專利名稱：一種鋰電池保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種保護(hù)電路，尤其是ー種鋰電池保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
電動(dòng)產(chǎn)品為了方便操作，對(duì)安全性、便攜性、成本等有著諸多的要求，尤其是在電池方面。鋰電池具有體積小、容量大、無記憶性、放電倍率高等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電動(dòng)產(chǎn)品中。電動(dòng)產(chǎn)品具有工作電流尤其是開機(jī)瞬間電流比較大的特點(diǎn)，需要電路能夠調(diào)整放電、過流保護(hù)及短路保護(hù)的電流大小及其延時(shí)，同時(shí)保護(hù)之后又可以迅速恢復(fù)放電狀態(tài)。為了適應(yīng)電動(dòng)產(chǎn)品的以上特性，電動(dòng)產(chǎn)品電池的放電安全性也非常重要，需要對(duì)其提供過放電壓保護(hù)。 目前電動(dòng)產(chǎn)品行業(yè)在多串鋰電池總體保護(hù)電路應(yīng)用上，沒有專門用于三串以上的鋰電池總體保護(hù)的芯片，通常在設(shè)計(jì)三串以上的鋰電池整體保護(hù)電路時(shí)需要依靠MCU單片機(jī)控制方案來實(shí)現(xiàn)。但采用MCU單片機(jī)控制方案存在實(shí)施電路復(fù)雜、需要編寫程序、設(shè)計(jì)成本和生產(chǎn)成本都較高?，F(xiàn)有技術(shù)中，一串鋰電池保護(hù)電路原理圖如圖I所示該保護(hù)電路中，采用S-8261系列芯片作為保護(hù)電路的控制芯片UI，控制芯片UI的正電源輸入端VDD通過電阻Rl接電池的正極、負(fù)電源輸入端VSS接電池的負(fù)極同時(shí)接地、放電控制端DO接場(chǎng)效應(yīng)管FETl的柵極、充電控制端CO接場(chǎng)效應(yīng)管FET2的柵極、過電流檢測(cè)端VM通過電阻R2接電源主回路輸出端；控制芯片Ul的正電源輸入端VDD和負(fù)電源輸入端VSS間串聯(lián)有電容Cl ；場(chǎng)效應(yīng)管FETl、場(chǎng)效應(yīng)管FET2設(shè)置于電源主回路中，并位于電池的負(fù)極與電源負(fù)端。工作原理控制芯片Ul通過監(jiān)視連接在VDD - VSS間的電池的電壓及VM — VSS間的電壓差而控制充電和放電。具體的，場(chǎng)效應(yīng)管FETl為放電控制開關(guān)管，場(chǎng)效應(yīng)管FET2為充電控制開關(guān)管。電池電壓在過放電檢測(cè)電壓(VDL)以下時(shí)通過放電控制端DO控制場(chǎng)效應(yīng)管FETl關(guān)斷實(shí)現(xiàn)過放保護(hù)功能，電池電壓在過充電檢測(cè)電壓(VCU)以上時(shí)通過充電控制端CO控制場(chǎng)效應(yīng)管FET2關(guān)斷實(shí)現(xiàn)過充保護(hù)功能，過電流檢測(cè)端VM的電壓在充電器檢測(cè)電壓(VCHA)以上且在過電流檢測(cè)電壓(VIOVl)以上時(shí)通過放電控制端DO控制場(chǎng)效應(yīng)管FETl關(guān)斷實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)、短路保護(hù)功能。正常時(shí)場(chǎng)效應(yīng)管FET2和場(chǎng)效應(yīng)管FETl均打開，這時(shí)電池可以進(jìn)行正常的充電和放電。該ー串鋰電池保護(hù)電路，由于控制芯片參數(shù)已固定，所以不能直接用于多串鋰電池保護(hù)電路。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種基于一串鋰電池保護(hù)電路的控制芯片設(shè)計(jì)的可用于多串鋰電池的保護(hù)電路。