專利名稱：Gps測量儀用鋰電池保護(hù)板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電池充放電保護(hù)電路，更具體的說，涉及一種GPS測 量儀用鋰電池保護(hù)板。
背景技術(shù)：
鋰電池具有容量大、無充放電記憶而被廣泛的應(yīng)用于手機(jī)、導(dǎo)航儀以 及電動(dòng)汽車等各個(gè)應(yīng)用可充電電池的領(lǐng)域；而鋰電池對于充放電有嚴(yán)格的 要求，過度充電和過度放電都將影響鋰電池的使用壽命甚至造成鋰電池的 損壞，因此對于鋰電池充/放電都要采取保護(hù)措施，對單一電池及一節(jié)電池 (例如手機(jī)電池)目前通常都采用一級保護(hù)，而有些用電裝置例如GPS測 量儀使用大容量的鋰電池(4. 2A/h，兩節(jié)電池串聯(lián)使用)，GPS測量儀要適應(yīng) 多種使用環(huán)境，對供電鋰電池要求高，又由于鋰電池價(jià)格昂貴，因此為了 保證GPS測量儀正常工作，對于大容量雙電池串聯(lián)的鋰電池充/放電采取保 護(hù)措施要更加嚴(yán)格，而采用一級保護(hù)電路時(shí)，如果由于保護(hù)電路器件隨工 作條件的變化產(chǎn)生誤差而出現(xiàn)充放電保護(hù)產(chǎn)生誤差造成電池的使用壽命縮 短甚至損壞，因此需要有特殊的技術(shù)措施對于它的充放電進(jìn)行保護(hù)，以提 高鋰電池的使用壽命以及它的使用安全性。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是針對一級保護(hù)的鋰電池充放電電路而提出的一種 GPS測量儀用鋰電池保護(hù)板技術(shù)方案，該電池保護(hù)板采用雙級保護(hù)電路，保 護(hù)電路一旦測到電池出現(xiàn)過電壓充電和過放電現(xiàn)象，保護(hù)板自動(dòng)切斷電源 電路，實(shí)現(xiàn)對鋰電池的充放電保護(hù)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是， 一種GPS測量儀用鋰 電池保護(hù)板，包括電源連接插座、充放電保護(hù)電路和雙鋰電池；所述雙鋰 電池相互串聯(lián)，充放電保護(hù)電路串接在鋰電池與電源連接插座之間，電源連接插座實(shí)現(xiàn)雙鋰電池放電輸出和充電輸入的電源連接；
所述充放電保護(hù)電路，包括鋰電池充電專用芯片、雙電池過/欠電壓保 護(hù)專用芯片、充電開關(guān)、放電開關(guān)、充電專用芯片電源開關(guān)電路、放電/欠
電壓控制開關(guān)電路；充電專用芯片電源開關(guān)電路輸出與鋰電池充電專用芯 片連接為電池充電專用芯片提供可控電源，所述鋰電池充電專用芯片的控 制輸出端PWM接至充電開關(guān)，控制所述充電開關(guān)的導(dǎo)通或關(guān)斷；所述放電/ 欠電壓控制開關(guān)輸出接至放電開關(guān)，控制所述放電開關(guān)的導(dǎo)通或關(guān)斷；所 述雙電池過/欠電壓保護(hù)專用芯片的控制輸出端D0和CO連接兩個(gè)N溝道場 效應(yīng)管，所述兩個(gè)N溝道場效應(yīng)管的漏極端相互連接，其中， 一個(gè)N溝道
場效應(yīng)管的源極端連接所述雙鋰電池的負(fù)極，控制極端連接雙電池過/欠電 壓保護(hù)專用芯片的DO端；另一個(gè)N溝道場效應(yīng)管的源極端通過電阻與鋰電 池充電專用芯片的IC端連接，同時(shí)源極端還通過另一電阻與雙電池過/欠 電壓保護(hù)專用芯片的VM端連接，控制極端連接雙電池過/欠電壓保護(hù)專用 芯片的C0端；充電開關(guān)和放電開關(guān)一端相互并聯(lián)并且連接至電源連接插座 的電源引進(jìn)/引出腳，充電開關(guān)的另一端串接一個(gè)電容電感和二極管組成的 濾波電路然后與鋰電池正極連接，放電開關(guān)的另一端直接與鋰電池正極連 接。
