專利名稱：獨立的過流監(jiān)測與保護電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于鋰離子電池組中的保護電路，特別涉及一種獨立的過流監(jiān)測與保護電路。
背景技術(shù)：
每一個鋰離子電池組都有其額定負(fù)載電流，通常使用情況下，實際的負(fù)載電流應(yīng)小于額定值。當(dāng)發(fā)生意外，負(fù)載電流大于額定值或電池輸出端發(fā)生短路時，電池組將輸出很大的電流，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出額定值，這可能使電池組和負(fù)載遭受嚴(yán)重?fù)p害。必須在電池組內(nèi)裝有過電流和短路的保護裝置，保證電池組和用電器的安全?，F(xiàn)有的技術(shù)采用保護芯片IC所提供的頂邊過流檢測端CS1，此類IC適用于配P溝道的MOSFET。大電流情況下，P溝道MOSFET相對于N溝道的要貴很多。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種獨立的過流監(jiān)測與保護電路。達(dá)到為降低成本，使用N溝道與頂邊過流檢測的保護芯片IC配合，就不能使用IC原來的過流檢測輸入，需要另外做獨立的過流檢測及保護控制電路。
本實用新型的技術(shù)方案是一種獨立的過流監(jiān)測與保護電路，其特征在于外接端I為輸入端，外接端I連接電阻R1，電阻R1另一端連接電容C1和二極管D1和運算放大器U1的輸入端；運算放大器U1的另一輸入端連接電容器C2和電位器R7滑動端，取得過流基準(zhǔn)電壓，電容C2的另一端接地；電位器R7的端接地，電位器R7的另一端與電阻R6相連，電阻R6的另一端連接電阻R4和二極管D2，電阻R4的另一端與電阻R5和二極管D3相連，電阻R4的另一端還連接運算放大器U1的正電源端，運算放大器U1的地端接地；二極管D3另一端接地，二極管D3是11V瞬變電壓抑制器；電阻R5連接電容C3和外接端P，外接端P是本電路電源正端，電容C3另一端接地；接地端連接外接端R1；運算放大器U1的輸出端連接電阻R2，電阻R2另一端連接電阻R3和耦合三極管Q3的基極；三極管Q3的發(fā)射極接地、電阻R3的另一端接地，二極管D2的另一端接地，二極管D1的另一端接地，電容C1的另一端接地；三極管Q3的集電極連接外接端L，作為過流保護輸出端。
運算放大器是具有極低的電流消耗的CMOS型比較器。
其輸出端為三極管Q3的集電極開路形式。
本實用新型的優(yōu)點是自耗可以減小到幾微安，與保護芯片配合靈活，允許使用N溝道MOSFET。
圖1是獨立的過流監(jiān)測與保護電路圖具體實施例一種獨立的過流監(jiān)測與保護電路，外接端I為輸入端，外接端I連接電阻R1，電阻R1另一端連接電容C1和二極管D1和運算放大器U1的輸入端；運算放大器U1的另一輸入端連接電容器C2和電位器R7滑動端，取得過流基準(zhǔn)電壓，電容C2的另一端接地；電位器R7的一端接地，電位器R7的另一端與電阻R6相連，電阻R6的另一端連接電阻R4和二極管D2，電阻R4的另一端與電阻R5和二極管D3相連，電阻R4的另一端還連接運算放大器U1的正電源端，運算放大器U1的地端接地；二極管D3另一端接地，二極管D3是11V瞬變電壓抑制器；電阻R5連接電容C3和外接端PI，外接端PI是本電路電源正端，電容C3另一端接地；接地端連接外接端RI；運算放大器U1的輸出端連接電阻R2，電阻R2另一端連接電阻R3和耦合三極管Q3的基極；三極管Q3的發(fā)射極接地、電阻R3的另一端接地，二極管D2的另一端接地，二極管D1的另一端接地，電容C1的另一端接地；三極管Q3的集電極連接外接端L，作為過流保護輸出端。
運算放大器是具有極低的電流消耗的CMOS型比較器。其輸出端為三極管Q3的集電極開路形式。
