JP6275857B2 - 過電圧・過電流保護回路及び移動端末 - Google Patents

Description

本発明は、電源に関し、特に過電圧・過電流保護回路及び移動端末に関する。

時代の進歩に伴い、インターネット及び移動通信ネットワークは、多量の機能応用を提供した。ユーザーは、移動端末を用いて伝統的な応用を行えるばかりでなく、例えば、スマートホンを用いて電話を受けたりかけたりする同時に、ユーザーは、移動端末を用いてウェブページの閲覧、イメージ伝送、ゲーム等も行うことが出来る。

移動端末の使用頻度の増加に伴い、移動端末は常に充電すべきであるが、充電異常による安全事故を避けるために、目下、既に大量の第１段保護回路を提供して過充電及び過放電の防止を実現している。但し、過充電及び過放電する時、従来の第１段保護回路（過充電及び過放電保護回路を含む）は、ＭＯＳトランジスターを通じて充電回路或いは放電回路をオフしている。一度当該ＭＯＳトランジスターが損傷する或いは破損すると、第１段保護回路の過充電及び過放電防止の保護作用が失われることを招き、更には、第１段保護回路の電子部品の破損を招き、及び移動端末内部の他の回路の破損をもたらし、ひいては火災をもたらすこともある。

本発明の目的は、ヒューズ線を適用して第２段保護を行う過電圧・過電流保護回路及び移動端末を提供することにより、従来の技術である第１段保護回路がＭＯＳトランジスターを採用してオンオフの制御を実施することにおいて、一度ＭＯＳトランジスターが破損すると、過充電・過放電機能が失われることを招く問題を解決する。

一方では、本発明は、過電圧・過電流保護回路を提供する。前記過電圧・過電流保護回路は、
電源ポートと、検出ポートと、低電位インタフェースポートとを含む第１段保護回路を含む。その中で、電源ポートは、セルの正極に接続され、検出ポートは、セルの負極に接続され、低電位インタフェースポートは、充放電インタフェースのグラウンドポートに接続される。前記第１段保護回路は、セルに対して充電を行う時、過充電であるか否かを検出し、過充電である場合、前記充放電インタフェースを通じた前記セルに対する充電をオフするのに用いられる。前記第１段保護回路は、更には、前記セルが放電する時、過放電であるか否かを検出し、過放電である場合、前記セルが前記充放電インタフェースを通じて放電することを切断するのに用いられる。

前記過電圧・過電流保護回路は、高電位セルポートと、低電位セルポートと、高電位インタフェースポートとを含む第２段保護回路を更に含む。その中で、高電位セルポートは、前記セルの正極に外部接続され、低電位セルポートは、前記セルの負極に外部接続され、高電位インタフェースポートは、前記充放電インタフェースの電源ポートに外部接続される。前記第２段保護回路は、前記充放電インタフェースを通じてセルに対して充電を行う時、ヒューズ線を通じて、過電圧保護及び過電流保護を行うのに用いられる。

一方では、本発明は、セルと、充放電インタフェースとを含み、上記の過電圧・過電流保護回路を更に含む移動端末を提供する。
一方では、本発明は、過電圧・過電流保護回路方法を提供する。前記方法は、セルに対して充電を行う時に、第１段保護回路と第２段保護回路とにより、リアルタイムに充電時の電圧と充電時の電流とを検知する；充電時の電圧がデフォルト電圧閾値より高い場合、または充電時の電流がデフォルト電流閾値より高い場合、またはセルが既に満充電になっている場合に、ＭＯＳトランジスターをコントロールする第１段保護回路によって、充電中のセルに対して充電を行う回路をオフする動作、及び、ヒューズ線をオフする第２段保護回路によって、充電中のセルに対して充電を行う回路をオフする動作の少なくとも一方を実行する。

［図面の説明］
本発明の実施例における技術方案をより明らかに説明するために、以下、実施例或いは従来の技術の説明において図面の使用を必要にして簡単に紹介することにする。理解できるのは、下記の説明における図面は、ただ本発明の一部の実施例であり、当業者にとって、創造的な労働を行わない前提で、これらの図面に従って、他の図面を更に獲得することが出来る。
本発明の実施例が提供する過電圧・過電流保護回路の回路構造図である。 本発明の実施例が提供する過電圧・過電流保護回路の回路図である。

［本発明の実施形態］
本発明の目的、技術方案、及び利点をより明らかにするために、以下、図面及び実施例を結合しながら、本発明を更に詳細に説明することにする。理解すべきなのは、ここで説明される具体的な実施例は、本発明を解釈するだけのために用いられ、本発明を制限するものではない。

本発明の実施例において、移動端末は、セルと、充放電インタフェースとを含み、過電圧・過電流保護回路を更に含む。セルに対して充電を行うべきである時、充放電インタフェースから電気信号を接続し、且つ、過電圧・過電流保護回路を経て充電を行う。また、セルが第２段保護回路１の高電位インタフェースポート及び第１段保護回路２の低電位インタフェースポートを通じて、移動端末に対して給電を行う時、第１段保護回路２を通じて、過放電保護を行う。従って、セルに対して充電を行っても、セルに対して放電を行っても、過電圧・過電流保護を実現出来る。

