專利名稱：電池切換裝置的制作方法
技術領域：
本發明實施例涉及通信領域，尤其涉及一種電池切換裝置。
背景技術：
目前隨著科技的不斷提高，便攜式終端產品的品質不斷的改進，運行速度越來越快，用戶對產品的續航能力要求也在不斷提高，因此加大電池容量對整個產品的用戶體驗及其重要。為了提高產品的續航能力，雙電池并聯使用成為便攜式終端產品中一個比較流行的方式，特別適合電池區域面積大，電池資源有限的平板電腦產品。在雙電池并聯使用方案中，如何實現雙電池的切換是一個很重要的問題。目前通常通過軟件控制實現雙電池的切換，但是軟件控制電池切換會有一定的延時，在電池切換 過程中，可能會造成系統掉電的情況，導致系統運行不穩定。

發明內容
本發明實施例的目的是提出一種電池切換裝置，旨在解決雙電池切換過程中的延時問題。為實現上述目的，本發明實施例提供了一種電池切換裝置，所述裝置包括電源輸入端、第一控制端和第一電池；第一場效應管，所述第一場效應管的第一源極與所述電源輸入端相連接，所述第一場效應管的第一柵極與所述第一控制端相連接，所述第一場效應管的第一漏極與所述第一電池相連接；第二電池；第二場效應管，所述第二場效應管的第二源極與所述第一場效應管的第一源極相連接，所述第二場效應管的第二漏極與所述第二電池相連接；三極管，所述三極管的基極與所述第一控制端相連接，所述三極管的集電極與所述第二電池相連接；或門，所述或門的第一輸入端與所述三極管的集電極相連接，所述或門的第一控制端與所述第二電池相連接，所述或門的輸出端與所述第二場效應管的第二柵極相連接；第二控制端，與所述或門的第二輸入端相連接；電源管理系統，與所述第一控制端及所述第二控制端相連接；所述電源管理系統控制所述第一控制端置低，所述第一場效應管導通，所述三極管截止，所述或門輸出高電平，所述第二場效應管截止，所述第一電池處于充電或對外供電狀態，所述第二電池處于截止狀態；所述電源管理系統控制所述第一控制端置高，且所述電源管理系統控制所述第二控制端置低，所述第一場效應管關閉，所述三極管導通，所述或門輸出底電平，所述第二場效應管導通，所述第一電池處于截止狀態，所述第二電池處于充電或對外供電狀態。本發明實施例提出的電池切換裝置，通過控制端、三極管和或門之間相互協調，控制場效應管的工作狀態，從而控制電池進行充電或對外放電，采用硬件的方式實現雙電池的無縫切換，確保系統穩定性。


為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發明實施例電池切換裝置的示意圖；圖2為本發明實施例電池切換裝置的第二電池涓流充電裝置示意圖。
具體實施例方式下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。圖I為本發明實施例電池切換裝置的示意圖，如圖I所示，本發明實施例的電池切換裝置包括電源輸入端(DC充電器)，第一控制端(CTRl)，第二控制端(CTR2)，第一電 池(電池I)，第二電池(電池2),第一場效應管(Ql),第二場效應管(Q2),第一電源輸出管腳(VBATl)，第二電源輸出管腳(VBAT2)，三極管(Q3)，或門(Ul)，第一電阻(Rl)，第二電阻0 2)，第三電阻0 3)，第四電阻0 4)，第五電阻0 5)，第六電阻0 6)，第七電阻0 7)，第八電阻(R8)。第一場效應管(Ql)的第一柵極(G)與第一控制端(CTRl)相連接；第一場效應管(Ql)的第一漏極(D)通過第一電源輸出管腳(VBATl)與第一電池(電池I)相連接；第一場效應管(Ql)的第一源極(S)通過第四電阻與電源輸入端(DC充電器)相連接。