一种单节串联型锂电池保护电路制造技术

本发明专利技术提供一种单节串联型锂电池保护电路，包括电池包；具有检测单元的检测模块，用于采样对应电池的电压并比较，当采样电压小于预设最低电压时产生放电控制信号；反之产生充电控制信号；与电池正极和检测单元连接的放电控制模块，用于根据放电控制信号产生放电关断信号；连接于放电控制模块和最低节电池负极端之间的放电开关模块，用于根据放电关断信号控制放电开关模块进行关断操作；与电池正极和检测单元连接的充电控制模块，用于根据充电控制信号产生充电关断信号；连接于充电控制模块和最低节电池负极端之间的充电开关模块，用于根据充电关断信号控制充电开关模块进行关断操作。通过本发明专利技术解决了现有多节锂电池保护芯片存在诸多缺点的问题。

A Single Series Lithium Battery Protection Circuit

The invention provides a single series lithium battery protection circuit, including a battery pack; a detection module with a detection unit for sampling and comparing the voltages of the corresponding batteries, generating a discharge control signal when the sampling voltage is less than the preset minimum voltage; conversely, generating a charging control signal; and a discharge control module connected with the battery positive electrode and the detection unit for controlling the discharge according to the discharge control. No. 3 generates discharge shutdown signal; a discharge switch module connected between the discharge control module and the minimum battery negative terminal is used to control the discharge switch module for shutdown operation according to the discharge shutdown signal; a charge control module connected with the battery positive electrode and the detection unit is used to generate charge shutdown signal according to the charge control signal; and a charge control module is connected with the charge control module and the minimum power saving module. The charging switch module between the negative terminals of the battery is used to control the charging switch module for switching off operation according to the charging shutdown signal. The invention solves the problems of many shortcomings existing in the existing multi-section lithium battery protection chips.

【技术实现步骤摘要】
一种单节串联型锂电池保护电路
本专利技术涉及锂电池领域，特别是涉及一种单节串联型锂电池保护电路。
技术介绍
