CN212751868U - 一种用于物联网的聚合物锂电池电路及装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于物联网的聚合物锂电池电路，所述电路包括PMOS管Q1、PMOS管Q2和升压芯片U10，其中：所述PMOS管Q1的源极连接VBAT，所述PMOS管Q1的漏极连接通信模块；所述PMOS管Q2的源极连接通信模块，所述PMOS管Q2的漏极分别与升压芯片U10的引脚7和引脚8连接；所述升压芯片U10的引脚1和引脚2均接地，所述升压芯片U10的引脚4与引脚5之间设置有电阻R6，所述电阻R6的一端与升压芯片U10的引脚4连接。本实用新型实施例在电压低于3.4V时使用升压电路，不仅使电池容量高效利用，同时也使电池转换效率达到最优，减少转换过程中的能量损耗；当电压为3.6V时，由于PMOS管Q1内部的体效应二极管压降大于0.6V可防止升压电路对电池的倒灌，减少一个防倒灌MOS管，降低了成本。

Description

一种用于物联网的聚合物锂电池电路及装置

技术领域

本实用新型属于电池设计技术领域，特别涉及一种用于物联网的聚合物锂电池电路及装置。

背景技术

在如今万物互联的浪潮下，越来越多的物联网设备需要采用可充电聚合物锂电池供电，该聚合物锂电池的截止电压低于3V，而很多物联通信模块供电电压大于等于3.4V，此应用下锂电池将会有接近15％左右的电量无法完全利用，造成电池容量的浪费和设备可工作时长的缩短。

目前大多数设计有两种方案：1、直接舍去聚合物锂电池低于3.4V以下的电池容量，但会造成工作时长降低，同时也增加了电池充电次数，造成电池过快损坏，增加应用成本；2、使用电池管理芯片，但此芯片不仅需要支持大电流(≥2A)还要支持升降压功能，且此电池管理芯片成本非常高，不适合在大多数物联网方案中使用。

因此，如何充分利用电池容量，又能降低电池成本，成为亟需解决的技术问题。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种用于物联网的聚合物锂电池电路，所述电路包括PMOS管Q1、PMOS管Q2和升压芯片U10，其中：

所述PMOS管Q1的源极连接VBAT，所述PMOS管Q1的漏极连接通信模块，所述PMOS管Q1的漏极与通信模块之间还连接测试点TP6和VDD_GSM，所述PMOS管Q1的栅极接入MCU2WAN_POWER，所述PMOS管Q1的栅极还连接电阻R1的一端，所述电阻R1的另一端接地；

所述PMOS管Q2的源极连接通信模块，所述PMOS管Q2的源极与栅极之间设置有电阻R2，所述电阻R2的一端连接PMOS管Q2的源极，所述电阻R2的另一端连接PMOS管Q2的栅极，所述PMOS管Q2的漏极分别与升压芯片U10的引脚7和引脚8连接，所述PMOS管Q2的漏极与升压芯片U10的引脚7之间设置有电容C5，所述电容C5的一端与升压芯片U10的引脚7连接，所述电容C5的另一端接地，所述PMOS管Q2的漏极与升压芯片U10的引脚8之间设置有电容C3和电容C4，所述电容C3与电容C4并联，所述电容C3的一端和电容C4的一端均与升压芯片U10的引脚8连接，所述电容C3的另一端和电容C4的另一端均接地；

所述升压芯片U10的引脚1和引脚2均接地，所述升压芯片U10的引脚3接入MCU2WAN_POWER，所述升压芯片U10的引脚4与引脚5之间设置有电阻R6，所述电阻R6的一端与升压芯片U10的引脚4连接，所述电阻R6的另一端与升压芯片U10的引脚5连接，且所述电阻R6的另一端和升压芯片U10的引脚5均接地。

进一步地，所述升压芯片U10的引脚6和引脚8之间设置有电阻R5，所述电阻R5的一端与升压芯片U10的引脚6连接，所述电阻R5的另一端与升压芯片U10的引脚8连接。

进一步地，所述电阻R5的一端和升压芯片U10的引脚6均与电阻R4的一端连接，所述电阻R4的另一端接地。

进一步地，所述升压芯片U10的引脚9与电感L1的一端连接，所述电感L1的另一端连接VBAT，所述电感L1的另一端还与电容C6的一端连接，所述电容C6的另一端接地。

进一步地，所述测试点TP6的接入点和VDD_GSM的接入点之间设置有电容C1和电容C2，所述电容C1与电容C2并联，所述电容C1的一端和电容C2的一端均连接测试点TP6和VDD_GSM，所述电容C1的另一端和电容C2的另一端均接地。

