專利名稱：車載gps終端備用電池切換保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及GPS終端設(shè)備，具體涉及的是一種車載GPS終端備用電池切換保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
電池在放電過程中，如果超過電池放電的終止電壓值，還繼續(xù)放電就可能會造成電池內(nèi)壓升高，正、負(fù)極活性物質(zhì)的可逆性遭到損壞，使電池的容量產(chǎn)生明顯減少，造成電池過放電；在電池使用過程中，電池放電放出的容量占其額定容量的百分比為100%時，稱為放電深度，放電深度的高低和二次電池的充電壽命有很大關(guān)系，當(dāng)二次電池的放電深度越深，其充電壽命就越短，因此在使用時應(yīng)盡量避免深度放電。由于鋰電池長期不使用會由自放電現(xiàn)象造成電池過放，為了保護(hù)鋰電池，鋰離子電池或鋰聚合物電池大部分具有保護(hù)電路板，保護(hù)電壓一般為2. 8-3V，電壓低于此電壓后，電池將不向外供電，自放電繼續(xù)，此時電池充電將必須用專用設(shè)備才能將電池激活充電，因此電池廠商推薦的電池存儲電壓是
3.8V (以IC放電為例，電池放電到3. 8V的放電容量在整個電池容量的70%左右)以保證電池自放電三個月以上不會造成電池過放電，超過3個月則需對電池進(jìn)行充電。目前的車載GPS終端一般會使用IOOOmAH以下的鋰電池作為斷電備用電池，用于異常斷電時的報警用，設(shè)計(jì)電池工作時間在24小時內(nèi)，與手機(jī)等消費(fèi)類電子產(chǎn)品不同，車載GPS終端出廠到上車安裝要經(jīng)過較長的倉儲時間，特別是汽車前裝的終端，還有經(jīng)銷商倉儲時間，一般都大于電池存儲推薦的3個月時間。因此車載GPS終端為達(dá)到倉儲目的，設(shè)計(jì)有機(jī)械式電池開關(guān)，當(dāng)安裝使用終端時必須將備用電池開關(guān)打開才能使用，如果倉儲前誤打開電池，電池將處于放電狀態(tài)，電池將在24小時內(nèi)放電到電池自身保護(hù)板的保護(hù)電壓3V以下，電池將需要專用設(shè)備才能激活充電，如果車載GPS終端在使用過程中遇到異常斷電，或竊賊破壞斷電，電池將在24小時內(nèi)放電到電池自身保護(hù)板的保護(hù)電壓3V以下，電池將需要專用設(shè)備才能給電池激活充電。由此可知，目前車載終端使用電池時必須將電池機(jī)械開關(guān)打開，存在使用不方便的問題，而且打開后電池將一直放電到電池保護(hù)板保護(hù)，會出現(xiàn)電池深度放電，甚至是過放電的問題，從而導(dǎo)致電池?zé)o法正常充電，影響電池壽命，導(dǎo)致終端必須更換電池。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種車載GPS終端備用電池切換保護(hù)電路，以解決目前車載GPS終端備用電池需要機(jī)械開關(guān)，無存儲放電保護(hù)的缺點(diǎn)。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。—種車載GPS終端備用電池切換保護(hù)電路，包括充電芯片、電子開關(guān)、第一電壓檢測芯片、邏輯電路和第二電壓檢測芯片，外部5V電源分三路輸入，第一路輸入到第一電壓檢測芯片，用于檢測輸入電壓，并由第一電壓檢測芯片將檢測結(jié)果輸入到邏輯電路；第二路直接輸入到電子開關(guān)；第三路輸入充電芯片，并經(jīng)過充電芯片連接的電池輸入到電子開關(guān)，由電子開關(guān)控制輸出電池電壓；所述第二電壓檢測芯片與電子開關(guān)輸出端連接，用于檢測輸出的電池電壓，并將檢測結(jié)果發(fā)送給邏輯電路，所述邏輯電路用于根據(jù)第一電壓檢測芯片檢測外部供電的電壓和第二電壓檢測芯片輸入的電池電壓產(chǎn)生判斷信號控制電子開關(guān)，用于外部5V電源供電和電池供電的切換和電池保護(hù)；當(dāng)電池關(guān)閉，無外部5V電壓供電時，電子開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)，電池不向外供電；當(dāng)外部電源5V電壓正常接入時，第一電壓檢測芯片將檢測結(jié)果輸出給邏輯電路，邏輯電路控制電池充電以及控制電子開關(guān)A端(5V)和C端導(dǎo)通，由C端輸出5V電壓到終端，此時終端由外接電源提供的5V電壓供電，同時第二電壓檢測芯片檢測輸出端的電壓，將電池處于預(yù)打開狀態(tài)；當(dāng)外部5V電源輸入異常，且低于4. 