CN203242716U

CN203242716U - 一种电池、电池类型检测电路及移动终端

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Publication number: CN203242716U
Application number: CN2013201740146U
Authority: CN
Inventors: 王�琦
Original assignee: Hisense Mobile Communications Technology Co Ltd
Current assignee: Hisense Mobile Communications Technology Co Ltd
Priority date: 2013-04-09
Filing date: 2013-04-09
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2023-04-09

Abstract

本实用新型公开了一种电池、电池类型检测电路及移动终端，在电池的内部设置有一颗特定电阻，所述特定电阻的一端接地，另一端连接电池上的一个电池类型检测引脚。在电池的外部设置有第一电阻、直流电源和处理芯片，所述直流电源通过第一电阻连接电池上的电池类型检测引脚；所述处理芯片连接电池类型检测引脚，对内置于电池中的特定电阻进行检测。本实用新型采用在某一类型的电池中内置特定电阻的设计方式来与其他类型的电池进行区分，进而配合***的电池类型检测电路，利用软硬件相结合的方式可以自动完成对电池类型的检测判断，成本低，辨识率高，通用性强，适合应用在各种类型的移动终端平台上，并很好地消除了电池充电过程的安全隐患。

Description

一种电池、电池类型检测电路及移动终端

技术领域

本实用新型属于电池检测技术领域，具体地说，是涉及一种用于识别电池类型的检测技术以及采用所述电池类型检测技术设计的移动终端。

背景技术

随着智能手机的日益普及，用户对电池容量的需求越来越高。但是，轻薄化的外观又是目前智能手机的主要发展趋势，因此，采用增大电池尺寸来实现电池容量提升的常规设计方法就变得不再适用，需要的是一种能够在保持电池结构尺寸不变的情况下，有效提升电池容量的解决方案。

传统的锂电池为最高供电/充电电压为4.2V的普通电池，其容量的提升较为困难。为解决这个问题，目前市面上出现了高压锂电池，即在传统的4.2V锂电池的基础上，提升锂电池的最高供电/充电电压到4.35V左右，在结构尺寸不变的情况下，其整体容量可以提升10%左右。

在智能手机中使用4.35V的高压锂电池可以较为明显的提升电池容量，可以说是目前智能手机有效提升电池容量的一种最经济的解决方式。但是，与之带来的问题是：用户如果使用标配电池，当然无问题；但若购买了第三方电池，恰巧第三方电池是传统的4.2V普通电池时，则会导致手机用户在使用4.35V的充电标准为4.2V的普通电池进行充电时，造成较大的充电安全隐患，并且对第三方电池的正常工作也会产生非常不利的影响。

为了解决这个问题，目前常用的方法是在高压锂电池的内部集成一颗专用的集成芯片IC。当高压锂电池***到手机后，手机可以读取IC中的信息，进而判断出此电池为高压锂电池，按照4.35V标准充电。若将传统的4.2V锂电池***到手机中，则手机无法读取IC中信息，进而判断出此电池为普通电池，按照4.2V标准充电。

采用上述电池类型检测方案，主要存在以下四方面缺陷：

一是，需要在高压锂电池中内置集成芯片IC，导致电池成本的升高。

二是，需要在电池和手机中增设专用接口，以实现手机平台对电池内部IC的访问。由于手机内部芯片平台的不同，对专用接口支持的难易程度也不同。例如：若采用单总线访问方式，则需要使用手机平台上的单总线接口连接电池，进行数据通信。但对于单总线接口来说，有的手机平台实现起来相对容易，但有些手机平台实现起来就很困难。

三是，电池在手机充电过程中会出现较高的温升，将IC集成在电池中很有可能发生IC的工作温度超出其所允许的环境温度的情况，从而导致IC芯片的过热损坏，影响高压锂电池工作的可靠性。

四是，集成芯片IC本身为静电敏感器件，电池作为一个经常取出手机的部品，其内部集成的IC芯片比较容易被人体携带的静电损坏造成失效，进而影响电池工作的可靠性。

发明内容

本实用新型为了解决传统采用在电池中内置集成芯片来区分电池类型的设计方案成本高、对电子设备的硬件平台要求苛刻的问题，提出了一种特殊的电池结构设计方案，在有效控制电池成本的基础上，同样可以用于实现后续电池类型的检测判断。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种电池，在电池的内部设置有一颗特定电阻，所述特定电阻的一端接地，另一端连接电池上的一个电池类型检测引脚。将所述特定电阻仅内置于其中一种类型的电池中，通过检测电池中是否内置有所述的特定电阻，即可判断出是何种类型的电池。