第二場效應管(Q2)的第二源極(S)與第一場效應管(Ql)的第一源極(S)相連接，即第二場效應管(Q2)的第二源極(S)也通過第四電阻與電源輸入端(DC充電器)相連接；第二場效應管(Q2)的第二漏極(D)通過第二電源輸出管腳(VBAT2)與第二電池(電池2)相連接；第二場效應管(Q2)的第二柵極(G)與或門(Ul)的輸出端(C2)相連接，第二場效應管(Q2)的第二柵極(G)連接有接地第六電阻(R6)，即或門(Ul)的輸出端(C2)連接有接地第六電阻(R6)。三極管(Q3)的基極(B)通過第一電阻(Rl)與第一控制端(CTRl)相連接；三極管(Q3)的集電極(C)通過第二電阻(R2)與第二電池(電池2)相連接，三極管(Q3)的集電極(C)通過第三電阻與或門(Ul)的第一輸入端(BI)相連接；三極管(Q3)的發射極(E)接地。或門(Ul)的第二輸入端(Al)與第二控制端(CTR2)相連接，或門(Ul)的第二輸入端(Al)連接有接地第五電阻(R5);或門(Ul)的第一控制端(A2)與第二電池(電池2)相連接，或門(Ul)的第一控制端(A2)與或門(Ul)的輸出端(C2)之間并聯有第七電阻(R7);或門(Ul)的第二控制端(Cl)接地；或門(Ul)的第一輸入端(BI)連接有接地第八電阻(R8)。再如圖I所示，本發明實施例電池切換裝置還包括第一檢測端(CHARGE)和第二檢測端(V_SYS);第一檢測端(CHARGE)連接在第四電阻與電源輸入端(DC充電器)之間，第二檢測端(V_SYS)連接在第四電阻與第一場效應管(Ql)的第一源極(S)之間，第一檢測端(CHARGE)和第二檢測端(V_SYS)用于檢測電阻R4兩端的電壓和電流，同時用于設置充電電流的大小。本發明實施例的第二檢測端(V_SYS)同時連接設備終端運行系統，電源管理系統(PMU)控制電池或者充電器通過第二檢測端(V_SYS)給設備終端運行系統供電。本發明實施例的第一控制端(CTRl)和第二控制端(CTR2)通過接口與電源管理系統(PMU)相連接，由電源管理系統(PMU)控制第一控制端(CTRl)和第二控制端(CTR2)置高或置低。本發明實施例的電池切換裝置的工作狀態為電源管理系統(PMU)對電池的在位情況做檢測，即檢測設備中存在幾個電池。當只有第一電池(電池I)在位時，電源管理系統(PMU)只需控制第一場效應管(Ql)導通或關閉來完成第一電池(電池I)的充電、放電過程。具體的，充電過程中，當檢測到第一檢測端(CHARGE)的電流大于第二檢測端(V_SYS)的電流時，且第一電池(電池I)電壓低于充電電壓時，電源管理系統(PMU)控制時第一控制端(CTRl)置低，第一場效應管(Ql)導通，電源輸入端(DC充電器)給第一電池(電池I)充電。放電過程，當檢測到第一檢測端(CHARGE)的電流小于第二檢測端(V_SYS)的電流時，電源管理系統(PMU)控制第一控制端(CTRl)置低，第一場效應管(Ql)導通，第一電池(電池I)為系統供電。當兩個電池都在位的情況下，充電過程中，電源管理系統(PMU)默認先給第一電池(電池I)充電，第一電池(電池I)充電完成后，再給第二電池(電池2)充電；放電過程中，電源管理系統(PMU)自動檢測兩個電池的電量，選擇電量大的電池進行供電。具體的充電、放電過程如下充電過程中，電源管理系統(PMU)默認先給第一電池(電池I)充電,此時電源管 理系統(PM U)控制第一控制端(CTRl)置低，第一場效應管(Ql)導通，三極管(Q3)處于截止狀態，或門(Ul)輸出高電平，第二場效應管(Q2)處于截止狀態；此時，電源輸入端(DC充電器)給第一電池(電池I)充電，第二電池(電池2)處于截止狀態。