專利名稱:電池組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及電池組,更具體地說,涉及防止凈皮短路并能夠減少空載電力 的電;也纟且。
背景技術(shù):
近來,小型和輕型的電力電子設(shè)備,例如移動電話、筆記本電腦和可攜 式攝像機(jī)已經(jīng)被積極開發(fā)和制造出來。電池組被內(nèi)置在便攜式電力電子設(shè)備 中,以使便攜式電力電子設(shè)備能在未提供附加電源的地方工作??紤]到經(jīng)濟(jì) 原因,近來電池組采用可以被充電和放電的電池。這些電池包括鎳-鎘 (Ni-Cd)電池、鎳-氫(Ni-MH)電池、鋰(Li)電池和鋰離子(Li-ion) 電池。特別是,由于鋰二次電池的工作電壓比廣泛用作便攜式電子設(shè)備的現(xiàn) 代電源的鎳-鎘電池和鎳-氫電池的工作電壓高三倍,并且鋰離子二次電池 的每單位重量的能量密度很高,因此鋰離子二次電池的使用迅速增加。
在鋰二次電池中,鋰類氧化物被用作正電極活性物質(zhì),碳物質(zhì)被用作負(fù) 電極活性物質(zhì)。通常,根據(jù)電解質(zhì)的類型,鋰離子二次電池被分為液態(tài)電解 質(zhì)電池和聚合物電解質(zhì)電池。使用液態(tài)電解質(zhì)的電池被稱為鋰離子電池,使 用聚合物電解質(zhì)的電池被稱為鋰聚合物電池。另外,鋰二次電池被制造成具 有各種形狀,例如圓柱體型、方型和袋型。
保護(hù)電路部件被連接至'鋰離子電池,使得鋰離子電池可以被選擇性地充、放電,或者使得在鋰離子電池被過充電或有過電流流過時(shí)能夠阻斷電力 以保護(hù)該鋰離子電池。因此,鋰離子電池與保護(hù)電路部件相結(jié)合以形成電池 組,并連接至充電器以進(jìn)行充電,或者連接至作為負(fù)載的便攜式電子產(chǎn)品以 進(jìn)行放電。
此時(shí),保護(hù)電路部件包括連接至充電器或負(fù)載的正端子和負(fù)端子。當(dāng)正 端子和負(fù)端子被夾線板或?qū)w短路時(shí),鋰離子電池惡化或者造成保護(hù)電路部 件非正常工作。
另外,保護(hù)電路部件與鋰離子電池結(jié)合以形成電池組。盡管鋰離子電池 未連接至充電器或負(fù)載,但是保護(hù)電路部件從鋰離子電池接收電力以保護(hù)鋰 離子電池,使得鋰離子電池的電力被不斷消耗。
發(fā)明內(nèi)容
因此,本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種改進(jìn)的電池組。
本發(fā)明的另 一個(gè)目的在于提供一種能夠防止電連接至充電器或作為負(fù) 載的便攜式電子產(chǎn)品的正、負(fù)端子被短路的電池組。
本發(fā)明的又 一 個(gè)目的在于提供能夠防止在電池組未連接至充電器或負(fù) 載時(shí)保護(hù)電路部件消耗電池的電力的電池組。
本發(fā)明的再一個(gè)目的在于提供一種穩(wěn)定的電池組。
才艮據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面, 一種電池組可以包括至少一個(gè)可再充電電池; 電連接至所述電池的正高電流通路的正充》欠電端子;電連接至所述電池的負(fù) 高電流通^各的負(fù)充》欠電端子;電連4妄至高電流通^各的充i丈電開關(guān)元件,在所 述高電流通路上所述正充放電端子或所述負(fù)充放電端子與所述電池進(jìn)行電 連接;保護(hù)電路部件,其包括電連接至所述電池的正負(fù)電極和負(fù)電極以接收 電力的正電極和負(fù)電源端子,并電連接至所述充;^欠電開關(guān)元件,以根據(jù)所述 電池的充力文電狀態(tài)來接通或斷開該充》文電開關(guān)元件;電連4妄在電流通3各中的 開關(guān)單元,在所述電流通路上所述保護(hù)電路部件的正電源端子和負(fù)電源端子 電連接至所述電池的正電極和負(fù)電極;以及輔助端子,其在充電或放電期間電連接在充電器和負(fù)載中的至少 一個(gè)與所述開關(guān)單元之間。
所述開關(guān)單元可以包括開關(guān)元件。所述開關(guān)單元的所述開關(guān)元件可以根據(jù) 從所述電連接至所述輔助端子的所述充電器和所述負(fù)載中的至少一個(gè)所供應(yīng)的 通或斷信號,電連接所述正電源端子和所述負(fù)電源端子之一。
所述開關(guān)元件可以由P型場效應(yīng)晶體管和N型場效應(yīng)晶體管中的任一個(gè)構(gòu)成。
第一緩沖電阻器可以電耦接在所述開關(guān)單元的開關(guān)元件與所述輔助端子之間。
第二緩沖電阻器可以電耦接在所述開關(guān)單元的開關(guān)元件與所述正充放電端 子之間。
反向電流阻斷二極管可以與所述開關(guān)元件并聯(lián)地電耦接。