5V時,第一電壓檢測芯片將5V電壓異常信號輸出給邏輯電路,第二電壓檢測芯片已將電池處于預(yù)打開狀態(tài)，邏輯電路將電子開關(guān)的B端(電池端)和C端導(dǎo)通，并由C端輸出，此時終端由電池供電，當(dāng)電池放電，電壓低于設(shè)定的保護(hù)電壓3. 8V時，第二電壓檢測芯片將檢測結(jié)果輸出給邏輯電路，邏輯電路控制電子開關(guān)切斷電池的供電，控制信號與電子開關(guān)輸出開關(guān)形成正反饋關(guān)系。優(yōu)選地，所述邏輯電路還與MCU接口連接，用于通過MCU接口進(jìn)行控制，并通過終端連接網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程關(guān)閉或設(shè)定電壓關(guān)閉電池。優(yōu)選地，所述充電芯片與電子開關(guān)之間還連接有電池。優(yōu)選地，所述第一電壓檢測芯片Ul為XC61CC4502M芯片，用于在檢測電壓大于
4.5V時輸出高電平。優(yōu)選地，所述第二電壓檢測芯片U2為XC61CC3802M芯片，用于在檢測電壓大于3. 8V時輸出高電平。優(yōu)選地，所述電子開關(guān)U3為AP2301SG為2安培電源開關(guān)芯片。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于本發(fā)明提供的車載GPS終端備用電池切換保護(hù)電路，可以使終端安裝上電時自動打開備用電池，方便安裝使用；而且終端外部電源切斷時，電池放電到存儲電壓時可自動切斷電池向外放電,能夠防止深度放電,達(dá)到延長終端(電池)倉儲時間的目的，延長電池的使用壽命。
圖1為本發(fā)明車載GPS終端備用電池切換保護(hù)電路的原理框圖。圖2為本發(fā)明車載GPS終端備用電池切換保護(hù)電路原理圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。請參閱圖1所示，圖1為本發(fā)明車載GPS終端備用電池切換保護(hù)電路的原理框圖。本發(fā)明提供的是一種車載GPS終端備用電池切換保護(hù)電路，主要用于解決目前車載GPS終端備用電池需要機(jī)械開關(guān)，無存儲放電保護(hù)的缺點(diǎn)。其中本發(fā)明車載GPS終端備用電池切換保護(hù)電路主要包括有充電芯片、電子開關(guān)、第一電壓檢測芯片、邏輯電路和第二電壓檢測芯片，外部5V電源分三路輸入，第一路輸入到第一電壓檢測芯片，用于檢測輸入電壓，并由第一電壓檢測芯片將檢測結(jié)果輸入到邏輯電路；第二路直接輸入到電子開關(guān)；第三路輸入充電芯片，并經(jīng)過充電芯片給電池充電，電池輸入到電子開關(guān)，由電子開關(guān)控制輸出電池電壓；所述第二電壓檢測芯片與電子開關(guān)輸出端連接，用于檢測輸出的電池電壓，并將檢測結(jié)果發(fā)送給邏輯電路，所述邏輯電路用于根據(jù)第一電壓檢測芯片檢測外部供電的電壓和第二電壓檢測芯片輸入的電池電壓產(chǎn)生判斷信號控制電子開關(guān)，用于外部5V電源供電和電池供電的切換和電池保護(hù)。當(dāng)電池關(guān)閉，無外部5V電壓供電時，電子電子開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)，電池不向外供電，當(dāng)5V電壓正常接入時，第一電壓檢測芯片將檢測結(jié)果輸出給邏輯電路，邏輯電路控制電池充電以及控制電子開關(guān)A端(5V)和C端導(dǎo)通由C端輸出，終端由外接電源提供的5V電壓供電，同時第二電壓檢測芯片也在檢測輸出端的電壓，將電池處于預(yù)打開狀態(tài)。當(dāng)5V電源輸入異常,低于4. 5V時,第一電壓檢測芯片將5V電壓異常信號輸出給邏輯電路，第二電壓檢測芯片已將電池處于預(yù)打開狀態(tài)，邏輯電路將電子開關(guān)的B端(電池端)和C端導(dǎo)通由C端輸出；終端由電池供電，當(dāng)電池放電，電壓低于設(shè)定的保護(hù)電壓3. 