電池放電保護(hù)電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供的電池放電保護(hù)電路,包括至少一個(gè)限流保護(hù)模塊,限流保護(hù)模塊包括:第一比較單元,用于判斷流過負(fù)載的電流是否超出電池的第一放電閾值,當(dāng)電流大于第一放電閾值時(shí)輸出第一電平,不大于第一放電閾值時(shí)輸出第二電平;限流單元,包括受控開關(guān)和與受控開關(guān)兩端并聯(lián)連接的限流功率電阻,當(dāng)受控開關(guān)的受控端接收到第一電平時(shí)受控開關(guān)斷開,當(dāng)接收第二電平時(shí)使受控開關(guān)導(dǎo)通。當(dāng)流過負(fù)載的電流值超過電池的第一放電閾值時(shí),電流流經(jīng)限流功率電阻形成限流回路,電池電量通過限流功率電阻消耗,避免了電池電量存儲(chǔ)在電池中無法釋放,保證了電路能可靠的限制流過負(fù)載的電流,并且所有的功耗不會(huì)加載在電子開關(guān)上,電子開關(guān)不會(huì)過熱損毀。
【專利說明】電池放電保護(hù)電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電池保護(hù)技術(shù),具體地說是一種電池放電保護(hù)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]電池的使用過程中,通常有兩種情況會(huì)導(dǎo)致電池的爆炸:第一,電池內(nèi)部脹氣引起電池爆炸;第二,電池的負(fù)載電流過大引起電池爆炸。對(duì)于第一種情況,電池內(nèi)部均設(shè)有防爆裝置,可以有效的避免電池爆炸;對(duì)于第二種情況,則需要避免負(fù)載電流過大來避免電池爆炸。
[0003]如圖1所示,中國專利文獻(xiàn)CN202759272U公開了一種防爆電池限制電流電路,該電路主要包括:第一比較器Ul和第二比較器U2,第一電子開關(guān)Ql和第二電子開關(guān)Q2,保護(hù)電阻Rl和電流采樣電阻R2;同時(shí),給定第一比較器Ul的基準(zhǔn)電壓為VI,給定第二比較器U2的基準(zhǔn)電壓為V2。該電路通過電流采樣電阻R2將負(fù)載電流值轉(zhuǎn)變?yōu)橐欢ū壤碾妷褐礦R2,第一比較器Ul比較電壓VR2與基準(zhǔn)電壓Vl的大小,來控制電子開關(guān)Ql關(guān)斷;第二比較器U2比較第一電子開關(guān)Ql的輸出端電壓VOUT與基準(zhǔn)電壓V2的大小,來控制電子開關(guān)Q2關(guān)斷。當(dāng)負(fù)載正常的情況下,第一電子開關(guān)Ql和第二電子開關(guān)Q2處于飽和導(dǎo)通的情況,負(fù)載電流流經(jīng)第一電子開關(guān)Ql和第二電子開關(guān)Q2 ;當(dāng)負(fù)載短路時(shí),則電壓VR2逐漸增大,通過第一比較器Ul比較輸出后,將會(huì)導(dǎo)致第一電子開關(guān)Ql的動(dòng)態(tài)電阻逐漸增大,這便避免了負(fù)載電流過大,同時(shí),隨著第一電子開關(guān)Ql的動(dòng)態(tài)電阻逐漸增大,電壓VOUT將會(huì)逐漸下降,通過第二比較器U2比較輸出后,將會(huì)導(dǎo)致電子開關(guān)Q2的關(guān)斷,這便切斷了負(fù)載電流并且保護(hù)了第一電子開關(guān)Q1。上述專利文獻(xiàn)公開的防爆電池限制電流電路中,當(dāng)電池發(fā)生故障后、切除故障前,如果所述限制電流電路處于截止?fàn)顟B(tài),導(dǎo)致電池的電量存儲(chǔ)在電池中無法釋放,有可能產(chǎn)生電池的二次危害;如果所述限制電流電路中的電子開關(guān)處于未完全截止的狀態(tài),將會(huì)造成所述限制電流電路不能起到限制負(fù)載電流的作用,以及所有的功耗加載在電子開關(guān)上,導(dǎo)致電子開關(guān)過熱損毀。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]為此,本實(shí)用新型所要解決的是現(xiàn)有限制電流電路可能產(chǎn)生電池的二次危害以及可能不能起到限制負(fù)載電流的作用和導(dǎo)致電子開關(guān)過熱損毀的技術(shù)問題,為解決上述技術(shù)問題,本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0005]一種電池放電保護(hù)電路,包括至少一個(gè)限流保護(hù)模塊,用于限制流過負(fù)載的電流,所述限流保護(hù)模塊包括:
[0006]第一比較單元,用于判斷流過負(fù)載的電流是否超出所述電池的第一放電閾值,當(dāng)所述電流大于所述第一放電閾值時(shí)輸出第一電平,當(dāng)所述電流小于或等于所述第一放電閾值時(shí)輸出第二電平;
[0007]限流單元,包括受控開關(guān)和與所述受控開關(guān)兩端并聯(lián)連接的限流功率電阻,所述受控開關(guān)的受控端與所述第一比較單元連接,當(dāng)所述受控開關(guān)的受控端接收到第一電平時(shí)使所述受控開關(guān)斷開,當(dāng)接收第二電平時(shí)使所述受控開關(guān)導(dǎo)通。
[0008]所述的電池放電保護(hù)電路,所述第一比較單元包括比較器,所述比較器的第一輸入端接收與負(fù)載串聯(lián)的限流檢測(cè)電阻上的電壓值,第二輸入端接收一預(yù)設(shè)電壓值,當(dāng)所述限流檢測(cè)電阻上的電壓值大于所述預(yù)設(shè)電壓值時(shí)輸出所述第一電平,當(dāng)所述限流檢測(cè)電阻上的電壓值小于或等于所述預(yù)設(shè)電壓值時(shí)輸出所述第二電平。