所述充放電開關(guān)元件可以包括充電場效應(yīng)晶體管和放電場效應(yīng)晶體管。 用于阻斷放電通路的第 一寄生二極管可以并聯(lián)地電連接至所述充電場效應(yīng) 晶體管的源極和漏極。用于阻斷充電通^各的第二寄生二極管可以并聯(lián)地電連 接至所述放電場效應(yīng)晶體管的源才及和漏才及。
第 一 電容器可以電耦接在所述正電源端子與所述負(fù)電源端子之間。
第三電容器可以電耦接至所述充放電開關(guān)元件的高電流通路,以吸收由 該充放電開關(guān)元件的通斷操作所產(chǎn)生的脈沖電流。
第二電容器可以電耦接在所述正充放電端子與所述負(fù)充放電端子之間。
根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面, 一種電池組可以包括至少一個(gè)可再充電電 池;電連4姿至所述電池的正高電流通^各的正充》文電端子;電連才妄至所述電池 的負(fù)高電流通路的負(fù)充方文電端子;電連接在高電流通路中的充放電開關(guān)元
進(jìn)行電連接;保護(hù)電路部件,其包括用于從所述電池的正電極和負(fù)電極接收 電力的正電源端子和負(fù)電源端子,所述正電源端子和負(fù)電源端子之一電連接 至所述電池以及所述充放電開關(guān)元件,以根據(jù)所述電池的充放電狀態(tài)來接通 或斷開該充放電開關(guān)元件;以及輔助端子,其在充電或放電期間電連接至充電器和負(fù)載中的至少一個(gè)。所述充電器和所述負(fù)載中的至少一個(gè)可以包括正 端子和負(fù)端子。所述充電器和所述負(fù)載中的至少一個(gè)的正端子和負(fù)端子之一 可以電連^姿至所述電池的 一個(gè)電才及,而所述充電器和所述負(fù)載中至少 一個(gè)的
正端子和負(fù)端子中的另一個(gè)可以電連接至所述電池的另一個(gè)電極,^v而將電 力施加給所述電池。
所述充放電開關(guān)元件可以包括充電場效應(yīng)晶體管和;故電場效應(yīng)晶體管。
用于阻斷力文電通路的寄生二極管可以并聯(lián)地連接至所述充電場效應(yīng)晶體管 的源才及和漏極。而且,用于阻斷充電通3各的寄生二才及管可以并耳關(guān)地連接至所 述放電場效應(yīng)晶體管的源才及和漏極。
第三電容器可以電連接至所述充放電開關(guān)元件的高電流通路,以吸收由
該充;^文電開關(guān)元件的通斷才喿作所產(chǎn)生的脈沖電流。
第 一 電容器可以電耦接在所述正電源端子與所述負(fù)電源端子之間。 第二電容器可以電耦接在所述負(fù)充放電端子與所述正充放電端子之間。
緩沖電阻器可以電耦接在所述正電源端子和所述負(fù)電源端子之 一 與所 述輔助端子之間。
根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面, 一種電池組可以包括至少一個(gè)可再充電電 池;電連接至所述電池的正高電流通路的正充放電端子;電連接至所述電池 的負(fù)高電流通路的負(fù)充》文電端子;電連接在高電流通^各中的充放電開關(guān)元 件,在所述高電流通路上所述正充放電端子和所述負(fù)充放電端子中的任一個(gè) 與所述電池進(jìn)行電連接;保護(hù)電3各部件,其包括用于從所述電池的正電極和 負(fù)電極接收電力的正電源端子和負(fù)電源端子,并電連接至所述充放電開關(guān)元 件,以根據(jù)所述電池的充放電狀態(tài)來接通和斷開該充^L電開關(guān)元件;第一輔 助端子,其在充電或放電期間電連接至充電器和負(fù)載中的至少一個(gè)并電連接 至所述正電源端子;以及第二輔助端子,其在充電或放電期間電連接至所述 充電器和所述負(fù)載中的至少一個(gè)并電連接至所述負(fù)電源端子。
所述充放電開關(guān)元件可以包括充電場效應(yīng)晶體管和放電場效應(yīng)晶體管。 用于阻斷放電通路的寄生二極管可以并聯(lián)地連接至所述充電場效應(yīng)晶體管的源極和漏極。用于阻斷充電通^各的寄生二極管可以并聯(lián)地連接至所述》文電
場效應(yīng)晶體管的源極和漏極。
第三電容器可以電耦接至所述充放電開關(guān)元件的高電流通路,以吸收由
所述充放電開關(guān)元件的通或斷操作所產(chǎn)生的脈沖電流。
第 一 電容器可以電耦接在所述正電源端子與所述負(fù)電源端子之間。 第二電容器可以電耦接在所述負(fù)充放電端子與所述正充放電端子之間。 緩沖電阻器可以電耦接在所述正電源端子和所述負(fù)電源端子之一與所
述輔助端子之間。
通過參照以下結(jié)合附圖所考慮的詳細(xì)描述,本發(fā)明的更完整認(rèn)知和許多 附帶優(yōu)點(diǎn)將變得更好理解,因此更加顯而易見,在附圖中相同的附圖標(biāo)記指
代相同或相似的部件,并且附圖中