図１は、本発明の実施例が提供する過電圧・過電流保護回路の構成構造を示している。説明の便宜上、本発明の実施例に関連する部分だけ示したが、その詳細は、下記の通りである。

過電圧・過電流保護回路であって、
電源ポートと、検出ポートと、低電位インタフェースポートとを含む第１段保護回路２を含む。その中で、電源ポートは、セルの正極に接続され、検出ポートは、セルの負極に接続され、低電位インタフェースポートは、充放電インタフェースのグラウンドポートに接続される。前記第１段保護回路２は、セルに対して充電を行う時、過充電であるか否かを検出し、過充電である場合、前記充放電インタフェースを通じた前記セルに対する充電をオフするのに用いられる。前記第１段保護回路２は、更には、前記セルが放電する時、過放電であるか否かを検出し、過放電である場合、前記セルによる前記充放電インタフェースを通じた放電をオフするのに用いられる。

過電圧・過電流保護回路は、
高電位セルポートと、低電位セルポートと、高電位インタフェースポートとを含む第２段保護回路１を更に含む。その中で、高電位セルポートは、前記セルの正極に外部接続され、低電位セルポートは、前記セルの負極に外部接続され、高電位インタフェースポートは、前記充放電インタフェースの電源ポートに外部接続される。前記第２段保護回路１は、前記充放電インタフェースを通じて、セルに対して充電を行う時、ヒューズ線を通じて、過電圧保護及び過電流保護を行うのに用いられる。

その中で、前記セルの正極及び負極は、それぞれノードＢ＋及びノードＢ−を適用して表す。
その中で、前記第２段保護回路１の高電位インタフェースポートは、ノードＣ＋を適用して表す。同時に、第１段保護回路２の低電位インタフェースポートは、ノードＣ−を適用して表す。その中で、ノードＣ＋及びノードＣ−を通じて、移動端末に給電出来る。

少なくとも一つの実施例では、セルに対して充電を行う際、第１段保護回路２は、電源ポート及びグラウンドポートを通じて、リアルタイムにセルに充電する充電電圧を検出する。一度充電電圧が大きくなりすぎると、第１段保護回路２は、充放電インタフェースがセルに充電する充電回路を切断する。また、一度セルが満充電されると、セルに対する過充電を避けるために、第１段保護回路２は、充放電インタフェースがセルに充電する充電回路を切断することにより、セルに対する充電を中止する。また、第１段保護回路２は、更には、リアルタイムに充電電流を検出し、もし充電電流が大きすぎる場合、充放電インタフェースがセルに充電する充電回路を切断する。第１段保護回路２は、ＭＯＳトランジスターを適用して、充電回路のオンオフを制御するため、ＭＯＳトランジスターが破損した（例えば、破壊された）時に充電回路を切断出来ないことを避けるために、本発明の実施例は、第２段保護回路１を増設する。第１段保護回路２がリアルタイムにセルの正負極両ポートの電圧を検出する同時に、第２段保護回路１もリアルタイムにセルの正負極両ポートの電圧（即ち、セルに充電する充電電圧）を検出し、及びリアルタイムにセルに充電する充電電流を検出する。一度セル充電電圧が大きくなりすぎると、セルは満充電され、或いは、充電電流が大きすぎることで、第２段保護回路１は、ヒューズ線をオフする方式を通じて、充電回路を切断する。

一般に、セルが第２段保護回路１の高電位インタフェースポート及び第１段保護回路２の低電位インタフェースポートを通じて、移動端末に給電（即ち、セルが放電する）する時、第２段保護回路１及び第１段保護回路２は、全てセルの正負極両ポートの電圧が大きすぎることを検出しないが、第２段保護回路１及び第１段保護回路２は、依然として全て過電圧保護を提供する。セルが放電する時、第２段保護回路１が過電圧保護を行う時の作業原理は、第１段保護回路２が過電圧保護を行う時の作業原理と同じであり、ここでは、詳細に記述しないことにする。また、セルが過放電することを避けるために、第２段保護回路１は、ヒューズ線を通じて、リアルタイムにセルの放電電流を検出することにより、過電流保護を行うと同時に、第１段保護回路２も抵抗器を通じて、リアルタイムにセルの放電電流を検出することにより、セルが過放電する時、第２段保護回路１がヒューズ線を通じてセルの放電回路を切断し、及び／或いは、第１段保護回路２がＭＯＳトランジスターを制御し、放電回路を切断させる。

説明すべきなのは、実際の使用需要によって、第２段保護回路１におけるヒューズ線を選定することにより、ヒューズ線が耐えられる最大電流を確定出来る。また、第１段保護回路２が、充電或いは放電の電流がいくらである時、及び、セルの正負極の電圧がいくらである時に、充電回路或いは放電回路を切断するかを選定する。更には、一度充電回路が過電流であると、或いは、放電回路が過電流であると、電流が段々増大するにつれて、まず第１段保護回路２により充放電回路を切断するか、それともまず第２段保護回路１により充放電回路を切断するかを確定する。即ち、まず第１段保護回路２により過電圧・過電流保護を作動させるか、それともまず第２段保護回路１により過電圧・過電流保護を作動させるかを確定する。