當第一電池(電池I)充電完成后，電源管理系統(PMU)控制第一控制端(CTRl)置高，同時電源管理系統(PMU)控制第二控制端(CTR2)置低；當第一控制端(CTRl)置高時，第一場效應管(Ql)截止，三極管(Q3)導通，或門(Ul)輸出低電平，第二場效應管(Q2)導通，此時電源輸入端(DC充電器)給第二電池(電池2)充電,第一電池(電池I)處于截止狀態,直至第二電池(電池2)充電完成。本發明實施例的電池切換裝置在充電過程中，當第一電池(電池I)充電完成后，通過電源管理系統(PMU)控制第一控制端(CTRl)置高，將第一場效應管(Ql)截止，切斷第一電池(電池I);當第二電池(電池2)充電完成后，通過電源管理系統(PMU)控制第二控制端(CTR2)置高，將第二場效應管(Q2)截止，切斷第二電池(電池2);從而實現過充電保護功能。放電過程中，電源管理系統(PMU)自動檢測兩個電池的電量，選擇電量大的電池進行供電，例如，當第一電池(電池I)的電量大于第二電池(電池2)的電量時，則電源管理系統(PMU)選擇第一電池(電池I)進行供電。此時，電源管理系統(PMU)控制第一控制端(CTRl)置低，第一場效應管(Ql)導通，三極管(Q3)處于截止狀態，或門(Ul)輸出高電平，第二場效應管(Q2)處于截止狀態；由第一電池(電池I)為設備終端運行系統供電，第二電池(電池2)處于截止狀態，同時避免了第一電池(電池I)為設備終端運行系統供電的過程中，第一電池(電池I)為第二電池(電池2)充電的現象發生。當第二電池(電池2)的電量大于第一電池(電池I)的電量時，則電源管理系統(PMU)選擇第二電池(電池2)進行供電。此時，電源管理系統(PMU)控制第一控制端(CTRl)置高，同時控制第二控制端(CTR2)置低，第一場效應管(Ql)截止，三極管(Q3)導通，或門(Ul)輸出低電平，第二場效應管(Q2)導通；由第二電池(電池2)為設備終端運行系統供電，第一電池(電池I)處于截止狀態，同時避免了第二電池(電池2)為設備終端運行系統供電的過程中，第二電池(電池2)為第一電池(電池I)充電的現象發生。
在充電過程中，電源管理系統(PMU)對電池的電壓進行檢測，根據電池的電壓情況進行相應的充電過程，當電池電壓低于涓流充電電壓門限時(一般為低于3. 6V)，對電池進行涓流充電；當電池電壓高于涓流充電電壓門限時(一般為高于3. 6V)，對電池進行恒流充電；當電池電壓上升到4. 2V時，對電池進行恒壓充電。即電池的充電過程為先涓流充電再恒流充電，再恒壓充電，直至電池充電完成。在電池充電的過程中，不是每次充電都對電池進行涓流充電，只有電池電壓低于涓流充電電壓門限時，才會對電池進行涓流充電。本發明實施例的恒流充電和恒壓充電可以通過上述實施例中的電池切換裝置來完成。但是涓流充電需要提供專門的涓流充電裝置來實現。在電池充電的過程中，當電池 電壓達到涓流充電電壓門限時，即啟動涓流充電過程。電源管理系統(PMU)檢測第一電池(電池I)及第二電池(電池2)的電壓，當電源管理系統(PMU)檢測到電池電壓低于預先設定的涓流充電電壓門限時，即通過第一電源輸出管腳(VBATl)給第一電池(電池I)進行涓流充電，或通過第二電源輸出管腳(VBAT2)給第二電池(電池2)進行涓流充電。當只有第一電池(電池I)在位時，由于電源管理系統(PMU)內部通過硬件方式設計了涓流充電裝置，即可實現第一電池(電池I)自動涓流充電。當兩個電池同時在位時，第一電池(電池I)可通過電源管理系統(PMU)內部的硬件方式設計的涓流充電裝置實現涓流充電，但是第二電池(電池2)需要設計專門的涓流充電裝置，來實現第二電池(電池2)的涓流充電。