间进行切换的切换控制电路，所述切换控制电路包括第一控制端和第二控制端，且所述切换控制电路的两端分别与所述第一电池回路和第二电池回路的输入端电连接；通过控制所述切换控制电路中的所述第一控制端和第二控制端的端点电平的高低，来切换用于供电的所述第一电池回路和第二电池回路；具有延长对设备进行供电的供电时间以及提高供电可靠性的有益效果。

附图说明

图1是本发明一种双电池供电***一实施例的框图；

图2是本发明一种双电池供电***一实施例的电路图；

图3是本发明一种双电池供电方法一实施例的流程图。

本发明实施例目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

以下结合说明书附图及具体实施例进一步说明本发明的技术方案。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本领域的技术人员可以理解，本发明实施例所描述的一种双电池供电***及供电方法可以应用在任何需要内部电池进行供电的所有电子设备及对应的功能模块中，例如，智能终端等电子设备，以及传感器等功能模块中；本发明实施例对上述双电池供电***及供电方法的具体应用场景，不进行一一穷举。

本发明实施例提供了一种如图1所示的双电池供电***，在图1所述的实施例中，所述双电池供电***包括：

第一电池回路10、第二电池回路20和电源输出模块30；其中，所述电源输出模块30的两端分别与所述第一电池回路10和第二电池回路20的输出端电连接。如图1所示，所述双电池供电***还包括：用于控制所述第一电池回路10和第二电池回路20之间进行切换的切换控制电路40，所述切换控制电路40包括第一控制端401和第二控制端402，且所述切换控制电路40的两端分别与所述第一电池回路10和第二电池回路20的输入端电连接；可以通过控制所述切换控制电路40中的第一控制端401和第二控制端402的端点电平的高低，来切换用于供电的所述第一电池回路10和第二电池回路20。

例如，在一个实施例中，所述切换控制电路40控制所述第一控制端401和第二控制端402的端点电平均为高电平时，则使用第一电池回路10来为整个双电池供电***进行供电，输出对应额度值的电压信号；所述切换控制电路40控制所述第一控制端401和第二控制端402的端点电平均为低电平时，则使用第二电池回路20来为整个双电池供电***进行供电，输出对应额度值的电压信号。

基于图1所述实施例提供的一种双电池供电***，在一个具体的应用场景中，请参照图2，图2为本发明实施例一种双电池供电***对应的一种具体实施方式的电路图。

在图2所示的一具体实施例中，图1所示的切换控制电路40主要包括：场效应管Q5和U106A、U106B，图1所示的切换控制电路40的第一控制端401对应于图2所示的电路图中的DAT1，图1所示的切换控制电路40的第二控制端402对应于图2所示的电路图中的DAT2。在图2所示的电路图中，图1所述的电源输出模块30主要包括电源芯片U102，且图2所示的VIN即为所述电源输入模块30的输入端，图2所示的3.3V即为上述电源输出模块30的输出端；图2所提供的一具体电路图以输出电压值为3.3V的电压信号为例进行描述。

在图2所示的实施例中，所述第一电池回路10包括第一电池BT1和与第一电池BT1电连接的第一电子开关U100，可以通过控制第一电子开关U100的接通，从而控制第一电池BT1进行供电；同样地道理，也可以通过控制第一电子开关U100的断开，来切断第一电池BT1的供电。

相应地，如图2所示，所述第二电池回路20包括第二电池BT2和与第二电池BT2电连接的第二电子开关U101，可以通过控制第二电子开关U101的接通，从而控制第二电池BT2进行供电；同样地道理，也可以通过控制第二电子开关U101的断开，来切断第二电池BT2的供电。

在一个实施例中，如图2所示，第一电池回路10和第二电池回路20均可以使用MOS场效应管(MOSFET)分别作为电子开关U100和U101。

在图2所述的实施例中，在第一电池BT1和第二电池BT2上电时，所述第一电子开关U100优先于所述第二电子开关U101导通，且所述第二电子开关U101截止，由所述第一电子回路10对所述双电池供电***进行供电，使得所述电源输出模块30输出预设电压值的电压信号。

比如，对图2所示的双电池供电***装上两个电池BT1和BT2后，第一电子开关U100优先导通，电源输出模块30对应的输入端VIN上获得第一电池BT1提供的电压，从而使得电源芯片U102开始输入出3.3V的电压信号。由于电源输出模块30在由0V到3.3V的电压上升过程中，切换控制电路40中的U106A和U106B处于截止状态，Q5的栅极电压被电阻R106拉低而处于截止状态，因此，第二电子开关U101的Vgs栅极控制电压为0V，故第二电子开关U101处于断开状态。因此，第二电池BT2对应的第二电池回路20被第二电子开关U101切断，从而，第二电池回路20不会供电到电源输出模块30对应的输入端VIN。

当电源输出模块30对应的3.3V电压建立起来之后，可以通过控制切换控制电路40对应的第一控制端DAT1和第二控制端DAT2的电平来实现供电电池BT1和BT2之间的切换。例如，当控制切换控制电路40对应的第一控制端DAT1和第二控制端DAT2的电平均为高电平时，使用电池BT1供电；当控制切换控制电路40对应的第一控制端DAT1和第二控制端DAT2的电平均为低电平时，使用电池BT2供电。