本発明のもう一つの実施例において、前記過電圧・過電流保護回路は、
高電位ポートと、低電位ポートとを含むフィルター回路３を更に含む。その中で、低電位ポートは、前記第１段保護回路２の低電位インタフェースポートに接続され、高電位ポートは、前記第２段保護回路１の高電位インタフェースポートに接続される。前記フィルター回路３は、前記充放電インタフェースを通じて、前記セルに充電する時、前記充放電インタフェースからアクセスした電気信号に対してローパスフィルタリングを行うのに用いられる。

また、充電の時、充放電インタフェースを通じてアクセスした高周波騒音信号（高周波騒音信号は、過電流保護をトリガーする電流信号、或いは過電圧保護をトリガーする電圧信号を含む）が第１段保護回路２及び／或いは第２段保護回路１を誤トリガーし、充電回路を切断することを避けるために、フィルター回路３を引き込んで、充放電インタフェースがアクセスした電源信号に対してローパスフィルタリングを行い、次にローパスフィルタリングした後の電源信号によってセルに充電する。

図２は、本発明の実施例が提供する過電圧・過電流保護回路の具体的な回路を示している。説明の便宜上、本発明の実施例に関連される部分だけを示したが、その詳細は、下記の通りである。

本発明の一つの実施例において、前記第２段保護回路１は、
第１抵抗器Ｒ１と、第１コンデンサＣ１と、第２抵抗器Ｒ２と、第２コンデンサＣ２と、第３抵抗器Ｒ３と、第３コンデンサＣ３と、電圧検出チップＵ１と、電圧制限・電流制限ヒューズ線チップＵ２と、スイッチ回路１１とを含む。

前記第１抵抗器Ｒ１の第１端、前記第３抵抗器Ｒ３の第２端、及び前記電圧制限・電流制限ヒューズ線チップＵ２の第２ヒューズ線ピンＦ２は、それぞれ、前記第２段保護回路１の高電位セルポート、低電位セルポート、及び高電位インタフェースポートであり、前記電圧検出チップＵ１の正電圧検出ピンＳＥＮＳＥ、負極電圧ピンＶＳＳ、制御出力ピンＣＯ、電源ピンＶＣＣ、並びに遅延ピンＬＣＴは、それぞれ、前記第１抵抗器Ｒ１の第２端、前記第１コンデンサＣ１の第２端、前記第３抵抗器Ｒ３の第１端及び前記スイッチ回路１１の被制御ポート、前記第３コンデンサＣ３の第１端、並びに前記第２コンデンサＣ２の第１端に接続され、前記第１コンデンサＣ１の第２端、前記第３コンデンサＣ３の第２端、及び前記第２コンデンサＣ２の第２端は、全て前記第３抵抗器Ｒ３の第２端に接続され、前記第２抵抗器Ｒ２の第１端及び第２端は、それぞれ、前記電圧制限・電流制限ヒューズ線チップＵ２の第１ヒューズ線ピンＦ１及び前記第３コンデンサＣ３の第１端に接続され、前記第３抵抗器Ｒ３の第１端は、前記スイッチ回路１１の被制御ポートに接続され、前記スイッチ回路１１の高電位ポート及び低電位ポートは、それぞれ、前記電圧制限・電流制限ヒューズ線チップＵ２の電圧制限ピンＨＥＡＴＥＲ及び前記第３抵抗器Ｒ３の第２端に接続される。

説明すべきなのは、電圧制限・電流制限ヒューズ線チップＵ２の内部には、二本のヒューズ線及び一つの抵抗器が備えられることである。その中で、二本のヒューズ線は，直列接続された後、電圧制限・電流制限ヒューズ線チップＵ２の第１ヒューズ線ピンＦ１と第２ヒューズ線ピンＦ２との間に接続される。その中で、内部の抵抗器は、二本のヒューズ線の直列接続点と電圧制限ピンＨＥＡＴＥＲとの間に接続され、即ち、第１ヒューズ線ピンＦ１と電圧制限ピンＨＥＡＴＥＲとの間には、一本のヒューズ線と当該一つの抵抗器が直列接続されており、第２ヒューズ線ピンＦ２と電圧制限ピンＨＥＡＴＥＲとの間には、もう一本のヒューズ線と当該一つの抵抗器が直列接続されている。

このように、セルに対して充電を行う過程において、電圧検出チップＵ１が正電圧検出ピンＳＥＮＳＥ及び負電圧ピンＶＳＳを通じて、リアルタイムにセルに充電する充電電圧を検出し、一度当該充電電圧が大きくなりすぎると、制御出力ピンＣＯから制御信号を出力し、当該制御信号を通じて、スイッチ回路１１の開通を制御し、もし充電電圧が大きすぎる場合には、電圧制限・電流制限ヒューズ線チップＵ２の第２ヒューズ線ピンＦ２と電圧制限ピンＨＥＡＴＥＲとの間の一本のヒューズ線において過電圧電流を形成することにより、当該ヒューズ線を溶断する。従って、二本のヒューズ線における一本のヒューズ線が切れた後、充電回路が切断され、セルに対する充電を中止する。

また、充放電インタフェースを通じて、セルに対して充電を行う時、もし充電電流が大きすぎる場合には、電圧制限・電流制限ヒューズ線チップＵ２の第１ヒューズ線ピンＦ１と第２ヒューズ線ピンＦ２との間の二本のヒューズ線は、全て溶断され、直接充電回路を切断するようになる。

