一種電池放電的過流保護(hù)電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種電池放電的過流保護(hù)電路，該過流保護(hù)電路包括放電開關(guān)管；用于實(shí)時(shí)檢測電池的放電電流，并通過比較所檢測的放電電流與預(yù)設(shè)的門限值來判斷是否發(fā)生過流，若無發(fā)生過流，則控制所述放電開關(guān)管開通；若發(fā)生過流，則控制所述放電開關(guān)管關(guān)斷，而且，在過流超時(shí)時(shí)，將所述放電開關(guān)管鎖定在關(guān)斷狀態(tài)的放電控制模塊；用于通過比較發(fā)生過流的時(shí)間與預(yù)設(shè)的延時(shí)時(shí)間來判斷過流是否超時(shí)的延時(shí)模塊。實(shí)施本實(shí)用新型的技術(shù)方案，在將負(fù)載接入電池時(shí)，可降低電池放電的瞬態(tài)電流，有效地限制了電池的放電的瞬態(tài)能量，提高了電池的安全性。
【專利說明】-種電池放電的過流保護(hù)電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及電池保護(hù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電池放電的過流保護(hù)電路。

【背景技術(shù)】
[0002] 用電池供電的電子設(shè)備在多次更換電池以后，大多出現(xiàn)電池極片觸點(diǎn)發(fā)黑的現(xiàn) 象，從而使電子設(shè)備上電不可靠。其主要原因是電池的放電電流沒有得到合理的控制。例 如，在給電子設(shè)備更換電池時(shí)，電池極片與電子設(shè)備的電池座接觸的瞬間產(chǎn)生大的脈沖電 流，電池極片觸點(diǎn)打火產(chǎn)生高溫氧化而引起電池極片觸點(diǎn)發(fā)黑。在一些易燃易爆環(huán)境中使 用的手持電子設(shè)備，為了安全，需要把電池放電的能量限制在一定的安全值以內(nèi)。電池放電 的瞬態(tài)大電流對電池的存儲和使用都有安全的隱患，因此，如何合理地把電池放電的電流 限制在安全的限值內(nèi)，又不影響正常的使用，是電池保護(hù)需要解決的重要技術(shù)問題。
[0003] 目前，現(xiàn)有的電池放電的過流保護(hù)主要采用以下方式：在電池的閑置狀態(tài)，放電開 關(guān)管是常開通的。放電過程中，保護(hù)電路檢測到電池放電的電流超過設(shè)計(jì)的門限值后，放電 開關(guān)管延遲一定時(shí)間再關(guān)斷，中止電池放電。在關(guān)斷延遲的時(shí)間內(nèi)，放電開關(guān)管是持續(xù)開通 的，放電通路上有大的脈沖電流。這個(gè)方法的缺點(diǎn)是，電池使用安全性與電容性負(fù)載的充電 對延遲時(shí)間的要求相矛盾。如果延時(shí)時(shí)間設(shè)計(jì)的較短，含有大電容的負(fù)載上電時(shí)要求關(guān)斷 延遲時(shí)間較長，如果延遲的時(shí)間不夠，負(fù)載的電容還沒有來得及充滿電，電池保護(hù)電路就產(chǎn) 生限流保護(hù)而中止放電了，負(fù)載不能正常加電。如果延遲時(shí)間設(shè)計(jì)的較長，滿足了大電容 負(fù)載的充電要求，但若電池的放電端口突然出現(xiàn)短路，則將會產(chǎn)生大的脈沖電流，有引發(fā)火 災(zāi)或燒傷人體等事故的隱患。使用這樣的電池，設(shè)備常發(fā)生電池極片觸點(diǎn)氧化發(fā)黑接觸不 良的現(xiàn)象。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不能將電池放電的電流 限制在安全的限值內(nèi)的缺陷，提供一種電池放電的過流保護(hù)電路，能很好地將電池放電的 電流限制在安全的限值內(nèi)。
[0005] 本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種電池放電的過流保護(hù) 電路，包括連接在電池放電通路中的放電開關(guān)管，所述過流保護(hù)電路還包括：
[0006] 用于實(shí)時(shí)檢測電池的放電電流，并通過比較所檢測的放電電流與預(yù)設(shè)的門限值來 判斷是否發(fā)生過流，若無發(fā)生過流，則控制所述放電開關(guān)管開通；若發(fā)生過流，則控制所述 放電開關(guān)管關(guān)斷，而且，在過流超時(shí)時(shí)，將所述放電開關(guān)管鎖定在關(guān)斷狀態(tài)的放電控制模 塊；
[0007] 連接于所述放電控制模塊，且用于通過比較發(fā)生過流的時(shí)間與預(yù)設(shè)的延時(shí)時(shí)間來 判斷過流是否超時(shí)的延時(shí)模塊。