圖1是根據(jù)本發(fā)明原理的第一實(shí)施例的電池組的電路圖 圖2是根據(jù)本發(fā)明原理的第二實(shí)施例的電池組的電路圖 圖3是根據(jù)本發(fā)明原理的第三實(shí)施例的電池組的電路圖;禾 圖4是根據(jù)本發(fā)明原理的第四實(shí)施例的電池組的電路圖。
發(fā)明的詳細(xì)描述
下文中,將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。在本發(fā)明的全部 描述中,在各個(gè)不同的幅圖中相同的元件使用相同的附圖標(biāo)號。而且,各個(gè) 不同的幅圖中的相同元件盡可能不再 一 次解釋。在本發(fā)明的示例性實(shí)施例 中,描述了連接至根據(jù)本發(fā)明的電池組的便攜式電子產(chǎn)品的充電器或負(fù)載。 此時(shí),便攜式電子產(chǎn)品的充電器和負(fù)載包括連接至電池組的端子,并且端子 可以#4居電池組的結(jié)構(gòu)而有所變化。
圖1是根據(jù)本發(fā)明原理的第一實(shí)施例的電池組的電路圖。
參照圖1,根據(jù)本發(fā)明的電池組100包括電池110、正充放電端子120、
:口負(fù)充放電端子130、充》文電開關(guān)元件140、保護(hù)電路部件150、開關(guān)單元160 和輔助端子170。
電池110是可再充電的,并且可以是一個(gè)或多個(gè)。另外,電池110可以 是鋰離子電池或鋰聚合物電池。
正充放電端子120電連接至正電極110a,即電池110的負(fù)高電流通路。 正充放電端子120可以電連接至充電器100a或負(fù)載100b的端子120a。高電 流通路是電連接至該電池的正電極和負(fù)電極的通3各。充放電電流流過該高電 流通路。
負(fù)充放電端子130電連接至負(fù)電極110b,即電池110的正高電流通路。 負(fù)充放電端子130可以電連接至充電器100a或負(fù)載100b的端子130a,或者 可以電連接至地線。
充放電開關(guān)元件140電連接至高電流通^各,正充放電端子120或負(fù)充》文 電端子130和電池110電連4妻至該高電流通i 各。充;^文電開關(guān)元件140可以由 執(zhí)行開關(guān)功能的電子元件構(gòu)成,例如由場效應(yīng)晶體管或晶體管構(gòu)成。另外, 充》文電開關(guān)元件140可以,皮分成沿充電方向流過電流的充電開關(guān)元件和沿 ;改電方向流過電流的》文電開關(guān)元件。也就是說,圖1中所示的充》文電開關(guān)元 件140是為了方便的目的,并且可以是一個(gè)或多個(gè)。
保護(hù)電路部件150包括從電池110的正電極110a和負(fù)電極110b接收電
力的正電源端子151和負(fù)電源端子152。保護(hù)電^^部件150電連4妻至電池110
的正電極110a和負(fù)電極110b以及充放電開關(guān)元件140,以根據(jù)電池110的
充放電狀態(tài)來接通和斷開充放電開關(guān)元件140。當(dāng)充電器100a或負(fù)載100b
電連接至正充放電端子120和負(fù)充放電端子130以執(zhí)行充放電功能時(shí),保護(hù)
電路部件150利用保護(hù)電路部件150的過電流檢測單元(未示出)檢測過電
流,斷開充》文電開關(guān)元件140,因此防止電池110過熱和爆炸。此時(shí),保護(hù)
電3各部件150的過電流^r測單元可以通過對脈沖電流進(jìn)行緩沖的緩沖電阻
器155而電連接至電池110的高電流通路。保護(hù)電路部件150可以進(jìn)一步包
括用于檢測電池110的電壓和電流的功能單元(未示出)。不過,在本發(fā)明中,保護(hù)電路部件150的附加功能不受限制。
開關(guān)單元160可以電連接于保護(hù)電路部件150的正電源端子151和負(fù)電 源端子152電連接至電池110的正電極和負(fù)電極的通路之間。在圖l中,在 負(fù)電源電源端子152與電池110的負(fù)電才及110t^皮此電連接的狀態(tài)下,開關(guān) 單元160形成在電池IIO的正電源端子151與正電極110a^皮此電連接的通 路之間??商鎿Q地,在保護(hù)電路部件150的正電源端子151與電池110的正 電極110a彼此電連接的狀態(tài)下,開關(guān)單元160可以形成在保護(hù)電路部件150 的負(fù)電源端子152與電池110的負(fù)電極110b彼此電連接的通^各之間。開關(guān) 單元160可以由執(zhí)行開關(guān)功能的電子元件構(gòu)成,例如由例如晶體管或場效應(yīng) 晶體管構(gòu)成,并且可以利用通過輔助端子170輸入的信號被接通。因此,保 護(hù)電路部件150的正電源端子151或負(fù)電源端子152可以電連接至電池110 的正電極110a或負(fù)電極110b,以驅(qū)動保護(hù)電路部件150。