进一步地，所述测试点TP6的接入点和VDD_GSM的接入点之间还设置有电容C7和电容C8，所述电容C7与电容C8并联，所述电容C7的正极和电容C8的正极均连接测试点TP6和VDD_GSM，所述电容C7的负极和电容C8的负极均接地。

进一步地，所述PMOS管Q2的栅极与三极管Q3的集电极连接，所述三极管Q3的基极与电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端接入MCU2WAN_POWER，所述三极管Q3的发射极接地。

本实用新型还提供了一种用于物联网的聚合物锂电池装置，所述装置包括上述的用于物联网的聚合物锂电池电路。

本实用新型实施例在电压低于3.4V时使用升压电路，不仅使电池容量高效利用，同时也使电池转换效率达到最优，减少转换过程中的能量损耗；当电压为3.6V时，由于PMOS管Q1内部的体效应二极管压降大于0.6V可防止升压电路对电池的倒灌，减少一个防倒灌MOS管，降低了成本。本实用新型实施例可充分高效利用锂电池容量的同时大幅降低成本，对应用于物联网便携可充电的设备和对工作时长有一定要求的场景十分经济适用。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本实用新型实施例的用于物联网的聚合物锂电池电路示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了一种用于物联网的聚合物锂电池电路，示例性的，图1示出了本实用新型实施例的用于物联网的聚合物锂电池电路示意图，如图1所示，所述电路包括PMOS管Q1、PMOS管Q2和升压芯片U10，其中：

所述PMOS管Q1的源极连接VBAT，所述PMOS管Q1的漏极连接通信模块，所述PMOS管Q1的漏极与通信模块之间还连接测试点TP6和VDD_GSM，所述PMOS管Q1的栅极接入MCU2WAN_POWER，所述PMOS管Q1的栅极还连接电阻R1的一端，所述电阻R1的另一端接地。所述测试点TP6的接入点和VDD_GSM的接入点之间设置有电容C1和电容C2，所述电容C1与电容C2并联，所述电容C1的一端和电容C2的一端均连接测试点TP6和VDD_GSM，所述电容C1的另一端和电容C2的另一端均接地。所述测试点TP6的接入点和VDD_GSM的接入点之间还设置有电容C7和电容C8，所述电容C7与电容C8并联，所述电容C7的正极和电容C8的正极均连接测试点TP6和VDD_GSM，所述电容C7的负极和电容C8的负极均接地。

所述PMOS管Q2的源极连接通信模块，所述PMOS管Q2的源极与栅极之间设置有电阻R2，所述电阻R2的一端连接PMOS管Q2的源极，所述电阻R2的另一端连接PMOS管Q2的栅极，所述PMOS管Q2的漏极分别与升压芯片U10的引脚7和引脚8连接，所述PMOS管Q2的漏极与升压芯片U10的引脚7之间设置有电容C5，所述电容C5的一端与升压芯片U10的引脚7连接，所述电容C5的另一端接地，所述PMOS管Q2的漏极与升压芯片U10的引脚8之间设置有电容C3和电容C4，所述电容C3与电容C4并联，所述电容C3的一端和电容C4的一端均与升压芯片U10的引脚8连接，所述电容C3的另一端和电容C4的另一端均接地。所述PMOS管Q2的栅极与三极管Q3的集电极连接，所述三极管Q3的基极与电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端接入MCU2WAN_POWER，所述三极管Q3的发射极接地。

所述升压芯片U10的引脚1和引脚2均接地，所述升压芯片U10的引脚3接入MCU2WAN_POWER，所述升压芯片U10的引脚4与引脚5之间设置有电阻R6，所述电阻R6的一端与升压芯片U10的引脚4连接，所述电阻R6的另一端与升压芯片U10的引脚5连接，且所述电阻R6的另一端和升压芯片U10的引脚5均接地。所述升压芯片U10的引脚6和引脚8之间设置有电阻R5，所述电阻R5的一端与升压芯片U10的引脚6连接，所述电阻R5的另一端与升压芯片U10的引脚8连接。所述电阻R5的一端和升压芯片U10的引脚6均与电阻R4的一端连接，所述电阻R4的另一端接地。所述升压芯片U10的引脚9与电感L1的一端连接，所述电感L1的另一端连接VBAT，所述电感L1的另一端还与电容C6的一端连接，所述电容C6的另一端接地。