为了进一步实现对标配电池和非标配电池的检测识别，优选采用阻值不同于常规标准电阻的电阻器件作为所述的特定电阻。

进一步的，在所述电池上至少设置有四个引脚，分别为电源正引脚、电源负引脚、温度检测引脚和所述的电池类型检测引脚。

优选的，所述电池优选为4.35V的高压锂电池，即在高压锂电池中内置所述的特定电阻，以区别于现有的普通锂电池。

基于上述电池，本实用新型还提出了一种电池类型检测电路，设置有第一电阻、直流电源和处理芯片，所述直流电源通过第一电阻连接电池上的电池类型检测引脚；所述电池类型检测引脚连接处理芯片，通过处理芯片对内置于电池中的特定电阻进行检测。

为了进一步提高对特定电阻检测的准确性，在所述电池类型检测电路中还设置有第二电阻和第三电阻，所述第二电阻的一端连接所述的直流电源，另一端通过第三电阻接地；所述第二电阻和第一电阻的阻值相等，第三电阻与电池中内置的特定电阻的阻值相等；所述处理芯片连接第二电阻与第三电阻的中间节点，检测第三电阻两端的电压。通过比较特定电阻两端的电压是否与第三电阻两端的电压相等，即可准确地判断出电池中是否内置有特定电阻，由此可以排除电源误差所导致的误判问题。

优选的，所述处理芯片优选通过其两路模数转换接口分别与所述的电池类型检测引脚以及第二电阻与第三电阻的中间节点一一对应连接，分别读取特定电阻以及第三电阻两端的电压值，以用于后续的电池类型识别过程。

对于模数转换接口资源紧缺的处理芯片来说，可以在所述的电池类型检测电路中增设一个选通电路，所述处理芯片通过其一路模数转换接口连接选通电路的公共端，所述选通电路的两条开关通路分别与所述的电池类型检测引脚以及第二电阻与第三电阻的中间节点一一对应连接，所述选通电路的控制端连接处理芯片的一路GPIO口，接收处理芯片输出的通路切换信号，分时读取电池类型检测引脚以及第三电阻对地的电压值，以用于后续的电池类型识别过程。

基于上述电池类型检测电路，本实用新型还提出了一种移动终端，在所述移动终端中设置有第一电阻、直流电源和处理芯片，所述直流电源通过第一电阻连接电池上的电池类型检测引脚；所述电池类型检测引脚连接处理芯片，通过处理芯片对内置于电池中的特定电阻进行检测。

优选的，所述处理芯片优选采用移动终端内部的基带芯片，以简化移动终端的电路结构。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型采用在某一类型的电池中内置特定电阻的设计方式，来与其他类型的电池进行区分，进而配合***的电池类型检测电路，利用软硬件相结合的方式可以自动完成对电池类型的检测判断，成本低，辨识率高，通用性强，适合应用在各种类型的移动终端平台上，并很好地消除了电池充电过程的安全隐患。

结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其它特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本实用新型所提出的电池及电池类型检测电路的一种实施例的电路原理图；

图2是本实用新型所提出的电池及电池类型检测电路的另外一种实施例的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细地描述。

高压锂电池是后续手机内置电池发展的趋势，但考虑到高压锂电池的充电电压和供电电压均与普通锂电池不同，如果用户在使用过程中随意更换电池会存在较大的安全隐患。因此，本实施例提出了一种成本低廉、实现简单的电池类型检测方法，以准确地识别出***到手机中的电池是普通锂电池还是高压锂电池，进而自动启用相应的充电流程，确保电池充电过程的安全性。

下面以手机为例，通过一个具体的实施例来详细阐述所述电池类型检测技术的具体结构设计及其工作原理。

实施例一，本实施例的电池类型检测技术为了实现对两种类型电池的检测识别，首先需要选择其中一种类型的电池进行结构改造，然后配合改造后的电池设计电池类型检测电路，从而对***到手机中的电池是何种类型实现快速、准确的判断。

下面以4.2V的普通锂电池和4.35V的高压锂电池作为所述的两种不同类型的电池为例，结合图1首先对改进后的电池结构进行详细地阐述。

以对高压锂电池进行结构改进为例进行具体说明。在高压锂电池中内置一颗特定的电阻器件R0，如图1所示，具体可以将特定电阻R0焊接在高压锂电池内部的保护板上，一端接地，另一端连接高压锂电池上的一个独立引脚4，所述独立引脚4可以定义为电池类型检测引脚，以专门用于电池类型的检测识别。

