充电电池的保护电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种充电电池的保护电路，所述的充电电池包括一个或多个电池单体，包括单片机，保险熔断回路，电压采样模块，其受单片机控制启动或停止充电电池的电压采样并将电压数据传送至单片机，开关管驱动模块，其可接收单片机控制信号并控制所述的开关管动作以将保险熔断回路导通并将保险丝熔断。本实用新型专利技术的充电电池保护电路改变传统保护方案的拓扑结构，功率开关管置于电池充放电回路外，电池充放电回路连接保险丝，可靠性有所提升，材料成本也大大降低。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
充电电池的保护电路
本技术涉及电池
，特别是涉及一种充电电池的保护电路。
技术介绍
二次动力电池的使用愈来愈普遍，如电动自行车等都需要充电电池，在电池的充放电时，需要对其进行充放电保护，传统的电池保护方案，主要是由电压检测电路、电流检测电路、功率开关驱动电路及功率开关组成，其中功率开关一般为功率MOS管。由于成本和功耗的考虑，多数功率MOS管驱动做的比较简陋，电池在复杂负载环境下工作，由于功率MOS驱动处理不好，一般为实现低功耗而采用驱动能力较差的弱上下拉电阻驱动，功率MOS管极易受损失效，导致整个保护电路失效；同时功率MOS管串联在充放电回路，电池充放电时产生较大的热功率，给成组电池散热带来麻烦。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种充电电池的保护电路。为实现本技术的目的所采用的技术方案是:一种充电电池的保护电路，所述的充电电池包括一个或多个电池单体，包括单片机，保险熔断回路，其包括二极管D3、开关管和保险丝，所述的二极管D3阳极经保险丝与充电电池正极或第一串联节点连接，二极管D3的阴极与开关管连接，所述的开关管的另一端与充电电池的负极或第二串联节点连接，所述的第一串联节点和第二串联节点间串接有至少一个电池单体，且第一串联节点的电压高于所述的第二串联节点电压；电压采样模块，其受单片机控制启动或停止充电电池的电压采样并将电压数据传送至单片机，开关管驱动模块，其可接收单片机控制信号并控制所述的开关管动作以将保险熔断回路导通并将保险丝熔断。在选择第一串联节点和第二串联节点时，考虑开关管的工作电压即可，其设置位置可任意选择。即，可按工况将任意数量的电池单体包含在熔断回路内。所述的电压采样模块包括第一 N沟道场效应管Ml和第五P沟道场效应管M5，单片机采集控制输出端经依次串联的第三电阻R3和第四电阻R4后与充电电池的负极连通，所述的第一 N沟道场效应管Ml的栅极接入第三电阻R3和第四电阻R4间，漏极经依次串联的第十一电阻Rl I和第十电阻RlO连通至充电电池正极，源极与电池负极连通，所述的第五P沟道场效应管M5的栅极接入第十电阻RlO和第十一电阻Rll间，源极与充电电池正极连通，漏极经依次串联的Rl和R2后接入电池负极，所述的单片机的电压采集端接入第一电阻Rl和第二电阻R2间。所述的开关管为第三N沟道场效应管M3，所述的开关管驱动模块包括第四N沟道场效应管M4和第二 P沟道场效应管M2，单片机保险控制输出端经依次串联的第八电阻R8和第九电阻R9后与充电电池负极连通，所述的第四N沟道场效应管M4的栅极接入第八电阻R8和第九电阻R9间，漏极经依次串联的第六电阻R6和第五电阻R5连通至充电电池正极或第一串联节点，源极与充电电池负极连通，所述的第二 P沟道场效应管M2的栅极接入第五电阻R5和第六电阻6间，源极与充电电池正极或第一串联节点连通，漏极与开关二极管D2的阳极连通，所述的第三N沟道场效应管M3栅极经第十二电阻R12和开关二极管D2的阴极连通，源极与二极管D3阴极连通，漏极与所述的第二串联节点连通。还包括泄放电阻R7，所述的泄放电阻R7—端连接至开关二极管D2的阴极，另一端与所述的第二串联节点连通。所述的正极或第一串联节点与所述的第二串联节点的电压差在8-20V。[0011 ] 所述的保险丝串联在第一串联节点和第二串联节点间的电池单体之间。与现有技术相比，本技术的有益效果是:本技术的充电电池保护电路改变传统保护方案的拓扑结构，功率开关管置于电池充放电回路外，电池充放电回路连接保险丝，可靠性有所提升，材料成本也大大降低。【附图说明】图1所示为单片机结构示意图；图2是充电电池保护电路的电压采样模块的线路连接图。图3是充电电池的保护电路的开关管驱动模块第一实施例的线路连线图；图4是充电电池的保护电路的开关管驱动模块第二实施例的线路连线图。【具体实施方式】以下结合附图和具体实施例对本技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。第一实施例如图1-3所示，本技术的充电电池保护电路，包括单片机U1，保险熔断回路，电压采样模块以及开关管驱动模块，单片机内部集成12位ADC模块，所述的保险熔断回路包括相串联的二极管D3、第三N沟道场效应管M3和保险丝F1，所述的二极管D3阳极经串联保险丝Fl后与电池输出正极OUT+ (即充电电池正极)连接，阴极与第三N沟道场效应管M3的漏极连接，所述的第三N沟道场效应管M3的源极与充电电池的负极相接，所述的保险丝Fl串联在充电电池正极与电池输出正极间。