本实用新型还提供了一种用于物联网的聚合物锂电池装置，所述装置包括上述的用于物联网的聚合物锂电池电路。

本实用新型实施例的电路使用PMOS管Q1、PMOS管Q2、三极管Q3和升压芯片U10，其中PMOS管Q1通路是电池电压高于3.4V的情况下电池可直接从PMOS管Q1通路供电，同时也可被关断。当电池电压低于3.4V后，关断PMOS管Q1的同时，能使升压芯片U10打开三极管Q3和PMOS管Q2，此时供电电路将切换成升压电路部分供电。

本实用新型实施例仅在电压低于3.4V时使用升压电路，不仅使电池容量高效利用，同时也使电池转换效率达到最优，减少转换过程中的能量损耗。

需要说明的是，本实用新型实施例中的升压电路设计时不宜升压太高，建议升压在3.6V左右即可。若升压太高，需要在PMOS管Q1前再加一个MOS管用来防止升压电路对电池的倒灌充电；当设置为3.6V时，由于PMOS管Q1内部的体效应二极管压降大于0.6V可防止升压电路对电池的倒灌，减少一个防倒灌MOS管，降低了成本。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种用于物联网的聚合物锂电池电路，其特征在于，所述电路包括PMOS管Q1、PMOS管Q2和升压芯片U10，其中：

所述PMOS管Q1的源极连接VBAT，所述PMOS管Q1的漏极连接通信模块，所述PMOS管Q1的漏极与通信模块之间还连接测试点TP6和VDD_GSM，所述PMOS管Q1的栅极接入MCU2WAN_POWER，所述PMOS管Q1的栅极还连接电阻R1的一端，所述电阻R1的另一端接地；

所述PMOS管Q2的源极连接通信模块，所述PMOS管Q2的源极与栅极之间设置有电阻R2，所述电阻R2的一端连接PMOS管Q2的源极，所述电阻R2的另一端连接PMOS管Q2的栅极，所述PMOS管Q2的漏极分别与升压芯片U10的引脚7和引脚8连接，所述PMOS管Q2的漏极与升压芯片U10的引脚7之间设置有电容C5，所述电容C5的一端与升压芯片U10的引脚7连接，所述电容C5的另一端接地，所述PMOS管Q2的漏极与升压芯片U10的引脚8之间设置有电容C3和电容C4，所述电容C3与电容C4并联，所述电容C3的一端和电容C4的一端均与升压芯片U10的引脚8连接，所述电容C3的另一端和电容C4的另一端均接地；

所述升压芯片U10的引脚1和引脚2均接地，所述升压芯片U10的引脚3接入MCU2WAN_POWER，所述升压芯片U10的引脚4与引脚5之间设置有电阻R6，所述电阻R6的一端与升压芯片U10的引脚4连接，所述电阻R6的另一端与升压芯片U10的引脚5连接，且所述电阻R6的另一端和升压芯片U10的引脚5均接地。

2.根据权利要求1所述的用于物联网的聚合物锂电池电路，其特征在于，所述升压芯片U10的引脚6和引脚8之间设置有电阻R5，所述电阻R5的一端与升压芯片U10的引脚6连接，所述电阻R5的另一端与升压芯片U10的引脚8连接。

3.根据权利要求2所述的用于物联网的聚合物锂电池电路，其特征在于，所述电阻R5的一端和升压芯片U10的引脚6均与电阻R4的一端连接，所述电阻R4的另一端接地。

4.根据权利要求3所述的用于物联网的聚合物锂电池电路，其特征在于，所述升压芯片U10的引脚9与电感L1的一端连接，所述电感L1的另一端连接VBAT，所述电感L1的另一端还与电容C6的一端连接，所述电容C6的另一端接地。

5.根据权利要求4所述的用于物联网的聚合物锂电池电路，其特征在于，所述测试点TP6的接入点和VDD_GSM的接入点之间设置有电容C1和电容C2，所述电容C1与电容C2并联，所述电容C1的一端和电容C2的一端均连接测试点TP6和VDD_GSM，所述电容C1的另一端和电容C2的另一端均接地。

6.根据权利要求5所述的用于物联网的聚合物锂电池电路，其特征在于，所述测试点TP6的接入点和VDD_GSM的接入点之间还设置有电容C7和电容C8，所述电容C7与电容C8并联，所述电容C7的正极和电容C8的正极均连接测试点TP6和VDD_GSM，所述电容C7的负极和电容C8的负极均接地。

7.根据权利要求6所述的用于物联网的聚合物锂电池电路，其特征在于，所述PMOS管Q2的栅极与三极管Q3的集电极连接，所述三极管Q3的基极与电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端接入MCU2WAN_POWER，所述三极管Q3的发射极接地。

8.一种用于物联网的聚合物锂电池装置，其特征在于，所述装置包括权利要求1-7任一项所述的用于物联网的聚合物锂电池电路。

Images