大多數(shù)保護芯片IC采用頂邊過流檢測CS1，此類IC適用于配P溝道的MOSFET。大電流情況下P溝道MOSFET相對于N溝道的要貴很多。為降低成本，使用N溝道與頂邊過流檢測加IC配合，就不能使用IC原來的過流檢測輸入，需要另外做獨立的過流檢測及保護控制電路。
對獨立的過流監(jiān)測及保護控制電路的要求如下這一電路的輸入信號范圍0～150mV～30V(7節(jié)電池串聯(lián)情況)。
輸出為集電極開路方式，發(fā)生過流保護時輸出低電平，未過流時為高阻。
自耗電流應(yīng)在微安數(shù)量級。
為降低功耗，運放選用自耗電流極低(小于20uA)的MOS型運放。
對獨立的過流監(jiān)測及保護控制電路的工作原理(見圖1)被監(jiān)測電流在取樣電阻上的電壓有I端輸入，接到運算放大器U1的非反相輸入端，他與接在反相端的設(shè)定的電流基準(zhǔn)相比較。當(dāng)被監(jiān)測電流達(dá)到或大于基準(zhǔn)電流時，運算放大器輸出高電平，使三極管Q1處于正向偏置而導(dǎo)通。這一過流保護動作信號，由外接端L輸出。在晶體管耦合電路控制放電開關(guān)MOSFET處于截止?fàn)顟B(tài)，從而實現(xiàn)過流保護。
過流保護后，放電控制開關(guān)MOSFET處于截止?fàn)顟B(tài)，從而引起I端輸入的電壓等于電池組的電壓，由于二極管D1鉗位作用，使運放輸入端電壓最大不超過0.7V，從而保證運放的安全。
若要解除過流保護狀態(tài)，需要去除短路或過流條件，使輸入的電壓小于設(shè)定的電流基準(zhǔn)，使三機關(guān)Q1處于截止?fàn)顟B(tài)。這時，該過流監(jiān)測及保護電路會自動解除保護狀態(tài)，進入正常放電狀態(tài)。
該電路板用以監(jiān)測鋰離子電池組的負(fù)載電流，當(dāng)它大于設(shè)定的過流保護值時，由外接端L輸出控制信號，經(jīng)晶體管耦合電路使放電控制開關(guān)MOSFET截止，停止放電。
權(quán)利要求1.一種獨立的過流監(jiān)測與保護電路，其特征在于外接端I為輸入端，外接端I連接電阻R1，電阻R1另一端連接電容C1和二極管D1和運算放大器U1的輸入端；運算放大器U1的另一輸入端連接電容器C2和電位器R7滑動端，取得過流基準(zhǔn)電壓，電容C2的另一端接地；電位器R7的一端接地，電位器R7的另一端與電阻R6相連，電阻R6的另一端連接電阻R4和二極管D2，電阻R4的另一端與電阻R5和二極管D3相連，電阻R4的另一端還連接運算放大器U1的正電源端，運算放大器U1的地端接地；二極管D3另一端接地，二極管D3是11V瞬變電壓抑制器；電阻R5連接電容C3和外接端PI，外接端PI是本電路電源正端，電容C3另一端接地；接地端連接外接端RI；運算放大器U1的輸出端連接電阻R2，電阻R2另一端連接電阻R3和耦合三極管Q3的基極；三極管Q3的發(fā)射極接地、電阻R3的另一端接地，二極管D2的另一端接地，二極管D1的另一端接地，電容C1的另一端接地；三極管Q3的集電極連接外接端L，作為過流保護輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的獨立的過流監(jiān)測與保護電路，其特征在于運算放大器是具有極低的電流消耗的CMOS型比較器。
3.權(quán)利要求1所述的獨立的過流監(jiān)測與保護電路，其輸出端為三極管Q3的集電極開路形式。
專利摘要一種獨立的過流監(jiān)測與保護電路，I輸入端接電阻R
文檔編號G01R19/165GK2660544SQ20032011207
公開日2004年12月1日 申請日期2003年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月30日
發(fā)明者施云海, 由志德 申請人:天津力神電池股份有限公司