8V時，第二電壓檢測芯片將檢測結(jié)果輸出給邏輯電路，邏輯電路控制電子開關(guān)切斷電池的供電，控制信號與電子開關(guān)輸出開關(guān)形成正反饋關(guān)系，即當(dāng)輸出電壓低于3. 8V后，電子開關(guān)關(guān)閉，輸出端(C端)的電壓將越來越低，不會產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象，由于電池的物理連接在電子開關(guān)和充電芯片間，電池關(guān)閉后經(jīng)充電芯片向外漏電流在IuA以下。 本發(fā)明電路還具備MCU接口，由MCU通過AD檢測電池的電壓，可由MCU控制電池在高于自動保護(hù)電壓3. 8V時的關(guān)閉，同樣由于正反饋電路設(shè)計(jì)，MCU觸發(fā)電池關(guān)閉后，電池不會向外供電，實(shí)現(xiàn)出廠設(shè)置后或遠(yuǎn)程(終端具備遠(yuǎn)程通訊功能)控制關(guān)閉電池的目的。請參見圖2所示，圖2為本發(fā)明車載GPS終端備用電池切換保護(hù)電路原理圖。該電路中包括有第一電源檢測芯片U1，采用XC61CC4502M的4. 5V電源檢測芯片，用于檢測電壓大于4. 5V時輸出高電平；第二電源檢測芯片U2，采用XC61CC3802M的3. 8V電源檢測芯片，用于檢測電壓大于3. 8V時輸出高電平；電子開關(guān)仙，采用AP2301SG兩安培電源開關(guān)芯片，其第4腳為使能信號，低電平有效，將開關(guān)接通；當(dāng)輸入電源電壓等于5V時，電源經(jīng)過二極管D2輸出到OUT端，Ul檢測到輸入電壓大于4. 5V時輸出高電平，經(jīng)過二極管Dl，將U3的第四腳鎖定在高電平狀態(tài)，U2檢測到輸出電壓大于3. 8V輸出高電平，三極管Ql導(dǎo)通，Ql導(dǎo)通經(jīng)過R3限流不能將電源開關(guān)芯片第四腳拉低，開關(guān)關(guān)閉，電池不向外供電；當(dāng)外部供電異常，5V電源電壓跌落到4. 5V以下時，Ul輸出為低電平，U2檢測到輸出電壓依然高于
3.8V，三級管Ql導(dǎo)通，U3第4腳的電平電壓為Rl和R3的分壓，U3第4腳被Ql拉低，使能有效，開關(guān)打開，電池通過U3向OUT端供電。當(dāng)外部供電中斷，電池電壓高于3. 8V由電池供電，需要通過MCU關(guān)閉電池時，只要MCU給MCU_0FF信號低電平，此時Ql將截止，U3使能信號(第4腳)被電阻Rl拉高，開關(guān)U3關(guān)閉，OUT端電壓迅速跌落到3. 8V以下，而U2將輸出低電平，鎖定開關(guān)關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng)電池由于放電，使電壓跌落到3. 8V以下時，U2將輸出低電平，Ql截止，U3使能信號(第4腳)被電阻Rl拉高，電池關(guān)閉，由于是正反饋關(guān)系，開關(guān)關(guān)閉后，OUT端的電壓會越來越低，此時即使有電池電壓因負(fù)載減輕電壓回升，開關(guān)也不會導(dǎo)通產(chǎn)生振蕩。本發(fā)明有效解決了車載GPS終端備用電池需要機(jī)械開關(guān)，無存儲放電保護(hù)的問題；可以使終端安裝上電時自動打開備用電池，方便了安裝使用；終端外部電源切斷，電池放電到存儲電壓時可自動切斷電池向外放電，防止深度放電，達(dá)到延長終端(電池)倉儲時間的目的，延長電池壽命。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種車載GPS終端備用電池切換保護(hù)電路，其特征在于包括充電芯片、電子開關(guān)、第一電壓檢測芯片、邏輯電路和第二電壓檢測芯片，外部5V電源分三路輸入，第一路輸入到第一電壓檢測芯片，用于檢測輸入電壓，并由第一電壓檢測芯片將檢測結(jié)果輸入到邏輯電路；第二路直接輸入到電子開關(guān)；第三路輸入充電芯片，并經(jīng)過充電芯片給電池充電，電池輸入到電子開關(guān)，由電子開關(guān)控制輸出電池電壓；所述第二電壓檢測芯片與電子開關(guān)輸出端連接，用于檢測輸出的電池電壓，并將檢測結(jié)果發(fā)送給邏輯電路，所述邏輯電路用于根據(jù)第一電壓檢測芯片檢測外部供電的電壓和第二電壓檢測芯片輸入的電池電壓產(