[0009]所述的電池放電保護(hù)電路,所述限流單元的受控開關(guān)包括:第一電阻、第二電阻、第三電阻、第一 N溝道MOS管、第二 N溝道MOS管以及基準(zhǔn)電壓源;其中,
[0010]所述第三電阻的一端作為所述受控開關(guān)的受控端,另一端分別與所述第二電阻的一端、所述第二 N溝道MOS管的柵極連接;
[0011]所述第二電阻的另一端分別與所述第一 N溝道MOS管的源極、所述第二N溝道MOS管的源極連接;
[0012]所述第二 N溝道MOS管的漏極分別與所述第一 N溝道MOS管的柵極、所述第一電阻的一端連接;
[0013]所述第一電阻的另一端與基準(zhǔn)電壓源輸出端連接;
[0014]所述第一 N溝道MOS管的源極和漏極作為所述受控開關(guān)的兩端。
[0015]所述的電池放電保護(hù)電路,所述限流保護(hù)模塊為多個(gè),所述限流保護(hù)模塊的限流單元串聯(lián)連接。
[0016]所述的電池放電保護(hù)電路,還包括:至少一個(gè)二級(jí)限流保護(hù)模塊,所述二級(jí)限流保護(hù)豐吳塊包括:
[0017]第二比較單元,用于判斷所述限流單元的受控開關(guān)斷開時(shí)流過負(fù)載的電流是否超出所述電池的第二放電閾值,當(dāng)所述電流大于所述第二放電閾值時(shí)輸出過電流信號(hào);
[0018]第一受控開關(guān),所述第一受控開關(guān)的受控端與所述第二比較單元連接,當(dāng)所述第一受控開關(guān)接收到所述過電流信號(hào)時(shí)斷開則切斷了電池的放電回路。
[0019]所述的電池放電保護(hù)電路,所述第二比較單元包括:第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第九電阻、第一二極管、第四P溝道MOS管以及第五N溝道MOS管,其中,
[0020]所述第五電阻的一端與所述電池的正極相連;另一端分別與所述第六電阻的一端、所述第四P溝道MOS管的源極連接;
[0021]所述第六電阻的另一端分別與所述第七電阻的一端、所述第四P溝道MOS管的柵極連接;
[0022]所述第四P溝道MOS管的漏極作為所述第二比較單元的輸出端;
[0023]所述第七電阻的另一端與所述第一二極管的陽極連接;
[0024]所述第一二極管的陰極與所述第五N溝道MOS管的漏極連接;
[0025]所述第五N溝道MOS管的柵極分別與所述第九電阻的一端、所述第八電阻的一端連接;
[0026]所述第五N溝道MOS管的源極分別與所述第九電阻的另一端、所述電池的負(fù)極連接;
[0027]所述第八電阻的另一端與負(fù)載的負(fù)端相連。
[0028]所述的電池放電保護(hù)電路,所述二級(jí)限流保護(hù)模塊為多個(gè),當(dāng)所述多個(gè)二級(jí)限流保護(hù)模塊中的任一個(gè)所述第二比較單元輸出所述過電流信號(hào)時(shí),則控制對(duì)應(yīng)的所述第一受控開關(guān)切斷電池的放電回路。
[0029]所述的電池放電保護(hù)電路,還包括:至少一個(gè)溫度保護(hù)模塊,所述溫度保護(hù)模塊包括:
[0030]溫度檢測(cè)單元,用于判斷所述電池的溫度是否超出所述電池的溫度允許閾值,當(dāng)所述電池的溫度大于所述溫度允許閾值時(shí)輸出過溫信號(hào);
[0031]第二受控開關(guān),所述第二受控開關(guān)的受控端與所述溫度檢測(cè)單元連接,當(dāng)所述第二受控開關(guān)接收到所述過溫信號(hào)時(shí)斷開則切斷了電池的放電回路。
[0032]所述的電池放電保護(hù)電路,所述溫度檢測(cè)單元包括:第三P溝道MOS管、正溫度系數(shù)熱敏電阻、負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻和第四電阻,其中,
[0033]所述第三P溝道MOS管的柵極分別與所述負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的一端、所述正溫度系數(shù)熱敏電阻的一端連接;
[0034]所述第三P溝道MOS管的源極分別與所述正溫度系數(shù)熱敏電阻的另一端、所述第四電阻的一端連接;
[0035]所述第三P溝道MOS管的漏極作為所述溫度檢測(cè)單元的輸出端;
[0036]所述負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的另一端與所述電池的負(fù)極連接;
[0037]所述第四電阻的另一端與所述電池的正極連接。
[0038]所述的電池放電保護(hù)電路,所述溫度保護(hù)模塊為多個(gè),當(dāng)所述多個(gè)溫度保護(hù)模塊中的任一個(gè)所述溫度檢測(cè)單元輸出所述過溫信號(hào)時(shí),則控制對(duì)應(yīng)的所述第二受控開關(guān)切斷電池的放電回路。
[0039]所述的電池放電保護(hù)電路,還包括:至少一個(gè)過放保護(hù)模塊,所述過放保護(hù)模塊包括:
[0040]電壓檢測(cè)單元,用于判斷所述電池的電壓是否小于所述電池的過放電電壓閾值,當(dāng)所述電池的電壓小于所述過放電電壓閾值時(shí)輸出過放信號(hào);
[0041]第三受控開關(guān),所述第三受控開關(guān)的受控端與所述電壓檢測(cè)單元連接,當(dāng)所述第三受控開關(guān)接收到所述過放信號(hào)時(shí)斷開則切斷了電池的放電回路。