本發明實施例電池切換裝置還提供了一種涓流充電裝置，用于完成第二電池的涓流充電。圖2為本發明實施例電池切換裝置的第二電池涓流充電裝置示意圖，如圖2所示，本發明實施例電池切換裝置的涓流充電裝置包括第四場效應管(Q4)、第三控制端(MPP7)和設備終端系統總電源(VPH_PWR)。第四場效應管(Q4)的第四漏極(D)通過第二電源輸出管腳(VBAT2)與第二電池(電池2)相連接；第四場效應管(Q4)的第四源極(S)通過第九電阻(R9)與設備終端系統總電源(VPH_PWR)相連接，設備終端系統總電源(VPH_PWR)是電池或者充電器通過電源管理系統(PMU)輸出給設備終端系統的電源，在涓流充電的過程中，設備終端系統總電源(VPH_PWR)可以為第二電池(電池2)進行涓流充電；第四場效應管(Q4)的第四柵極(G)與第三控制端(MPP7)相連接。電源管理系統(PMU)控制第三控制端(MPP7)置低或置高。本發明實施例的涓流充電裝置，當電源管理系統(PMU)檢測到第二電池(電池2)的電壓低于預先設定的涓流充電電壓門限時，電源管理系統(PMU)將第三控制端(MPP7)置低，第四場效應管(Q4)處于導通狀態，此時設備終端系統總電源(VPH_PWR)為第二電池(電池2)進行涓流充電；當第二電池(電池2)的電壓高于預先設定的涓流充電電壓門限時，電源管理系統(PMU)將第三控制端(MPP7)置高，第四場效應管(Q4)處于截止狀態，結束涓流充電。然后電源管理系統(PMU)控制第一控制端(CTRl)置高，同時控制第二控制端(CTR2)置低，為第二電池(電池2)進行恒流充電及恒壓充電，直至充電完成。本發明實施例的電池切換裝置可以應用到平板電腦及所有采用雙鋰電池供電裝置中，本發明實施例的電池切換裝置通過控制端、三極管和或門之間相互協調，控制場效應管的工作狀態，從而完成雙電池充電過程自動切換及放電過程自動切換，即在電池充電過程中當一個電池充電完成后可以自動切換到另一個電池進行充電，而在放電過程中當一個電池電量不足時可以自動切換到另一個電池為設備終端系統供電。并且雙電池的充放電過程的自動切換通過硬件方式來完成，實現了雙電池的無縫切換技術，從而確保雙電池切換過程中系統工作的穩定性。以上所述的具體實施方式
，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明， 所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施方式
而已，并不用于限定本發明的保護范圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種電池切換裝置，其特征在于，所述裝置包括 電源輸入端、第一控制端和第一電池； 第一場效應管，所述第一場效應管的第一源極與所述電源輸入端相連接，所述第一場效應管的第一柵極與所述第一控制端相連接，所述第一場效應管的第一漏極與所述第一電池相連接； 第二電池； 第二場效應管，所述第二場效應管的第二源極與所述第一場效應管的第一源極相連接，所述第二場效應管的第二漏極與所述第二電池相連接； 三極管，所述三極管的基極與所述第一控制端相連接，所述三極管的集電極與所述第二電池相連接； 或門，所述或門的第一輸入端與所述三極管的集電極相連接，所述或門的第一控制端與所述第二電池相連接，所述或門的輸出端與所述第二場效應管的第二柵極相連接； 第二控制端，與所述或門的第二輸入端相連接； 電源管理系統，與所述第一控制端及所述第二控制端相連接； 所述電源管理系統控制所述第一控制端置低，所述第一場效應管導通，所述三極管截止，所述或門輸出高電平，所述第二場效應管截止，所述第一電池處于充電或對外供電狀態，所述第二電池處于截止狀態；所述電源管理系統控制所述第一控制端置高，且所述電源管理系統控制所述第二控制端置低，所述第一場效應管關閉，所述三極管導通，所述或門輸出底電平，所述第二場效應管導通，所述第一電池處于截止狀態，所述第二電池處于充電或對外供電狀態。