當(dāng)對電池110充電或方文電時(shí),輔助端子170電連4妻至充電器100a或負(fù) 載100b,并電連接至開關(guān)單元160。當(dāng)輔助端子170電連接至充電器100a 或負(fù)載100b的其它連4妄端子120a、 130a和170a以及正充》文電端子120和 負(fù)充放電端子130時(shí),從充電器100a或負(fù)載100b輸出的信號通過輔助端子 170被供給開關(guān)單元160。開關(guān)單元160將電池110的正電極110a與保護(hù)電 路部件150的正電源端子151彼此電連接,以向保護(hù)電路部件150供給電力。
上述的電池組IOO可以通過開關(guān)單元160向保護(hù)電路部件150供給或阻 斷來自保護(hù)電路部件150的電力,該開關(guān)單元160將保護(hù)電^各部件150的正 電源端子151和負(fù)電源端子152之一與電池110的正電才及110a和負(fù)電才及110b 之一〗皮此電連接。此時(shí),開關(guān)單元160電連接至輔助端子170。當(dāng)輔助端子 170電連接至充電器100a或負(fù)載100b的端子時(shí),開關(guān)單元160通過輸入到 充電器100a或負(fù)載100b的信號工作,以將電池110的正電極110a與保護(hù) 電路部件150的正電源端子151 ;波此電連接。因此,開關(guān)單元160將電力/人 電池110供給保護(hù)電^各部件150,以使保護(hù)電路部件150開始工作。另外, 在充電器100a或負(fù)載100b的端子120a、 170a和130a與電池組100未彼此
12連接時(shí),由于保護(hù)電路部件150未從電池110接收電力,所以可以防止保護(hù)
電路部件150消耗電池110的電力。另外,當(dāng)正充放電端子120和負(fù)充放電 端子130短路時(shí),由于保護(hù)電路部件150未執(zhí)行充放電功能,因此充放電開 關(guān)元件140一皮斷開。因此,電池110未^C短^各。
圖2是根據(jù)本發(fā)明原理的第二示例性實(shí)施例的電池組的電路圖。
參照圖2,根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實(shí)施例的電池組200包括電池110、 正充放電端子120、負(fù)充放電端子130、充》文電開關(guān)元件240、保護(hù)電^各部 件250、開關(guān)元件261和輔助端子170。根據(jù)第二示例性實(shí)施例,由于電池 110、正充》文電端子120和負(fù)充放電端子130的結(jié)構(gòu)和之間的連接關(guān)系與根 據(jù)上述示例性實(shí)施例的電池110、正充放電端子120和負(fù)充》文電端子130的 結(jié)構(gòu)和之間的連接關(guān)系相同,因此將省略對其的描述。
首先,上述開關(guān)單元可以包括開關(guān)元件261。開關(guān)元件261利用從電連 接至輔助端子170的充電器200a或負(fù)載200b輸出的通或斷信號被接通,以 使正電源端子151和電池110的正電極110a可以彼此電連接。開關(guān)元件261 可以由晶體管或場效應(yīng)晶體管構(gòu)成。由于開關(guān)元件261是半導(dǎo)體開關(guān)元件, 因此開關(guān)元件261利用從輔助端子170接收的小信號電壓或電流以高響應(yīng)速 度#:接通或斷開,從而執(zhí)行開關(guān)功能。
而且,開關(guān)元件261可以由場效應(yīng)晶體管和P型場晶體管或N型場晶 體管構(gòu)成。當(dāng)開關(guān)元件261由場效應(yīng)晶體管構(gòu)成時(shí),電壓,皮施加到開關(guān)元件 261的柵極所連接至的輔助端子170,然后開關(guān)元件261的源極所連接至的 正充放電端子12(H皮改變成接通開關(guān)元件261,從而向保護(hù)電^各部件250提 供電力。
另外,第一緩沖電阻器262可以形成為將開關(guān)元件261的柵極電連接至 輔助端子170。當(dāng)充電器200a或負(fù)載200b連接至電池組200,以4吏正充放 電端子120和輔助端子170短路時(shí),第一緩沖電阻器262造成柵極與源極之 間的電壓差,使得場效應(yīng)晶體管,即開關(guān)元件261可以被接通。