[0042]所述的電池放電保護(hù)電路,所述電壓檢測(cè)單元還用于判斷所述第三受控開關(guān)斷開時(shí)電池的電壓是否大于所述電池的過放電解除電壓閾值,當(dāng)所述電池的電壓大于所述過放電解除電壓閾值時(shí)控制所述第三受控開關(guān)重新導(dǎo)通以導(dǎo)通電池的放電回路。
[0043]所述的電池放電保護(hù)電路,還包括均衡放電保護(hù)模塊,用于在所述電池為兩節(jié)串聯(lián)的電池時(shí),判斷所述兩節(jié)電池的壓差是否超過預(yù)設(shè)值,當(dāng)大于所述預(yù)設(shè)值時(shí),則對(duì)兩節(jié)電池進(jìn)行均衡放電,當(dāng)小于或者等于所述預(yù)設(shè)值時(shí),停止對(duì)兩節(jié)電池進(jìn)行均衡放電。
[0044]本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0045]本實(shí)用新型提供了一種電池放電保護(hù)電路,包括至少一個(gè)限流保護(hù)模塊,用于限制流過負(fù)載的電流,所述限流保護(hù)模塊包括:第一比較單元,用于判斷流過負(fù)載的電流是否超出所述電池的第一放電閾值,當(dāng)所述電流大于所述第一放電閾值時(shí)輸出第一電平,當(dāng)所述電流小于或等于所述第一放電閾值時(shí)輸出第二電平;限流單元,包括受控開關(guān)和與所述受控開關(guān)兩端并聯(lián)連接的限流功率電阻,所述受控開關(guān)的受控端與所述第一比較單元連接,當(dāng)所述受控開關(guān)的受控端接收到第一電平時(shí)使所述受控開關(guān)斷開,當(dāng)接收第二電平時(shí)使所述受控開關(guān)導(dǎo)通。本實(shí)用新型提供的電池放電保護(hù)電路,當(dāng)流過負(fù)載的電流正常時(shí),所述受控開關(guān)導(dǎo)通,電路正常導(dǎo)通;當(dāng)流過負(fù)載的電流值超過所述電池的第一放電閾值時(shí),所述受控開關(guān)斷開,使得電流流經(jīng)所述限流功率電阻形成限流回路,電池的電量通過限流功率電阻消耗,使得電池的電量能以較小的安全的電流釋放,避免了電池的電量存儲(chǔ)在電池中無法釋放,有可能產(chǎn)生電池的二次危害的問題,同時(shí),保證了電路能可靠的限制流過負(fù)載的電流,并且不會(huì)造成所有的功耗加載在電子開關(guān)上,導(dǎo)致電子開關(guān)的過熱損毀壞。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0046]為了使本實(shí)用新型的內(nèi)容更容易被清楚的理解,下面根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖,對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明,其中
[0047]圖1是已知的防爆電池限制電流電路;
[0048]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型第一個(gè)實(shí)施例的電池放電保護(hù)電路的示意圖;
[0049]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型第一個(gè)實(shí)施例的電池放電保護(hù)電路中的限流保護(hù)模塊的電路結(jié)構(gòu)圖;
[0050]圖4是根據(jù)本實(shí)用新型第一個(gè)實(shí)施例的電池放電保護(hù)電路中包含兩個(gè)限流保護(hù)豐旲塊的不意圖;
[0051]圖5是根據(jù)本實(shí)用新型第二個(gè)實(shí)施例的電池放電保護(hù)電路的示意圖;
[0052]圖6是根據(jù)本實(shí)用新型第二個(gè)實(shí)施例的電池放電保護(hù)電路中的第二比較單元的電路結(jié)構(gòu)圖;
[0053]圖7是根據(jù)本實(shí)用新型第三個(gè)實(shí)施例的電池放電保護(hù)電路的示意圖;
[0054]圖8是根據(jù)本實(shí)用新型第三個(gè)實(shí)施例的電池放電保護(hù)電路中的溫度檢測(cè)單元的電路結(jié)構(gòu)圖;
[0055]圖9是根據(jù)本實(shí)用新型第四個(gè)實(shí)施例的電池放電保護(hù)電路的示意圖;
[0056]圖10是根據(jù)本實(shí)用新型第四個(gè)實(shí)施例的電池放電保護(hù)電路的過放保護(hù)模塊的電路結(jié)構(gòu)圖;
[0057]圖11是根據(jù)本實(shí)用新型第四個(gè)實(shí)施例的電池放電保護(hù)電路的均衡放電保護(hù)模塊的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0058]附圖標(biāo)記:1-限流保護(hù)模塊,2- 二級(jí)限流保護(hù)模塊,3-溫度保護(hù)模塊,4-過放保護(hù)模塊,11-第一比較單元,12-限流單元,121-受控開關(guān),21-第二比較單元,22-第一受控開關(guān),31-溫度檢測(cè)單元,32-第二受控開關(guān),41-電壓檢測(cè)單元,42-第三受控開關(guān)。
【具體實(shí)施方式】
[0059]實(shí)施例1
[0060]如圖2所示,實(shí)際使用中,由于電池的負(fù)極回路比電池的正極回路容易控制,所以將所述限流保護(hù)模塊I設(shè)置于電池的負(fù)極和負(fù)載的負(fù)端之間。本實(shí)用新型的提供的一種電池放電保護(hù)電路,包括:至少一個(gè)限流保護(hù)模塊1,用于限制流過負(fù)載的電流,所述限流保護(hù)豐吳塊I包括:
[0061]第一比較單元11,用于判斷流過負(fù)載的電流是否超出所述電池的第一放電閾值,當(dāng)所述電流大于所述第一放電閾值時(shí)輸出第一電平,當(dāng)所述電流小于或等于所述第一放電閾值時(shí)輸出第二電平;
[0062]限流單元12,包括受控開關(guān)121 (圖中示意性的用MOS管表示,采用其他受控開關(guān)也是可以的)和與所述受控開關(guān)121兩端并聯(lián)連接的限流功率電阻R25,所述受控開關(guān)121的受控端與所述第一比較單元11連接,當(dāng)所述受控開關(guān)121的受控端接收到第一電平時(shí)使所述受控開關(guān)121斷開,當(dāng)接收第二電平時(shí)使所述受控開關(guān)121導(dǎo)通。本實(shí)施例提供的電池放電保護(hù)電路,當(dāng)流過負(fù)載的電流正常時(shí),所述受控開關(guān)121導(dǎo)通,電路正常導(dǎo)通;當(dāng)流過負(fù)載的電流值超過所述電池的第一放電閾值時(shí),所述受控開關(guān)121斷開,使得電流流經(jīng)所述限流功率電阻R25形成限流回路,電池的電量通過限流功率電阻R25消耗,使得電池的電量能以較小的安全的電流釋放,避免了電池的電量存儲(chǔ)在電池中無法釋放,有可能產(chǎn)生電池的二次危害的問題,同時(shí),保證了電路能可靠的限制流過負(fù)載的電流,并且不會(huì)造成所有的功耗加載在電子開關(guān)上,導(dǎo)致電子開關(guān)的過熱損毀壞。
[0063]優(yōu)選地,如圖3所示,根據(jù)本實(shí)施例的第一比較單元11可以包括比較器U3,所述比較器U3的第一輸入端(圖3中為同相輸入端)接收與負(fù)載串聯(lián)的限流檢測(cè)電阻R29上的電壓值,第二輸入端(圖3中為反相輸入端)接收一預(yù)設(shè)電壓值(該預(yù)設(shè)電壓值可以由基準(zhǔn)電壓源U7提供),當(dāng)所述限流檢測(cè)電阻R29上的電壓值大于所述預(yù)設(shè)電壓值時(shí)輸出所述第一電平,當(dāng)所述限流檢測(cè)電阻R29上的電壓值小于或等于所述預(yù)設(shè)電壓值時(shí)輸出所述第二電平。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,采用其他比較電路也是可以的,如采用單片機(jī)等實(shí)現(xiàn),只要能實(shí)現(xiàn)比較兩個(gè)電壓的大小的功能即可。
[0064]通過比較與負(fù)載串聯(lián)的限流檢測(cè)電阻R29上的電壓值與預(yù)設(shè)電壓值的大小來實(shí)現(xiàn)比較流過負(fù)載的電流與所述電池的第一放電閾值,簡單易行,且比較器的成本較低,方便使用。
[0065]優(yōu)選地,如圖3所示,根據(jù)本實(shí)施例的所述限流單元12的受控開關(guān)121可以包括:第一電阻R31、第二電阻R32、第三電阻R35、第一 N溝道MOS管Q11、第二 N溝道MOS管Q13以及基準(zhǔn)電壓源U7 ;其中,所述第三電阻R35的一端作為所述受控開關(guān)121的受控端,另一端分別與所述第二電阻R32的一端、所述第二 N溝道MOS管Q13的柵極連接;所述第二電阻R32的另一端分別與所述第一 N溝道MOS管Qll的源極、所述第二 N溝道MOS管Q13的源極連接;所述第二 N溝道MOS管Q13的漏極分別與所述第一 N溝道MOS管Qll的柵極、所述第一電阻R31的一端連接;所述第一電阻R31的另一端與基準(zhǔn)電壓源U7輸出端連接;所述第一 N溝道MOS管Qll的源極和漏極作為所述受控開關(guān)121的兩端。
[0066]本實(shí)施例提供的所述受控開關(guān)121中,當(dāng)流過負(fù)載的電流值正常時(shí),即所述受控開關(guān)121的受控端接收所述第二電平時(shí),所述第一 N溝道MOS管Qll導(dǎo)通,電流流經(jīng)所述第一 N溝道MOS管Ql I形成回路;當(dāng)流過負(fù)載的電流值大于所述第一放電閾值時(shí),即所述受控開關(guān)121的受控端接收所述第一電平時(shí),所述第一 N溝道MOS管Qll關(guān)斷,電流流經(jīng)所述限流功率電阻R25形成限流回路。
[0067]雖然圖2中僅示出了一個(gè)限流保護(hù)模塊I,但是本實(shí)施例中的所述限流保護(hù)模塊I可以為兩個(gè),如圖4所示,通過兩個(gè)限流保護(hù)模塊I的限流單元12串聯(lián)連接,進(jìn)一步保證了電路的可靠性,當(dāng)其中一個(gè)限流保護(hù)模塊I失效時(shí),依然能保證電路準(zhǔn)確的對(duì)負(fù)載電流進(jìn)行限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,采用更多個(gè)限流保護(hù)模塊也是可行的。
[0068]實(shí)施例2
[0069]圖5是本實(shí)施例的電池放電保護(hù)電路的示意圖,與圖2所示的實(shí)施例1中的電池放電保護(hù)電路的示意圖的不同之處在于,圖5所示的電池放電保護(hù)電路的示意圖,還包括:至少一個(gè)二級(jí)限流保護(hù)模塊2,所述二級(jí)限流保護(hù)模塊2包括:第二比較單元21,用于判斷所述限流單元12的受控開關(guān)121斷開時(shí)流過負(fù)載的電流是否超出所述電池的第二放電閾值,當(dāng)所述電流大于所述第二放電閾值時(shí)輸出過電流信號(hào);第一受控開關(guān)22,所述第一受控開關(guān)22的受控端與所述第二比較單元21連接,當(dāng)所述第一受控開關(guān)22接收到所述過電流信號(hào)時(shí)斷開則切斷電池的放電回路。