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型通過以下方案實(shí)現(xiàn)一種鋰電池保護(hù)電路，包括用于ー串鋰電池保護(hù)電路的控制芯片U1，位于電源主回路的場(chǎng)效應(yīng)管Q6，其中電池的正極接電源正端，電池的負(fù)極通過場(chǎng)效應(yīng)管Q6的源極、漏極接電源負(fù)端，還包括與控制芯片Ul連接的分壓電路，由控制芯片Ul控制的用于控制場(chǎng)效應(yīng)管Q6的場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路，可調(diào)整過流保護(hù)值和過流保護(hù)延時(shí)的連接于電源主回路和控制芯片Ul間的電流檢測(cè)電路，可調(diào)整短路保護(hù)值和短路保護(hù)延時(shí)的短路保護(hù)電路。進(jìn)ー步的，所述的分壓電路包括電 阻R2，電阻R2的一端接鋰電池的正極、另一端依次串聯(lián)電阻R5、電阻R14、電阻R17，電阻R17的另一端接鋰電池的負(fù)極。進(jìn)ー步的，所述的場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路包括PNP型場(chǎng)效應(yīng)管Q4，場(chǎng)效應(yīng)管Q4的柵極通過電阻R8連接至控制芯片Ul放電控制端D0、源極接電池負(fù)極、漏極接電阻R6，電阻R6另一端通過電阻Rl連接至電池正扱，電阻R6另一端接NPN型場(chǎng)效應(yīng)管Ql的柵極，場(chǎng)效應(yīng)管Ql的源極接電池正極、漏極接電阻R7，電阻R7另外一端通過電阻R15接PNP型場(chǎng)效應(yīng)管Q6的源扱，電阻R7的另外一端通過電阻R13接場(chǎng)效應(yīng)管Q6的柵極，場(chǎng)效應(yīng)管Q6的源極接電池負(fù)極、漏極接電源負(fù)端。進(jìn)ー步的，所述的電流檢測(cè)電路包括電阻R18、電阻R9，電阻R18的一端接電源負(fù)端、另一端接控制芯片過電流檢測(cè)端VM,電阻R9的一端接電池負(fù)極、另一端接控制芯片過電流檢測(cè)端VM，還包括并聯(lián)的電容C6、C8、C10,并聯(lián)電容的一端接電池負(fù)極、另一端接控制芯片過流檢測(cè)端VM。進(jìn)ー步的，所述的短路保護(hù)電路包括電阻R19、電阻R21，電阻R19的一端接電源負(fù)端、另一端接ニ極管D4的正扱，ニ極管D4負(fù)極接電阻R12、電容C9、電阻R16，電阻R12另外一端接三極管Q3，電容C9、電阻R16的另外一端接電池負(fù)極，電阻R21 —端接電源負(fù)端、另一端接電池負(fù)極。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的一種鋰電池保護(hù)電路，基于現(xiàn)有技術(shù)中ー串鋰電池保護(hù)電路的控制芯片通過改進(jìn)設(shè)計(jì)出可用于多串鋰電池的保護(hù)電路，該方案對(duì)比采用MCU單片機(jī)的方案具有方案原理結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、可靠性高、成本低等有點(diǎn)。

圖I為現(xiàn)有技術(shù)中ー串鋰電池保護(hù)電路原理圖。圖2為本實(shí)用新型鋰電池保護(hù)電路部分電路原理圖。圖3為本實(shí)用新型鋰電池保護(hù)電路另外部分電路原理圖。
具體實(shí)施方式
為便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步詳細(xì)說明。參照?qǐng)D2、3，一種鋰電池保護(hù)電路，包括用于ー串鋰電池保護(hù)電路的控制芯片U1，位于電源主回路的場(chǎng)效應(yīng)管Q6，其中電池的正極接電源正端，電池的負(fù)極通過場(chǎng)效應(yīng)管Q6的源極、漏極接電源負(fù)端，還包括與控制芯片Ul連接的分壓電路，由控制芯片Ul控制的用于控制場(chǎng)效應(yīng)管Q6的場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路，可調(diào)整過流保護(hù)值和過流保護(hù)延時(shí)的連接于電源主回路和控制芯片Ul間的電流檢測(cè)電路，可調(diào)整短路保護(hù)值和短路保護(hù)延時(shí)的短路保護(hù)電路。所述的分壓電路包括電阻R2，電阻R2的一端接鋰電池的正極、另一端依次串聯(lián)電阻R5、電阻R14、電阻R17，電阻R17的另一端接鋰電池的負(fù)極。