另外,第二緩沖電阻器263可以形成在由場效應(yīng)晶體管構(gòu)成的開關(guān)元件261的源極261s與正充放電端子120之間。當(dāng)充電器200a或負(fù)載200b連接 至電池組200,以使正充放電端子120與輔助端子170被短路時(shí),第二緩沖 電阻器263導(dǎo)致柵極261g與源極261s之間的電壓差,使得上述場效應(yīng)晶體 管被接通。另外,第二緩沖電阻器263可以調(diào)節(jié)保護(hù)電路部件250的工作電 壓。
另外,當(dāng)開關(guān)元件261由場效應(yīng)晶體管構(gòu)成時(shí),反向電流阻斷二極管 261 a可以并^:地形成在開關(guān)元件261的源4及261 s與漏才及261 d之間,以阻斷 /人電池110 ^t妻收的電流。此時(shí),為了阻斷,皮電池110 "^妄收的電流,反向電流 阻斷二極管261a可以被連接為使得電池IIO接收電流的方向與如圖2所示 的相反。
另一方面,充放電開關(guān)元件240可以被分為充電場效應(yīng)晶體管242和》文 電場效應(yīng)晶體管241。在這種情況下,用于阻斷》文電通3各的寄生二才及管242a 可以并聯(lián)地連接至充電場效應(yīng)晶體管242的源4及和漏才及。另外,用于阻斷充 電通路的寄生二極管241a可以并聯(lián)地連接至it電場效應(yīng)晶體管241的源極 和漏極。在這種情況下,為了在充電期間阻斷流向放電通路的電流,用于阻 斷放電通路的阻斷二極管242a可以連接在流向放電通路的電流的反方向上。 為了在放電期間阻斷流向充電通路的電流,用于阻斷充電通路的寄生二極管 241 a可以連接在流向充電通^各的電流的反方向上。由于充電通3各和》文電通3各 處于相反的方向,因此在電池110的^ L性改變時(shí),充電和;故電通^各可以翻轉(zhuǎn)。 在圖2中,放電通路在順時(shí)針方向,而充電通^各在逆時(shí)針方向。
另一方面,在控制充電場效應(yīng)晶體管242和放電場效應(yīng)晶體管241的保 護(hù)電i 各部件250中,正電源端子151和負(fù)電源端子152電連"f妾至電池110的 正電才及110a和負(fù)電^^ 110b,以測量電池110的電壓,從而控制充電場效應(yīng) 晶體管242和放電場效應(yīng)晶體管241。在這種情況下,當(dāng)充電器200a電連接 至正充;^丈電端子120和負(fù)充》文電端子130時(shí),^f呆護(hù)電if各部件250自動4企測充 電器200a的初始充電電壓,以接通充電開關(guān)元件242,從而對電池110充電。 當(dāng)負(fù)載200b電連接至正充放電端子120和負(fù)充放電端子130時(shí),接通放電開關(guān)元件241以對電池110》文電。
另外,第一電容器253可以形成為電連接正電源端子151與負(fù)電源端子 152。第一電容器253減弱了從外部接收的靜電或者脈沖電壓或電流,從而 保護(hù)保護(hù)電路部件250。另外,第一電容器253可以吸收在充電器200a或負(fù) 載200b的端子270a和230a連接至輔助端子170和負(fù)充放電端子130時(shí)所 產(chǎn)生的脈沖電壓和電 流o
另外,電容器243可以形成在充放電開關(guān)元件240中,以吸收由充放電 開關(guān)元件240的接通或斷開操作所產(chǎn)生的瞬間脈沖電流。
另夕卜,第二電容器211可以進(jìn)一步形成為將正充放電端子120與負(fù)充放 電端子130彼此電連接。第二電容器211可以吸收在充電器200a或負(fù)載200b 的端子220a和230a電連4妻至正充;^文電端子120和負(fù)充放電端子130時(shí)所產(chǎn) 生的脈沖電壓和電流。此處,與電連接至所述電池的正電極和負(fù)電極的高電 流通^各相比,低電流通^各是控制信號流入或流出保護(hù)電路部件的通3各,例如, 電連接保護(hù)電路部件250和充放電開關(guān)元件240的通路。
圖3是根據(jù)本發(fā)明原理的第三示例性實(shí)施例的電池組的電路圖。
參照圖3,根據(jù)本發(fā)明的第三示例性實(shí)施例的電池組300包括電池110、 正充;^文電端子120、負(fù)充^:電端子130、保護(hù)電^^部件250和輔助端子170。 由于電池110、正充放電端子120、負(fù)充放電端子130和充放電開關(guān)元件240 的結(jié)構(gòu)和之間的連接關(guān)系與根據(jù)上述示例性實(shí)施例的電池110、正充放電端 子120、負(fù)充方文電端子130和充;^文電開關(guān)元件240的結(jié)構(gòu)和之間的連4妄關(guān)系 相同,因此將省略對其的描述。