[0070]通過設(shè)置二級(jí)限流保護(hù)模塊2在所述限流單元12中的受控開關(guān)121斷開時(shí)繼續(xù)檢測(cè)流過負(fù)載的電流,并將此時(shí)檢測(cè)到的電流值與電池的第二放電閾值進(jìn)行比較,若此電流值持續(xù)增大至超出電池的第二放電閾值,則關(guān)斷第一受控開關(guān)22以切斷電池的放電回路。這便進(jìn)一步保證了流過負(fù)載的電流在安全范圍的大小。
[0071]優(yōu)選地,如圖6所示,本實(shí)施例中的第二比較單元21可以包括:第五電阻R43、第六電阻R45、第七電阻R47、第八電阻R49、第九電阻R51、第一二極管D4、第四P溝道MOS管Q15以及第五N溝道MOS管Q18,其中,所述第五電阻R43的一端與所述電池的正極相連;另一端分別與所述第六電阻R45的一端、所述第四P溝道MOS管Q15的源極連接;所述第六電阻R45的另一端分別與所述第七電阻R47的一端、所述第四P溝道MOS管Q15的柵極連接;所述第四P溝道MOS管Q15的漏極作為所述第二比較單元21的輸出端;所述第七電阻R47的另一端與所述第一二極管D4的陽極連接;所述第一二極管D4的陰極與所述第五N溝道MOS管Q18的漏極連接;所述第五N溝道MOS管Q18的柵極分別與所述第九電阻R51的一端、所述第八電阻R49的一端連接;所述第五N溝道MOS管Q18的源極分別與所述第九電阻R51的另一端、所述電池的負(fù)極連接;所述第八電阻R49的另一端與負(fù)載的負(fù)端相連。圖6中的電容C46和電阻R45并聯(lián)連接起濾波作用,電容C71、電容C49和電阻R51并聯(lián)連接,也起濾波作用。
[0072]本實(shí)施例中的第二比較單元21,當(dāng)流過負(fù)載的電流不超過電池的第二放電閾值時(shí),則第五N溝道MOS管Q18和第四P溝道MOS管Q15均不導(dǎo)通,所述第二比較單元21不輸出過電流信號(hào);當(dāng)流過負(fù)載的電流持續(xù)增大至超過電池的第二放電閾值時(shí),則第五N溝道MOS管Q18導(dǎo)通,導(dǎo)致第四P溝道MOS管Q15也導(dǎo)通,所述第二比較單元21輸出高電平,即輸出過電流信號(hào)。
[0073]優(yōu)選地,本實(shí)施例中的所述二級(jí)限流保護(hù)模塊2可以為兩個(gè)或更多個(gè),當(dāng)所述多個(gè)二級(jí)限流保護(hù)模塊2中的任一個(gè)所述第二比較單元21輸出所述過電流信號(hào)時(shí),則控制對(duì)應(yīng)的所述第一受控開關(guān)22切斷電池的放電回路。通過設(shè)置至少兩個(gè)二級(jí)限流保護(hù)模塊2,進(jìn)一步保證了電路的可靠性,當(dāng)其中一個(gè)二級(jí)限流保護(hù)模塊2失效時(shí),依然能保證電路準(zhǔn)確的對(duì)負(fù)載電流進(jìn)行限制。
[0074]實(shí)施例3
[0075]圖7是本實(shí)施例的電池放電保護(hù)電路的示意圖,與圖2所示的實(shí)施例1中的電池放電保護(hù)電路的示意圖的不同之處在于,圖7所示的電池放電保護(hù)電路的示意圖,還包括:至少一個(gè)溫度保護(hù)模塊3,所述溫度保護(hù)模塊3包括:溫度檢測(cè)單元31,用于判斷所述電池的溫度是否超出所述電池的溫度允許閾值,當(dāng)所述電池的溫度大于所述溫度允許閾值時(shí)輸出過溫信號(hào);第二受控開關(guān)32,其中該受控開關(guān)可以采用MOS管來實(shí)現(xiàn),所述第二受控開關(guān)32的受控端與所述溫度檢測(cè)單元31連接,當(dāng)所述第二受控開關(guān)32接收到所述過溫信號(hào)時(shí)斷開則切斷了電池的放電回路。
[0076]通過設(shè)置溫度保護(hù)模塊3,檢測(cè)電池的溫度,保證了電池的溫度不至于過高,保證了電池使用的安全性。
[0077]優(yōu)選地,如圖8所示,本實(shí)施中的所述溫度檢測(cè)單元31包括:第三P溝道MOS管Q20、正溫度系數(shù)熱敏電阻R56、負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻R58和第四電阻R72,其中,所述第三P溝道MOS管Q20的柵極分別與所述負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻R58的一端、所述正溫度系數(shù)熱敏電阻R56的一端連接;所述第三P溝道MOS管Q20的源極分別與所述正溫度系數(shù)熱敏電阻R56的另一端、所述第四電阻R72的一端連接;所述第三P溝道MOS管Q20的漏極作為所述溫度檢測(cè)單元31的輸出端;所述負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻R58的另一端與所述電池的負(fù)極連接;所述第四電阻R72的另一端與所述電池的正極連接。圖8中的電阻R71與所述第三P溝道MOS管Q20的漏極串聯(lián),起到保護(hù)所述第三P溝道MOS管Q20的作用。
[0078]本實(shí)施例中的溫度檢測(cè)單元31,通過正溫度系數(shù)熱敏電阻R56和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻R58采集電池溫度的變化,當(dāng)電池的溫度大于所述溫度允許閾值時(shí),所述第三P溝道MOS管Q20導(dǎo)通,所述溫度檢測(cè)單元31輸出高電平,即輸出所述過溫信號(hào)。
