电子设备充放电控制方法与流程

本发明涉及电源电路，尤其涉及一种电子设备充放电控制方法。

背景技术：

1、现如今，随着电子设备的快速发展，用户对于电子设备的电源管理需求不断提高。单一的电池供电模式已难以满足这些设备在续航、快速充放电、以及应对高功率输出需求等方面的挑战。在传统的电子设备电源管理系统中，往往是电池承担供电任务，导致电池频繁充放电，从而缩短其使用寿命。同时，在电子设备需要高功率输出时，电池可能无法满足需求，长此以往会导致其性能下降。

2、近些年，法拉电容作为一种新型的储能元件，具有充放电速度快、循环寿命长、功率密度高等优点，逐渐受到广泛关注。因此，如何实现电池与法拉电容的优势互补，延长电池的使用寿命，是亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种电子设备充放电控制方法及电路，用以改进现有技术中电子设备频繁充放电而缩短电池使用寿命的缺陷，实现电池与法拉电容的优势互补，延长电池的使用寿命。

2、一方面，本发明提供一种电子设备充放电控制方法，包括：

3、电源接入时，降压电路导通，逻辑开关电路断开，电源经降压电路、限流电路给法拉电容充电；

4、法拉电容的电量达到预设值时，处理器控制降压电路断开，同时控制逻辑开关电路导通，电源经逻辑开关电路、电池充电电路给电池充电；

5、负载接入时，若法拉电容的电压处于升压电路工作所需的电压输入值范围内，升压电路导通，法拉电容经升压电路升压后以第一电压值为负载供电，同时，输出开关电路断开；

6、待法拉电容放电至不能以第一电压值为负载供电时，升压电路断开，同时输出开关电路导通，电池经输出开关电路以第二电压值为负载供电；

7、其中，第一电压值大于第二电压值；

8、其中，降压电路包括降压芯片，降压芯片具有5个引脚，降压芯片的1脚与处理器连接，降压芯片的2脚接地，降压芯片的4脚与电源连接，降压芯片的1脚还通过第二电阻与降压芯片的4脚连接，降压芯片的3脚通过第一电感与限流电路连接，降压芯片的5脚通过第四电阻接地；

9、所述限流电路包括限流芯片，限流芯片具有5个引脚，限流芯片的5脚通过第一电感与降压芯片的3脚连接，限流芯片的4脚与限流芯片的5脚连接，限流芯片的2脚接地，限流芯片的3脚通过第三电阻接地，限流芯片的1脚与法拉电容的正极连接，法拉电容的负极接地。

10、根据本发明提供的一种电子设备充放电控制方法，所述升压电路包括升压芯片，升压芯片具有6个引脚，升压芯片的4脚分别与限流芯片的1脚和法拉电容的正极连接，升压芯片的6脚悬空，升压芯片的2脚接地，升压芯片的3脚通过第七电阻接地，升压芯片的5脚与整流二极管的负极连接，升压芯片的1脚与整流二极管的正极连接，升压芯片的5脚还通过第五电阻与第七电阻连接后接地。

11、根据本发明提供的一种电子设备充放电控制方法，降压芯片的1脚为开关脚，在法拉电容充电期间，降压芯片的1脚为高电平，降压芯片保持在打开且导通的状态。

12、根据本发明提供的一种电子设备充放电控制方法，处理器通过控制降压芯片的1脚为低电平，使得降压芯片为关闭且断开的状态。

13、根据本发明提供的一种电子设备充放电控制方法，法拉电容在充电期间，处理器会实时检测法拉电容的电量，待法拉电容的电量达到满电状态的90％时，处理器控制降压芯片关闭。

14、根据本发明提供的一种电子设备充放电控制方法，限流芯片的4脚为开关脚，在法拉电容充电期间，限流芯片的4脚为高电平，限流芯片保持在打开且导通的状态。

15、根据本发明提供的一种电子设备充放电控制方法，所述逻辑开关电路包括pmos管，pmos管的s极与电源连接，pmos管的g极通过第十二电阻与处理器连接，pmos管的d极与电池充电电路连接，pmos管的g极通过第十一电阻连接pmos管的s极，使得pmos管在法拉电容充电期间，保持在断开状态。

16、根据本发明提供的一种电子设备充放电控制方法，处理器通过控制pmos管的g极为低电平，使得pmos管为导通状态。

17、根据本发明提供的一种电子设备充放电控制方法，所述电池充电电路包括充电管理芯片，充电管理芯片具有9个引脚，充电管理芯片的4脚与pmos管的d极连接，充电管理芯片的8脚与充电管理芯片的4脚连接，充电管理芯片的7脚悬空，充电管理芯片的6脚通过第十三电阻接地，充电管理芯片的3脚接地，充电管理芯片的2脚通过第十四电阻接地，充电管理芯片的1脚与电池连接，充电管理芯片的1脚还通过第十电阻与充电管理芯片的4脚连接，且充电管理芯片的1脚还通过第十五电阻接地，充电管理芯片的9脚接地，且充电管理芯片的9脚还通过第六电容与充电管理芯片的5脚连接，充电管理芯片的5脚还分别与电池、输出开关电路连接。

18、根据本发明提供的一种电子设备充放电控制方法，电池具有ntc引脚，电池的ntc引脚与充电管理芯片的1脚连接，电池的负极接地，电池的正极与充电管理芯片的5脚连接，电池的正极还与输出开关电路连接。

19、根据本发明提供的一种电子设备充放电控制方法，输出开关电路包括开关芯片，开关芯片具有5个引脚，开关芯片的1脚与负载连接，开关芯片的2脚接地，开关芯片的3脚通过第九电阻与开关芯片的5脚连接，开关芯片的4脚与开关芯片的5脚连接，开关芯片的5脚分别与电池的正极、充电管理芯片的5脚连接。

