專利名稱：具有充電保護功能的便攜式裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種便攜式裝置，特別涉及一種具有充電保護功能的便 攜式裝置。
背景技術(shù)：
隨著電子消費裝置的日益普及，消費者對便攜式裝置(如手機、數(shù)碼相
機、MP3、 PDA等)的需求越來越高。小型化、輕便化、待機時間長、功耗低 等要求又對這些便攜式裝置的可反復(fù)充電性提出了更高的要求。目前鋰電池 由于其無記憶效應(yīng)，可反復(fù)充電等優(yōu)質(zhì)特性，己成為便攜式裝置內(nèi)置電源的 首選。
最新一代的可充電便攜式裝置已在裝置中集成了充電控制電路，可以方 便地在各種移動環(huán)境中進行充電。作為相應(yīng)的裝置，為方便攜帶，充電器也 已經(jīng)被簡化成為一個簡單的適配器。而適配器和便攜式裝置的直接連接，給 裝置帶來可靠性問題適配器將交流電源直接轉(zhuǎn)換為一個電子裝置能夠接受 的電源電壓。而適配器的輸出電壓的輸出瞬態(tài)值可能遠遠超過便攜式裝置的 內(nèi)部電子元器件的標(biāo)稱值。而制造內(nèi)部電子元器件的集成電路工藝越來越先 進，目前已經(jīng)進入以90nm為代表的超深亞微米集成電路制造工藝時代，伴隨 著制造工藝的不斷發(fā)展，芯片工作電壓不斷降低，可靠性問題變得更加關(guān)鍵。 例如，如圖l所示， 一外部適配器10與一便攜式裝置11連接，該便攜式裝 置ll包括一充電控制電路lll、內(nèi)部元器件112和鋰電池113，充電控制電 路111分別與外部適配器10連接、鋰電池113、內(nèi)部元器件112連接，在圖 1的內(nèi)部元器件112中，最大電壓標(biāo)稱值通常為6V。由于外部適配器10輸 出電壓的波動，而超過便攜式裝置內(nèi)部元器件112的最大耐壓范圍，造成便攜式裝置內(nèi)部元器件112的損壞。 實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)外部適配器可能對 便攜式裝置中的內(nèi)部元器件損壞的缺陷，提供一種具有充電保護功能的便攜 式裝置，其是在充電控制電路和內(nèi)部元器件之間再加上一半導(dǎo)體開關(guān)，通過 該半導(dǎo)體開關(guān)將適配器和內(nèi)部元器件完全隔開，用以迅速隔斷外部高壓對內(nèi) 部元器件的損壞,從而有效地保護便攜式裝置的內(nèi)部元器件。
本實用新型是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的 一種具有充電 保護功能的便攜式裝置，其包括一充電控制電路、內(nèi)部元器件和鋰電池，該 充電控制電路和該內(nèi)部元器件之間設(shè)有一半導(dǎo)體開關(guān)，該半導(dǎo)體開關(guān)與該鋰 電池連接。
其中， 一為該供便攜式裝置提供電源的外部適配器，該外部適配器與該 充電控制電路連接。其中，該半導(dǎo)體開關(guān)由一P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管和一肖特 基二極管構(gòu)成。其中，該肖特基二極管的陽極與該P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管 的漏極連接，該肖特基二極管的陰極與鋰電池的陽極連接。其中，該肖特基二極管的陽極與該P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管 采用DFN3X2封裝形式。其中，該充電控制電路包括一充電控制芯片，該充電控制芯片具有一輸 入腳、充電腳、控制腳、復(fù)位腳、選中腳、驅(qū)動腳、電池腳和電流設(shè)定腳。其中，該充電控制芯片輸入腳與外部適配器連接。
其中，該充電控制芯片的輸入腳與P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管 的柵極之間設(shè)有一第一電容，該第一電容為補償電容。其中，該充電控制芯片的選中腳、驅(qū)動腳分別與P型金屬氧化物半導(dǎo)體
場效應(yīng)晶體管的源極、柵極連接。
其中，該充電控制芯片的電池腳與肖特基二極管的陰極、鋰電池的陽極 連接。
