一種防止鋰電池過放的控制電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種防止鋰電池過放的控制電路，其特征在于，包括，一第一三極管、一單向開關單元、一采樣單元、一電感線圈、一輸入電容、一直流直流轉換單元、一輸出電容、一第一電阻、一第二電阻以及一第三電阻，所述鋰電池組過放時，所述采樣單元控制所述直流直流轉換單元停止導通，所述第一三極管的導通驅動所述單向開關單元以防止所述直流直流轉換單元導通。
【專利說明】-種防止鋰電池過放的控制電路

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及電路領域，尤其涉及電池保護電路。

【背景技術】
[0002] 鋰電池的能量密度非常大，放電電平高，無記憶效應，優(yōu)秀的性能使它被廣泛應用 于各行各業(yè)。使用鋰電池時，需要重點注意的是鋰電池不能過充或者過放，即使是〇. IV的 過充或者過放，對它的使用壽命影響是相當大的。所以對鋰電池的過充和過放保護必不可 少，否則就會在反復的使用中損壞鋰電池。
[0003] -般在鋰電池充電器中都有過充保護，所以本發(fā)明設計的電路旨在解決鋰電池放 電時的過放保護。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術的缺陷，本發(fā)明提供一種防止鋰電池過放的控制電路，其特征在于， 包括，一第一三極管、一單向開關單元、一采樣單元、一電感線圈、一輸入電容、一直流直流 轉換單元、一輸出電容、一第一電阻、一第二電阻以及一第三電阻，其中，所述第一三極管的 發(fā)射極連接至鋰電池組的正極、所述第二電阻的一端、所述采樣單元、所述輸入電容的一端 以及所述電感線圈的一端，所述輸入電容的另一端接地，所述電感線圈的另一端連接至所 述直流直流轉換單元，所述直流直流轉換單元連接至所述采樣單元、所述單向開關單元、所 述第三電阻的一端、所述輸出電容的一端以及地，所述輸出電容的另一端接地，所述采樣單 元連接至所述單向開關單元以及地，所述第一三極管的基極連接至所述第二電阻的另一端 以及所述第三電阻的另一端，所述第一三極管的集電極連接至所述第一電的一端，所述第 一電阻的另一端連接至所述單向開關單元，所述鋰電池組過放時，所述采樣單元控制所述 直流直流轉換單元停止導通，所述第一三極管的導通驅動所述單向開關單元以防止所述直 流直流轉換單元導通。
[0005] 優(yōu)選地，包括第一電容、第七電阻以及第八電阻，所述直流直流轉換單元具有：電 感連接引腳，連接至所述電感線圈的一端；高電壓輸出引腳，連接至所述第三電阻的一端； 低電壓輸入引腳，連接至所述采樣單元以及所述單向開關單元；基準電壓輸出引腳，通過連 接至所述第一電容而接地；接地引腳，接地；反饋引腳，連接至所述第七電阻的一端，并通 過連接至所述第八電阻而接地；輸出引腳，連接至所述第七電阻的另一端、所述輸出電容的 一端以及所述關斷引腳；以及關斷引腳，連接至所述輸出引腳，其中，所述低電壓輸入引腳 的輸入電壓小于所述直流直流轉換單元的門限電壓時，所述直流直流轉換單元停止導通， 所述高電壓輸出引腳輸出低電平。
[0006] 優(yōu)選地，所述第一電容為一瓷片電容。
[0007] 優(yōu)選地，所述采樣單元包括第四電阻、第五電阻以及第六電阻，所述第四電阻的一 端連接至所述第一三極管的發(fā)射極、所述第二電阻的一端、所述輸入電容的一端以及所述 電感線圈的一端，所述第四電阻的另一端連接至所述單向開關單元以及所述第五電阻的一 端，所述第五電阻的另一端連接至所述單向開關單元、所述低電壓輸入引腳以及所述第六 電阻的一端，所述第六電阻的另一端接地，其中，所述第六電阻上的電壓與所述低電壓輸入 引腳的輸入電壓相等。
[0008] 優(yōu)選地，所述單向開關單元包括第二三極管以及第三三極管，所述控制電路還包 括第九電阻，所述第二三極管的發(fā)射極連接至所述第五電阻的一端以及所述第四電阻的一 端，所述第二三極管的基極連接至所述第六電阻的一端、所述低電壓輸出引腳以及所述第 三三極管的集電極，所述第二二極管的集電極連接至所述第一電阻的一端、所述第三三極 管的基極以及所述第九電阻的一端，所述第九電阻的另一端接地，所述第三三極管的發(fā)射 極接地，所述第一三極管的導通為提供所述第三三極管的基極偏置電壓，所述第三三極管 導通并形成正反饋，使所述第二二極管與所述第三二極管飽和導通以使所述低電壓輸入引 腳的輸入電壓鎖定為低電平。
