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权 利 要 求 书 1. 一种终端充电保护电路, 包括: 第一 P型金属氧化物半导体场效应 PMOS晶体管的漏极连接所述第一充电 端口,所述第一 PMOS晶体管的衬底连接至所述第一 PMOS晶体管的源极,该 源极连接所述终端内部充电端,所述第一 PMOS晶体管的栅极连接至所述第二 充电端口; 第二 PMOS晶体管的漏极连接所述第二充电端口,所述第二 PMOS晶体管 的衬底连接至所述第二 PMOS的源极, 该源极连接所述终端内部充电端, 所述 第二 PMOS晶体管的栅极连接至所述第一充电端口; 所述第一充电端口连接至第一电阻的一端, 所述第一电阻的另一端接地, 所述第二充电端口连接至第二电阻的一端, 所述第二电阻的另一端接地, 所述 终端内部充电端连接至第三电阻的一端, 所述第三电阻的另一端接地。 2. 如权利要求 1所述的终端充电保护电路, 其中, 所述第一 PMOS晶体管的栅极 通过第四电阻连接至所述第二充电端口。 3. 如权利要求 1所述的终端充电保护电路, 其中, 所述第二 PMOS晶体管的栅极 通过第五电阻连接至所述第一充电端口。 4. 如权利要求 1所述的终端充电保护电路,其中,所述第一充电端口为以下之一: 通用串行总线 USB充电端口、 车载充电端口、 充电器充电端口。 5. 如权利要求 1所述的终端充电保护电路,其中,所述第二充电端口为以下之一: 通用串行总线 USB充电端口、 车载充电端口、 充电器充电端口。 |
CARKIT_CHG电压传至 VCHG端, 且二者电压几乎相等, 保证电池可以充满; 此时 PMOS1开关断开, USB_VBUS_CON与 CARKIT_CHG之间也没有通路, 从而没有电 流的倒灌; 情况 3,当两种充电端都插上时,将两个 PMOS同时关闭,两个充电端通过 PMOS 寄生二极管对电池进行充电,两个二极管处于 背靠背状态,也能防止 USB VBUS CON 与 CARKIT_CHG之间的电流互灌, 此时通常不能保证电池充满, 在手机说明书上应 加以说明。 同样, 当外部充电端之一出现反插时, 将 PMOS断开从而使负电压不能传输至内 部 VCHG端, 从而实现对手机充电电源反插时的保护。 需要说明的是, 不允许外部两个充电端均反插,这种情况不能 实现对手机的保护, 在实际应用中, 手机用户说明书上需要对此进行说明。 本实用新型采用 PMOS管代替现有方案中的二极管, 在保持原有防充电电源反插 和电流互灌功能的同时, 减小了原来二极管上面的压降, 保证在各种情况下手机电池 可以充满, 同时减小了二极管自身的功率损耗, 提高了充电的效率; 而且采用 PMOS 管,当栅源电压差 Vgs为 0时,漏电流为 nA级, 比二极管反向漏电流(一般为 200uA) 更小, 更能保护充电器的安全。 以下以手机为例对本实用新型实施例的终端充 电保护电路防倒灌工作过程和防电 源反插工作过程进一步进行详细说明。
1、 防倒灌工作过程: 当 USB_VBUS_CON接充电器或电脑 (手机不插入车载充电器) 时, PMOS1 的 栅极为 CARKIT_CHG (被 R3、R4下拉至 G D), PMOS1导通,进行充电,此时 PMOS2 栅极为 USB_VBUS_CON电压, 从而使其关断, 并且其寄生二极管也反向截止, 避免 了 USB_VBUS_CON倒灌至 CARKIT_CHG,而且 VCHG电压与 USB_VBUS_CON几 乎相等, 保证电池可以充满; 同理, CARKIT_CHG端进行充电 (手机不插入充电器或电脑)时, PMOS1 关断,
PMOS2导通, D3反向截止, 也能防止 CARKIT_CHG电流倒灌至 USB_VBUS_CON; VCHG电压几乎等于 CARKIT_CHG, 也可保证电池可以充满; 当两个端口同时插上且 USB_VBUS_CON禾 P CARJIT CHG电压相等或相近 (两 者电压之差绝对值小于 MOS管的阈值电压) 时, PMOS1和 PMOS2同时关断, 但寄 生二极管 D3 和 D4 正向导通, 两端可同时进行充电。 若二者之一的电压小于 (VMAXSEL+0.5+0.7) V, 则不能保证电池充满, 手机说明书上应指明这点, 并建议 用户不要经常使用这种方式。 当两个端口同时插上, USB_VBUS_CON禾 P CARKIT CHG电压不相等且两者压 差的绝对值大于 MOS管的阈值电压时, 电压较高的一端对应的 PMOS管导通, 并进 行充电: 例如, USB_VBUS_CON电压较高, PMOS1导通, PMOS2不导通, 从而防 止电流从 USB_VBUS_CON流向 CATKIT_CHG; CARKIT CHG电压较高, PMOS1 不导通, PMOS2导通, 从而防止电流从 CARKIT_CHG流向 USB_VBUS_CON。 表 1 为防倒灌验证结果。 表 1
2、 防电源反插过程: 表 2为防反插验证结果。 表 2
如表 2所示, 当 USB_VBUS_CON为 -5V时 (手机不插车载充电器): PMOS1的 栅极和源极电压均为 0V (栅极和源极之间的压差为 0V), PMOS1关断; PMOS2栅极 为 -5V, 源极为 0V, PMOS2导通, 但是由于 CARKIT_CHG为 0V, 故 VCHG为 0V, 并不会出现负压, 起到电源反插时的保护作用。 同理,当 CARKIT_CHG为 -5V时, PMOS1导通, PMOS2关闭, USB_ VBUS _CON 为 0V, 从而 VCHG为 0V, 也不会出现负电压, 也能起到电源反插时的保护作用。 当 USB_VBUS_CON为 -5V, CARKIT_CHG也为 -5V时 (即充电器反插且车载充 电器也反插), 此时 PMOS管栅极和漏极电位均为 -5V (相当于栅、 漏相连在一起), 故 VCHG为 -4.5V, 此时会损坏手机, 故这种情况属于严重错误, 应告知用户切勿出 现两个充电源均反插的情况(在实际使用中这 种情况出现的概率很低,几乎不会出现, 故而无需做防护措施, 此处只是为了全面的考虑而加以说明)。 通过采用 PMOS管代替现有方案中的二极管, 解决了现有技术中终端和充电器之 间电流倒灌、 以及充电电源反插的问题, 能够保证在终端有多个充电电源充电时无电 流倒灌现象, 在电源反插时终端可进行自我保护, 此外, 还使得终端电池在各种充电 源下都能够充满, 增强了终端充电的安全性, 增加了电池的使用寿命及用户体验度, 提高了产品的市场竞争力。 尽管为示例目的, 已经公开了本实用新型的优选实施例, 本领域的技术人员将意 识到各种改进、 增加和取代也是可能的, 因此, 本实用新型的范围应当不限于上述实 施例。