2.如權利要求I所述的電池切換裝置，其特征在于，所述三極管的基極與所述第一控制端相連接具體為，所述三極管的基極通過第一電阻與所述第一控制端相連接。
3.如權利要求I所述的電池切換裝置，其特征在于，所述三極管的集電極與所述第二電池相連接具體為，所述三極管的集電極通過第二電阻與所述第二電池相連接。
4.如權利要求I所述的電池切換裝置，其特征在于，所述三極管的發射極接地。
5.如權利要求I所述的電池切換裝置，其特征在于，所述或門的第一輸入端與所述三極管的集電極相連接具體為，所述或門的第一輸入端通過第三電阻與所述三極管的集電極相連接。
6.如權利要求I所述的電池切換裝置，其特征在于，所述或門的第二控制端接地。
7.如權利要求I所述的電池切換裝置，其特征在于，所述第一場效應管的第一源極與所述電源輸入端相連接具體為，所述第一場效應管的第一源極通過第四電阻與所述電源輸入端相連接。
8.如權利要求I所述的電池切換裝置，其特征在于，所述或門的第二輸入端連接有接地第五電阻。
9.如權利要求I所述的電池切換裝置，其特征在于，所述第二場效應管的第二柵極連接有接地第六電阻。
10.如權利要求I所述的電池切換裝置，其特征在于，所述或門的輸出端與所述或門的第一控制端之間并聯有第七電阻。
11.如權利要求I所述的電池切換裝置，其特征在于，所述或門的第一輸入端連接有接地第八電阻。
12.如權利要求I所述的電池切換裝置，其特征在于，所述裝置還包括涓流充電裝置，所述涓流充電裝置包括 設備終端系統總電源和第三控制端； 第四場效應管，所述第四場效應管的第四漏極與所述第二電池相連接，所述第四場效應管的第四柵極與所述第三控制端相連接，所述第四場效應管的第四源極與所述設備終端系統總電源相連接； 電源管理系統，與所述第三控制端相連接； 所述電源管理系統控制所述第三控制端置低，所述第四場效應管導通，所述設備終端系統總電源為第二電池涓流充電；所述電源管理系統控制所述第三控制端置高，所述第四場效應管截止，所述設備終端系統總電源停止為第二電池涓流充電。
13.如權利要求12所述的電池切換裝置，其特征在于，所述第四場效應管的第四源極與所述設備終端系統總電源相連接具體為，所述第四場效應管的第四源極通過第九電阻與所述設備終端系統總電源相連接。
全文摘要
本發明涉及一種電池切換裝置，所述裝置包括電源輸入端，第一控制端，第一電池，第一場效應管，第二電池，第二場效應管，三極管，或門，第二控制端；電源管理系統控制第一控制端置低，第一場效應管導通，三極管截止，或門輸出高電平，第二場效應管截止，第一電池處于充電或對外供電狀態，第二電池處于截止狀態；電源管理系統控制第一控制端置高、第二控制端置低，第一場效應管關閉，三極管導通，或門輸出底電平，第二場效應管導通，第一電池處于截止狀態，第二電池處于充電或對外供電狀態。本發明實施例的電池切換裝置，通過控制場效應管的工作狀態，來控制電池進行充電或對外放電，采用硬件方式實現雙電池無縫切換，確保系統穩定性。
文檔編號H02J9/06GK102664453SQ20121014931
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月15日 優先權日2012年5月15日
發明者陳法國 申請人:華為終端有限公司