20、另一方面，本发明还提供一种电子设备充放电控制电路，包括：电源连接端、处理器、负载连接端、法拉电容和电池；

21、其中，电源连接端依次通过降压电路、限流电路与法拉电容连接，法拉电容通过升压电路与负载连接端连接；

22、电源连接端还依次通过逻辑开关电路、电池充电电路与电池连接，电池通过输出开关电路与负载连接端连接；处理器分别与降压电路、法拉电容、逻辑开关电路连接；

23、处理器分别与降压电路、法拉电容、逻辑开关电路连接。

24、根据本发明提供的一种电子设备充放电控制电路，所述降压电路包括降压芯片，降压芯片具有5个引脚，降压芯片的1脚与处理器连接，降压芯片的2脚接地，降压芯片的4脚与电源连接端连接，降压芯片的1脚还通过第二电阻与降压芯片的4脚连接，降压芯片的3脚通过第一电感与限流电路连接，降压芯片的5脚通过第四电阻接地。

25、根据本发明提供的一种电子设备充放电控制电路，所述限流电路包括限流芯片，限流芯片具有5个引脚，限流芯片的5脚通过第一电感与降压芯片的3脚连接，限流芯片的4脚与限流芯片的5脚连接，限流芯片的2脚接地，限流芯片的3脚通过第三电阻接地，限流芯片的1脚与法拉电容的正极连接，法拉电容的负极接地。

26、根据本发明提供的一种电子设备充放电控制电路，所述升压电路包括升压芯片，升压芯片具有6个引脚，升压芯片的4脚分别与限流芯片的1脚和法拉电容的正极连接，升压芯片的6脚悬空，升压芯片的2脚接地，升压芯片的3脚通过第七电阻接地，升压芯片的5脚与整流二极管的负极连接，升压芯片的1脚与整流二极管的正极连接，升压芯片的5脚还通过第五电阻与第七电阻连接后接地。

27、根据本发明提供的一种电子设备充放电控制电路，所述电源连接端与所述降压电路连接的线路上还通过第一电容接地。

28、根据本发明提供的一种电子设备充放电控制电路，所述逻辑开关电路包括pmos管，pmos管的s极与电源连接端连接，pmos管的g极通过第十二电阻与处理器连接，pmos管的d极与电池充电电路连接，pmos管的g极通过第十一电阻连接pmos管的s极。

29、根据本发明提供的一种电子设备充放电控制电路，所述电池充电电路包括充电管理芯片，充电管理芯片具有9个引脚，充电管理芯片的4脚与pmos管的d极连接，充电管理芯片的8脚与充电管理芯片的4脚连接，充电管理芯片的7脚悬空，充电管理芯片的6脚通过第十三电阻接地，充电管理芯片的3脚接地，充电管理芯片的2脚通过第十四电阻接地，充电管理芯片的1脚与电池连接，充电管理芯片的1脚还通过第十电阻与充电管理芯片的4脚连接，且充电管理芯片的1脚还通过第十五电阻接地，充电管理芯片的9脚接地，且充电管理芯片的9脚还通过第六电容与充电管理芯片的5脚连接，充电管理芯片的5脚还分别与电池、输出开关电路连接。

30、根据本发明提供的一种电子设备充放电控制电路，所述电池为锂电池，电池具有ntc引脚，电池的ntc引脚与充电管理芯片的1脚连接，电池的负极接地，电池的正极与充电管理芯片的5脚连接，电池的正极还与输出开关电路连接。

31、根据本发明提供的一种电子设备充放电控制电路，所述输出开关电路包括开关芯片，开关芯片u5具有5个引脚，开关芯片的1脚与负载连接端连接，开关芯片的2脚接地，开关芯片的3脚通过第九电阻与开关芯片的5脚连接，开关芯片的4脚与开关芯片的5脚连接，开关芯片的5脚分别与电池的正极、充电管理芯片的5脚连接。

32、本发明提供的电子设备充放电控制方法及电路，在充电过程中，当外部电源接入时，降压电路开始工作，降压电路将外部电源的电压降至适合法拉电容充电的水平，同时逻辑开关电路保持断开状态，确保电源仅通过降压电路和限流电路给法拉电容充电，限流电路防止电流过大损坏电路。此时法拉电容开始储存电量，直到其电量达到预设值时，处理器关闭降压电路，电源停止给法拉电容充电。同时，处理器控制逻辑开关电路导通，电源直接通过逻辑开关电路和电池充电电路为电池充电。

33、在放电过程中，当负载接入时，若法拉电容的电压仍处于升压电路能够有效工作的范围内，则升压电路开始工作，升压电路将法拉电容的电压提升至第一电压值，并以此电压为负载供电，同时，输出开关电路保持断开状态，使得电池处于不工作的状态，不参与电路的供电工作。随着法拉电容的持续放电，当其电压降至不足以维持第一电压值供电时，升压电路自动断开，输出开关电路导通，电池开始通过输出开关电路以第二电压值(低于第一电压值)为负载供电。

34、综上所述，本发明的所提供的技术方案有以下有益效果：

35、1.通过对电路逻辑的设定，能够优先对法拉电容进行充放电，减少了对电池的频繁充放电，延长了电池的使用寿命；

36、2.法拉电容给负载供电时，电池处于不工作的状态，不参与电路的供电工作，避免电池发热导致电池老化；

37、3.在法拉电容电量不足时，电路可无缝切换到电池供电，确保负载设备的持续稳定运行。