[0008] 在本實(shí)用新型所述的電池放電的過流保護(hù)電路中，所述放電控制模塊包括電池保 護(hù)芯片、采樣電阻、比較器、限流控制開關(guān)管，其中，所述采樣電阻的第一端分別接所述電池 的負(fù)極和地，所述采樣電阻的第二端接所述放電開關(guān)管的第二端及所述比較器的第一輸入 端，所述放電開關(guān)管的第一端接放電端口的負(fù)極，所述比較器的第二輸入端接參考電壓，所 述比較器的輸出端接所述限流控制開關(guān)管的控制端，所述限流控制開關(guān)管的第二端接地， 所述限流控制開關(guān)管的第一端分別接所述放電開關(guān)管的控制端和所述電池保護(hù)芯片的放 電控制端。
[0009] 在本實(shí)用新型所述的電池放電的過流保護(hù)電路中，所述放電控制模塊包括電池保 護(hù)芯片、采樣電阻、比較器、放大器、限流控制開關(guān)管，其中，所述采樣電阻的第一端分別接 所述電池的正極及所述放大器的第一輸入端，所述采樣電阻的第二端分別接放電端口的正 極及所述放大器的第二輸入端，所述放大器的輸出端接所述比較器的第一輸入端，所述比 較器的第二輸入端接參考電壓，所述比較器的輸出端接所述限流控制開關(guān)管的控制端，所 述限流控制開關(guān)管的第二端接地，所述限流控制開關(guān)管的第一端分別接所述放電開關(guān)管的 控制端和所述電池保護(hù)芯片的放電控制端，所述放電開關(guān)管的第一端接放電端口的負(fù)極， 所述放電開關(guān)管的第二端分別接電池的負(fù)極和地。
[0010] 在本實(shí)用新型所述的電池放電的過流保護(hù)電路中，所述放電控制模塊還包括限流 電阻，所述限流電阻的第一端連接在所述電池保護(hù)芯片的放電控制端，所述限流電阻的第 二端連接所述放電開關(guān)管的控制端和所述限流控制開關(guān)管的第一端。
[0011] 在本實(shí)用新型所述的電池放電的過流保護(hù)電路中，所述延時(shí)模塊包括第一二極 管、第一開關(guān)管、第二開關(guān)管、第一電容、第一電阻、第二電阻、第三電阻和第四電阻，其中， 所述第一開關(guān)管的第一端接所述電池保護(hù)芯片的電壓采樣端，所述第一開關(guān)管的第二端和 第二開關(guān)管的第二端分別接地，所述第一開關(guān)管的控制端及所述第二開關(guān)管的第一端通過 所述第一電阻接所述放電端口的負(fù)極；所述第一二極管的正極連接所述放電端口的負(fù)極， 所述第一二極管的負(fù)極通過所述第二電阻連接所述第一電容的第一端及所述第二開關(guān)管 的控制端，所述第一電容的第二端接地，所述放電端口的負(fù)極還通過所述第三電阻接所述 電池保護(hù)芯片的電壓采樣端，所述第四電阻連接在所述第一二極管的負(fù)極和地之間。
[0012] 在本實(shí)用新型所述的電池放電的過流保護(hù)電路中，所述放電控制模塊包括電池保 護(hù)芯片、采樣電阻、限流控制開關(guān)管、第五電阻、第六電阻、第二電容和第二二極管，其中，所 述采樣電阻的第一端分別接所述電池的負(fù)極和地，所述采樣電阻的第二端分別接所述放電 開關(guān)管的第二端及所述限流控制開關(guān)管的第二端，所述放電開關(guān)管的第一端接放電端口的 負(fù)極，所述放電開關(guān)管的控制端接所述第二二極管的正極，所述第二二極管的負(fù)極接所述 電池保護(hù)芯片的放電控制端，所述第六電阻連接在所述第二二極管的正極和負(fù)極之間，所 述限流控制開關(guān)管的第一端接所述電池保護(hù)芯片的電壓采樣端，所述第五電阻的第一端接 所述電池保護(hù)芯片的放電控制端，所述第五電阻的第二端分別接所述限流控制開關(guān)管的控 制端和所述第二電容的第一端，所述第二電容的第二端接地。
[0013] 在本實(shí)用新型所述的電池放電的過流保護(hù)電路中，所述延時(shí)模塊包括第一二極 管、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第一電容和第二開關(guān)管，其中，所述第一二極管的正極 連接所述放電端口的負(fù)極，所述第一二極管的負(fù)極通過所述第二電阻連接所述第一電容的 第一端及所述第二開關(guān)管的控制端，所述第一電容的第二端及所述第二開關(guān)管的第二端接 地，所述第二開關(guān)管的第一端連接所述限流控制開關(guān)管的控制端，所述放電端口的負(fù)極還 通過所述第三電阻接所述電池保護(hù)芯片的電壓采樣端，所述第四電阻連接在所述第一二極 管的負(fù)極和地之間。
[0014] 在本實(shí)用新型所述的電池放電的過流保護(hù)電路中，所述放電控制模塊還包括第 三二極管和第七電阻，其中，所述第三二極管的負(fù)極接所述限流控制開關(guān)管的控制端，所 述第三二極管的正極通過所述第七電阻接所述放電端口的負(fù)極。