[0009] 優(yōu)選地，所述第二三極管為PNP結構，所述第三二極管為NPN結構。
[0010] 優(yōu)選地，所述采樣單元包括第十電阻以及第十一電阻，所述第十電阻的一端連接 至所述第一三極管的發(fā)射極、所述第二電阻的一端、所述輸入電容的一端以及所述電感線 圈的一端，所述第十電阻的另一端連接至所述單向開關單元、所述低電壓輸入引腳以及所 述第十一電阻的一端，所述第十一電阻的另一端接地，其中，所述第十一電阻上的電壓與所 述低電壓輸入引腳的輸入電壓相等。
[0011] 優(yōu)選地，所述單向開關單元包括一可控硅整流元件，所述控制電路還包括第十二 電阻，所述可控硅整流元件的陽極連接至所述低電壓輸入引腳，所述可控硅整流元件的控 制極連接至所述第一電阻的一端以及所述第十二電阻的一端，所述第十二電阻的另一端接 地，所述可控硅整流元件的陰極接地。
[0012] 優(yōu)選地，所述輸入電容為電解電容，所述輸入電容的正極連接至所述第一三極管 的發(fā)射極、所述第二電阻的一端、所述第四電阻的一端以及所述電感線圈的一端，所述輸入 電容的負極接地。
[0013] 優(yōu)選地，所述輸出電容為電解電容，所述輸出電容的正極連接至所述關斷引腳，所 述輸出引腳以及所述第七電阻的一端，所述輸出電容的負極接地。
[0014] 優(yōu)選地，所述第一二極管為PNP結構。
[0015] 本發(fā)明利用直流直流轉換單元、單項開關單元以及采樣單元實現(xiàn)鋰電池精確的 過放保護，在鋰電池放電電壓低于一定門限值的時候，通過采樣單元使直流直流轉換單元 停止工作并通過單向開關單元使直流直流轉換單元保持斷開，進一步斷開電池與負載的連 接，從而保護電池免受過放的危害。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、 目的和優(yōu)點將會變得更明顯：
[0017] 圖1示出一種防止鋰電池過放的控制電路的電路圖。

【具體實施方式】
[0018] 圖1示出一種防止鋰電池過放的控制電路的電路圖。控制電路包括第一三極管 61、單向開關單元2、采樣單元4、電感線圈81、輸入電容92、直流直流轉換單元3、輸出電容 93、以及六個電阻。六個電阻分別為第一電阻71、第二電阻72、第三電阻73、第七電阻77、 第八電阻78以及第九電阻79。直流直流轉換單元3具有電感連接引腳31、高電壓輸出引 腳32、低電壓輸入引腳33、基準電壓輸出引腳34、關斷引腳35、輸出引腳36、反饋引腳37以 及接地引腳38。采樣單元4包括第四電阻74、第五電阻75以及第六電阻76。單向開關單 元2包括第二三極管62以及第三三極管63。
[0019] 控制電路連接至鋰電池組1和負載發(fā)光二極管5。其中，鋰電池組的正極連接至 第一三極管61的發(fā)射極、第二電阻72的一端、采樣單元4的第四電阻74的一端、輸入電容 92的一端以及電感線圈81的一端。輸入電容92的另一端接地。電感線圈81的另一端連 接至直流直流轉換單元3的電感輸入引腳31。直流直流轉換單元3的關斷引腳35連接至 直流直流轉換單兀3的輸出引腳36、第七電阻77的一端、輸出電容93的一端以及負載發(fā)光 二極管5的正極。輸出電容93的另一端接地。負載發(fā)光二極管的負極接地。第七電阻77 的另一端連接至直流直流轉換單元3的反饋引腳37以及第八電阻78的一端。第八電阻78 的另一端接地。直流直流轉換單元3的接地引腳38接地。基準電壓輸出引腳34連接至第 一電容91的一端。第一電容91的另一端接地。第四電阻74的另一端連接至第五電阻75 的一端以及單向開關單元2的第二三極管62的發(fā)射極。第五電阻75的另一端連接至單向 開關單元2的第二三極管62的基極、單向開關單元2的第三三極管63的集電極、第六電阻 76的一端以及直流直流轉換單元3的低電壓輸出引腳33。第六電阻76的另一端接地。單 向開關單元2的第二三極管62的集電極連接至單向開關單元2的第三三極管63的基極、 第一電阻71的一端以及第九電阻79的一端。第九電阻79的另一端接地。單向開關單元2 的第三三極管63的發(fā)射極接地。第二電阻72的另一端連接至第一三極管61的基極以及 第三電阻73的一端。第三電阻73的另一端連接至直流直流轉換單元3的高電壓輸出引腳 32。第一三極管61的集電極連接至第一電阻71的另一端。鋰電池組1的負極接地。