このように、第１段保護回路２が失効され、即ち、過電圧・過電流保護機能を失った時、電圧制限・電流制限ヒューズ線チップＵ２内部のヒューズ線を通じて、過電圧・過電流保護を実現出来る。

また、セルが過放電する時、電圧制限・電流制限ヒューズ線チップＵ２の第１ヒューズ線ピンＦ１と第２ヒューズ線ピンＦ２との間の二本のヒューズ線は、全て溶断され、直接放電回路を切断し、充放電インタフェースを通じて、移動端末に給電することを中止する。

一般に、セルが放電する時、過電圧問題は存在しないが、もし存在すれば、電圧制限・電流制限ヒューズ線チップＵ２の第１ヒューズ線ピンＦ１と電圧制限ピンＨＥＡＴＥＲとの間の一本のヒューズ線を通じて、過電圧保護を実現できる。その作業原理は、充電する時、電圧制限・電流制限ヒューズ線チップＵ２の第２ヒューズ線ピンＦ２及び電圧制限ピンＨＥＡＴＥＲを通じて、過電圧保護を実現する原理と類似し、ここでは、詳細に記述しないことにする。少なくとも一つの実施例において、前記電圧制限・電流制限ヒューズ線チップＵ２のモデルは、ＳＦＪ−０４１２である。

また、少なくとも一つの実施例では、スイッチ回路１１の制御需要によって、電圧検出チップＵ１の制御出力ピンＣＯが出力する制御信号は、高電位信号或いは低電位信号である。尚、前記スイッチ回路１１は、ＮＭＯＳトランジスター或いはＰＭＯＳトランジスターで構成される回路を採用しても良い。例えば、当該制御信号が低電位信号である場合、スイッチ回路１１は、ＰＭＯＳトランジスターを選んで実現する。

本発明の少なくとも一つの実施例として、前記電圧検出チップＵ１は、Ｓ８２４４＿Ｃを選ぶことによって、充電電圧が大きすぎる場合、電圧検出チップＵ１の制御出力ピンＣＯが、ハイレベル信号を出力するようになる。

少なくとも一つの実施例において、前記スイッチ回路１１は、ＮＭＯＳトランジスターを含み、前記ＮＭＯＳトランジスターのドレイン電極、ゲート電極、及びソース電極は、それぞれ前記スイッチ回路１１の高電位ポート、被制御ポート、及び低電位ポートである。

従って、過充電或いは過放電である時、もし電圧検出チップＵ１の制御出力ピンＣＯが出力する制御信号が高電位信号である場合、前記スイッチ回路１１は、ＮＭＯＳトランジスターを選定して実現できる。尚、実際の作業需要に応じて、ＮＭＯＳトランジスターが耐えられる最大電流を選ぶことにより、ＮＭＯＳトランジスターを選定する。

本発明の一つの実施例において、前記第１段保護回路２は、
第４抵抗器Ｒ４と、第５抵抗器Ｒ５と、第６抵抗器Ｒ６と、第４コンデンサＣ４と、第５コンデンサＣ５と、第６コンデンサＣ６と、過充電・過放電検出チップＵ３と、第３スイッチチップＵ４と、第４スイッチチップＵ５とを含む。

前記第４抵抗器Ｒ４の第１端、前記第５抵抗器Ｒ５の第１端、及び前記第６抵抗器Ｒ６の第２端は、それぞれ、前記第１段保護回路２の電源ポート、検出ポート、及び低電位インタフェースポートである。前記過充電・過放電検出チップＵ３の電流検出ピンＣＳ、電源ピンＶＤＤ、グラウンドピンＶＳＳ、低電位ピンＶ、過充電ピンＣＯＵＴ、及び過放電ピンＤＯＵＴは、それぞれ、前記第５抵抗器Ｒ５の第２端、前記第４コンデンサＣ４の第１端、前記第５抵抗器Ｒ５の第１端、前記第６抵抗器Ｒ６の第１端、前記第３スイッチチップＵ４の第１ゲート電極ピンＧ１、及び前記第３スイッチチップＵ４の第２ゲート電極ピンＧ２に接続され、前記第４コンデンサＣ４の第２端は、前記第５抵抗器Ｒ５の第１端に接続され、前記第３スイッチチップＵ４の第１ソース電極ピンＳ１及び第２ソース電極ピンＳ２は、それぞれ、グラウンド及び前記第５抵抗器Ｒ５の第２端に接続され、前記第４スイッチチップＵ５の第３ゲート電極ピンＧ３、第４ゲート電極ピンＧ４、第３ソース電極ピンＳ３、及び第４ソース電極ピンＳ４は、それぞれ、前記第３スイッチチップＵ４の第１ゲート電極ピンＧ１、第２ゲート電極ピンＧ２、第１ソース電極ピンＳ１、及び第２ソース電極ピンＳ２に接続され、直列接続された後の前記第５コンデンサＣ５及び前記第６コンデンサＣ６は、前記第３スイッチチップＵ４の第１ソース電極ピンＳ１と第２ソース電極ピンＳ２との間に接続され、前記第６抵抗器Ｒ６の第２端は、接地される。