保護(hù)電路部件250的結(jié)構(gòu)和功能可以與根據(jù)上述示例性實(shí)施例的保護(hù) 電路部件250的結(jié)構(gòu)和功能相同。不過,在描述連接關(guān)系時(shí),從電池110的 正電極110a和負(fù)電極110b接收電力的正電源端子151和負(fù)電源端子152之 一可以電連接至電池110,而正電源端子151和負(fù)電源端子152中的另一個(gè) 可以電連接至輔助端子170。在圖3中,負(fù)電源端子152電連接至電池110 的負(fù)電極110b,而正電源端子151電連接至輔助端子170。可替換地,盡管未在圖3中示出,負(fù)電源端子152可以電連^妄至輔助端子170,而正電源端 子151可以電連接至電池110的正電極110a。充電器300a或負(fù)載300b的端 子320a和370a連接至具有上述連接關(guān)系的電池組300,使得電池組300輔 助端子170和正充放電端子120 #皮短路。然后將電源施加到保護(hù)電^各部件 250,以使保護(hù)電路部件250工作以控制充^L電開關(guān)元件240。因此,在將 輔助端子170與正充放電端子120短路的充電器300a或負(fù)載300b的端子 320a和370a未連接時(shí),由于保護(hù)電路部件250未接收電力,因此充》文電開 關(guān)元件24(H皮切斷。結(jié)果,盡管正充;^文電端子120和負(fù)充》文電端子130這兩 個(gè)端子被短路,但是電池110并未受到損害。另外,由于保護(hù)電路部件250 未從電池110接收電力,因此電池110不消庫毛電力。因此,盡管電池110長 時(shí)間處于電池110未連接至充電器或負(fù)載的狀態(tài)下,但是保護(hù)電路部件2 5 0 并不消耗電力,使得需要很長時(shí)間才能將電池110完全放電。
此時(shí),第一電容器253可以進(jìn)一步被提供為將正電源端子151與負(fù)電源 端子152彼此電連接。第一電容器253吸收在正電源端子151與負(fù)電源端子 152之間接收到的浪涌電壓或脈沖電流,并消除正充放電端子151和輔助端 子170所接收到的噪聲,以穩(wěn)定向保護(hù)電路部件250的正電源端子151和負(fù) 電源端子152供應(yīng)的電力。
另外,第二電容器211可以進(jìn)一步提供為將負(fù)充放電端子130與正充放 電端子120彼此電連接。第二電容器211吸收在負(fù)充》文電端子130與正充i文 電端子120之間接收到的浪涌電壓或脈沖電流。
另外,緩沖電阻器354可以電連接至輔助端子170與正電源端子151進(jìn) 行電連接的通路。可替換地,與圖3不同的是,當(dāng)輔助端子170在正電源端 子151電連接至電池110的正電極的狀態(tài)下電連接至負(fù)電源端子152時(shí),緩 沖電阻器354可以連接在輔助端子170與負(fù)電源端子152之間。緩沖電阻器 354可以減少施加到保護(hù)電路部件250的正電源端子151或負(fù)電源端子152 上的電壓,或者能夠緩沖通過輔助端子170接收到的脈沖電流。
圖4是根據(jù)本發(fā)明原理的第四示例性實(shí)施例的電池組。參照圖4,根據(jù)又一個(gè)示例性實(shí)施例的電池組400包括電池110、正充 放電端子120、負(fù)充放電端子130、充放電開關(guān)元件240、保護(hù)電路部件250、 第一輔助端子471和第二輔助端子472。根據(jù)第四實(shí)施例,由于電池110、 正充放電端子120、負(fù)充放電端子130、充力文電開關(guān)元件240、第一電容器 253、第二電容器211和緩沖電阻器354的結(jié)構(gòu)和之間的連接關(guān)系與根據(jù)上 述示例性實(shí)施例的電池110、正充;^文電端子120、負(fù)充;^文電端子130、充》文 電開關(guān)元件240、第一電容器253、第二電容器211和緩沖電阻器354的結(jié) 構(gòu)和之間的連接關(guān)系相同,因此將省略對其的描述。
首先,保護(hù)電路部件250的結(jié)構(gòu)和功能可以與根據(jù)上述示例性實(shí)施例的 保護(hù)電路部件250的結(jié)構(gòu)和功能相同。不過,形成于保護(hù)電路部件250中的 負(fù)電源端子152電連接至第一輔助端子471,而正電源端子151電連接至第 二輔助端子472。此時(shí),充電器400a或負(fù)載400b的端子430a和471a連接 至第一輔助端子471和負(fù)充^:電端子130,以^f吏第一輔助端子471與負(fù)充》文 電端子130短路,而充電器400a或負(fù)載400b的其它端子420a和472a使得 第二輔助端子472與正充i文電端子120短;洛。因此,將電源施加到保護(hù)電^各 部件250,而保護(hù)電路部件250才喿作充放電開關(guān)元件240以在電池110進(jìn)行 充電和力文電時(shí)保護(hù)電池110。另外,在充電器400a或負(fù)載400b未連接至正 充放電端子120和130和負(fù)充放電端子以及第一輔助端子471和第二輔助端 子472時(shí),在保護(hù)電i 各部件250的正電源端子151和負(fù)電源端子152與電池 110的正電極和負(fù)電極之間電源被阻斷。