在一个优选的实施例中，如图2所示，所述电源输出模块30还包括第一电容C102和第二电容C105，当所述切换控制电路40控制所述第一电池回路10和第二电池回路20进行供电切换时，在所述第一电池回路10和第二电池回路20切换期间，由所述第一电容C102和第二电容C105进行供电。在第一电池回路10和第二电池回路20切换期间，通过电容C102和容C105进行供电，减小了电池回路的总切换时间，从而保证在电路电压下降到不能工作之前即可完成电池回路的切换，进而保证了供电电路在切换电池时不会因为供电不足而停止工作。

在一个实施例中，为避免两个电子开关同时打开时，电压高的电池向电压低的电池放电，在切换控制电路40控制所述第一电池回路10和第二电池回路20之间进行切换时，先关闭供电的电池回路中所对应的电子开关，再打开另一待启动的电池回路中所对应的电子开关。例如，由电池BT1供电切换到电池BT2供电时，先把切换控制电路40中的第一控制端DAT1的电平设置为低电平，使第一电子开关U100断开，从而关闭第一电池BT1的供电；再把切换控制电路40中的第二控制端DAT2的电平设置为低电平，使第二电子开关U101导通，从而使得第二电池BT2开始供电，切换完成。

在一个实施例中，所述双电池供电***在检测到切换条件满足时，可以进行两个电池的自动切换。比如，当第二电池BT2供电时，当检测到第二电池BT2剩余电量不足或者该电池BT2没有电时，自动切换到电池BT1供电。或者，当电池BT2的电压下降到无法提供后面电路工作时，双电池供电***中的控制器例如MCU会因为低电压而处于复位状态，此时，切换控制电路40中的第一控制端DAT1和第二控制端DAT2的电平均处于高电平状态，从而切换到电池BT1供电。

在一个实施例中，如图2所示，所述双电池供电***还包括：用于通过外部电源对所述双电池供电***进行供电的外部电源供电电路，所述外部电源供电电路分别与所述第一电池回路10和第二电池回路20并联后与所述电源输出模块30串联；其中，所述外部电源供电电路包括如图2所示的外部电源供电端子VUSB，以及与所述外部电源供电端子VUSB电连接的二极管D100和D101。当使用所述第一电池回路10或者第二电池回路20进行供电时，所述外部电源供电端子VUSB处于悬空状态；当使用所述外部电源供电电路进行供电时，接通所述外部电源供电端子VUSB，并通过与所述外部电源供电端子电连接的二极管D100和D101使得所述第一电池回路10和第二电池回路20中对应的电子开关U100和U101断开，将内部电池供电切换为外部供电，从而完成外部供电和内部电池供电之间的切换。

本发明实施例提供的双电池供电***，包括第一电池回路、第二电池回路和电源输出模块；其中，所述电源输出模块的两端分别与所述第一电池回路和第二电池回路的输出端电连接；所述双电池供电***还包括：用于控制所述第一电池回路和第二电池回路之间进行切换的切换控制电路，所述切换控制电路包括第一控制端和第二控制端，且所述切换控制电路的两端分别与所述第一电池回路和第二电池回路的输入端电连接；通过控制所述切换控制电路中的第一控制端和第二控制端的端点电平的高低，来切换用于供电的所述第一电池回路和第二电池回路；具有延长对设备进行供电的供电时间以及提高供电可靠性的有益效果。

基于图1和图2实施例所提供的一种双电池供电***，本发明实施例还提供了一种应用于图1和图2所述实施例描述的双电池供电***的双电池供电方法；如图3所示，所述双电池供电方法包括以下步骤：

步骤S100、检测双电池供电***的供电状态，判断是否满足预设的供电切换条件；

本发明实施例中，所述双电池供电***实时监测自身的供电状态，在采用内部电池供电的情况下，判断是否满足预设的供电切换条件，即当前的供电电池是否能够满足该双电池供电***的供电需求，是否需要进行内部供电电池之间的切换。

在一个实施例中，针对图1、图2实施例所描述的所述双电池供电***，所描述的预设的供电切换条件包括：电池回路中电池的剩余电量低于预设电量阈值，比如，当前供电电池没有电了，或者说当前供电电池的电量不足。另外，该预设的供电切换条件还包括：该双电池供电***中，切换控制电路所对应的第一控制端和第二控制端的端点电平均由低电平变为高电平，或者均由高电平变为低电平时，也满足上述供电切换条件。

比如，当采用图2中的电池BT1供电时，若切换控制电路中的控制端DAT1和DAT2均为低电平时，则将供电电池由电池BAT1切换为电池BAT2；当采用图2中的电池BT2供电时，若切换控制电路中的控制端DAT1和DAT2均为高电平时，则将供电电池由电池BAT2切换为电池BAT1。

步骤S110、判断出满足预设的供电切换条件时，将当前供电的电池回路切换至另一电池回路，由另一电池回路对所述双电池供电***进行供电。

当该双电池供电***使用内部电池供电时，判断出当前电路的运行情况满足预设的供电切换条件时，直接将当前供电的电池回路切换至另一电池回路，从而由另一电池回路对该双电池供电***进线供电。