[0020] 在本實施例的優(yōu)選例中，第一二極管61為PNP結構。第二三極管62為PNP結構。 第三二極管63為NPN結構。第一電容91為瓷片電容。輸入電容92為電解電容，輸入電容 92的正極連接至第一三極管61的發(fā)射極、第二電阻72的一端、第四電阻74的一端以及電 感線圈81的一端。輸入電容92的負極接地。輸出電容93為電解電容。輸出電容93的正 極連接至35關斷引腳，輸出引腳36以及第七電阻77的一端，輸出電容93的負極接地。
[0021] 當直流直流轉換單元3的低電壓輸入引腳33上的電壓高于直流直流轉換單元3 的門限電壓時。直流直流轉換單元3正常工作，高電壓輸出引腳32輸出高電平。當直流直 流轉換單元3的低電壓輸入引腳33上的電壓低于直流直流轉換單元3的門限電壓時，直流 直流轉換單元3斷開電池與負載發(fā)光二極管的連接，高電壓輸出引腳32輸出低電平，并進 行靜態(tài)低功耗狀態(tài)。直流直流轉換單元3的低電壓輸入引腳33和高電壓輸出引腳32輸出 高電平結合外圍分立元件，實現(xiàn)了鋰電池組1的過放保護。
[0022] 其原理如下：第四電阻74、第五電阻75、第六電阻76構成一個電阻分壓網(wǎng)絡，對鋰 電池組1的放電電壓進行分壓采樣。
[0023] 當?shù)诹娮?6上獲得的分壓高于低電壓輸入引腳33的門限電壓，直流直流轉換 單元3正常工作，高電壓輸出引腳32輸出高電平。第一三極管61截止，由此第二三極管62 和第三三極管63也處于截止狀態(tài)。
[0024] 當?shù)诹娮?6上獲得的分壓低于低電壓輸入引腳33的門限電壓，直流直流轉換 單元3停止工作，斷開鋰電池組1和負載發(fā)光二級管5的連接。高電壓輸出引腳32輸出輸 出低電平，使第一三極管61導通。第一三極管61導通之后為第三三極管63提供了基極偏 置電壓，第三三極管63隨之導通。第二三極管62和第三三極管63的基極和集電極互相連 接，構成兩個互相復合的晶體管電路。當?shù)谌龢O管63的基極有足夠的電流時，就會形成 強烈的正反饋，造成第二三極管62、第三三極管63飽和導通，使低電壓輸入引腳33的輸入 電壓被鎖定為低電平。第二三極管62、第三三極管63構成的低電壓鎖存電路，能有效地防 止直流直流轉換單元3再次啟動，對鋰電池組1提供可靠的過放保護。
[0025] 直流直流轉換單元3第一電感81為直流直流轉換單元3的儲能電感。輸出電容 93起濾波作用。反饋引腳37用于設置輸出引腳36的輸出電壓大小，設置第七電阻77以及 第八電阻78構成的分壓網(wǎng)絡，可以自由設置輸出引腳36的輸出電壓V TOT的值。VOTT的計算 公式如下，
[0026] V0UT=VEEF* (R7+R8)/R8
[0027] 其中，VKEF為直流直流轉換單元3的基準電壓輸出引腳處的電壓，VOTT是輸出引腳 36的輸出電壓，R7是第七電阻77的電阻值，R8是第八電阻78的電阻值。
[0028] 單向開關單元2的第二三極管62以及第三三極管63也可以用一個可控硅整流元 件代替?？煽毓枵髟年枠O連接至低電壓輸入引腳33。可控硅整流元件的控制極連接 至第一電阻71的一端以及第九電阻79的一端。第九電阻79的另一端接地。可控硅整流 元件的陰極接地。在本實施例中，采樣單元4僅包括第四電阻74以及第六電阻76。
[0029] 以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述 特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影 響本發(fā)明的實質內(nèi)容。
【權利要求】
1. 一種防止鋰電池過放的控制電路，其特征在于，包括，一第一三極管、一單向開關單 兀、一米樣單兀、一電感線圈、一輸入電容、一直流直流轉換單兀、一輸出電容、一第一電阻、 一第二電阻以及一第三電阻， 其中，所述第一三極管的發(fā)射極連接至鋰電池組的正極、所述第二電阻的一端、所述采 樣單元、所述輸入電容的一端以及所述電感線圈的一端，所述輸入電容的另一端接地，所述 電感線圈的另一端連接至所述直流直流轉換單元，所述直流直流轉換單元連接至所述采樣 單元、所述單向開關單元、所述第三電阻的一端、所述輸出電容的一端以及地，所述輸出電 容的另一端接地，所述采樣單元連接至所述單向開關單元以及地，所述第一三極管的基極 連接至所述第二電阻的另一端以及所述第三電阻的另一端，所述第一三極管的集電極連接 至所述第一電的一端，所述第一電阻的另一端連接至所述單向開關單元， 所述鋰電池組過放時，所述采樣單元控制所述直流直流轉換單元停止導通，所述第 一三極管的導通驅動所述單向開關單元以防止所述直流直流轉換單元導通。