锂电池作为一种新型的储能设备，凭借其优良的充放电性能、高性价比、无污染等诸多优点正逐步取代铅锡电池，在电动汽车、电动工具、电脑、备用电源等领域应用越来越广泛。而由于锂电池是利用化学反应进行能量的存储和释放，随着使用时间的增加，同一电池组中各节电池的内阻差异较大，如果不增加保护措施，会严重影响锂电池的寿命，甚至会发生爆炸从而影响生命财产安全，因此锂电池保护电路在锂电池应用中至关重要。当前锂电池保护电路多以专用的锂电池保护芯片为核心进行保护电路的设计，国内外许多半导体企业针对锂电池保护领域开发了节数不同、形式不一的专用锂电池保护芯片，但专用锂电池保护芯片也存在诸多缺点：第一，多节锂电池保护芯片只能应用于对应节数的锂电池，如五节锂电池保护芯片应用于五节锂电池，七节锂电池保护芯片应用于七节锂电池，并且多节锂电池专用保护芯片价格昂贵，不利于产品的市场推广。第二，针对不同节数的锂电池，专用锂电池保护芯片兼容性差，如针对八节锂电池，无论是五节还是七节锂电池保护芯片都无法满足对每节锂电池的状态进行监测。第三，现如今各大厂商为了增强专用锂电池保护芯片的兼容性，设计了芯片级联的功能，即通过将锂电池保护芯片级联，来满足更多节数锂电池保护的需求，但是由于芯片级联固化了单个锂电池保护芯片的使用节数，在级联使用时易导致芯片资源浪费，最终导致整个保护电路的成本较高；如针对八节锂电池，无论是使用五节锂电池保护芯片级联还是七节锂电池保护芯片级联，均会导致级联后锂电池保护芯片的部分端口无用，造成资源浪费。鉴于此，有必要设计一种单节串联型锂电池保护电路用以解决现有多节锂电池保护芯片存在的诸多缺点。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种单节串联型锂电池保护电路，用于解决现有多节锂电池保护芯片存在诸多缺点的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种单节串联型锂电池保护电路，所述保护电路包括：电池包，包括依次串联的最低节电池、N节中间节电池及最高节电池，其中，N为大于等于0的自然数；检测模块，包括与(N+2)节电池一一对应连接的(N+2)个检测单元，所述检测单元用于采样对应电池的电压，并将采样电压分别与预设最低电压和预设最高电压进行比较；当所述采样电压小于所述预设最低电压时，产生放电控制信号并输出；当所述采样电压大于所述预设最高电压时，产生充电控制信号并输出；放电控制模块，与(N+2)节电池的正极端和(N+2)个所述检测单元连接，用于根据所述放电控制信号，产生一放电关断信号并输出；放电开关模块，连接于所述放电控制模块和所述最低节电池的负极端之间，用于根据所述放电关断信号，控制所述放电开关模块进行关断操作以结束放电；充电控制模块，与(N+2)节电池的正极端和(N+2)个所述检测单元连接，用于根据所述充电控制信号，产生一充电关断信号并输出；充电开关模块，连接于所述充电控制模块和所述最低节电池的负极端之间，用于根据所述充电关断信号，控制所述充电开关模块进行关断操作以结束充电。可选地，所述检测单元包括：第一基准电压源和第二基准电压源，所述第一基准电压源用于提供所述预设最低电压，所述第二基准电压源用于提供所述预设最高电压；电压采样器，连接于对应电池的正极端和负极端，用于采样对应电池电压并输出；比较器，连接于所述第一基准电压源、所述第二基准电压源和所述电压采样器，用于将所述采样电压分别与所述预设最低电压和所述预设最高电压进行比较；控制信号产生器，连接于所述比较器，用于在所述采样电压小于所述预设最低电压时，产生一放电控制信号并输出；在所述采样电压大于所述预设最高电压时，产生一充电控制信号并输出。可选地，所述检测单元还包括：一时间比较器，连接于所述比较器和所述控制信号产生器之间，用于在所述采样电压小于所述预设最低电压时，比较所述采样电压小于所述预设最低电压的第一持续时间和预设延时时间，并在所述第一持续时间大于所述预设延时时间时，产生第一输出信号以控制所述控制信号产生器产生所述放电控制信号；在所述采样电压大于所述预设最高电压时，比较所述采样电压大于所述预设最高电压的第二持续时间和所述预设延时时间，并在所述第二持续时间大于所述预设延时时间时，产生第二输出信号以控制所述控制信号产生器产生所述充电控制信号。可选地，所述检测单元还包括一滤波器，连接于对应电池和所述电压采样器之间，用于对电池电压进行滤波处理。可选地，所述滤波器包括：第一电阻和第一电容，所述第一电阻的一端连接于对应电池的正极端，所述第一电阻的另一端连接于所述电压采样器的正输入端，同时连接于所述第一电容的一端，所述第一电容的另一端连接于对应电池的负极端，同时连接于所述电压采样器的负输入端。