このように、もしセルに充電する時の充電電流が大きすぎる場合、過充電・過放電検出チップＵ３は、電流検出ピンＣＳ及びグラウンドピンＶＳＳを通じて、大きい負電圧を検出し、従って、過充電・過放電検出チップＵ３は、過充電ピンＣＯＵＴから制御信号を出力し、過充電ピンＣＯＵＴから出力された制御信号によって、第３スイッチチップＵ４及び第４スイッチチップＵ５の切断充電回路を制御する。また、セルに充電する時、過充電・過放電検出チップＵ３が電源ピンＶＤＤ及びグラウンドピンＶＳＳを通じて、セルに対する充電電圧が大きすぎることを検出した時、過充電ピンＣＯＵＴから出力された制御信号によっても、第３スイッチチップＵ４と第４スイッチチップＵ５の切断充電回路を制御する。

もしセルが放電する時の放電電流が大きすぎる場合、過充電・過放電検出チップＵ３は、電流検出ピンＣＳ及びグラウンドピンＶＳＳを通じて、大きい正電圧を検出し、従って、過充電・過放電検出チップＵ３は、過放電ピンＤＯＵＴから出力された制御信号によって、第３スイッチチップＵ４と第４スイッチチップＵ５の切断放電回路を制御する。また、一般に、セルが放電する時、過電圧問題は存在しないが、もし過電圧である場合には、過充電・過放電検出チップＵ３が電源ピンＶＤＤ及びグラウンドピンＶＳＳを通じて、セルに対する充電電圧が大きすぎると検出した時、更に過充電ピンＣＯＵＴから出力された制御信号によって、第３スイッチチップＵ４と第４スイッチチップＵ５の切断充電回路を制御する。

本発明の一つの実施例において、前記フィルター回路３は、第７コンデンサＣ７と、第８コンデンサＣ７とを含む。
前記第７コンデンサＣ７の第１端及び前記第８コンデンサＣ８の第２端は、それぞれ、前記フィルター回路３の高電位ポート及び低電位ポートであり、前記第７コンデンサＣ７の第２端は、前記第８コンデンサＣ８の第１端に接続される。

このように、充放電インタフェースを通じて、セルに充電する時、事前に第７コンデンサＣ７と第８コンデンサＣ７で構成されるフィルター回路３を経て、高周波騒音信号を濾過することができ、ひいては、セルに充電する時、高周波騒音信号が第１段保護回路２を誤トリガーし、ＭＯＳトランジスターを通じて充電回路を切断すること、及び／或いは、高周波騒音信号が第２段保護回路１を誤トリガーし、電圧制限・電流制限ヒューズ線チップＵ２におけるヒューズ線を通じて過電圧或いは過電流保護を行うことを避ける。

本発明の一つの実施例において、前記充放電インタフェースは、汎用シリアルバス（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ、ＵＳＢ）のインタフェースである。少なくとも一つの実施例において、ＵＳＢインタフェースは、従来のもの（例えば：常用の５ボルトのＵＳＢインタフェース）でも良い。また、ＵＳＢインタフェースは、従来のものを適用しなくても良く、充電電流の需要によって、二種の方式を適用して耐えられる充電電流を増大しても良い。第１の方式としては、大電流に耐えられるピンを選定することにより、充電電流に耐えられるようにする。第２の方式としては、従来のＵＳＢインタフェースにおいて、等間隔で（当該間隔は、従来のＵＳＢインタフェースにおけるピン間の間隔である）同じ数量の電源ピン及びグラウンドピンを増加させることであり、ひいては、ピンを増加したＵＳＢインタフェースは、異なる大きい充電電流を使用出来る。勿論、第１及び第２の方式である、耐えられる最大充電電流を増大させる方式の両方を同時に適用しても良い。

本発明の少なくとも一つの実施例において、前記ＵＳＢインタフェースの電源ポート及びグラウンドポートは、デフォルト電流閾値及びそれ以下の電流に耐えられる。
少なくとも一つの実施例において、前記デフォルト電流閾値は、４アンペアである。

少なくとも一つの実施例において、前記ＵＳＢインタフェースの電源ポートは、少なくとも二つの電源ピンであり、前記ＵＳＢインタフェースのグラウンドポートは、少なくとも二つのグラウンドピンである。その中で、電源ピンを通じて、電源信号を伝送し、グラウンドピンを通じて、グラウンド信号を伝送する。

少なくとも一つの実施例において、従来のＵＳＢインタフェースと互換出来るように、耐えられる充電電流を増大すべきである時、従来のＵＳＢインタフェースにおいて、等間隔で一つ或いは複数の電源ピン及び一つ或いは複数のグラウンドピンを増加させる。その中で、増設された電源ピンの数とグラウンドピンの数は同じである。また、ピンが増設された後のＵＳＢインタフェースに含まれる各ピン間の間隔は、従来のＵＳＢインタフェースにおけるピン間の間隔である。セルにだけ通常の充電すべきである場合、従来のＵＳＢインタフェースを適用し、従来のＵＳＢインタフェースに対する互換性を実現出来る。

本発明の実施例は、移動端末を更に提供する。前記移動端末は、セルと、充放電インタフェースとを含み、上記の過電圧・過電流保護回路を更に含み、前記過電圧・過電流保護回路は、第１段保護回路２と、第２段保護回路１とを含む。

前記第１段保護回路２の電源ポート及び検出ポートは、それぞれ、セルの正極及び負極に接続され、前記第１段保護回路２の低電位インタフェースポートは、充放電インタフェースのグラウンドポートに外部接続される。