本實用新型的積極進步效果在于本實用新型具有充電保護功能的便攜 式裝置的電路結(jié)構(gòu)簡單，所需外圍器件少，保護性能好，能滿足充電保護的 要求。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中便攜式裝置與外部適配器的連接示意圖。 圖2為本實用新型便攜式裝置與外部適配器的連接示意圖。
圖3為圖2的具體電路示意圖。
具體實施方式
下面舉個較佳實施例，并結(jié)合附圖來更清楚完整地說明本實用新型。
圖2為本實用新型便攜式裝置與外部適配器的連接示意圖，如圖2所示， 本實用新型具有充電保護功能的便攜式裝置21與一外部適配器20連接，該 具有充電保護功能的便攜式裝置21包括一充電控制電路211、內(nèi)部元器件 212、鋰電池213和半導(dǎo)體開關(guān)214，該充電控制電路211的一端分別與外部 適配器20連接，該充電控制電路211的另一端與半導(dǎo)體開關(guān)214的一端連 接，半導(dǎo)體開關(guān)214的另一端與鋰電池213、內(nèi)部元器件212的連接，該半 導(dǎo)體開關(guān)214將外部適配器20和內(nèi)部元器件212完全隔開，用以迅速隔斷 外部高壓對內(nèi)部元器件212的損壞，從而有效地保護便攜式裝置21的內(nèi)部元 器件212。
圖3為圖2的具體電路示意圖。如圖3所示，外部適配器20產(chǎn)生5-12V 的電壓供便攜式裝置21 (如手機、數(shù)碼相機、MP3、 PDA等)充電用電源， 通過便攜式裝置內(nèi)部的充電控制芯片(如MAX1898型)、半導(dǎo)體開關(guān)214與
鋰電池213及內(nèi)部元器件212連接，為鋰電池213充電。
該半導(dǎo)體開關(guān)214由一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(簡稱PM0S 管)2141和一肖特基二極管2142構(gòu)成，該肖特基二極管2142的陽極與PM0S 管2141的漏極連接，該肖特基二極管2142的陰極與鋰電池213的陽極連接。 該半導(dǎo)體開關(guān)214將外部適配器20和內(nèi)部元器件212完全隔開，當(dāng)外部高 壓出現(xiàn)時，高壓主要降在PM0S管2141上，而內(nèi)部鋰電池213及元器件212 不承受高壓的沖擊，用以迅速隔斷外部高壓對內(nèi)部元器件212的損壞。PMOS 管2141的指標(biāo)為Vds的擊穿電壓大于-20V， Id的電流為-3.4A，導(dǎo)通電阻 為100 mQ (Vgs=-4V);肖特基二極管2142的指標(biāo)為反向擊穿電壓大于 20V,正向?qū)妷盒∮?. 5V (電流為0. 5A)。獨立的PM0S管2141和肖特 基二極管2142通過采用DFN3X2封裝形式，組合成一顆芯片，可極大減小在 電路板上的占用面積。
該充電控制電路211包括一充電控制芯片MAX1898，外部適配器20與 MAX1898芯片的輸入腳IN連接，直接為MAX1898芯片供電；使能腳EN/0K 接收信號；MAX1898芯片的輸入腳IN與PM0S管2141的柵極之間設(shè)有一第一 電容C1，該第一電容C1為100nF的補償電容；MAX1898芯片的輸入腳IN與 充電腳CHG之間設(shè)有一二極管Ll，該二極管Ll控制外部適配器20對MAX1898 芯片供電的開關(guān)；控制腳CT和復(fù)位腳RSTRT之間接有一第二電容C2;選中 腳CS與PMOS管2141的源極連接，驅(qū)動腳DRV與PMOS管2141的柵極連接， 用來控制PMOS管2141的開關(guān)，電池腳BATT與肖特基二極管2142的陰極、 鋰電池213的陽極連接，同時電池腳BATT還連接一第三電容器C3，該第三 電容器C3為lOuF的濾波電容，用以抑制充電時在BATT腳上出現(xiàn)的快速上 升的電壓尖峰，從而保證在整個充電過程中的穩(wěn)定性；電流設(shè)定腳ISET通 過一電阻R1接地。
在正常充電過程中，由MAX1898芯片監(jiān)視輸入電壓并且控制半導(dǎo)體開關(guān) 214的導(dǎo)通和關(guān)斷狀態(tài)，當(dāng)充電完成后，MAX1898芯片關(guān)斷半導(dǎo)體開關(guān)214里