[0015] 實(shí)施本實(shí)用新型的技術(shù)方案，在負(fù)載接入電池后，實(shí)時(shí)檢測放電電流，并判斷是否 發(fā)生過流，如果無發(fā)生過流，則控制放電開關(guān)管開通；如果發(fā)生過流，則控制放電開關(guān)管關(guān) 斷，同時(shí)，通過比較發(fā)生過流的時(shí)間與預(yù)設(shè)的延時(shí)時(shí)間來判斷過流是否超時(shí)，如果超時(shí)，則 將放電開關(guān)管鎖定在關(guān)斷狀態(tài)。這樣，在發(fā)生過流時(shí)，如果過流未超時(shí)，則在過流發(fā)生的期 間，放電開關(guān)管以間斷開通的方式工作，等過流結(jié)束時(shí)，放電開關(guān)管持續(xù)開通；如果超時(shí)，則 在延時(shí)時(shí)間內(nèi)，放電開關(guān)管以間斷開通的方式工作，延時(shí)時(shí)間結(jié)束后，放電開關(guān)管將被鎖定 在關(guān)斷狀態(tài)。因此，在電池對電容性負(fù)載充電時(shí)，不是一次性充滿電，而是多次充電的累積， 因此可降低電池放電的瞬態(tài)電流，有效地限制了電池的放電能量，提高了電池的安全性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，附圖中：
[0017] 圖1是本實(shí)用新型電池放電的過流保護(hù)電路實(shí)施例一的邏輯圖；
[0018] 圖2是圖1中放電電流與放電開關(guān)管狀態(tài)分別與加載時(shí)間的時(shí)序圖；
[0019] 圖3是本實(shí)用新型電池放電的過流保護(hù)電路實(shí)施例二的電路圖；
[0020] 圖4是本實(shí)用新型電池放電的過流保護(hù)電路實(shí)施例三的電路圖；
[0021] 圖5是本實(shí)用新型電池放電的過流保護(hù)電路實(shí)施例四的電路圖；
[0022] 圖6是本實(shí)用新型電池放電的過流保護(hù)方法實(shí)施例一的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 圖1是本實(shí)用新型電池放電的過流保護(hù)電路實(shí)施例一的邏輯圖，該電池放電的過 流保護(hù)電路包括放電開關(guān)管（未示出）、放電控制模塊10和延時(shí)模塊20,其中，放電開關(guān)管 連接在電池放電通路中，放電控制模塊10用于實(shí)時(shí)檢測電池的放電電流，并通過比較所檢 測的放電電流與預(yù)設(shè)的門限值來判斷是否發(fā)生過流，若無發(fā)生過流，則控制所述放電開關(guān) 管開通；若發(fā)生過流，則控制所述放電開關(guān)管關(guān)斷，而且，在過流超時(shí)時(shí)，將所述放電開關(guān)管 鎖定在關(guān)斷狀態(tài)。延時(shí)模塊20用于通過比較發(fā)生過流的時(shí)間與預(yù)設(shè)的延時(shí)時(shí)間來判斷過 流是否超時(shí)。
[0024] 結(jié)合圖2,當(dāng)負(fù)載接入電池后開始檢測電池的放電電流、，從而判斷是否發(fā)生過 流，即是否超過電流的門限值h。如果無發(fā)生過流，則控制放電開關(guān)管開通；如果發(fā)生過流， 則控制放電開關(guān)管關(guān)斷，同時(shí)，通過比較發(fā)生過流的時(shí)間與預(yù)設(shè)的延時(shí)時(shí)間來判斷過流是 否超時(shí)，如果超時(shí)，則將放電開關(guān)管鎖定在關(guān)斷狀態(tài)。例如，如果在A時(shí)刻發(fā)生了過流，在 t 2時(shí)刻過流結(jié)束，而且過流無超時(shí)，S卩，發(fā)生過流的時(shí)間時(shí)間段）無超過延時(shí)時(shí)間， 則在該放電過流期間內(nèi)，放電控制模塊10控制放電開關(guān)管以間斷開通的方式工作，并在放 電過流結(jié)束后，控制放電開關(guān)管持續(xù)開通。在此需說明的是，在控制放電開關(guān)管動(dòng)作時(shí)，應(yīng) 考慮響應(yīng)時(shí)間
[0025] 再例如，如果電池的放電在t3時(shí)刻發(fā)生了過流，而且在t4時(shí)刻過流還未結(jié)束，即， 發(fā)生過流的時(shí)間（t4-t3的時(shí)間段）達(dá)到延時(shí)時(shí)間td，則在延時(shí)時(shí)間t d內(nèi)，放電控制模塊10 控制放電開關(guān)管以間斷開通的方式工作，并在延時(shí)時(shí)間結(jié)束時(shí)，即，在t4時(shí)刻后，將放電開 關(guān)管鎖定在關(guān)斷狀態(tài)。
[0026] 實(shí)施該實(shí)施例的技術(shù)方案，在負(fù)載接入電池后，在發(fā)生過流時(shí)，如果過流未超時(shí)， 則在過流發(fā)生的期間，放電開關(guān)管以間斷開通的方式工作，等過流結(jié)束時(shí)，放電開關(guān)管持 續(xù)開通；如果超時(shí)，則在延時(shí)時(shí)間內(nèi)，放電開關(guān)管以間斷開通的方式工作，延時(shí)時(shí)間結(jié)束后， 放電開關(guān)管將被鎖定在關(guān)斷狀態(tài)。因此，在電池對電容性負(fù)載充電時(shí)，不是一次性充滿電， 而是多次充電的累積，因此可降低電池放電的瞬態(tài)電流，有效地限制了電池的放電的瞬態(tài) 能量，提高了電池的安全性。