在一个实施例中，为了避免两个电池回路对应的电子开关同时打开时电压高的电池向电压低的电池放电，在切换供电电池时，先关闭当前供电的电池回路中对应的电子开关，再打开另一电池回路中的电子开关，从而使得另一电池回路导通。

比如，在图2所描述的双电池供电***中，由电池BT1供电切换到电池BT2供电时，先把切换控制电路40中的第一控制端DAT1的电平设置为低电平，使第一电子开关U100断开，从而关闭第一电池BT1的供电；再把切换控制电路40中的第二控制端DAT2的电平设置为低电平，使第二电子开关U101导通，从而使得第二电池BT2开始供电，切换完成。

本发明实施例提供的一种双电池供电方法，通过检测双电池供电***的供电状态，判断是否满足预设的供电切换条件；判断出满足预设的供电切换条件时，将当前供电的电池回路切换至另一电池回路，由另一电池回路对所述双电池供电***进行供电；具有延长对设备进行供电的供电时间以及提高供电可靠性的有益效果。

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。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制其专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种双电池供电***，包括第一电池回路、第二电池回路和电源输出模块；其中，所述电源输出模块的两端分别与所述第一电池回路和第二电池回路的输出端电连接；

其特征在于，所述双电池供电***还包括：用于控制所述第一电池回路和第二电池回路之间进行切换的切换控制电路，所述切换控制电路包括第一控制端和第二控制端，且所述切换控制电路的两端分别与所述第一电池回路和第二电池回路的输入端电连接；通过控制所述切换控制电路中的所述第一控制端和第二控制端的端点电平的高低，来切换用于供电的所述第一电池回路和第二电池回路。

2.如权利要求1所述的双电池供电***，其特征在于，所述第一电池回路包括第一电池和与所述第一电池连接的第一电子开关，通过控制所述第一电子开关的接通和断开，来控制所述第一电池进行供电以及切断所述第一电池的供电；

所述第二电池回路包括第二电池和与所述第二电池连接的第二电子开关，通过控制所述第二电子开关的接通和断开，来控制所述第二电池进行供电以及切断所述第二电池的供电。

3.如权利要求2所述的双电池供电***，其特征在于，所述第一电池和第二电池上电时，所述第一电子开关优先于所述第二电子开关导通，且所述第二电子开关截止，由所述第一电子回路对所述双电池供电***进行供电，使得所述电源输出模块输出预设电压值的电压信号。

4.如权利要求1或2或3所述的双电池供电***，其特征在于，所述切换控制电路控制所述第一控制端和第二控制端的端点电平均为高电平时，控制使用所述第一电池回路进行供电；所述切换控制电路控制所述第一控制端和第二控制端的端点电平均为低电平时，控制使用所述第二电池回路进行供电。

5.如权利要求1所述的双电池供电***，其特征在于，所述电源输出模块包括第一电容和第二电容，当所述切换控制电路控制所述第一电池回路和第二电池回路进行供电切换时，在所述第一电池回路和第二电池回路切换期间，由所述第一电容和第二电容进行供电。

6.如权利要求1或2或5所述的双电池供电***，其特征在于，所述切换控制电路控制所述第一电池回路和第二电池回路之间进行切换时，先关闭供电的电池回路中所对应的电子开关，再打开另一待启动的电池回路中所对应的电子开关。

7.如权利要求1所述的双电池供电***，其特征在于，所述双电池供电***还包括：用于通过外部电源对所述双电池供电***进行供电的外部电源供电电路，所述外部电源供电电路分别与所述第一电池回路和第二电池回路并联后与所述电源输出模块串联；其中，所述外部电源供电电路包括外部电源供电端子，以及与所述外部电源供电端子电连接的二极管；

当使用所述第一电池回路或者第二电池回路进行供电时，所述外部电源供电端子处于悬空状态；

当使用所述外部电源供电电路进行供电时，接通所述外部电源供电端子，并通过与所述外部电源供电端子电连接的二极管使得所述第一电池回路和第二电池回路断开，将内部电池供电切换为外部供电。

8.一种双电池供电方法，所述双电池供电方法应用于权利要求1所述的双电池供电***；其特征在于，所述双电池供电方法包括以下步骤：

检测双电池供电***的供电状态，判断是否满足预设的供电切换条件；

判断出满足预设的供电切换条件时，将当前供电的电池回路切换至另一电池回路，由另一电池回路对所述双电池供电***进行供电。

9.如权利要求8所述的双电池供电方法，其特征在于，所述将当前供电的电池回路切换至另一电池回路，包括：

关闭当前供电的电池回路中对应的电子开关，再打开另一电池回路中的电子开关，使得另一电池回路导通。

10.如权利要求8或9所述的双电池供电方法，其特征在于，所述预设的供电切换条件包括：

电池回路中电池的剩余电量低于预设电量阈值；或者，

切换控制电路所对应的端点电平高于预设高电平阈值，或者低于预设低电平阈值。