所述的場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路包括PNP型場(chǎng)效應(yīng)管Q4，場(chǎng)效應(yīng)管Q4的柵極通過電阻R8連接至控制芯片Ul放電控制端D0、源極接電池負(fù)極、漏極接電阻R6，電阻R6另一端通過電阻Rl連接至電池正極，電阻R6另一端接NPN型場(chǎng)效應(yīng)管Ql的柵極，場(chǎng)效應(yīng)管Ql的源極接電池正極、漏極接電阻R7，電阻R7另外一端通過電阻R15接PNP型場(chǎng)效應(yīng)管Q6的源扱，電阻R7的另外一端通過電阻R13接場(chǎng)效應(yīng)管Q6的柵極，場(chǎng)效應(yīng)管Q6的源極接電池負(fù)極、漏極接電源負(fù)端。所述的電流檢測(cè)電路包括電阻R18、電阻R9，電阻R18的一端接電源負(fù)端、另一端接控制芯片過電流檢測(cè)端VM,電阻R9的一端接電池負(fù)極、另一端接控制芯片過電流檢測(cè)端VM，還包括并聯(lián)的電容C6、C8、C10，并聯(lián)電容的一端接電池負(fù)極、另一端接控制芯片過流檢 測(cè)端VM0所述的短路保護(hù)電路包括電阻R19、電阻R21，電阻R19的一端接電源負(fù)端、另一端接ニ極管D4的正極，ニ極管D4負(fù)極接電阻R12、電容C9、電阻R16，電阻R12另外一端接三極管Q3，電容C9、電阻R16的另外一端接電池負(fù)極，電阻R21 —端接電源負(fù)端、另一端接電池負(fù)極。具體工作時(shí)調(diào)節(jié)分壓電路中，通過調(diào)節(jié)電阻R5、電阻R14、電阻R17，電阻R17的參數(shù)使控制芯片Ul的正電源輸入端VDD與負(fù)電源輸入端VSS之間的電壓滿足控制芯片Ul的工作要求。場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路中，為適用于多串鋰電池的保護(hù)，需將電源主回路的開關(guān)管設(shè)置成大功率，本示例中，PNP型場(chǎng)效應(yīng)管Q6作為大功率開關(guān)管設(shè)置于放電電源主回路中?？刂菩酒琔l放電控制端DO通過電阻R8控制PNP型場(chǎng)效應(yīng)管Q4導(dǎo)通，此時(shí)NPN型場(chǎng)效應(yīng)管Ql因柵極被電阻R1、電阻R6拉低而導(dǎo)通，進(jìn)而電池的電壓通過場(chǎng)效應(yīng)管Q1、電阻R7、電阻R15、電阻R13加載至PNP型場(chǎng)效應(yīng)管Q6，將場(chǎng)效應(yīng)管Q6導(dǎo)通。電流檢測(cè)電路中，通過調(diào)整電阻R18和電阻R9的參數(shù)可調(diào)整過流保護(hù)值，通過調(diào)整電容C6、電容C8、電容ClO的參數(shù)可調(diào)整過流保護(hù)延時(shí)，從而滿足不同的過流保護(hù)值和過流保護(hù)延時(shí)的需求。短路保護(hù)電路中，通過電阻R19、ニ極管D4、電阻R12、電阻R16、電容C9控制三極管Q3實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)。通過調(diào)整電阻R19、電阻R21的參數(shù)可以調(diào)整短路保護(hù)值，通過調(diào)整C9的參數(shù)可以調(diào)整短路保護(hù)延吋。本實(shí)用新型提供的ー種鋰電池保護(hù)電路，可根據(jù)實(shí)際需要將保護(hù)電路應(yīng)用于多串鋰電池的保護(hù)，同時(shí)可以過流保護(hù)值和過流保護(hù)延時(shí)、短路保護(hù)值和短路保護(hù)延吋。以上為本實(shí)用新型的某些具體實(shí)現(xiàn)方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，任何顯而易見的替換形式均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種鋰電池保護(hù)電路，包括用于ー串鋰電池保護(hù)電路的控制芯片U1，位于電源主回路的場(chǎng)效應(yīng)管Q6，其中電池的正極接電源正端，電池的負(fù)極通過場(chǎng)效應(yīng)管Q6的源極、漏極接電源負(fù)端，其特征在于還包括與控制芯片Ul連接的分壓電路，由控制芯片Ul控制的用于控制場(chǎng)效應(yīng)管Q6的場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路，可調(diào)整過流保護(hù)值和過流保護(hù)延時(shí)的連接于電源主回路和控制芯片Ul間的電流檢測(cè)電路，可調(diào)整短路保護(hù)值和短路保護(hù)延時(shí)的短路保護(hù)電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種鋰電池保護(hù)電路，其特征在于所述的分壓電路包括電阻R2，電阻R2的一端接鋰電池的正極、另一端依次串聯(lián)電阻R5、電阻R14、電阻R17，電阻R17的另一端接鋰電池的負(fù)極。