因此,在充電器400a或負(fù)載400b 與電池組400未彼此連接時(shí),由于保護(hù)電^各部件250未/人電池110接收電源, 因此保護(hù)電路部件250不消耗電池110的電力。此時(shí),只有在正充放電端子 120和負(fù)充放電端子130與第一、第二輔助端子471和472全部被短路時(shí), 電池110才可能被短路。也就是說,在正充i文電端子120和負(fù)充放電端子 130與第一輔助端子471和第二輔助端子472之一未^皮短路時(shí),就可以防止 電池110凈皮短^各。
在根據(jù)本發(fā)明的電池組未電連接至充電器或作為負(fù)載的便攜式電子產(chǎn)品時(shí),正放電端子和負(fù)充放電端子不被短路。
另外,在電池組未連接至充電器或負(fù)載時(shí),保護(hù)電路部件不消耗電池的 電力。
另外,該電池組可在實(shí)現(xiàn)上述效果的時(shí)刻穩(wěn)定地工作。
盡管已經(jīng)示出并描述了本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例,但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會 理解的是,可以對這些示例性實(shí)施例進(jìn)行改變而不偏離本發(fā)明的原理和精神, .其中本發(fā)明的范圍是由權(quán)利要求書及其等價(jià)物所限定的。
權(quán)利要求
1、一種電池組,包括至少一個(gè)可再充電電池;電連接至所述電池的正電極的正充放電端子;電連接至所述電池的負(fù)電極的負(fù)充放電端子;電連接至高電流通路的充放電開關(guān)元件,其中在所述高電流通路上所述正充放電端子和所述負(fù)充放電端子中的任一個(gè)與所述電池進(jìn)行電連接;保護(hù)電路部件,其包括分別電連接至所述電池的正電極和負(fù)電極以接收電力的正電源端子和負(fù)電源端子,并且所述保護(hù)電路部件電連接至所述充放電開關(guān)元件,以根據(jù)所述電池的充放電狀態(tài)來接通或斷開所述充放電開關(guān)元件;電連接在第一電流通路和第二電流通路之一的開關(guān)單元,其中在所述第一電流通路上所述保護(hù)電路部件的所述正電源端子電連接至所述電池的正電極,在所述第二電流通路上所述保護(hù)電路部件的所述負(fù)電源端子電連接至所述電池的負(fù)電極;以及輔助端子,其在充電或放電期間電連接在充電器和負(fù)載中的至少一個(gè)與所述開關(guān)單元之間。
2、 如權(quán)利要求1所述的電池組,其中所述開關(guān)單元包括開關(guān)元件,所述開 關(guān)單元的所述開關(guān)元件用于根據(jù)從所述電連接至所述輔助端子的所述充電器和 所述負(fù)載中的至少 一個(gè)所供應(yīng)的通或斷信號,電連接所述保護(hù)電路部件的所述 正電源端子和所述負(fù)電源端子中的任一個(gè)至所述電池。
3、 如權(quán)利要求2所述的電池組,其中所述開關(guān)元件可以是P型場效應(yīng)晶體 管或N型場效應(yīng)晶體管中的任一個(gè)。
4、 如權(quán)利要求2所述的電池組,其中第一緩沖電阻器電耦接在所述開關(guān)單 元的所述開關(guān)元件與所述輔助端子之間。
5、 如權(quán)利要求2所述的電池組,其中第二緩沖電阻器電耦接在所述開關(guān)單 元的開關(guān)元件與所述正充放電端子之間。
6、 如權(quán)利要求2所述的電池組,其中反向電流阻斷二極管與所述開關(guān)元件 并聯(lián)地電耦接。
7、 如權(quán)利要求1所述的電池組,其中所述充放電開關(guān)元件包括充電場效應(yīng)晶體管和》文電場效應(yīng)晶體管;用于阻斷放電通路的第一寄生二極管并聯(lián)地電連接至所述充電場效應(yīng)晶體管的源極和漏極;并且用于阻斷充電通路的第二寄生二極管并聯(lián)地電連接至所述放電場效應(yīng) 晶體管的源極和漏極。
8、 如權(quán)利要求1所述的電池組,其中第一電容器電耦接在所述正電源 端子與所述負(fù)電源端子之間。
9、 如權(quán)利要求1所述的電池組,其中第三電容器電耦接至所述充放電 開關(guān)元件的高電流通路,以吸收由所述充放電開關(guān)元件的接通和斷開操作所 產(chǎn)生的脈沖電 流。
10、 如權(quán)利要求1所述的電池組,其中第二電容器電耦接在所述正充放 電端子與所述負(fù)充放電端子之間。