前記第２段保護回路１の高電位セルポート及び低電位セルポートは、前記セルの正極及び負極に接続され、前記第２段保護回路１の高電位インタフェースポートは、前記充放電インタフェースの電源ポートに外部接続される。

上記の内容は、具体的な好ましい実施形態を結合しながら本発明について行った更なる詳細な説明であり、本発明の具体的な実施がこれらの説明に限定されると理解されてはいけない。当業者にとって、本発明の構成を逸脱しない前提でいくつかの均等の切り替え或いは明らかな変型を行い、且つ、性能や用途が同じであれば、全部本発明が提出した特許請求範囲において確定された特許請求範囲に属すると理解すべきである。

Claims (18)

1. 電源ポートと、検出ポートと、低電位インタフェースポートとを含む第１段保護回路を含み、電源ポートは、セルの正極に接続され、検出ポートは、セルの負極に接続され、低電位インタフェースポートは、充放電インタフェースのグラウンドポートに接続され、前記第１段保護回路は、セルに充電する時、過充電であるか否かを検出し、過充電である場合、前記充放電インタフェースを通じた前記セルに対する充電をオフするのに用いられ、前記第１段保護回路は、更には、前記セルが放電する時、過放電であるか否かを検出し、過放電である場合、前記セルによる前記充放電インタフェースを通じた放電をオフするのに用いられ、
   高電位セルポートと、低電位セルポートと、高電位インタフェースポートとを含む第２段保護回路を更に含み、高電位セルポートは、前記セルの正極に外部接続され、低電位セルポートは、前記セルの負極に外部接続され、高電位インタフェースポートは、前記充放電インタフェースの電源ポートに外部接続され、前記第２段保護回路は、前記充放電インタフェースを通じて、セルに充電する時、ヒューズ線を通じて、過電圧保護及び過電流保護を行うのに用いられ、
   前記第２段保護回路は、第１抵抗器と、第１コンデンサと、第２抵抗器と、第２コンデンサと、第３抵抗器と、第３コンデンサと、電圧検出チップと、電圧制限・電流制限ヒューズ線チップと、スイッチ回路とを含み、
   前記第１抵抗器の第１端、前記第３抵抗器の第２端、及び前記電圧制限・電流制限ヒューズ線チップの第２ヒューズ線ピンは、それぞれ、前記第２段保護回路の高電位セルポート、低電位セルポート、及び高電位インタフェースポートであり、前記電圧検出チップの正電圧検出ピン、負電圧ピン、制御出力ピン、電源ピン、並びに遅延ピンは、それぞれ、前記第１抵抗器の第２端、前記第１コンデンサの第２端、前記第３抵抗器の第１端及び前記スイッチ回路の被制御ポート、前記第３コンデンサの第１端、並びに前記第２コンデンサの第１端に接続され、前記第１コンデンサの第２端、前記第３コンデンサの第２端、及び前記第２コンデンサの第２端は、全て前記第３抵抗器の第２端に接続され、前記第２抵抗器の第１端及び第２端は、それぞれ、前記電圧制限・電流制限ヒューズ線チップの第１ヒューズ線ピン及び前記第３コンデンサの第１端に接続され、前記第３抵抗器の第１端は、前記スイッチ回路の被制御ポートに接続され、前記スイッチ回路の高電位ポート及び低電位ポートは、それぞれ、前記電圧制限・電流制限ヒューズ線チップの電圧制限ピン及び前記第３抵抗器の第２端に接続されることを特徴とする過電圧・過電流保護回路。
2. 前記過電圧・過電流保護回路は、
   高電位ポートと、低電位ポートとを含むフィルター回路を更に含み、低電位ポートは、前記第１段保護回路の低電位インタフェースポートに接続され、高電位ポートは、前記第２段保護回路の高電位インタフェースポートに接続され、前記フィルター回路は、前記充放電インタフェースを通じて、前記セルに充電する時、前記充放電インタフェースからアクセスした電気信号に対してローパスフィルタリングを行うのに用いられることを特徴とする請求項１に記載の過電圧・過電流保護回路。
3. 前記スイッチ回路は、ＮＭＯＳトランジスターを含み、
   前記ＮＭＯＳトランジスターのドレイン電極、ゲート電極、及びソース電極は、それぞれ、前記スイッチ回路の高電位ポート、被制御ポート、及び低電位ポートであることを特徴とする請求項１に記載の過電圧・過電流保護回路。
4. 前記第１段保護回路は、
   第４抵抗器と、第５抵抗器と、第６抵抗器と、第４コンデンサと、第５コンデンサと、第６コンデンサと、過充電・過放電検出チップと、第３スイッチチップ及び第４スイッチチップと、を含み、