[0027] 圖3是本實(shí)用新型電池放電的過流保護(hù)電路實(shí)施例二的電路圖，電池包括相串聯(lián) 的電芯B1、B2,電芯B1的正極即為電池的正極，電芯B2的負(fù)極即為電池的負(fù)極，而且，電池 的負(fù)極接地。該電池放電的過流保護(hù)電路包括放電開關(guān)管、放電控制模塊和延時(shí)模塊。另 夕卜，該電池是可充電電池，該過流保護(hù)電路還包括充電開關(guān)管。而且，在該實(shí)施例中，放電開 關(guān)管選用M0S管Q2,充電開關(guān)管選用M0S管Q1。當(dāng)然，如果在其它實(shí)施例中該電池可以是 非充電電池，此時(shí)，可省去充電開關(guān)管。下面分別具體說明放電控制模塊和延時(shí)模塊。
[0028] 在放電控制模塊中，電池保護(hù)芯片U1可選用型號為S8232的芯片，而且，關(guān)于電池 保護(hù)芯片U1的各個(gè)端口，其中，D0為放電控制端，用于控制M0S管Q2。C0是充電控制端，用 于控制M0S管Ql。ICT是定時(shí)電容連接端，該定時(shí)電容為電容C4,改變電容C4的容量可調(diào) 節(jié)充放電檢測響應(yīng)時(shí)間。VM為電壓采樣端，該端口輸入電壓與其內(nèi)部設(shè)定的基準(zhǔn)電壓（例 如為0.3V)進(jìn)行比較，比較結(jié)果用于電流的門限控制。VC、SENS為電池的電芯電壓檢測端， 其中，VC通過電阻R3接電芯B2的正極，SENS通過電阻R1接電芯B1的正極。VCC是1C內(nèi) 部線路供電端，其通過電阻R2接電芯B1的正極。另外，VCC、VC、SENS端分別通過電容C2、 C3、C1接地，這些電容起穩(wěn)壓和濾波作用，在其它實(shí)施例中可省去。
[0029] 在工作時(shí)，若狀態(tài)正常，即無發(fā)生放電過流也無發(fā)生充電過流，電池保護(hù)芯片U1 的放電控制端（D0)、充電控制端（C0)均輸出高電壓，控制M0S管Q1和M0S管Q2導(dǎo)通，從而 形成充電通路或放電通路。在放電時(shí)，若電芯電壓低于放電電壓門限或放電電流超過電流 門限時(shí)，電池保護(hù)芯片U1的放電控制端（D0)輸出低電壓控制M0S管Q2關(guān)斷，電池中止放 電。在充電時(shí)，如果電芯電壓超過充電電壓門限，電池保護(hù)芯片U1的充電控制端（C0)將輸 出低電壓以控制M0S管Q1關(guān)斷，中止對電池的充電。
[0030] 在放電控制模塊中，采樣電阻R4的第一端接電芯B2的負(fù)極，采樣電阻R4的第二 端接M0S管Q2的源極，采樣電阻R4的第二端還通過電阻R10接比較器U2的第一輸入端 (IN+)，比較器U2的第二輸入端（IN-)接參考電壓Verf，M0S管Q2的漏極接M0S管Q1的漏 極，M0S管Q1的源極接放電端口的負(fù)極P-，M0S管Q2的柵極通過電阻R6接電池保護(hù)芯片 U1的放電控制端（DO)，M0S管Q1的柵極接電池保護(hù)芯片U1的充電控制端（C0)。比較器U2 的輸出端接M0S管Q3的柵極，M0S管Q3的源極接地，M0S管Q3的漏極接M0S管Q2的柵極。 另外，比較器U2的第二輸入端（IN-)和地之間還連接有電容C7,比較器U2的電源端（VCC) 連接電芯B1的正極，而且，比較器U2的電源端（VCC)和地之間還連接有電容C5。在此需說 明的是，比較器U2的參考電壓可由穩(wěn)壓芯片提供，也可由其它參考電壓源來提供。另外，電 容C3、C2、Cl、C7、C5在該實(shí)施例中起穩(wěn)壓和濾波作用，電阻RIO、R6起限流作用，這些電容 和電阻在其它實(shí)施例中可省去。
[0031] 在延時(shí)模塊中，M0S管Q5的源極接電池保護(hù)芯片U1的電壓采樣端（VM)，M0S管Q5 的漏極接M0S管Q4的漏極，M0S管Q4的源極及M0S管Q6的源極分別接地，M0S管Q5的柵 極、M0S管Q4的柵極和M0S管Q6的漏極接在一起，并且通過電阻R7接到放電端口的負(fù)極 P-。二極管D1的正極連接放電端口的負(fù)極P-，二極管D1的負(fù)極通過電阻R8連接電容C6 的第一端及M0S管Q6的柵極，電容C6的第二端接地，放電端口的負(fù)極P-還通過電阻R5接 電池保護(hù)芯片U1的電壓采樣端（VM)。另外，二極管D1的負(fù)極和地之間還連接有電阻R9， 電阻R9為C6提供放電通路。而且,在該實(shí)施例中，M0S管Q4、Q5因?yàn)槎挤床⒙?lián)有二極管， 為防止雙向?qū)?，所以選用了 M0S管Q4、Q5如上所述的串聯(lián)連接。若選用不帶反并聯(lián)二極 管的M0S管，可用一個(gè)M0S管來替代相串聯(lián)的M0S管Q4、Q5。