[0079]優(yōu)選地,本實(shí)施例提供的所述溫度保護(hù)模塊3可以為兩個(gè)或更多個(gè),當(dāng)所述多個(gè)溫度保護(hù)模塊3中的任一個(gè)所述溫度檢測(cè)單元31輸出所述過溫信號(hào)時(shí),則控制對(duì)應(yīng)的所述第二受控開關(guān)31切斷電池的放電回路。通過設(shè)置至少兩個(gè)溫度保護(hù)模塊3,進(jìn)一步保證了電路的可靠性,當(dāng)其中一個(gè)溫度保護(hù)模塊3失效時(shí),依然能保證電路準(zhǔn)確的對(duì)電池的溫度進(jìn)行限制。
[0080]實(shí)施例4
[0081]圖9是本實(shí)施例的電池放電保護(hù)電路的示意圖,與圖2所示的實(shí)施例1中的電池放電保護(hù)電路的示意圖的不同之處在于,圖9所示的電池放電保護(hù)電路的示意圖,還包括:至少一個(gè)過放保護(hù)模塊4,所述過放保護(hù)模塊4包括:電壓檢測(cè)單元41,用于判斷所述電池的電壓是否小于所述電池的過放電電壓閾值,當(dāng)所述電池的電壓小于所述過放電電壓閾值時(shí)輸出過放信號(hào);第三受控開關(guān)42,所述第三受控開關(guān)42的受控端與所述電壓檢測(cè)單元41連接,當(dāng)所述第三受控開關(guān)42接收到所述過放信號(hào)時(shí)斷開則切斷了電池的放電回路。
[0082]通過設(shè)置過放保護(hù)模塊4,保證了電池的電壓不小于電池的過放電電壓閾值,電池過度放電將會(huì)縮短電池的壽命,如此設(shè)計(jì),有效的延長了電池的使用壽命。
[0083]優(yōu)選地,本實(shí)施例中的所述電壓檢測(cè)單元41還用于判斷所述第三受控開關(guān)42斷開時(shí)電池的電壓是否大于所述電池的過放電解除電壓閾值,當(dāng)所述電池的電壓大于所述過放電解除電壓閾值時(shí)控制所述第三受控開關(guān)重新導(dǎo)通以導(dǎo)通電池的放電回路。這便可以在電池的電壓升高至大于電池的過放電解除電壓閾值,及時(shí)導(dǎo)通電池的放電回路,便于及時(shí)恢復(fù)電池對(duì)外放電。
[0084]在實(shí)際使用中,所述過放保護(hù)模塊4也可以為兩個(gè)或更多個(gè),所述過放保護(hù)模塊4的所述第三受控開關(guān)42串聯(lián)連接即可,當(dāng)所述過放保護(hù)模塊4中的任一個(gè)所述電壓檢測(cè)單元41輸出所述過放信號(hào)時(shí),則控制對(duì)應(yīng)的所述第三受控開關(guān)42切斷電池的放電回路。通過設(shè)置多個(gè)過放保護(hù)模塊4提高了電路的可靠性。
[0085]作為具體實(shí)現(xiàn)方式,如圖10所示,當(dāng)所述電池為兩節(jié)串聯(lián)的電池時(shí),所述電壓檢測(cè)單元41可以采用芯片R5460N208AA實(shí)現(xiàn),所述第三受控開關(guān)42采用N溝道MOS管Q7實(shí)現(xiàn),其中,N溝道MOS管Q7的柵極和芯片R5460N208AA的過放控制引腳(Dout)連接;所述N溝道MOS管Q7的源極和電池的負(fù)極連接;所述N溝道MOS管Q7的漏極和負(fù)載的負(fù)端連接。圖10中V_BAT_V1表示其中一節(jié)電池的電壓,V_BAT_V2表示兩節(jié)串聯(lián)的電池的電壓和。當(dāng)所述芯片R5460N208AA檢測(cè)到電池的電壓小于所述過放電電壓閾值時(shí)通過過放控制引腳(Dout)輸出過放信號(hào),控制N溝道MOS管Q7關(guān)斷,以切斷電池的放電回路;當(dāng)所述芯片R5460N208AA檢測(cè)到電池的電壓大于所述電池的過放電解除電壓閾值時(shí),則通過過放控制引腳(Dout)輸出過放解除信號(hào),控制N溝道MOS管Q7重新導(dǎo)通,以導(dǎo)通電池的放電回路。芯片R5460N208AA的其他引腳的連接關(guān)系,與本實(shí)用新型的發(fā)明點(diǎn)無關(guān),在此不做詳細(xì)說明,保持其原有連接關(guān)系即可。
[0086]實(shí)際使用中,所述的第一受控開關(guān)22、所述第二受控開關(guān)32也可以是所述N溝道MOS管Q7,則將所述第二比較單元21的輸出端以及所述溫度檢測(cè)單元31的輸出端連接至芯片R5460N208AA的過電流檢測(cè)引腳(V-)即可。當(dāng)芯片R5460N208AA的過電流檢測(cè)引腳(V-)檢測(cè)到所述第二比較單元21輸出過電流信號(hào)時(shí),所述芯片R5460N208AA通過過放控制引腳(Dout)控制N溝道MOS管Q7關(guān)斷,以切斷電池的放電回路;當(dāng)芯片R5460N208AA的過電流檢測(cè)引腳(V-)檢測(cè)到所述溫度檢測(cè)單元31輸出過溫信號(hào)時(shí),所述芯片R5460N208AA通過過放控制引腳(Dout)控制N溝道MOS管Q7關(guān)斷,以切斷電池的放電回路。如此使用,利于節(jié)約成本,和電路的集成小型化。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該可以理解,采用其他芯片或者電路也是可以的,當(dāng)電池為一節(jié)電池的時(shí)候,可以采用芯片R5402N101KD來實(shí)現(xiàn),芯片R5402N101KD引腳的連接關(guān)系參照上述芯片R5460N208AA即可。