   前記第４抵抗器の第１端、前記第５抵抗器の第１端、及び前記第６抵抗器の第２端は、それぞれ、前記第１段保護回路の電源ポート、検出ポート、及び低電位インタフェースポートであり、前記過充電・過放電検出チップの電流検出ピン、電源ピン、グラウンドピン、低電位ピン、過充電ピン、及び過放電ピンは、それぞれ、前記第５抵抗器の第２端、前記第４コンデンサの第１端、前記第５抵抗器の第１端、前記第６抵抗器の第１端、前記第３スイッチチップの第１ゲート電極ピン、及び前記第３スイッチチップの第２ゲート電極ピンに接続され、前記第４コンデンサの第２端は、前記第５抵抗器の第１端に接続され、前記第３スイッチチップの第１ソース電極ピン及び第２ソース電極ピンは、それぞれ、グラウンド及び前記第５抵抗器の第２端に接続され、前記第４スイッチチップの第３ゲート電極ピン、第４ゲート電極ピン、第３ソース電極ピン、及び第４ソース電極ピンは、それぞれ、前記第３スイッチチップの第１ゲート電極ピン、第２ゲート電極ピン、第１ソース電極ピン、及び第２ソース電極ピンに接続され、直列接続された後の前記第５コンデンサ及び前記第６コンデンサは、前記第３スイッチチップの第１ソース電極ピンと第２ソース電極ピンとの間に接続され、前記第６抵抗器の第２端は接地されることを特徴とする請求項１に記載の過電圧・過電流保護回路。
5. 前記フィルター回路は、第７コンデンサと、第８コンデンサとを含み、
   前記第７コンデンサの第１端及び前記第８コンデンサの第２端は、それぞれ、前記フィルター回路の高電位ポート及び低電位ポートであり、前記第７コンデンサの第２端は、前記第８コンデンサの第１端に接続されることを特徴とする請求項２に記載の過電圧・過電流保護回路。
6. 前記充放電インタフェースは、汎用シリアルバスのＵＳＢインタフェースであることを特徴とする請求項１に記載の過電圧・過電流保護回路。
7. 前記ＵＳＢインタフェースの電源ポート及びグラウンドポートは、デフォルト電流閾値及びそれ以下の電流に耐えられることを特徴とする請求項６に記載の過電圧・過電流保護回路。
8. 前記ＵＳＢインタフェースの電源ポートは、少なくとも二つの電源ピンであり、
   前記ＵＳＢインタフェースのグラウンドポートは、少なくとも二つのグラウンドピンであることを特徴とする請求項７に記載の過電圧・過電流保護回路。
9. セルと充放電インタフェースとを含む移動端末であって、
   過電圧・過電流保護回路を更に含み、
   前記過電圧・過電流保護回路は、
   電源ポートと、検出ポートと、低電位インタフェースポートとを含む第１段保護回路を含み、電源ポートは、セルの正極に接続され、検出ポートは、セルの負極に接続され、低電位インタフェースポートは、充放電インタフェースのグラウンドポートに接続され、前記第１段保護回路は、セルに充電する時、過充電であるか否かを検出し、過充電である場合、前記充放電インタフェースを通じた前記セルに対する充電をオフするのに用いられ、前記第１段保護回路は、更には、前記セルが放電する時、過放電であるか否かを検出し、過放電である場合、前記セルによる前記充放電インタフェースを通じた放電をオフするのに用いられ、
   前記過電圧・過電流保護回路は、
   高電位セルポートと、低電位セルポートと、高電位インタフェースポートとを含む第２段保護回路を更に含み、高電位セルポートは、前記セルの正極に外部接続され、低電位セルポートは、前記セルの負極に外部接続され、高電位インタフェースポートは、前記充放電インタフェースの電源ポートに外部接続され、前記第２段保護回路は、前記充放電インタフェースを通じて、セルに充電する時、ヒューズ線を通じて、過電圧保護及び過電流保護を行うのに用いられ、
   前記第２段保護回路は、第１抵抗器と、第１コンデンサと、第２抵抗器と、第２コンデンサと、第３抵抗器と、第３コンデンサと、電圧検出チップと、電圧制限・電流制限ヒューズ線チップと、スイッチ回路とを含み、
   前記第１抵抗器の第１端、前記第３抵抗器の第２端及び前記電圧制限・電流制限ヒューズ線チップの第２ヒューズ線ピンは、それぞれ、前記第２段保護回路の高電位セルポート、低電位セルポート、及び高電位インタフェースポートであり、前記電圧検出チップの正電圧検出ピン、負電圧ピン、制御出力ピン、電源ピン、並びに遅延ピンは、それぞれ、前記第１抵抗器の第２端、前記第１コンデンサの第２端、前記第３抵抗器の第１端及び前記スイッチ回路の被制御ポート、前記第３コンデンサの第１端、並びに前記第２コンデンサの第１端に接続され、前記第１コンデンサの第２端、前記第３コンデンサの第２端、及び前記第２コンデンサの第２端は、全て前記第３抵抗器の第２端に接続され、前記第２抵抗器の第１端及び第２端は、それぞれ、前記電圧制限・電流制限ヒューズ線チップの第１ヒューズ線ピン及び前記第３コンデンサの第１端に接続され、前記第３抵抗器の第１端は、前記スイッチ回路の被制御ポートに接続され、前記スイッチ回路の高電位ポート及び低電位ポートは、それぞれ、前記電圧制限・電流制限ヒューズ線チップの電圧制限ピン及び前記第３抵抗器の第２端に接続される
   ことを特徴とする移動端末。
10. 前記電圧制限・電流制限ヒューズ線チップは、第１ヒューズ線、第２ヒューズ線、及び第７抵抗器を含み、
    前記電圧制限・電流制限ヒューズ線チップの第１ヒューズ線ピンと第２ヒューズ線ピンの間において、前記第１ヒューズ線が前記第２ヒューズ線と直列接続され、更に、
    前記第７抵抗器が、前記第１ヒューズ線と前記第２ヒューズ線との直列接続点と前記電圧制限・電流制限ヒューズ線チップの電圧制限ピンとの間に接続されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の過電圧・過電流保護回路。