本實(shí)用新型的有益效果是
1. 實(shí)現(xiàn)了鋰電池充電過程中的過電壓和放電過程中的欠電壓自動(dòng)斷電 保護(hù)，延長了鋰電池的使用壽命，提高了鋰電池充放電工作的安全性和可 靠性；
2. 保護(hù)電路為模塊化結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)試方便。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作一詳細(xì)描述。


圖l為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本實(shí)用新型電路邏輯框圖； 圖3為本實(shí)用新型電路原理圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1，
本實(shí)施例為一種GPS測量儀用鋰電池保護(hù)板，參見圖1，圖2和圖3， 該保護(hù)板包括電源連接插座l、充放電保護(hù)電路2和雙鋰電池3;雙鋰電池 的兩個(gè)鋰電池相互串聯(lián)，電源連接插座實(shí)現(xiàn)雙鋰電池放電輸出和充電輸入 的電源連接，充放電保護(hù)電路串接在鋰電池與電源連接插座之間；
所述充放電保護(hù)電路，包括鋰電池充電專用芯片2-1、雙電池過/欠電 壓保護(hù)專用芯片2-2、充電開關(guān)2-3、放電開關(guān)2-4、充電專用芯片電源開 關(guān)電路2-8、放電/欠電壓控制開關(guān)電路2-5;充電專用芯片電源開關(guān)電路 輸出接至電池充電專用芯片為電池充電專用芯片提供可控電源，所述鋰電 池充電專用芯片的控制輸出端PWM通過電壓轉(zhuǎn)換連接至充電開關(guān)的控制端， 控制所述充電開關(guān)的導(dǎo)通或關(guān)斷；所述放電/欠電壓控制開關(guān)電路輸出連接 至放電開關(guān)控制所述放電開關(guān)的導(dǎo)通或關(guān)斷，所述雙電池過/欠電壓保護(hù)專 用芯片的控制輸出端D0和CO連接兩個(gè)N溝道場效應(yīng)管2-6，所述兩個(gè)N溝 道場效應(yīng)管的漏極D端相互連接，其中， 一個(gè)N溝道場效應(yīng)管的源極S端 連接所述雙鋰電池的負(fù)極，控制極G端連接雙電池過/欠電壓保護(hù)專用芯片 的D0端；另一個(gè)N溝道場效應(yīng)管的源極S端通過電阻Rl與鋰電池充電專 用芯片的IC端連接，同時(shí)源極S端還通過另一電阻R2與雙電池過/欠電壓 保護(hù)專用芯片的VM端連接，控制極G端連接雙電池過/欠電壓保護(hù)專用芯 片的C0端；充電開關(guān)和放電開關(guān)一端相互并聯(lián)并且連接至電源連接插座的 電源引進(jìn)/引出腳Vin，充電開關(guān)的另一端串接一個(gè)電容C1、電感L和二極 管Dl組成的濾波電路2-7然后與所述雙鋰電池正極連接，放電開關(guān)的另一 端直接與鋰電池正極連接。
本實(shí)施例中的鋰電池充電專用芯片的型號是CHK0502，可以在市場采購到。
本實(shí)施例中的雙電池過/欠電壓保護(hù)專用芯片的型號是R5460，可以在 市場采購到。
實(shí)施例中的充電開關(guān)和放電開關(guān)是雙CMOS雙向開關(guān)型號是CEM2953，可以在市場采購到。
實(shí)施例中的兩個(gè)N溝道場效應(yīng)管采用的型號是PDS9926，可以在市場采 購到。