[0087]優(yōu)選地,本實(shí)施例提供的電池放電保護(hù)電路還可以包括均衡放電保護(hù)模塊,用于在所述電池為兩節(jié)串聯(lián)的電池時(shí),判斷所述兩節(jié)電池的壓差是否超過預(yù)設(shè)值,當(dāng)大于所述預(yù)設(shè)值時(shí),則對(duì)兩節(jié)電池進(jìn)行均衡放電,當(dāng)小于或者等于所述預(yù)設(shè)值時(shí),停止對(duì)兩節(jié)電池進(jìn)行均衡放電。通過對(duì)所述兩節(jié)電池進(jìn)行均衡放電,以保證兩節(jié)電池的電量相同。
[0088]兩節(jié)電池串聯(lián)使用的過程中,電池的電壓會(huì)不相同,即電池的電量不均衡。如果兩節(jié)電池長期處于不均衡狀態(tài)下使用,則有可能造成電池?fù)p壞的危險(xiǎn)。所述的均衡放電保護(hù)模塊可以檢測(cè)兩節(jié)電池的電量,當(dāng)檢測(cè)到兩節(jié)電池的壓差大于預(yù)設(shè)值時(shí),則所述的均衡放電保護(hù)模塊以預(yù)設(shè)置的均衡電流值對(duì)兩節(jié)電池進(jìn)行均衡放電,當(dāng)檢測(cè)到兩節(jié)電池的壓差小于或者等于預(yù)設(shè)值時(shí),則對(duì)兩節(jié)電池停止均衡放電。
[0089]作為一種具體實(shí)現(xiàn)方式,如圖11所示,均衡放電保護(hù)模塊可以采用芯片BQ20209
來實(shí)現(xiàn)。
[0090]顯然,上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例,而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.一種電池放電保護(hù)電路,其特征在于,包括至少一個(gè)限流保護(hù)模塊,用于限制流過負(fù)載的電流,所述限流保護(hù)模塊包括: 第一比較單元,用于判斷流過負(fù)載的電流是否超出所述電池的第一放電閾值,當(dāng)所述電流大于所述第一放電閾值時(shí)輸出第一電平,當(dāng)所述電流小于或等于所述第一放電閾值時(shí)輸出第二電平; 限流單元,包括受控開關(guān)和與所述受控開關(guān)兩端并聯(lián)連接的限流功率電阻,所述受控開關(guān)的受控端與所述第一比較單元連接,當(dāng)所述受控開關(guān)的受控端接收到第一電平時(shí)使所述受控開關(guān)斷開,當(dāng)接收第二電平時(shí)使所述受控開關(guān)導(dǎo)通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池放電保護(hù)電路,其特征在于,所述第一比較單元包括比較器(U3),所述比較器(U3)的第一輸入端接收與負(fù)載串聯(lián)的限流檢測(cè)電阻上的電壓值,第二輸入端接收一預(yù)設(shè)電壓值,當(dāng)所述限流檢測(cè)電阻上的電壓值大于所述預(yù)設(shè)電壓值時(shí)輸出所述第一電平,當(dāng)所述限流檢測(cè)電阻上的電壓值小于或等于所述預(yù)設(shè)電壓值時(shí)輸出所述第二電平。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池放電保護(hù)電路,其特征在于,所述限流單元的受控開關(guān)包括:第一電阻(R31)、第二電阻(R32)、第三電阻(R35)、第一 N溝道MOS管(Qll)、第二 N溝道MOS管(Q13)以及基準(zhǔn)電壓源(U7);其中, 所述第三電阻(R35)的一端作為所述受控開關(guān)的受控端,另一端分別與所述第二電阻(R32)的一端、所述第二 N溝道MOS管(Q13)的柵極連接; 所述第二電阻(R32)的另一端分別與所述第一 N溝道MOS管(Qll)的源極、所述第二N溝道MOS管(Q13)的源極連接; 所述第二 N溝道MOS管(Q13)的漏極分別與所述第一 N溝道MOS管(Qll)的柵極、所述第一電阻(R31)的一端連接; 所述第一電阻(R31)的另一端與基準(zhǔn)電壓源(U7)輸出端連接; 所述第一 N溝道MOS管(Qll)的源極和漏極作為所述受控開關(guān)的兩端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池放電保護(hù)電路,其特征在于,所述限流保護(hù)模塊為多個(gè),所述限流保護(hù)模塊的限流單元串聯(lián)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池放電保護(hù)電路,其特征在于,還包括:至少一個(gè)二級(jí)限流保護(hù)模塊,所述二級(jí)限流保護(hù)模塊包括: 第二比較單元,用于判斷所述限流單元的受控開關(guān)斷開時(shí)流過負(fù)載的電流是否超出所述電池的第二放電閾值,當(dāng)所述電流大于所述第二放電閾值時(shí)輸出過電流信號(hào); 第一受控開關(guān),所述第一受控開關(guān)的受控端與所述第二比較單元連接,當(dāng)所述第一受控開關(guān)接收到所述過電流信號(hào)時(shí)斷開則切斷了電池的放電回路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池放電保護(hù)電路,其特征在于,所述第二比較單元包括:第五電阻(R43)、第六電阻(R45)、第七電阻(R47)、第八電阻(R49)、第九電阻(R51)、第一二極管(D4)、第四P溝道MOS管(Q15)以及第五N溝道MOS管(Q18),其中, 