11. 前記電源ピンの数と前記グラウンドピンの数は同じである
    ことを特徴とする請求項８に記載の過電圧・過電流保護回路。
12. 前記デフォルト電流閾値は、４アンペアである
    ことを特徴とする請求項７に記載の過電圧・過電流保護回路。
13. 前記過電圧・過電流保護回路は、
    高電位ポートと、低電位ポートとを含むフィルター回路を更に含み、
    前記低電位ポートは、前記第１段保護回路の低電位インタフェースポートに接続され、前記高電位ポートは、前記第２段保護回路の高電位インタフェースポートに接続され、前記フィルター回路は、前記充放電インタフェースを通じて、前記セルに充電する時、前記充放電インタフェースからアクセスした電気信号に対してローパスフィルタリングを行うのに用いられる
    ことを特徴とする請求項９に記載の移動端末。
14. 前記スイッチ回路は、ＮＭＯＳトランジスターを含み、
    前記ＮＭＯＳトランジスターのドレイン電極、ゲート電極、及びソース電極は、それぞれ、前記スイッチ回路の高電位ポート、被制御ポート、及び低電位ポートであることを特徴とする請求項９に記載の移動端末。
15. 前記充放電インタフェースは、ＵＳＢインタフェースである
    ことを特徴とする請求項９に記載の移動端末。
16. セルに対して充電を行う時に、第１段保護回路と第２段保護回路とにより、リアルタイムに充電時の電圧と充電時の電流とを検知し、
    充電時の電圧がデフォルト電圧閾値より高い場合、または充電時の電流がデフォルト電流閾値より高い場合、またはセルが既に満充電になっている場合に、ＭＯＳトランジスターをコントロールする前記第１段保護回路によって、充電中のセルに対して充電を行う回路をオフする動作、及び、ヒューズ線をオフする前記第２段保護回路によって、充電中のセルに対して充電を行う回路をオフする動作の少なくとも一方を実行する
    ことを含み、
    前記第１段保護回路は、電源ポートと、検出ポートと、低電位インタフェースポートとを含み、電源ポートは、セルの正極に接続され、検出ポートは、セルの負極に接続され、低電位インタフェースポートは、充放電インタフェースのグラウンドポートに接続され、
    前記第２段保護回路は、高電位セルポートと、低電位セルポートと、高電位インタフェースポートとを含み、高電位セルポートは、前記セルの正極に外部接続され、低電位セルポートは、前記セルの負極に外部接続され、高電位インタフェースポートは、前記充放電インタフェースの電源ポートに外部接続され、
    前記第２段保護回路は、第１抵抗器と、第１コンデンサと、第２抵抗器と、第２コンデンサと、第３抵抗器と、第３コンデンサと、電圧検出チップと、電圧制限・電流制限ヒューズ線チップと、スイッチ回路とを含み、
    前記第１抵抗器の第１端、前記第３抵抗器の第２端、及び前記電圧制限・電流制限ヒューズ線チップの第２ヒューズ線ピンは、それぞれ、前記第２段保護回路の高電位セルポート、低電位セルポート、及び高電位インタフェースポートであり、前記電圧検出チップの正電圧検出ピン、負電圧ピン、制御出力ピン、電源ピン、並びに遅延ピンは、それぞれ、前記第１抵抗器の第２端、前記第１コンデンサの第２端、前記第３抵抗器の第１端及び前記スイッチ回路の被制御ポート、前記第３コンデンサの第１端、並びに前記第２コンデンサの第１端に接続され、前記第１コンデンサの第２端、前記第３コンデンサの第２端、及び前記第２コンデンサの第２端は、全て前記第３抵抗器の第２端に接続され、前記第２抵抗器の第１端及び第２端は、それぞれ、前記電圧制限・電流制限ヒューズ線チップの第１ヒューズ線ピン及び前記第３コンデンサの第１端に接続され、前記第３抵抗器の第１端は、前記スイッチ回路の被制御ポートに接続され、前記スイッチ回路の高電位ポート及び低電位ポートは、それぞれ、前記電圧制限・電流制限ヒューズ線チップの電圧制限ピン及び前記第３抵抗器の第２端に接続される過電圧・過電流保護方法。
17. 前記第１段保護回路によって、セルの放電時の抵抗器に流れる電流が検知され、及び、前記第２段保護回路によって、セルの放電時の前記ヒューズ線に流れる電流が検知され、
    放電時の電流がデフォルト第２電流閾値より高い場合に、前記ＭＯＳトランジスターをコントロールする前記第１段保護回路によって、放電を行う回路をオフする動作、
    及び、前記ヒューズ線をオフする前記第２段保護回路によって、放電を行う回路をオフする動作の少なくとも一方を実行すること
    を更に含むことを特徴とする請求項１６に記載の過電圧・過電流保護方法。
18. 電源信号によってセルを充電する前に、前記電源信号に対してローパスフィルタリングを行う
    ことを特徴とする請求項１６に記載の過電圧・過電流保護方法。

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