可选地，所述检测单元包括单节锂电池保护芯片。可选地，所述放电控制模块包括：(N+2)个放电控制单元，与(N+2)节电池的正极端和(N+2)个所述检测单元一一对应连接，用于根据所述放电控制信号，产生一放电驱动信号并输出；放电关断信号产生单元，连接于(N+2)个所述放电控制单元，用于根据所述放电驱动信号，产生所述放电关断信号并输出。可选地，所述放电控制单元包括：第二电阻、第三电阻、第四电阻和第一控制管，所述第二电阻的一端连接于对应所述检测单元的第一输出端，所述第二电阻的另一端连接于所述第三电阻的一端，同时连接于所述第一控制管的控制端，所述第三电阻的另一端连接于对应电池的正极端，同时连接于所述第一控制管的第一连接端，所述第一控制管的第二连接端连接于所述第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端作为输出端，连接于所述放电关断信号产生单元。可选地，所述放电关断信号产生单元包括：第二控制管和第五电阻，所述第二控制管的控制端分别连接于(N+2)个所述放电控制单元的输出端，所述第二控制管的第一连接端接入参考地，所述第二控制管的第二连接端连接于所述第五电阻的一端，同时作为所述放电关断信号产生单元的输出端，所述第五电阻的另一端接入电池包电压。可选地，所述充电控制模块包括：(N+2)个充电控制单元，与(N+2)节电池的正极端和(N+2)个所述检测单元一一对应连接，用于根据所述充电控制信号，产生一充电驱动信号并输出；充电关断信号产生单元，连接于(N+2)个所述充电控制单元，用于根据所述充电驱动信号，产生所述充电关断信号并输出。可选地，所述充电控制单元包括：第六电阻、第七电阻、第八电阻和第三控制管，所述第六电阻的一端连接于对应所述检测单元的第二输出端，所述第六电阻的另一端连接于所述第七电阻的一端，同时连接于所述第三控制管的控制端，所述第七电阻的另一端连接于对应电池的正极端，同时连接于所述第三控制管的第一连接端，所述第三控制管的第二连接端连接于所述第八电阻的一端，所述第八电阻的另一端作为输出端，连接于所述充电关断信号产生单元。可选地，所述充电关断信号产生单元包括：第四控制管和第九电阻，所述第四控制管的控制端分别连接于(N+2)个所述充电控制单元的输出端，所述第四控制管的第一连接端接入参考地，所述第四控制管的第二连接端连接于所述第九电阻的一端，同时作为所述充电关断信号产生单元的输出端，所述第九电阻的另一端接入电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单节串联型锂电池保护电路，其特征在于，所述保护电路包括：电池包，包括依次串联的最低节电池、N节中间节电池及最高节电池，其中，N为大于等于0的自然数；检测模块，包括与(N+2)节电池一一对应连接的(N+2)个检测单元，所述检测单元用于采样对应电池的电压，并将采样电压分别与预设最低电压和预设最高电压进行比较；当所述采样电压小于所述预设最低电压时，产生放电控制信号并输出；当所述采样电压大于所述预设最高电压时，产生充电控制信号并输出；放电控制模块，与(N+2)节电池的正极端和(N+2)个所述检测单元连接，用于根据所述放电控制信号，产生一放电关断信号并输出；放电开关模块，连接于所述放电控制模块和所述最低节电池的负极端之间，用于根据所述放电关断信号，控制所述放电开关模块进行关断操作以结束放电；充电控制模块，与(N+2)节电池的正极端和(N+2)个所述检测单元连接，用于根据所述充电控制信号，产生一充电关断信号并输出；充电开关模块，连接于所述充电控制模块和所述最低节电池的负极端之间，用于根据所述充电关断信号，控制所述充电开关模块进行关断操作以结束充电。

【技术特征摘要】
1.一种单节串联型锂电池保护电路，其特征在于，所述保护电路包括：电池包，包括依次串联的最低节电池、N节中间节电池及最高节电池，其中，N为大于等于0的自然数；检测模块，包括与(N+2)节电池一一对应连接的(N+2)个检测单元，所述检测单元用于采样对应电池的电压，并将采样电压分别与预设最低电压和预设最高电压进行比较；当所述采样电压小于所述预设最低电压时，产生放电控制信号并输出；当所述采样电压大于所述预设最高电压时，产生充电控制信号并输出；放电控制模块，与(N+2)节电池的正极端和(N+2)个所述检测单元连接，用于根据所述放电控制信号，产生一放电关断信号并输出；放电开关模块，连接于所述放电控制模块和所述最低节电池的负极端之间，用于根据所述放电关断信号，控制所述放电开关模块进行关断操作以结束放电；充电控制模块，与(N+2)节电池的正极端和(N+2)个所述检测单元连接，用于根据所述充电控制信号，产生一充电关断信号并输出；充电开关模块，连接于所述充电控制模块和所述最低节电池的负极端之间，用于根据所述充电关断信号，控制所述充电开关模块进行关断操作以结束充电。