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種鋰電池保護(hù)電路，其特征在于所述的場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路包括PNP型場(chǎng)效應(yīng)管Q4，場(chǎng)效應(yīng)管Q4的柵極通過電阻R8連接至控制芯片Ul放電控制端DO、源極接電池負(fù)極、漏極接電阻R6，電阻R6另一端通過電阻Rl連接至電池正扱，電阻R6另一端接NPN型場(chǎng)效應(yīng)管Ql的柵極，場(chǎng)效應(yīng)管Ql的源極接電池正極、漏極接電阻R7，電阻R7另外一端通過電阻R15接PNP型場(chǎng)效應(yīng)管Q6的源極，電阻R7的另外一端通過電阻R13接場(chǎng)效應(yīng)管Q6的柵極，場(chǎng)效應(yīng)管Q6的源極接電池負(fù)極、漏極接電源負(fù)端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種鋰電池保護(hù)電路，其特征在于所述的電流檢測(cè)電路包括電阻R18、電阻R9，電阻R18的一端接電源負(fù)端、另一端接控制芯片過電流檢測(cè)端VM，電阻R9的一端接電池負(fù)極、另一端接控制芯片過電流檢測(cè)端VM，還包括并聯(lián)的電容C6、C8、C10，并聯(lián)電容的一端接電池負(fù)極、另一端接控制芯片過流檢測(cè)端VM。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ー種鋰電池保護(hù)電路，其特征在于所述的短路保護(hù)電路包括電阻R19、電阻R21，電阻R19的一端接電源負(fù)端、另一端接ニ極管D4的正扱，ニ極管D4負(fù)極接電阻R12、電容C9、電阻R16，電阻R12另外一端接三極管Q3，電容C9、電阻R16的另外一端接電池負(fù)極，電阻R21 —端接電源負(fù)端、另一端接電池負(fù)極。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種鋰電池保護(hù)電路，包括用于一串鋰電池保護(hù)電路的控制芯片U1，位于電源主回路的場(chǎng)效應(yīng)管Q6，其中電池的正極接電源正端，電池的負(fù)極通過場(chǎng)效應(yīng)管Q6的源極、漏極接電源負(fù)端，還包括與控制芯片U1連接的分壓電路，由控制芯片U1控制的用于控制場(chǎng)效應(yīng)管Q6的場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路，連接于電源主回路和控制芯片U1間的電流檢測(cè)電路，短路保護(hù)電路。本實(shí)用新型基于現(xiàn)有技術(shù)中一串鋰電池保護(hù)電路的控制芯片通過改進(jìn)設(shè)計(jì)出可根據(jù)實(shí)際需要將保護(hù)電路應(yīng)用于多串鋰電池的保護(hù)，同時(shí)可以過流保護(hù)值和過流保護(hù)延時(shí)、短路保護(hù)值和短路保護(hù)延時(shí)的保護(hù)電路，對(duì)比采用MCU單片機(jī)的方案具有方案原理結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、可靠性高、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02H7/18GK202474831SQ20112053738
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者余敏, 李潤(rùn)朝 申請(qǐng)人:惠州市藍(lán)微電子有限公司