所述充電專用芯片電源開關(guān)電路參見圖3,包括兩個(gè)PNP結(jié)三極管Q5 和Q6、 一個(gè)NPN結(jié)三極管Q7和一個(gè)穩(wěn)壓芯片WY，兩個(gè)PNP結(jié)三極管的基 極相互連接，其中一個(gè)三極管Q5的基極與集電極連接并連接一個(gè)電阻R8 到雙鋰電池負(fù)極，該三極管Q5的發(fā)射極接雙鋰電池的正極，另一個(gè)三極管 Q6的集電極連接一個(gè)電阻R9到雙鋰電池負(fù)極，該三極管Q6的發(fā)射極接電 源連接插座的電源引進(jìn)/引出腳，該三極管Q6的集電極還連接一個(gè)電阻Rll 到NPN結(jié)三極管Q7的基極，該三極管Q6的集電極還連接一個(gè)電阻R10到 放電/欠電壓控制開關(guān)電路2-5， NPN結(jié)三極管Q7的集電極連接電源連接插 座的電源引進(jìn)/引出腳，NPN結(jié)三極管Q7的發(fā)射極連接穩(wěn)壓芯片WY輸入端， 穩(wěn)壓芯片WY輸出端接充電專用芯片的VDD端。
所述放電/欠電壓控制開關(guān)電路參見圖3，包括四個(gè)NPN結(jié)三極管Ql至 Q4，其中兩個(gè)三極管Q2和Q3組成差動(dòng)電路，差動(dòng)電路中的一個(gè)輸入端的 三極管Q2基極與發(fā)射極之間并聯(lián)一個(gè)硅二極管，Q2集電極接一個(gè)電阻R4 到電源連接插座的電源引進(jìn)/引出腳，所述二極管是由三極管Ql的基極與 集電極相連形成，所述二極管的正極接一個(gè)電阻R3到電源連接插座的電源 引進(jìn)/引出腳，二極管的負(fù)極接電池負(fù)極，差動(dòng)電路中的另一輸入端的三極 管Q3基極與充電專用芯片電源開關(guān)電路連接，即連接到充電專用芯片電源 開關(guān)電路中的電阻RIO，另一輸入端的三極管Q3的集電極連接一個(gè)電阻R5 到開關(guān)控制三極管Q4的基極，三極管Q4的集電極輸出連接放電開關(guān)2-4 的控制端G1。
所述的穩(wěn)壓芯片WY是一個(gè)3. 3伏的穩(wěn)壓電路或芯片。 上述專用芯片的連接端代碼為標(biāo)準(zhǔn)的芯片連接腳代碼可以在專用芯片 的使用手冊中查到。
本實(shí)施例的工作原理參見圖3;
一，充電，當(dāng)向鋰電池3充電時(shí)，首先從電源連接插座1的Vin腳給出一個(gè)充電電壓直流8伏至8.4伏，該充電電壓高于雙鋰電池電壓，這時(shí) 在充電專用芯片電源開關(guān)電路2-8中的Q6輸出電阻R10到放電/欠電壓控 制開關(guān)電路2-5中Q3的b極就有一個(gè)0. 6-0. 7伏的電壓，三極管Q3飽和 導(dǎo)通，三極管Q4關(guān)斷，三極管Q4的C極輸出高電位到放電開關(guān)控制端G1， 放電開關(guān)的Sl至Dl通路關(guān)斷；同時(shí)三極管Q6的C極輸出的高電位驅(qū)動(dòng)三 極管Q7導(dǎo)通，三極管Q7導(dǎo)通后為穩(wěn)壓芯片WY提供了電源，穩(wěn)壓芯片的穩(wěn) 壓輸出連接鋰電池充電專用芯片電源輸入端VDD，鋰電池充電專用芯片進(jìn)入 穩(wěn)定工作狀態(tài)，鋰電池充電專用芯片的輸出端P畫向充電開關(guān)的控制端送 出一個(gè)可控制的脈沖信號控制充電開關(guān)的導(dǎo)通對雙鋰電池進(jìn)行充電，并且 鋰電池充電專用芯片具有過電壓充電的保護(hù)功能，而且一旦鋰電池充電專 用芯片的過電壓保護(hù)出現(xiàn)誤差或問題，雙電池過/欠電壓保護(hù)專用芯片也具 有過電壓保護(hù)的功能，它的接入為雙鋰電池充電提供了雙重保護(hù)。