2.根据权利要求1所述的单节串联型锂电池保护电路，其特征在于，所述检测单元包括：第一基准电压源和第二基准电压源，所述第一基准电压源用于提供所述预设最低电压，所述第二基准电压源用于提供所述预设最高电压；电压采样器，连接于对应电池的正极端和负极端，用于采样对应电池电压并输出；比较器，连接于所述第一基准电压源、所述第二基准电压源和所述电压采样器，用于将所述采样电压分别与所述预设最低电压和所述预设最高电压进行比较；控制信号产生器，连接于所述比较器，用于在所述采样电压小于所述预设最低电压时，产生一放电控制信号并输出；在所述采样电压大于所述预设最高电压时，产生一充电控制信号并输出。3.根据权利要求2所述的单节串联型锂电池保护电路，其特征在于，所述检测单元还包括：一时间比较器，连接于所述比较器和所述控制信号产生器之间，用于在所述采样电压小于所述预设最低电压时，比较所述采样电压小于所述预设最低电压的第一持续时间和预设延时时间，并在所述第一持续时间大于所述预设延时时间时，产生第一输出信号以控制所述控制信号产生器产生所述放电控制信号；在所述采样电压大于所述预设最高电压时，比较所述采样电压大于所述预设最高电压的第二持续时间和所述预设延时时间，并在所述第二持续时间大于所述预设延时时间时，产生第二输出信号以控制所述控制信号产生器产生所述充电控制信号。4.根据权利要求2或3所述的单节串联型锂电池保护电路，其特征在于，所述检测单元还包括一滤波器，连接于对应电池和所述电压采样器之间，用于对电池电压进行滤波处理。5.根据权利要求5所述的单节串联型锂电池保护电路，其特征在于，所述滤波器包括：第一电阻和第一电容，所述第一电阻的一端连接于对应电池的正极端，所述第一电阻的另一端连接于所述电压采样器的正输入端，同时连接于所述第一电容的一端，所述第一电容的另一端连接于对应电池的负极端，同时连接于所述电压采样器的负输入端。6.根据权利要求2所述的单节串联型锂电池保护电路，其特征在于，所述检测单元包括单节锂电池保护芯片。7.根据权利要求1所述的单节串联型锂电池保护电路，其特征在于，所述放电控制模块包括：(N+2)个放电控制单元，与(N+2)节电池的正极端和(N+2)个所述检测单元一一对应连接，用于根据所述放电控制信号，产生一放电驱动信号并输出；放电关断信号产生单元，连接于(N+2)个所述放电控制单元，用于根据所述放电驱动信号，产生所述放电关断信号并输出。8.根据权利要求7所述的单节串联型锂电池保护电路，其特征在于，所述放电控制单元包括：第二电阻、第三电阻、第四电阻和第一控制管，所述第二电阻的一端连接于对应所述检测单元的第一输出端，所述第二电阻的另一端连接于所述第三电阻的一端，同时连接于所述第一控制管的控制端，所述第三电阻的另一端连接于对应电池的正极端，同时连接于所述第一控制管的第一连接端，所述第一控制管的第二连接端连接于所述第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端作为输出端，连接于所述放电关断信号产生单元。9.根据权利要求7所述的单节串联型锂电池保护电路，其特征在于，所述放电关断信号产生单元包括：第二控制管和第五电阻，所述第二控制管的控制端分别连接于(N+2)个所述放电控制单元的输出端，所述第二控制管的第一连接端接入参考地，所述第二控制管的第二连接端连接于所述第五电阻的一端，同时作为所述放电关断信号产生单元的输出端，所述第五电阻的另一端接入电池包电压。10.根据权利要求1所述的单节串联型锂电池保护电路，其特征在于，所述充电控制模块包括：(N+2)个充电控制单元，与(N+2)节电池的正极端和(N+2)个所述检测单元一一对应连接，用于根据所述充电控制信号，产生一充电驱动信号并输出；充电关断信号产生单元，连接于(N+2)个所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：何强志，徐非，张云，
申请(专利权)人：华润微电子重庆有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50