一种基于USB充电的聚合物锂电池自切换电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于USB充电的聚合物锂电池自切换电路，包括USB接口、充电管理模块、锂电池、开关管和输出端；所述USB接口、充电管理模块和锂电池顺次相连，所述锂电池的正极与开关管的漏极相连,开关管的栅极与USB接口相连,开关管的源极接输出端；所述USB接口与开关管的栅极相连，开关管的栅极、下拉电阻和接地端顺次相连；开关管的源极和栅极之间还接入有防反灌二极管，防反灌二极管的正极与开关管的栅极相连，防反灌二极管的负极与开关管的源极相连。本实用新型专利技术使锂电池仅在充电模式下完成涓流充电过程，继而在被“激活”后进入正常充电模式,有效解决了无法充电的问题。

A self switching circuit of polymer lithium battery based on USB charging

The utility model discloses a polymer lithium battery self switching circuit based on USB charging, which comprises a USB interface, a charging management module, a lithium battery, a switch tube and an output terminal; the USB interface, a charging management module and the lithium battery are sequentially connected, the positive pole of the lithium battery is connected with the drain pole of the switch tube, the grid pole of the switch tube is connected with the USB interface, and the source pole of the switch tube is connected with the output terminal; and The USB interface is connected with the grid of the switch tube, the grid, pull-down resistance and the grounding terminal of the switch tube are connected in sequence; the anti backflow diode is also connected between the source and grid of the switch tube, the positive pole of the anti backflow diode is connected with the grid of the switch tube, and the negative pole of the anti backflow diode is connected with the source pole of the switch tube. The utility model enables the lithium battery to complete the trickle charging process only under the charging mode, and then enter the normal charging mode after being \activated\, effectively solving the problem of being unable to charge.