即，所述的充电电池正极和第二串联节点间串接有数个电池单体，如3个，B1-B3，这样，当作为开关管的第三N沟道场效应管M3受控导通时，夹在充电电池正极和第二串联节点间的电池单体、保险丝和二极管D3即构成短路回路以将保险丝熔断。所述的单片机其可根据电压采集模块采集得到的采样电压与预设的参考电压比对充放电压是否正常，当采集电池电压脱离正常工作范围，其会通过开关管驱动模块动作使保险丝所在回路短路以熔断保险丝进行保护。其中，需要说明的是，充电电池优选为动力电池，如电动车电池或者汽车电池等，所述的充电电池由多组电池组串并联而成，也可以为电池单体，需要指出的是，本技术中所指的充电电池可以为一个完整的电池，也可为充电电池的某几个串联的电池单体,也可以为一个电池单体，即，该保护电路可对充电电池整体进行保护，也可以对个别数个串联的电池组进行保护，也就是说，一个充电电池可以包含一个或者一个以上的本技术的电池保护电路。本技术是以一个整体电池为例进行示范性说明。其中，电压采样模块受单片机控制启动或停止充电电池的电压采样并将电压数据传送至单片机，所述的电压采样模块包括第一 N沟道场效应管Ml和第五P沟道场效应管M5，单片机采集控制输出端经依次串联的第三电阻R3和第四电阻R4后与充电电池负极连通，所述的第一 N沟道场效应管Ml的栅极接入第三电阻R3和第四电阻R4间，漏极经依次串联的第十一电阻Rll和第十电阻RlO连通至充电电池正极，源极与电池负极连通，所述的第五P沟道场效应管M5的栅极接入第十电阻RlO和第十一电阻Rl I间，源极与充电电池正极连通，漏极经依次串联的Rl和R2后接入电池负极，所述的单片机的电压采集端接入第一电阻Rl和第二电阻R2间。在工作时，单片机按预定频率进行电压采集，即第一 N沟道场效应管受控于单片机，在启动电压采样前打开第一 N沟道场效应管M1，电压采样结束关闭第一 N沟道场效应管M1，停止采样，这样能有效降低系统功耗。同时，采用两两串并联的RH、RIO, Rl和R2，能有效降低分压回路的漏电流，给电池的存放带来优势。同时非连续的采样且在采样以外的时间关断分压回路，此时漏电流几乎可以忽略了，进而降低这个回路的综合漏电流，提高电池整体性能。当采样电压异常时，所述的单片机输出保险控制信号，所述的开关管驱动模块可接收单片机的保险控制信号并将第三N沟道场效应管M3导通，所述的第二串联节点为充电电池正极以外的任意串联节点,如有10个电池单体串联构成本实施例的电池，充电电池的正极为总正极，第二串联节点为第七个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种充电电池的保护电路，所述的充电电池包括多个电池单体，其特征在于，包括单片机，保险熔断回路，其包括二极管D3、开关管和保险丝，所述的二极管D3阳极经保险丝与充电电池正极或第一串联节点连接，所述的二极管D3阴极与开关管一端连接，所述的开关管的另一端与充电电池的负极或第二串联节点连接，所述的第一串联节点和第二串联节点间串接有至少一个电池单体，且第一串联节点的电压高于所述的第二串联节点电压；电压采样模块，其受单片机控制启动或停止充电电池的电压采样并将电压数据传送至单片机，开关管驱动模块，其可接收单片机控制信号并控制所述的开关管动作以将保险熔断回路导通并将保险丝熔断。

【技术特征摘要】
1.一种充电电池的保护电路，所述的充电电池包括多个电池单体，其特征在于，包括单片机， 保险熔断回路，其包括二极管D3、开关管和保险丝，所述的二极管D3阳极经保险丝与充电电池正极或第一串联节点连接，所述的二极管D3阴极与开关管一端连接，所述的开关管的另一端与充电电池的负极或第二串联节点连接，所述的第一串联节点和第二串联节点间串接有至少一个电池单体，且第一串联节点的电压高于所述的第二串联节点电压； 电压采样模块，其受单片机控制启动或停止充电电池的电压采样并将电压数据传送至单片机， 开关管驱动模块，其可接收单片机控制信号并控制所述的开关管动作以将保险熔断回路导通并将保险丝熔断。2.如权利要求1所述的充电电池的保护电路，其特征在于，所述的电压采样模块包括第一 N沟道场效应管Ml和第五P沟道场效应管M5，单片机采集控制输出端经依次串联的第三电阻R3和第四电阻R4后与充电电池的负极连通， 所述的第一 N沟道场效应管Ml的栅极接入第三电阻R3和第四电阻R4间，漏极经依次串联的第十一电阻Rll和第十电阻RlO连通至充电电池正极，源极与电池负极连通， 所述的第五P沟道场效应管M5的栅极接入第十电阻RlO和第十一电阻Rll间，源极与充电电池正极连通，漏极经依次串联的Rl和R2后接入电池负极，所述的单片机的电压采集端接入...

【专利技术属性】
技术研发人员：许树龙，刘彩秋，于申军，
申请(专利权)人：杭州万好万家动力电池有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33