所述第五電阻(R43)的一端與所述電池的正極相連;另一端分別與所述第六電阻(R45)的一端、所述第四P溝道MOS管(Q15)的源極連接; 所述第六電阻(R45)的另一端分別與所述第七電阻(R47)的一端、所述第四P溝道MOS管(Q15)的柵極連接; 所述第四P溝道MOS管(Q15)的漏極作為所述第二比較單元的輸出端; 所述第七電阻(R47)的另一端與所述第一二極管(D4)的陽極連接; 所述第一二極管(D4)的陰極與所述第五N溝道MOS管(Q18)的漏極連接; 所述第五N溝道MOS管(Q18)的柵極分別與所述第九電阻(R51)的一端、所述第八電阻(R49)的一端連接; 所述第五N溝道MOS管(Q18)的源極分別與所述第九電阻(R51)的另一端、所述電池的負(fù)極連接; 所述第八電阻(R49)的另一端與負(fù)載的負(fù)端相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池放電保護(hù)電路,其特征在于,所述二級(jí)限流保護(hù)模塊為多個(gè),當(dāng)所述多個(gè)二級(jí)限流保護(hù)模塊中的任一個(gè)所述第二比較單元輸出所述過電流信號(hào)時(shí),則控制對(duì)應(yīng)的所述第一受控開關(guān)切斷電池的放電回路。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池放電保護(hù)電路,其特征在于,還包括:至少一個(gè)溫度保護(hù)模塊,所述溫度保護(hù)模塊包括: 溫度檢測(cè)單元,用于判斷所述電池的溫度是否超出所述電池的溫度允許閾值,當(dāng)所述電池的溫度大于所述溫度允許閾值時(shí)輸出過溫信號(hào); 第二受控開關(guān),所述第二受控開關(guān)的受控端與所述溫度檢測(cè)單元連接,當(dāng)所述第二受控開關(guān)接收到所述過溫信號(hào)時(shí)斷開則切斷了電池的放電回路。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電池放電保護(hù)電路,其特征在于,所述溫度檢測(cè)單元包括:第三P溝道MOS管(Q20)、正溫度系數(shù)熱敏電阻(R56)、負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻(R58)和第四電阻(R72),其中, 所述第三P溝道MOS管(Q20)的柵極分別與所述負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻(R58)的一端、所述正溫度系數(shù)熱敏電阻(R56)的一端連接; 所述第三P溝道MOS管(Q20)的源極分別與所述正溫度系數(shù)熱敏電阻(R56)的另一端、所述第四電阻(R72)的一端連接; 所述第三P溝道MOS管(Q20)的漏極作為所述溫度檢測(cè)單元的輸出端; 所述負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻(R58)的另一端與所述電池的負(fù)極連接; 所述第四電阻(R72)的另一端與所述電池的正極連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電池放電保護(hù)電路,其特征在于,所述溫度保護(hù)模塊為多個(gè),當(dāng)所述多個(gè)溫度保護(hù)模塊中的任一個(gè)所述溫度檢測(cè)單元輸出所述過溫信號(hào)時(shí),則控制對(duì)應(yīng)的所述第二受控開關(guān)切斷電池的放電回路。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池放電保護(hù)電路,其特征在于,還包括:至少一個(gè)過放保護(hù)模塊,所述過放保護(hù)模塊包括: 電壓檢測(cè)單元,用于判斷所述電池的電壓是否小于所述電池的過放電電壓閾值,當(dāng)所述電池的電壓小于所述過放電電壓閾值時(shí)輸出過放信號(hào); 第三受控開關(guān),所述第三受控開關(guān)的受控端與所述電壓檢測(cè)單元連接,當(dāng)所述第三受控開關(guān)接收到所述過放信號(hào)時(shí)斷開則切斷了電池的放電回路。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電池放電保護(hù)電路,其特征在于,所述電壓檢測(cè)單元還用于判斷所述第三受控開關(guān)斷開時(shí)電池的電壓是否大于所述電池的過放電解除電壓閾值,當(dāng)所述電池的電壓大于所述過放電解除電壓閾值時(shí)控制所述第三受控開關(guān)重新導(dǎo)通以導(dǎo)通電池的放電回路。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池放電保護(hù)電路,其特征在于,還包括均衡放電保護(hù)模塊,用于在所述電池為兩節(jié)串聯(lián)的電池時(shí),判斷所述兩節(jié)電池的壓差是否超過預(yù)設(shè)值,當(dāng)大于所述預(yù)設(shè)值時(shí),則對(duì)兩節(jié)電池進(jìn)行均衡放電,當(dāng)小于或者等于所述預(yù)設(shè)值時(shí),停止對(duì)兩節(jié)電池進(jìn)行均衡放電。
【文檔編號(hào)】H02H7/18GK204216632SQ201420727061
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月27日
【發(fā)明者】宋小平, 李鳳石, 馬昂 申請(qǐng)人:北京拓盛電子科技有限公司