二，放電，當(dāng)鋰電池3放電時(shí)，首先電源連接插座1的Vin腳沒有充 電電壓的存在而是向電池索要電源，此時(shí)在充電專用芯片電源開關(guān)電路2-8 中的三極管Q6輸出電阻R10到放電/欠電壓控制開關(guān)電路2-5中三極管Q3 受三極管Q5的作用為一個(gè)截止電壓約為0. 2伏的電壓，三極管Q3截止， 三極管Q4處在導(dǎo)通狀態(tài)，三極管Q4輸出低電位到放電開關(guān)控制端G1，放 電開關(guān)導(dǎo)通，雙鋰電池通過放電開關(guān)向電源連接插座1的Vin腳輸送電流； 同時(shí)三極管Q6輸出的低電位驅(qū)使三極管Q7截止，三極管Q7截止后穩(wěn)壓芯 片WY沒有電壓輸出到雙鋰電池充電專用芯片電源輸入端，鋰電池充電專用 芯片停止工作，充電開關(guān)的控制端為高電位充電開關(guān)關(guān)斷，而當(dāng)雙鋰電池 電壓過低時(shí)(過度放電時(shí)，低于6伏)三極管Q4會關(guān)斷，三極管Q4輸出 高電位到放電開關(guān)控制端G1，放電開關(guān)關(guān)斷；進(jìn)而保護(hù)了鋰電池不會過度 放電。并且雙電池過/欠電壓保護(hù)專用芯片還具有對雙電池電壓不平衡的保 護(hù)的功能。
權(quán)利要求1. GPS測量儀用鋰電池保護(hù)板，其特征在于，所述GPS測量儀用鋰電池保護(hù)板包括電源連接插座、充放電保護(hù)電路和雙鋰電池；所述雙鋰電池相互串聯(lián)，充放電保護(hù)電路串接在鋰電池與電源連接插座之間，電源連接插座實(shí)現(xiàn)雙鋰電池放電輸出和充電輸入的電源連接；所述充放電保護(hù)電路，包括鋰電池充電專用芯片、雙電池過/欠電壓保護(hù)專用芯片、充電開關(guān)、放電開關(guān)、充電專用芯片電源開關(guān)電路、放電/欠電壓控制開關(guān)電路；充電專用芯片電源開關(guān)電路輸出與鋰電池充電專用芯片連接為電池充電專用芯片提供可控電源，所述鋰電池充電專用芯片的控制輸出端PWM接至充電開關(guān)，控制所述充電開關(guān)的導(dǎo)通或關(guān)斷；所述放電/欠電壓控制開關(guān)輸出接至放電開關(guān)，控制所述放電開關(guān)的導(dǎo)通或關(guān)斷；所述雙電池過/欠電壓保護(hù)專用芯片的控制輸出端DO和CO連接兩個(gè)N溝道場效應(yīng)管，所述兩個(gè)N溝道場效應(yīng)管的漏極端相互連接，其中，一個(gè)N溝道場效應(yīng)管的源極端連接所述雙鋰電池的負(fù)極，控制極端連接雙電池過/欠電壓保護(hù)專用芯片的DO端；另一個(gè)N溝道場效應(yīng)管的源極端通過電阻與鋰電池充電專用芯片的IC端連接，同時(shí)源極端還通過另一電阻與雙電池過/欠電壓保護(hù)專用芯片的VM端連接，控制極端連接雙電池過/欠電壓保護(hù)專用芯片的CO端；所述充電開關(guān)和放電開關(guān)一端相互并聯(lián)并且連接至電源連接插座的電源引進(jìn)/引出腳，充電開關(guān)的另一端串接一個(gè)電容電感和二極管組成的濾波電路然后與鋰電池正極連接，放電開關(guān)的另一端直接與鋰電池正極連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的GPS測量儀用鋰電池保護(hù)板，其特征在于，所 述充電專用芯片電源開關(guān)電路，包括兩個(gè)PNP結(jié)三極管Q5和Q6、 一個(gè)NPN結(jié) 三極管Q7和一個(gè)穩(wěn)壓芯片，兩個(gè)PNP結(jié)三極管的基極相互連接，其中一個(gè)三 極管Q5的基極與集電極連接并連接一個(gè)電阻到雙鋰電池負(fù)極，該三極管Q5 的發(fā)射極接雙鋰電池的正極，另一個(gè)三極管Q6的集電極連接一個(gè)電阻到雙鋰 電池負(fù)極，該三極管Q6的發(fā)射極接電源連接插座的電源引進(jìn)/引出腳，該三 