[0032] 下面說明該實(shí)施例的電池放電的過流保護(hù)電路的工作過程：當(dāng)將負(fù)載接入放電端 口后，電池保護(hù)芯片U1的充電控制端（C0)和放電控制端（D0)均輸出高電平，M0S管Q1、Q2 開通。如果是正常狀態(tài)，即無發(fā)生放電過流時(shí)，采樣電阻R4上的電壓低于比較器U2的參考 電壓，比較器U2的輸出端（OUT)輸出低電平，M0S管Q3關(guān)斷，M0S管Q2因其柵極電壓被電 池保護(hù)芯片U1的放電控制端（D0)的高電壓拉高而開通，此時(shí)，電池電芯的輸出電壓經(jīng)放電 端口、M0S管Ql、Q2形成放電通路。
[0033] 在發(fā)生放電過流時(shí)，采樣電阻R4上的電壓大于比較器U2的參考電壓，比較器U2 的輸出端（OUT)輸出高電平，M0S管Q3開通，M0S管Q2因其柵極電壓被M0S管Q3拉低而 關(guān)斷，放電通路斷開。當(dāng)M0S管Q2關(guān)斷后，采樣電阻R4上的電壓下降，當(dāng)該電壓低于比較 器U2的參考電壓時(shí)，比較器U2再次輸出低電平，M0S管Q3又關(guān)斷，M0S管Q2因其柵極電壓 被電池保護(hù)芯片U1的放電控制端（D0)的高電壓拉高而開通，放電通路再次開通。就這樣， M0S管Q2工作在間斷開通的狀態(tài)。
[0034] 另外，在電池放電過流后M0S管Q2關(guān)斷期間，放電端口的負(fù)極P-的電壓被抬高， 該電壓通過電阻R7控制M0S管Q4、Q5開通，從而把電池保護(hù)芯片U1的電壓采樣端（VM)接 地。同時(shí)，放電端口的負(fù)極P-的高電壓通過二極管D1、電阻R8對電容C6充電。由于在過 流期間M0S管Q2是間斷關(guān)斷的，所以，對電容C6的充電是多次累積的。
[0035] 隨著電容C6的電壓升高，在達(dá)到M0S管Q6的導(dǎo)通門限電壓之前，M0S管Q2工作 在間斷關(guān)斷狀態(tài)。如果電容C6的電壓達(dá)到M0S管Q6的導(dǎo)通門限電壓，則M0S管Q6開通， M0S管Q4、Q5因其柵極電壓被拉低而關(guān)斷，同時(shí)，電阻R5把放電端口的負(fù)極P-的高電壓耦 合到電池保護(hù)芯片U1的電壓采樣端（VM)，該電壓大于內(nèi)部的基準(zhǔn)電壓（0. 3V)時(shí)，電池保護(hù) 芯片U1的放電控制端（D0)輸出低電平，M0S管Q2因其柵極失去電壓而關(guān)斷，此后，放電端 口的負(fù)極P-的電壓一直通過電阻R5加到電池保護(hù)芯片U1的電壓采樣端（VM)，使得電池保 護(hù)芯片U1的放電控制端（D0)持續(xù)輸出低電壓，M0S管Q2被鎖定在關(guān)斷狀態(tài)，電池的放電 通路被鎖定于斷開狀態(tài)。
[0036] 另外，需說明的是，在電容C6上的充電電壓達(dá)到M0S管Q6的柵極門限電壓之前， 由于M0S管Q4、Q5處于導(dǎo)通狀態(tài)，放電端口的負(fù)極P-的高電壓不能加到電池保護(hù)芯片U1 的電壓采樣端（VM)，電池保護(hù)芯片U1的放電控制端（D0) -直是高電壓，M0S管Q2因受M0S 管Q3的控制而一直工作于間斷開通狀態(tài)，過流電流波形為連續(xù)脈串，第一個(gè)脈沖比后面的 脈沖幅度高一些。
[0037] 在M0S管Q2被鎖定在關(guān)斷狀態(tài)后，只有拆除放電端口上所接入的負(fù)載，放電端口 的負(fù)極P-的電壓才被降低，若電池保護(hù)芯片U1的電壓采樣端（VM)的電壓降到內(nèi)部的基準(zhǔn) 電壓（0. 3V)以下，電池保護(hù)芯片U1的放電控制端（D0)才輸出高電壓，M0S管Q2因柵極得 到高電壓而重新導(dǎo)通，放電通路恢復(fù)開通。另外，在M0S管Q2的柵極上串接電阻R6可降 低M0S管Q2的開通速度，進(jìn)一步降低電池放電的瞬態(tài)峰值電流。
[0038] 圖4是本實(shí)用新型電池放電的過流保護(hù)電路實(shí)施例三的電路圖，該實(shí)施例相比 圖3所示的實(shí)施例，延時(shí)模塊的電路結(jié)構(gòu)相同，所不同的僅是在放電控制模塊。下面僅說 明該實(shí)施例的放電控制模塊的電路結(jié)構(gòu)，在該放電控制模塊中，運(yùn)算放大器U2選用型號為 AD8566的芯片，該芯片包括兩個(gè)部分，第一部分用作放大器來放大米樣電阻R4上的米樣電 壓，第二部分用作比較器來比較該采樣電壓和參考電壓。當(dāng)然，在其它實(shí)施例中，也可選用 分離的放大器和比較器。另外，在該實(shí)施例中，采樣電阻R4連接在放電端口的正極P+和電 芯B1的正極之間，而且，采樣電阻R4的第一端通過電阻R10接運(yùn)算放大器U2第一部分的第 一輸入端（B-INPUT)，采樣電阻R4的第二端通過電阻R22接運(yùn)算放大器U2第一部分的第二 輸入端（B+INPUT)，電阻R23連接在運(yùn)算放大器U2第一部分的第二輸入端（B+INPUT)和地 之間，運(yùn)算放大器U2的第一部分的輸出端（B OUTPUT)接運(yùn)算放大器U2的第二部分的第一 輸入端（A+INPUT)，運(yùn)算放大器U2的第二部分的第二輸入端（A-INPUT)接參考電壓Verf， 運(yùn)算放大器U2的第二部分的輸出端（A OUTPUT)接M0S管Q3的柵極，M0S管Q3的源極接 地，M0S管Q3的漏極接M0S管Q2的柵極，M0S管Q2的漏極接M0S管Q1的漏極，M0S管Q1的 源極接放電端口的負(fù)極P_，M0S管Q2的柵極通過電阻R6接電池保護(hù)芯片U1的放電控制端 (DO)，M0S管Q1的柵極接電池保護(hù)芯片U1的充電控制端（C0)。另外，運(yùn)算放大器U2的第 二部分的第二輸入端（A-INPUT)和地之間還連接有電容C7,運(yùn)算放大器U2的電源端（V+) 連接電芯B1的正極，而且，運(yùn)算放大器U2的電源端（V+)和地之間還連接有電容C5。