【技术实现步骤摘要】
一种基于USB充电的聚合物锂电池自切换电路
本技术涉及锂电池
，尤其是一种基于USB充电的聚合物锂电池自切换电路。
技术介绍
随着穿戴类电子产品的普及，越来越多的电子产品采用可充电的小容量聚合物锂电池作为供电源。聚合物锂电池正常充电过程必须经过三个阶段：涓流模式，恒流模式和恒压模式。在进入涓流模式后是以正常充电电流的十分之一进行充电，达到门限电压后进入正常恒流充电模式，恒流充至4.2V后将进入恒压模式继续到截至电流后结束充电。为减小聚合物锂电池损耗，整个充电过程一般会采用聚合物锂电池自身容量的0.5倍恒流去充电。若锂电池自身电压低于门限电压则最先进入涓流充电模式，此时涓流充电电流是聚合物锂电池自身容量0.5倍的十分之一。而长时间放置的聚合物锂电池，开启充电循环后首先进入涓流充电模式，此时，如果电池供电消耗的电流大于涓流充电电流，那么电池永远无法完成涓流充电过程，从而使电池不能被“激活”。
技术实现思路
本技术提供一种基于USB充电的聚合物锂电池自切换电路，解决现有锂电池因供电消耗电流大于涓流充电电流而无法正常充电的问题。本技术实施例提供一种基于USB充电的聚合物锂电池自切换电路，包括USB接口、充电管理模块、锂电池、开关管和输出端；所述USB接口、充电管理模块和锂电池顺次相连，所述锂电池的正极与开关管的漏极相连,开关管的栅极与USB接口相连,开关管的源极接输出端；所述USB接口与开关管的栅极相连，开关管的栅极、下拉电阻和接地端顺次相连；开关管的源极和栅极之间还接入有防反灌二极管，防反灌二极管的正极与开关管的栅极相连，防反灌二极管的负极与开关管的源极相连。优选的，所述充电管理模块包括芯片TP4056，芯片TP4056的3脚与锂电池的正极相连，芯片TP4056的1脚、4脚和5脚均与USB接口相连。优选的，所述充电管理模块还包括限流电阻、第一指示灯和第二指示灯；所述USB接口、限流电阻、第一指示灯和芯片TP4056的5脚顺次相连，所述USB接口、限流电阻、第二指示灯和芯片TP4056的1脚顺次相连。优选的，开关管的源极和输出端之间还连接有稳压模块和滤波模块。优选的，所述稳压模块包括芯片XC6221，芯片XC6221的1脚和3脚均与开关管的源极相连，芯片XC6221的2脚接地，芯片XC6221的5脚接所述输出端。优选的，所述滤波模块包括滤波电容，滤波电容的一端接芯片XC6221的1脚，滤波电容的另一端接地。优选的，所述USB接口的VBUS引脚与充电管理模块相连,所述USB接口的VBUS引脚与开关管的栅极相连。本技术的技术效果是：当USB接口未接入电源，MOS管的栅极经过下拉电阻下拉至地，使得MOS管导通，锂电池正常向输出端供电。当USB接口接入电源时，USB端口将为充电管理模块和MOS管栅极提供输入源，此时MOS管截至，则锂电池不供电，但由充电管理模块对锂电池进行充电，USB接口则通过二极管向输出端供电。本申请在插入USB后可以直接切断锂电池供电，使锂电池在接入USB后只进行充电，而不产生消耗。这样彻底断绝了锂电池在充电时的消耗,锂电池只充电而不放电,使锂电池仅在充电模式下完成涓流充电过程，继而在被“激活”后进入正常充电模式,有效解决了无法充电的问题。附图说明图1为本技术一种实施例的基于USB充电的聚合物锂电池自切换电路的电路示意图；图2为本技术一种实施例的稳压模块和滤波模块的电路示意图。具体实施方式本技术所说的“连接”、“相接”或“接”是指两个部件之间直接连接或者通过电阻、电感和电容等适宜的中间元件间接相连。本技术实施例提供一种基于USB充电的聚合物锂电池自切换电路，如图1所示,其包括USB接口、充电管理模块、锂电池J1、开关管和输出端。USB接口可以是USB的标准接口，USB接口中的VBUS引脚为向USB设备供电的电源引脚。充电管理模块用于管理锂电池的充电。锂电池具体可以是小容量的聚合物锂电池，其包括正极Battery+和负极Battery-。开关管可以选用MOS管，如图中所示,可以选用P型的MOS管,通过栅极输入的电压值的改变来控制源极和漏极之间的导通或关闭。输出端则作为电源输出端，相应的用电装置用于与该输出端相连。上述的USB接口、充电管理模块和锂电池顺次相连，具体的，可以设置为USB接口、充电管理模块和锂电池的正极顺次相连。即VBUS引脚、充电管理模块和锂电池的正极形成充电电路，USB接口在接入电源后，通过充电管理模块向锂电池充电。锂电池的正极与开关管Q1的漏极相连,开关管的源极接输出端，因此，锂电池的供电电路由开关管控制导通或关闭，开关管的栅极与USB接口相连，则开关管的通断将由USB是否供电来决定。开关管的栅极、下拉电阻R3和接地端顺次相连，当无其他电源输入开关管栅极时，开关管栅极被下拉接地，从而是低电平的状态。同时，开关管的源极和栅极相连，USB接口的供电将输出到与开关管的源极相连的输出端。当USB接口未插入USB供电电源时，锂电池正常供电。此时MOS管Q1的栅极G经过R3下拉至地，即VG＝0，而Q1的漏极D连接锂电池的正极，基于MOS管内部寄生二极管的单向导通性使MOS管的源极S产生电压VS，而此时VGS<0,符合MOS管门限电压的开启条件，MOS管导通，MOS管源极S将为输出端提供电源。二极管具有单向导通特性，MOS管源极S因内部寄生二极管及二极管D4的原因，不会流入MOS管的漏极D和栅极G，从而具有防倒灌作用,其中，二极管可以采用肖特基二极管。当USB接口插入USB供电电源时，USB端口将为充电管理模块和MOS管栅极G提供输入源，充电管理模块将向锂电池充电。此时VG＝5V，而0V<VS<4.2V。那么VGS>0,不满足MOS管门限电压Vth开启条件，MOS管截至。而USB接口向输出端提供电源。此时MOS管截至，锂电池无消耗，只进行充电，因此电流也无法倒流至MOS管的漏极D中，很好的起到了阻断电池供电作用。上述的充电管理模块可以包括充电芯片，例如可以选用芯片TP4056，TP4056是一款完整的单节锂离子电池采用恒定电流/恒定电压线性充电器。其底部带有散热片的SOP8/MSOP8封装与较少的外部元件数目使得TP4056具有很好的散热性和便携性。由于采用了内部PMOSFET架构，加上防倒充电路，所以不需要外部隔离二极管。热反馈可对充电电流进行自动调节，以便在大功率操作或高环境温度条件下对芯片温度加以限制。充电电压固定于4.2V，而充电电流可通过一个电阻器进行外部设置。当充电电流在达到最终浮充电压之后降至设定值1/10时，TP4056将自动终止充电循环。如图中所示，芯片TP4056的3脚与锂电池的正极相连，通过3脚输出电压对电池进行充电。芯片TP4056的1脚、4脚和5脚均与USB接口相连，4脚为芯片TP4056的工作电源输入端，4脚输入工作电压后，整个芯片开始工作。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于USB充电的聚合物锂电池自切换电路，其特征在于：/n包括USB接口、充电管理模块、锂电池、开关管和输出端；所述USB接口、充电管理模块和锂电池顺次相连，所述锂电池的正极与开关管的漏极相连,开关管的栅极与USB接口相连,开关管的源极接输出端；所述USB接口与开关管的栅极相连，开关管的栅极、下拉电阻和接地端顺次相连；开关管的源极和栅极之间还接入有防反灌二极管，防反灌二极管的正极与开关管的栅极相连，防反灌二极管的负极与开关管的源极相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于USB充电的聚合物锂电池自切换电路，其特征在于：
包括USB接口、充电管理模块、锂电池、开关管和输出端；所述USB接口、充电管理模块和锂电池顺次相连，所述锂电池的正极与开关管的漏极相连,开关管的栅极与USB接口相连,开关管的源极接输出端；所述USB接口与开关管的栅极相连，开关管的栅极、下拉电阻和接地端顺次相连；开关管的源极和栅极之间还接入有防反灌二极管，防反灌二极管的正极与开关管的栅极相连，防反灌二极管的负极与开关管的源极相连。


2.根据权利要求1所述的基于USB充电的聚合物锂电池自切换电路，其特征在于：
所述充电管理模块包括芯片TP4056，芯片TP4056的3脚与锂电池的正极相连，芯片TP4056的1脚、4脚和5脚均与USB接口相连。


3.根据权利要求2所述的基于USB充电的聚合物锂电池自切换电路，其特征在于：
所述充电管理模块还包括限流电阻、第一指示灯和第二指示灯；所述USB接口、限流电阻、第一指示灯和芯片TP4056的5脚...

【专利技术属性】
技术研发人员：于海军，江刚，
申请(专利权)人：中山优感科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44