11、 一種電池組,包括 至少一個(gè)可再充電電池;電連接至所述電池的正電極的正充》文電端子; 電連接至所述電池的負(fù)電極的負(fù)充放電端子;電連接在高電流通路中的充放電開關(guān)元件,其中在所述高電流通路上所 述正充放電端子或所述負(fù)充放電端子與所述電池進(jìn)行電連接;保護(hù)電^各部件,其包括分別/人所述電池的正電才及和負(fù)電相j妄收電力的正 電源端子和負(fù)電源端子,其中所述正電源端子和所述負(fù)電源端子之一電連接 至所述電池并且所述保護(hù)電路部件電連接至所述充放電開關(guān)元件,以才艮據(jù)所 述電池的充;^文電狀態(tài)來4妻通和斷開所述充^:電開關(guān)元件;以及輔助端子,其在充電或放電期間電連接至充電器和負(fù)載中的至少一個(gè), 并電連接至所述保護(hù)電路部件的所述正電源端子和所述負(fù)電源端子中的未電連接至所述電池的一個(gè)。
12、 如權(quán)利要求11所述的電池組,其中所述充放電開關(guān)元件包括充電場效應(yīng)晶體管和放電場效應(yīng)晶體管, 用于阻斷放電通路的寄生二極管并聯(lián)地連接至所述充電場效應(yīng)晶體管的源極和漏極;并且用于阻斷充電通路的寄生二極管并耳關(guān)地連4妻至所述》i:電場效應(yīng)晶體管 的源纟及和漏才及。
13、 如權(quán)利要求11所述的電池組,其中第三電容器電連接至所述充i丈 電開關(guān)元件的高電流通路,以吸收由所述充放電開關(guān)元件的接通和斷開操作 所產(chǎn)生的脈沖電 流。
14、 如權(quán)利要求11所述的電池組,其中第一電容器電耦接在所述正電 源端子與所述負(fù)電源端子之間。
15、 如權(quán)利要求11所述的電池組,其中第二電容器電耦接在所述負(fù)充 放電端子與所述正充放電端子之間。
16、 如權(quán)利要求ll所述的電池組,其中緩沖電阻器電耦接在所述正電 源端子和所述負(fù)電源端子之一與所述輔助端子之間。
17、 一種電池組,包4舌 至少一個(gè)可再充電電池; 電連接至所述電池的正電極的正充》文電端子; 電連接至所述電池的負(fù)電極的負(fù)充放電端子;電連接在高電流通路中的充放電開關(guān)元件,其中在所述高電流通路上所 述正充放電端子和所述負(fù)充放電端子中的任一個(gè)與所述電池進(jìn)行電連接;電源端子和負(fù)電源端子,并電連接至所述充放電開關(guān)元件,以根據(jù)所述電池 的充放電狀態(tài)來接通和斷開所述充放電開關(guān)元件;第一輔助端子,其在充電或放電期間電連接至充電器和負(fù)載中的至少一 個(gè)并電連接至所述正電源端子;以及第二輔助端子,其在充電或放電期間電連接至所述充電器和所述負(fù)載中 的至少一個(gè)并電連接至所述負(fù)電源端子。
18、 如權(quán)利要求17所述的電池組,其中所述充方文電開關(guān)元件包括充電場效應(yīng)晶體管和;故電場效應(yīng)晶體管;用于阻斷放電通路的寄生二極管并聯(lián)地連接至所述充電場效應(yīng)晶體管的源極和漏極;并且用于阻斷充電通路的寄生二極管并耳關(guān)地連接至所述放電場效應(yīng)晶體管的源纟及和漏一及。
19、 如權(quán)利要求17所述的電池組,其中第三電容器電耦接至所述充放 電開關(guān)元件的高電流通路,以吸收由所述充放電開關(guān)元件的接通或斷開操作 所產(chǎn)生的脈沖電 流。
20、 如權(quán)利要求17所述的電池組,其中第一電容器電耦接在所述正電 源端子與所述負(fù)電源端子之間。
21、 如權(quán)利要求17所述的電池組,其中第二電容器電耦接在所述負(fù)充 放電端子與所述正充放電端子之間。
22、 如權(quán)利要求17所述的電池組,其中緩沖電阻器電耦接在所述正電 源端子和所述負(fù)電源端子之一與所述輔助端子之間。
全文摘要
一種電池組,包括可再充電電池、在對該電池充電和放電時(shí)保護(hù)該電池的保護(hù)電路部件,以及用于接通或斷開所述保護(hù)電路部件的電源的開關(guān)單元。此外,所述電池組可以包括可再充電電池、在對該電池充電和放電時(shí)保護(hù)該電池的保護(hù)電路部件,以及被構(gòu)造成可以使得所述保護(hù)電路部件的電源被接通或斷開的電線。在所述電池組未通過所述開關(guān)單元或所述電線連接至充電器或負(fù)載時(shí),所述電路的電源被阻斷,以防止該電池組短路,并減少空載電力。在所述電池組連接至所述充電器或所述負(fù)載時(shí),所述電源被施加到所述電路以使所述電路工作。
文檔編號H02J7/00GK101425693SQ20081017362
公開日2009年5月6日 申請日期2008年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月30日
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