2. 根據(jù)權利要求1所述的控制電路，其特征在于，包括第一電容、第七電阻以及第八電 阻，所述直流直流轉換單元具有： 電感連接引腳，連接至所述電感線圈的一端； 高電壓輸出引腳，連接至所述第三電阻的一端； 低電壓輸入引腳，連接至所述采樣單元以及所述單向開關單元； 基準電壓輸出引腳，通過連接至所述第一電容而接地； 接地引腳，接地； 反饋引腳，連接至所述第七電阻的一端，并通過連接至所述第八電阻而接地； 輸出引腳，連接至所述第七電阻的另一端、所述輸出電容的一端以及所述關斷引腳；以 及 關斷引腳，連接至所述輸出引腳， 其中，所述低電壓輸入引腳的輸入電壓小于所述直流直流轉換單元的門限電壓時，所 述直流直流轉換單元停止導通，所述高電壓輸出引腳輸出低電平。
3. 根據(jù)權利要求2所述的控制電路，其特征在于，所述采樣單元包括第四電阻、第五電 阻以及第六電阻， 所述第四電阻的一端連接至所述第一三極管的發(fā)射極、所述第二電阻的一端、所述輸 入電容的一端以及所述電感線圈的一端，所述第四電阻的另一端連接至所述單向開關單元 以及所述第五電阻的一端，所述第五電阻的另一端連接至所述單向開關單元、所述低電壓 輸入引腳以及所述第六電阻的一端，所述第六電阻的另一端接地， 其中，所述第六電阻上的電壓與所述低電壓輸入引腳的輸入電壓相等。
4. 根據(jù)權利要求3所述的控制電路，其特征在于，所述單向開關單元包括第二三極管 以及第三三極管，所述控制電路還包括第九電阻， 所述第二三極管的發(fā)射極連接至所述第五電阻的一端以及所述第四電阻的一端，所述 第二三極管的基極連接至所述第六電阻的一端、所述低電壓輸出引腳以及所述第三三極管 的集電極，所述第二二極管的集電極連接至所述第一電阻的一端、所述第三三極管的基極 以及所述第九電阻的一端，所述第九電阻的另一端接地，所述第三三極管的發(fā)射極接地， 所述第一三極管的導通為提供所述第三三極管的基極偏置電壓，所述第三三極管導通 并形成正反饋，使所述第二二極管與所述第三二極管飽和導通以使所述低電壓輸入引腳的 輸入電壓鎖定為低電平。
5. 根據(jù)權利要求4所述的控制電路，其特征在于，所述第二三極管為PNP結構，所述第 三二極管為NPN結構。
6. 根據(jù)權利要求2所述的控制電路，其特征在于，所述采樣單元包括第十電阻以及第 i 電阻， 所述第十電阻的一端連接至所述第一三極管的發(fā)射極、所述第二電阻的一端、所述輸 入電容的一端以及所述電感線圈的一端，所述第十電阻的另一端連接至所述單向開關單 元、所述低電壓輸入引腳以及所述第十一電阻的一端，所述第十一電阻的另一端接地， 其中，所述第十一電阻上的電壓與所述低電壓輸入引腳的輸入電壓相等。
7. 根據(jù)權利要求6所述的控制電路，其特征在于，所述單向開關單元包括一可控硅整 流元件，所述控制電路還包括第十二電阻， 所述可控硅整流元件的陽極連接至所述低電壓輸入引腳，所述可控硅整流元件的控 制極連接至所述第一電阻的一端以及所述第十二電阻的一端，所述第十二電阻的另一端接 地，所述可控硅整流元件的陰極接地。
8. 根據(jù)權利要求3至5任一項所述的控制電路，其特征在于，所述輸入電容為電解電 容，所述輸入電容的正極連接至所述第一三極管的發(fā)射極、所述第二電阻的一端、所述第四 電阻的一端以及所述電感線圈的一端，所述輸入電容的負極接地。
9. 根據(jù)權利要求2至7任一項所述的控制電路，其特征在于，所述輸出電容為電解電 容，所述輸出電容的正極連接至所述關斷引腳，所述輸出引腳以及所述第七電阻的一端，所 述輸出電容的負極接地。
10. 根據(jù)權利要求1至7任一項所述的控制電路，其特征在于，所述第一二極管為PNP 結構。
【文檔編號】H02J7/00GK104124720SQ201310154040
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年4月27日 優(yōu)先權日:2013年4月27日
【發(fā)明者】周明杰, 林錦旭 申請人:海洋王（東莞）照明科技有限公司, 海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司