[0039] 該實(shí)施例的電池放電的過流保護(hù)電路的工作過程與圖3所示的實(shí)施例二大致相 同，所不同的僅是，采樣電阻R4連在放電端口的正極，同時(shí)用一個(gè)放大器來獲取該采樣電 阻R4上的電壓，這樣可提高抗干擾能力。具體原因?yàn)椋喝绻蓸与娮柙O(shè)置在放電端口的負(fù) 極，因放電端口的負(fù)極一般都直接與主機(jī)的接地外殼接在一起，抗干擾的能力相對較差。
[0040] 圖5是本實(shí)用新型電池放電的過流保護(hù)電路實(shí)施例四的電路圖，下面具體說明該 實(shí)施例的放電控制模塊和延時(shí)模塊的結(jié)構(gòu)。
[0041] 在該放電控制模塊中，采樣電阻R4的第一端接電芯B2的負(fù)極，采樣電阻R4的第 二端接M0S管Q2的源極，采樣電阻R4的第二端還接M0S管Q3的源極，M0S管Q2的漏極接 M0S管Q1的漏極，M0S管Q1的源極接放電端口的負(fù)極P-，M0S管Q1的柵極接電池保護(hù)芯片 U1的充電控制端（C0)，M0S管Q2的柵極接二極管D2的正極，二極管D2的負(fù)極接電池保護(hù) 芯片U1的放電控制端（DO)，M0S管Q3的漏極通過電阻R13接電池保護(hù)芯片U1的電壓采樣 端（VM)，電阻R11的第一端接電池保護(hù)芯片U1的放電控制端（D0)，電阻R11的第二端分別 接M0S管Q3的柵極和電容C7的第一端，電容C7的第二端接地。另外，電阻R6連接在電池 保護(hù)芯片U1的放電控制端（D0)和M0S管Q2的柵極之間，以降低Q2的開通速度來減小電 池放電的瞬態(tài)電流。二極管D3的正極通過電阻R14接地，二極管D3的負(fù)極接M0S管Q3的 柵極。
[0042] 在延時(shí)模塊中，二極管D1的正極連接放電端口的負(fù)極P-，二極管D1的負(fù)極通過 電阻R8連接電容C6的第一端及MOS管Q6的柵極，電容C6的第二端及MOS管Q6的源極接 地，M0S管Q6的漏極連接M0S管Q3的柵極，放電端口的負(fù)極P-還通過電阻R5接電池保護(hù) 芯片U1的電壓采樣端（VM)，電阻R9連接在二極管D1的負(fù)極和地之間，為C6提供放電通 路。
[0043] 下面說明該實(shí)施例的電池放電的過流保護(hù)電路的工作過程：當(dāng)將負(fù)載接入放電端 口后，電池保護(hù)芯片U1的充電控制端（C0)和放電控制端（D0)均輸出高電平，M0S管Q1、Q2 開通。此時(shí)，電池電芯的輸出電壓經(jīng)放電端口、MOS管Q1、Q2形成放電通路。如果是正常狀 態(tài)，即無發(fā)生放電過流時(shí)，在電池保護(hù)芯片U1的放電控制端（D0)輸出高電壓時(shí)，通過電阻 Rl 1為電容C7充電，使電容C7的電壓高于M0S管Q3的柵極導(dǎo)通電壓，M0S管Q3導(dǎo)通，采樣 電阻R4上的電壓通過M0S管Q3、電阻R13耦合到電池保護(hù)芯片U1的電壓采樣端（VM)，若 該電壓低于電池保護(hù)芯片U1的內(nèi)部的基準(zhǔn)電壓（0. 3V)，則電池保護(hù)芯片U1的放電控制端 (D0)持續(xù)輸出高電平，維持放電通路。
[0044] 在發(fā)生過流時(shí)，采樣電阻R4上的電壓高于電池保護(hù)芯片U1的內(nèi)部的基準(zhǔn)電壓 (0. 3V)，電池保護(hù)芯片U1的放電控制端（D0)輸出低電平，M0S管Q2關(guān)斷，放電通路斷開。 當(dāng)M0S管Q2關(guān)斷后，采樣電阻R4上的電壓下降，當(dāng)再次低于電池保護(hù)芯片U1的內(nèi)部的基 準(zhǔn)電壓（〇. 3V)時(shí)，電池保護(hù)芯片U1的放電控制端（D0)又輸出高電平，M0S管Q2導(dǎo)通，放 電通路再次開通。就這樣，M0S管Q2工作在間斷開通的狀態(tài)。在此需說明的是，在M0S管 Q2斷開期間，由于電容C7的電壓不會突然變低，因此，M0S管Q3是持續(xù)導(dǎo)通的。為了進(jìn)一 步保證在M0S管Q2斷開期間電容C7的電壓高于M0S管Q3的柵極導(dǎo)通電壓，還可使放電端 口的負(fù)極P-的高電壓通過電阻R14、二極管D3為電容C7充電。