chǎn)生判斷信號控制電子開關(guān)，用于外部5V電源供電和電池供電的切換和電池保護(hù)；當(dāng)電池關(guān)閉，無外部5V電壓供電時，電子開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)，電池不向外供電；當(dāng)外部電源5V電壓正常接入時，第一電壓檢測芯片將檢測結(jié)果輸出給邏輯電路，邏輯電路控制電池充電以及控制電子開關(guān)A端(5V)和C端導(dǎo)通，由C端輸出5V電壓到終端，此時終端由外接電源提供的5V電壓供電，同時第二電壓檢測芯片檢測輸出端的電壓，將電池處于預(yù)打開狀態(tài)；當(dāng)外部5V電源輸入異常，即低于4. 5V時，第一電壓檢測芯片將5V電壓異常信號輸出給邏輯電路，第二電壓檢測芯片已將電池處于預(yù)打開狀態(tài)，邏輯電路將電子開關(guān)，B端(電池端)和C端導(dǎo)通，并由C端輸出，此時終端由電池供電，當(dāng)電池放電，電壓低于設(shè)定的保護(hù)電壓3. 8V時，第二電壓檢測芯片將檢測結(jié)果輸出給邏輯電路，邏輯電路控制電子開關(guān)切斷電池的供電，輸出與控制開關(guān)形成正反饋關(guān)系，即關(guān)閉后輸出端的電壓越來越低，不會引起振蕩現(xiàn)象。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載GPS終端備用電池切換保護(hù)電路，其特征在于所述邏輯電路還與MCU接口連接，用于通過MCU接口進(jìn)行控制，并通過終端連接網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程關(guān)閉或設(shè)定電壓關(guān)閉電池。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載GPS終端備用電池切換保護(hù)電路，其特征在于所述充電芯片與電子開關(guān)之間還連接有電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載GPS終端備用電池切換保護(hù)電路，其特征在于所述第一電壓檢測芯片Ul為XC61CC4502M芯片，用于在檢測電壓大于4. 5V時輸出高電平。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載GPS終端備用電池切換保護(hù)電路，其特征在于所述第二電壓檢測芯片U2為XC61CC3802M芯片，用于在檢測電壓大于3. 8V時輸出高電平。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載GPS終端備用電池切換保護(hù)電路，其特征在于所述電子開關(guān)U3為AP2301SG為2安培電源開關(guān)芯片。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種車載GPS終端備用電池切換保護(hù)電路，包括充電芯片、電子開關(guān)、第一電壓檢測芯片、邏輯電路和第二電壓檢測芯片，外部5V電源分三路輸入，第一路輸入到第一電壓檢測芯片，用于檢測輸入電壓，并由第一電壓檢測芯片將檢測結(jié)果輸入到邏輯電路；第二路直接輸入到電子開關(guān)；第三路輸入充電芯片，并經(jīng)過充電芯片連接的電池輸入到電子開關(guān)，由電子開關(guān)控制輸出電池電壓；所述第二電壓檢測芯片與電子開關(guān)輸出端連接，用于檢測輸出的電池電壓，并將檢測結(jié)果發(fā)送給邏輯電路，所述邏輯電路用于根據(jù)第一電壓檢測芯片檢測外部供電的電壓和第二電壓檢測芯片輸入的電池電壓產(chǎn)生判斷信號控制電子開關(guān)，用于外部5V電源供電和電池供電的切換和電池保護(hù)。本發(fā)明可以使終端安裝上電時自動打開備用電池，方便安裝使用；而且終端外部電源切斷時，電池放電到存儲電壓時可自動切斷電池向外放電，能夠防止深度放電，達(dá)到延長終端(電池)倉儲時間的目的，延長電池的使用壽命。
文檔編號H02H7/18GK103023134SQ20121057233
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者梁毛鷂, 楊忠義, 董顯林 申請人:深圳市伊愛高新技術(shù)開發(fā)有限公司