極管Q6的集電極還連接一個(gè)電阻到NPN結(jié)三極管Q7的基極，該三極管Q6的集電極還連接一個(gè)電阻到放電/欠電壓控制開關(guān)電路，NPN結(jié)三極管Q7的集電 極連接電源連接插座的電源引進(jìn)/引出腳，NPN結(jié)三極管Q7的發(fā)射極連接穩(wěn)壓 芯片輸入端，穩(wěn)壓芯片輸出端接充電專用芯片的VDD端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的GPS測量儀用鋰電池保護(hù)板，其特征在于，所 述放電/欠電壓控制開關(guān)電路，包括四個(gè)NPN結(jié)三極管Ql至Q4，其中兩個(gè)三 極管Q2和Q3組成差動(dòng)電路，差動(dòng)電路中的一個(gè)輸入端的三極管Q2基極與發(fā) 射極之間并聯(lián)一個(gè)硅二極管，Q2集電極接一個(gè)電阻到電源連接插座的電源引 進(jìn)/引出腳，所述二極管是由三極管Ql的基極與集電極相連形成，所述二極 管的正極接一個(gè)電阻到電源連接插座的電源引進(jìn)/引出腳，二極管的負(fù)極接電 池負(fù)極，差動(dòng)電路中的另一輸入端的三極管Q3基極與充電專用芯片電源開關(guān) 電路連接，另一輸入端的三極管Q3的集電極連接一個(gè)電阻到開關(guān)控制三極管 Q4的基極，三極管Q4的集電極輸出連接放電開關(guān)的控制端。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的GPS測量儀用鋰電池保護(hù)板，其特征在于，所 述的鋰電池充電專用芯片的型號是CHK0502。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的GPS測量儀用鋰電池保護(hù)板，其特征在于，所 述的雙電池過/欠電壓保護(hù)專用芯片的型號是R5460。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的GPS測量儀用鋰電池保護(hù)板，其特征在于，所 述的充電開關(guān)和放電開關(guān)是雙CMOS雙向開關(guān)型號是CEM2953。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的GPS測量儀用鋰電池保護(hù)板，其特征在于，所 述的兩個(gè)N溝道場效應(yīng)管采用的型號是PDS9926。
專利摘要本實(shí)用新型涉及電池充放電保護(hù)電路，更具體地說，涉及一種GPS測量儀用鋰電池保護(hù)板。包括電源連接插座、充放電保護(hù)電路和雙鋰電池；所述雙鋰電池相互串聯(lián)，充放電保護(hù)電路串接在鋰電池與電源連接插座之間，電源連接插座實(shí)現(xiàn)鋰電池放電輸出和充電輸入的電源連接；所述保護(hù)電路，包括鋰電池充電專用芯片、雙電池過/欠電壓保護(hù)專用芯片、充電開關(guān)、放電開關(guān)、充電專用芯片電源開關(guān)電路、放電/欠電壓控制開關(guān)電路。本實(shí)用新型的有益效果是實(shí)現(xiàn)了鋰電池充電過程中的過電壓和放電過程中的欠電壓自動(dòng)斷電保護(hù)，延長了鋰電池的使用壽命，提高了GPS測量儀用鋰電池充放電工作的安全性和可靠性；保護(hù)電路為模塊化結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)試方便。
文檔編號H02H7/18GK201234152SQ20082010950
公開日2009年5月6日 申請日期2008年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月29日
發(fā)明者拉瑞.格蘭特 申請人:北京優(yōu)愛斯格蘭特科技有限公司