[0045] 另外，在M0S管Q2關(guān)斷期間，放電端口的負(fù)極P-的電壓被抬高，該電壓通過二極 管D1、電阻R8對電容C6充電。由于在過流期間M0S管Q2是間斷關(guān)斷的，所以，對電容C6 的充電是多次累積的。隨著電容C6的電壓升高，在達(dá)到M0S管Q6的導(dǎo)通門限電壓之前， M0S管Q2工作在間斷關(guān)斷狀態(tài)。如果達(dá)到M0S管Q6的導(dǎo)通門限電壓，則M0S管Q6開通， M0S管Q3柵極電壓被拉低，同時(shí)，電阻R5把放電端口的負(fù)極P-的高電壓耦合到電池保護(hù)芯 片U1的電壓采樣端（VM)，該電壓大于內(nèi)部的基準(zhǔn)電壓（0. 3V)時(shí)，電池保護(hù)芯片U1的放電 控制端（D0)輸出低電平，M0S管Q2因其柵極失去電壓而關(guān)斷，此后，放電端口的負(fù)極P-的 電壓一直通過電阻R5加到電池保護(hù)芯片U1的電壓采樣端（VM)，使得電池保護(hù)芯片U1的放 電控制端（D0)持續(xù)輸出低電壓，M0S管Q2被鎖定在關(guān)斷狀態(tài)，電池的放電通路被鎖定于斷 開狀態(tài)。
[0046] 該實(shí)施例的電池放電的過流保護(hù)電路相比圖3和圖4所示的實(shí)施例，可省去一個(gè) 比較器或放大器，而且，延時(shí)模塊可節(jié)省一些開關(guān)管（例如M0S管Q4、Q5)，因此，結(jié)構(gòu)更加 簡單。
[0047] 關(guān)于以上所示的幾個(gè)電路圖，應(yīng)理解這只是本實(shí)用新型的幾個(gè)實(shí)施例，在其它實(shí) 施例中，M0S管可選用其它類型的開關(guān)管來替代，一些起限流作用的電阻可省去，一些起穩(wěn) 壓和濾波作用的電容可省去。而且，也可以使用電流傳感器把放電端口的正極或放電端負(fù) 極的電流轉(zhuǎn)換成電壓。
[0048] 圖6是本實(shí)用新型電池放電的過流保護(hù)方法實(shí)施例一的流程圖，該電池放電的過 流保護(hù)方法包括：
[0049] A.實(shí)時(shí)檢測電池的放電電流，并通過比較所檢測的放電電流與預(yù)設(shè)的門限值來判 斷是否發(fā)生過流，若否，則執(zhí)行步驟B ;若是，則執(zhí)行步驟C ;
[0050] B.控制放電開關(guān)管開通，然后執(zhí)行步驟A ;
[0051] C.控制放電開關(guān)管關(guān)斷，同時(shí)，通過比較發(fā)生過流的時(shí)間與預(yù)設(shè)的延時(shí)時(shí)間來判 斷過流是否超時(shí)，若是，則執(zhí)行步驟D ;若否，則執(zhí)行步驟A ;
[0052] D.將所述放電開關(guān)管鎖定在關(guān)斷狀態(tài)，然后結(jié)束。
[0053] 在步驟C中，可通過下面方法來判斷過流是否超時(shí)：
[0054] 在放電開關(guān)管關(guān)斷時(shí)，高電壓通過第二電阻對第一電容進(jìn)行充電，并通過判斷第 一電容的電壓來判斷是否超時(shí)，其中，預(yù)設(shè)的延時(shí)時(shí)間與所述第二電阻的阻值和所述第一 電容的容值相關(guān)。
[0055] 以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對于本 領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則 之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種電池放電的過流保護(hù)電路，包括連接在電池放電通路中的放電開關(guān)管，其特征 在于，所述過流保護(hù)電路還包括放電控制模塊及連接于所述放電控制模塊的延時(shí)模塊；其 中， 所述放電控制模塊包括電池保護(hù)芯片、采樣電阻、比較器、限流控制開關(guān)管，其中，所述 采樣電阻的第一端分別接所述電池的負(fù)極和地，所述采樣電阻的第二端接所述放電開關(guān)管 的第二端及所述比較器的第一輸入端，所述放電開關(guān)管的第一端接放電端口的負(fù)極，所述 比較器的第二輸入端接參考電壓，所述比較器的輸出端接所述限流控制開關(guān)管的控制端， 所述限流控制開關(guān)管的第二端接地，所述限流控制開關(guān)管的第一端分別接所述放電開關(guān)管 的控制端和所述電池保護(hù)芯片的放電控制端； 所述延時(shí)模塊包括第一二極管、第一開關(guān)管、第二開關(guān)管、第一電容、第一電阻、第二電 阻、第三電阻和第四電阻，其中，所述第一開關(guān)管的第一端接所述電池保護(hù)芯片的電壓采樣 端，所述第一開關(guān)管的第二端和第二開關(guān)管的第二端分別接地，所述第一開關(guān)管的控制端 及所述第二開關(guān)管的第一端通過所述第一電阻接所述放電端口的負(fù)極；所述第一二極管 的正極連接所述放電端口的負(fù)極，所述第一二極管的負(fù)極通過所述第二電阻連接所述第一 電容的第一端及所述第二開關(guān)管的控制端，所述第一電容的第二端接地，所述放電端口的 負(fù)極還通過所述第三電阻接所述電池保護(hù)芯片的電壓采樣端，所述第四電阻連接在所述第 一二極管的負(fù)極和地之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池放電的過流保護(hù)電路，其特征在于，所述放電控制模塊 還包括限流電阻，所述限流電阻的第一端連接在所述電池保護(hù)芯片的放電控制端，所述限 流電阻的第二端連接所述放電開關(guān)管的控制端和所述限流控制開關(guān)管的第一端。