考虑到对于目前应用在手机中的锂电池来说，有的电池封装后形成三个引脚，即电源正引脚、电源负引脚和温度检测引脚；有的电池封装后形成四个引脚，即除了电源正引脚1、电源负引脚3和温度检测引脚2外，还增加了一个额外的电源引脚或者IC通信引脚或者其他功能引脚，如图1所示。对于目前的高压锂电池来说，通常都设计有四个引脚，因此可以选择除电源正引脚1、电源负引脚3和温度检测引脚2以外的第四个引脚4作为所述的电池类型检测引脚，连接所述的特定电阻R0。

所述特定电阻R0可以选用目前市面上的标准电阻，当检测到电池中内置有所述的特定电阻R0时，即可判定为高压锂电池；反之，则判定***到手机中的电池为普通锂电池。但是，出于进一步区分标配高压锂电池和非标配高压锂电池方面的考虑，本实施例优选采用特殊阻值的电阻器件（即阻值不同于常规标准电阻阻值的电阻器件）作为所述的特定电阻R0，内置于高压锂电池中。例如：可以专门定制精度为0.5%、阻值为9.63KΩ的电阻器作为所述的特定电阻R0，集成于高压锂电池中，以实现与第三方电池的有效区分。

下面结合改进后的高压锂电池，对电池类型检测电路的具体结构设计进行详细地阐述。

为了实现对高压锂电池和普通锂电池的有效识别，在本实施例的电池类型检测电路中设计有第一电阻R1、直流电源VCC和处理芯片，参见图1所示。将第一电阻R1连接在直流电源VCC与高压锂电池的电池类型检测引脚4之间，并将所述高压锂电池的电池类型检测引脚4连接处理芯片，处理芯片通过采集电池类型检测引脚4上的电压值来判断电池中是否内置有所述的特定电阻R0，从而实现对电池类型的识别。

对于手机产品来说，优选采用手机平台上的基带芯片作为所述的处理芯片，检测电池类型检测引脚4上的电压值，具体可以使用手机基带芯片的其中一路模数转换接口ADC1连接电池的电池类型检测引脚4，以采集电池类型检测引脚4输出的模拟电压，并转换成数字信号后，通过运行相应的电池类型识别程序，以实现对电池类型的准确判别。具体来讲，可以利用基带芯片采集到的电压值Vadc、直流电源VCC的电压值以及第一电阻R1的阻值，利用公式：

R0=Vadc*R1/(VCC–Vadc) （1）

计算出电池中内置电阻的阻值。若计算出的电阻阻值与标配电池厂家所选用的特定电阻R0的阻值（该阻值可以事先写入到基带芯片的寄存器中）一致，则可判定***到手机中的电池是高压锂电池；若不一致，则判定***到手机中的电池为普通锂电池，进而完成对电池类型的检测和判断。

但是，考虑到目前的直流电源VCC，其精度往往不高，通常只有5%的精确度，手机基带芯片模数转换接口的精度通常只有2%左右的精度，因此利用公式（1）计算出的电池内置电阻的阻值往往会与特定电阻R0的实际阻值产生偏差，从而导致误判的出现。为了排除电源误差和/或模数转换接口采样误差对检测结果的准确性造成的影响，本实施例优选采用另外一颗与特定电阻R0相同阻值的第三电阻R3（例如同样为精度为0.5%、阻值为9.63KΩ的定制电阻）配合第二电阻R2和直流电源VCC，仿照第一电阻R1与特定电阻R0的电路组建方式设计另外一支分压网络，如图1所示。即，将第二电阻R2的一端连接直流电源VCC，另一端通过第三电阻R3接地。其中，第二电阻R2应选择与第一电阻R1相同的电阻器件，通过将第二电阻R2与第三电阻R3的中间节点连接到基带芯片的另外一路模数转换接口ADC2上，比较两路模数转换接口ADC1、ADC2采集到的电压值是否存在差异，若存在差异，则表示内置于电池中的电阻的阻值与第三电阻R3的阻值不同，即内置于电池中的电阻不是特定电阻R0，由此可以判定***到手机中的电池为普通锂电池；反之，若通过基带芯片的两路模数转换接口ADC1、ADC2采集到的电压值一致，则表示内置于电池中的电阻的阻值与第三电阻R3的阻值相同，即内置于电池中的电阻是特定电阻R0，由此可以判定***到手机中的电池是高压锂电池。