的PM0S管2141，將外部適配器20和內(nèi)部元器件212完全隔開。當(dāng)外部適配器 20與地短路時，如果沒有半導(dǎo)體開關(guān)214里的肖特基二極管2142而只有一 PM0S管，PMOS管的內(nèi)部本征體二極管會自然導(dǎo)通，從而使得電流從電池倒灌 進電源。而本實用新型在PMOS管漏極和鋰電池的陽極之間串聯(lián)一個肖特基二 極管，用以防止適配器與地短路時，電池電流流過PMOS管的內(nèi)部本征體二極 管倒灌進電源。
綜上所述，本實用新型具有充電保護功能的便攜式裝置的電路結(jié)構(gòu)簡 單，所需外圍器件少，保護性能好，能滿足充電保護的要求。
雖然以上描述了本實用新型的具體實施方式
，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng) 當(dāng)理解，這些僅是舉例說明，在不背離本實用新型的原理和實質(zhì)的前提下， 可以對這些實施方式做出多種變更或修改。因此，本實用新型的保護范圍由 所附權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求1、一種具有充電保護功能的便攜式裝置，其包括一充電控制電路、內(nèi)部元器件和鋰電池，其特征在于，該充電控制電路和該內(nèi)部元器件之間設(shè)有一半導(dǎo)體開關(guān)，該半導(dǎo)體開關(guān)與該鋰電池連接。
2、 如權(quán)利要求l所述的具有充電保護功能的便攜式裝置，其特征在于， 一為該供便攜式裝置提供電源的外部適配器，該外部適配器與該充電控制電 路連接。
3、 如權(quán)利要求1所述的具有充電保護功能的便攜式裝置，其特征在于， 該半導(dǎo)體開關(guān)由一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管和一 肖特基二極管構(gòu) 成。
4、 如權(quán)利要求3所述的具有充電保護功能的便攜式裝置，其特征在于， 該肖特基二極管的陽極與該P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的漏極連 接，該肖特基二極管的陰極與鋰電池的陽極連接。
5、 如權(quán)利要求4所述的具有充電保護功能的便攜式裝置，其特征在于， 該肖特基二極管的陽極與該P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管采用 DFN3X2封裝形式。
6、 如權(quán)利要求l所述的具有充電保護功能的便攜式裝置，其特征在于, 該充電控制電路包括一充電控制芯片，該充電控制芯片具有一輸入腳、充電 腳、控制腳、復(fù)位腳、選中腳、驅(qū)動腳、電池腳和電流設(shè)定腳。
7、 如權(quán)利要求6所述的具有充電保護功能的便攜式裝置，其特征在于， 該充電控制芯片輸入腳與外部適配器連接。
8、 如權(quán)利要求7所述的具有充電保護功能的便攜式裝置，其特征在于， 該充電控制芯片的輸入腳與P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的柵極之間 設(shè)有一第一電容，該第一電容為補償電容。
9、 如權(quán)利要求8所述的具有充電保護功能的便攜式裝置，其特征在于， 該充電控制芯片的選中腳、驅(qū)動腳分別與P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體 管的源極、柵極連接。
10、如以上任一項權(quán)利要求所述的具有充電保護功能的便攜式裝置，其特征在于，該充電控制芯片的電池腳與肖特基二極管的陰極、鋰電池的陽極 連接。
專利摘要本實用新型公開了一種具有充電保護功能的便攜式裝置，其包括一充電控制電路、內(nèi)部元器件和鋰電池，該充電控制電路和該內(nèi)部元器件之間設(shè)有一半導(dǎo)體開關(guān)，該半導(dǎo)體開關(guān)與該鋰電池連接。本實用新型具有充電保護功能的便攜式裝置的電路結(jié)構(gòu)簡單，所需外圍器件少，保護性能好，能滿足充電保護的要求。
文檔編號H02H3/20GK201178319SQ200820057168
公開日2009年1月7日 申請日期2008年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月11日
發(fā)明者剛 紀(jì), 蔣海林 申請人:上海韋爾半導(dǎo)體股份有限公司