3. -種電池放電的過流保護(hù)電路，包括連接在電池放電通路中的放電開關(guān)管，其特征 在于，所述過流保護(hù)電路還包括放電控制模塊及連接于所述放電控制模塊的延時(shí)模塊；其 中， 所述放電控制模塊包括電池保護(hù)芯片、采樣電阻、比較器、放大器、限流控制開關(guān)管，其 中，所述采樣電阻的第一端分別接所述電池的正極及所述放大器的第一輸入端，所述采樣 電阻的第二端分別接放電端口的正極及所述放大器的第二輸入端，所述放大器的輸出端接 所述比較器的第一輸入端，所述比較器的第二輸入端接參考電壓，所述比較器的輸出端接 所述限流控制開關(guān)管的控制端，所述限流控制開關(guān)管的第二端接地，所述限流控制開關(guān)管 的第一端分別接所述放電開關(guān)管的控制端和所述電池保護(hù)芯片的放電控制端，所述放電開 關(guān)管的第一端接放電端口的負(fù)極，所述放電開關(guān)管的第二端分別接電池的負(fù)極和地； 所述延時(shí)模塊包括第一二極管、第一開關(guān)管、第二開關(guān)管、第一電容、第一電阻、第二電 阻、第三電阻和第四電阻，其中，所述第一開關(guān)管的第一端接所述電池保護(hù)芯片的電壓采樣 端，所述第一開關(guān)管的第二端和第二開關(guān)管的第二端分別接地，所述第一開關(guān)管的控制端 及所述第二開關(guān)管的第一端通過所述第一電阻接所述放電端口的負(fù)極；所述第一二極管 的正極連接所述放電端口的負(fù)極，所述第一二極管的負(fù)極通過所述第二電阻連接所述第一 電容的第一端及所述第二開關(guān)管的控制端，所述第一電容的第二端接地，所述放電端口的 負(fù)極還通過所述第三電阻接所述電池保護(hù)芯片的電壓采樣端，所述第四電阻連接在所述第 一二極管的負(fù)極和地之間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池放電的過流保護(hù)電路，其特征在于，所述放電控制模塊 還包括限流電阻，所述限流電阻的第一端連接在所述電池保護(hù)芯片的放電控制端，所述限 流電阻的第二端連接所述放電開關(guān)管的控制端和所述限流控制開關(guān)管的第一端。
5. -種電池放電的過流保護(hù)電路，包括連接在電池放電通路中的放電開關(guān)管，其特征 在于，所述過流保護(hù)電路還包括放電控制模塊及連接于所述放電控制模塊的延時(shí)模塊；其 中， 所述放電控制模塊包括電池保護(hù)芯片、采樣電阻、限流控制開關(guān)管、第五電阻、第六電 阻、第二電容和第二二極管，其中，所述采樣電阻的第一端分別接所述電池的負(fù)極和地，所 述采樣電阻的第二端分別接所述放電開關(guān)管的第二端及所述限流控制開關(guān)管的第二端，所 述放電開關(guān)管的第一端接放電端口的負(fù)極，所述放電開關(guān)管的控制端接所述第二二極管的 正極，所述第二二極管的負(fù)極接所述電池保護(hù)芯片的放電控制端，所述第六電阻連接在所 述第二二極管的正極和負(fù)極之間，所述限流控制開關(guān)管的第一端接所述電池保護(hù)芯片的電 壓采樣端，所述第五電阻的第一端接所述電池保護(hù)芯片的放電控制端，所述第五電阻的第 二端分別接所述限流控制開關(guān)管的控制端和所述第二電容的第一端，所述第二電容的第二 端接地； 所述延時(shí)模塊包括第一二極管、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第一電容和第二開關(guān) 管，其中，所述第一二極管的正極連接所述放電端口的負(fù)極，所述第一二極管的負(fù)極通過所 述第二電阻連接所述第一電容的第一端及所述第二開關(guān)管的控制端，所述第一電容的第二 端及所述第二開關(guān)管的第二端接地，所述第二開關(guān)管的第一端連接所述限流控制開關(guān)管的 控制端，所述放電端口的負(fù)極還通過所述第三電阻接所述電池保護(hù)芯片的電壓采樣端，所 述第四電阻連接在所述第一二極管的負(fù)極和地之間。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池放電的過流保護(hù)電路，其特征在于，所述放電控制模塊 還包括第三二極管和第七電阻，其中，所述第三二極管的負(fù)極接所述限流控制開關(guān)管的控 制端，所述第三二極管的正極通過所述第七電阻接所述放電端口的負(fù)極。
【文檔編號】H02J7/00GK203839985SQ201320828682
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】潘啟輝, 盧良飛, 尤國雄, 熊運(yùn)遠(yuǎn) 申請人:海能達(dá)通信股份有限公司