采用图1所示的电池类型检测电路设计方式，可以消除由于直流电源VCC和/或手机基带芯片的模数转换接口检测的不精确所导致的电池类型误判问题，从而大大提高了检测结果的精确度。

图1所示的电池类型检测电路需要占用基带芯片的两路模数转换接口ADC1、ADC2，这对于模数转换接口资源紧缺的基带芯片来说，显然会增加电路设计上的困难。为了解决这一问题，本实施例在手机的内部电路板上增加了一个选通电路，参见图2所示，具体可以选用一颗单刀双掷开关K1进行电路设计。将所述单刀双掷开关K1的公共端连接手机基带芯片的其中一路模数转换接口ADC，将单刀双掷开关K1的两条开关通路分别与电池的电池类型检测引脚4以及第二电阻R2与第三电阻R3的中间节点一一对应连接，将单刀双掷开关K1的控制端连接基带芯片的一路GPIO口，接收基带芯片输出的通路切换信号。在手机开机时，基带芯片控制单刀双掷开关K1在两条开关通路之间进行选通切换，并分时读取电池类型检测引脚4以及第三电阻R3两端的电压值，通过比较两个电压值是否存在差异，进而判断出手机当前所使用的电池是何种类型。

在本实施例中，电池类型检测过程仅在手机开机时执行一次，在生成检测结果后，将电池类型写入基带芯片所运行的处理程序中的一个变量，以便在后续的充电流程中调取使用。

基带芯片在手机的使用过程中实时检测有无充电器***到手机上，当检测到有充电器***到手机上时，首先调取所述变量，判断手机中所使用的电池是何种类型。若手机中所使用的电池为高压锂电池时，则启动4.35V的电池充电流程，此时，电池充满电后的电压在4.35V左右；若手机中所使用的电池为普通锂电池，则启动4.2V的电池充电流程，此时，电池充满电后的电压在4.2V左右。这样既保证了4.35V的高压锂电池能够充电到标称的容量，延长了手机的待机时间；同时也保证了4.2V普通锂电池充电的安全性能。

本实用新型所提出的电池类型检测技术，硬件成本低，设计简单易行，适合在手机、平板电脑等移动终端产品中大量推广应用。

当然，以上所述仅是本实用新型的一种优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种电池，其特征在于：在电池的内部设置有一颗特定电阻，所述特定电阻的一端接地，另一端连接电池上的一个电池类型检测引脚。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于：所述特定电阻的阻值不同于常规标准电阻的阻值。

3.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于：在所述电池上至少设置有四个引脚，分别为电源正引脚、电源负引脚、温度检测引脚和所述的电池类型检测引脚。

4.根据权利要求3所述的电池，其特征在于：所述电池为4.35V的高压锂电池。

5.一种电池类型检测电路，其特征在于：在所述电池类型检测电路中设置有第一电阻、直流电源和处理芯片，所述直流电源通过第一电阻连接电池上的电池类型检测引脚；所述电池类型检测引脚连接处理芯片，通过处理芯片对内置于电池中的特定电阻进行检测。

6.根据权利要求5所述的电池类型检测电路，其特征在于：在所述电池类型检测电路中还设置有第二电阻和第三电阻，所述第二电阻的一端连接所述的直流电源，另一端通过第三电阻接地；所述第二电阻与第一电阻的阻值相等，第三电阻与电池中内置的特定电阻的阻值相等；所述处理芯片连接第二电阻与第三电阻的中间节点，检测第三电阻两端的电压。

7.根据权利要求6所述的电池类型检测电路，其特征在于：所述处理芯片通过其两路模数转换接口分别与所述的电池类型检测引脚以及第二电阻与第三电阻的中间节点一一对应连接。

8.根据权利要求6所述的电池类型检测电路，其特征在于：所述处理芯片通过其一路模数转换接口连接一选通电路的公共端，所述选通电路的两条开关通路分别与所述的电池类型检测引脚以及第二电阻与第三电阻的中间节点一一对应连接，所述选通电路的控制端连接处理芯片的一路GPIO口，接收处理芯片输出的通路切换信号。

9.一种移动终端，其特征在于：在所述移动终端中设置有如权利要求5至8中任一项权利要求所述的电池类型检测电路。

10.根据权利要求9所述的移动终端，其特征在于：所述处理芯片为移动终端内部的基带芯片。