一种电荷泵电路制造技术

本实用新型专利技术涉及锂电池保护板电路设计技术领域，尤其是一种电荷泵电路，与充电控制电路连接，包括单片机、一次过充保护电路、二次过充保护电路，所述的一次过充保护电路包括电阻R19、MOS管Q2、电容C11、二极管Z1，所述MOS管Q2的源极端分别连接电源P+、二极管Z1阴极、电阻R19一端；所述MOS管Q2的栅极端分别连接二极管Z1阳极、电阻R19另一端、电容C11一端，所述电容C11另一端与单片机连接；所述MOS管Q2的栅极端与二次过充保护电路连接。本实用新型专利技术降低了MOS成本，提高产品市场竞争力；使产品充电时MOS发热量更小，可靠性高充电更安全；电路更简洁，成本更低电路布局空间更大。

【技术实现步骤摘要】
一种电荷泵电路
本技术涉及锂电池保护板电路设计
，尤其是一种电荷泵电路。
技术介绍
MOS管由于其损耗小，开关特性好，被广泛应用在需要电子开关的电路中，常见的如吸尘器、BMS保护板、园林工具、开关电源、马达驱动等应用场合。传统的充电MOS有的是放在负端，即MOS放在C-或P-端；有的是放在充电器正端的，即MOS放电C+或P+端；这两种驱动方式都有各自的优点和缺点；充电MOS放在负端时，优点为使用N沟道MOS且驱动电压大于4.5V以上即可使此MOS正常工作，但缺点是驱动信号需要与BMS系统使用的地要进行隔离，否则此MOS截止时，BMS系统的高压可以损坏保护板的相关元件或IC；充电MOS放在正端时，优点是解决了驱动信号或其它信号与BMS系统使用的地隔离问题，缺点是常规方法使用P沟道MOS，通过拉低MOS的栅极电压使其导通然后给电池包充电，而P沟道MOS的缺点是价格贵和内阻大。目前，在现有的锂电池保护板的电路方案中，通常采用正端的充电MOS管，使用的是P沟道MOS，如图2所示，即图中M5，此MOS的导通是由单片机I/O口CH_EN通过控制MOS管Q2的栅极,当CH_EN输出高电平时，Q2栅极电压高于2V就完全导通，使M5栅极电压拉低，使M5导通；同理，当CH_EN输出低电平时，Q2截止，使M5也截止。常用的电荷泵都是使用IC来驱动MOS管的，但使用IC的成本会更高，导致对产品投入的成本增加，大大降低了产品的竞争力。因此，已经成为本领域从业者亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本技术的目的之一在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种安全性高，应用成本低，通过单片机I/O口串联电容去控制充电的N型MOS管的一种电荷泵电路。本技术的技术方案如下：一种电荷泵电路，与充电控制电路连接，包括单片机、一次过充保护电路、二次过充保护电路，所述的一次过充保护电路包括电阻R19、MOS管Q2、电容C11、二极管Z1，所述MOS管Q2的源极端分别连接电源P+、二极管Z1阴极、电阻R19一端；所述MOS管Q2的栅极端分别连接二极管Z1阳极、电阻R19另一端、电容C11一端，所述电容C11另一端与单片机连接；所述MOS管Q2的栅极端与二次过充保护电路连接。优选地，单片机为SC92F7423单片机，所述单片机的CH_EN端连接电容C11另一端，所述单片机CH_EN端为PWM功能。优选地，所述MOS管Q2为N沟道MOS。优选地，所述二次过充保护电路包括MOS管M4，所述MOS管M4与MOS管Q2之间设有二极管D1，所述二极管D1阴极与MOS管Q2的栅极端连接，所述二极管D1阳极与MOS管M4的源极端连接。优选地，所述的电阻R19阻值为1兆欧姆。与现有技术相比，本技术的有益效果为：本技术一种电荷泵电路通过单片机的I/O口串联电容去控制充电的N型MOS管的栅极，MOS管Q2的导通是由单片机的CH_EN端输出PWM信号，通过对C11的快速充电和快速放电，使MOS管Q2快速导通和截止，即完成电荷泵功能。由于N沟道MOS比P沟道MOS的内阻更低和价格更低，从而降低MOS成本，提高产品市场竞争力；由于N沟道MOS管内阻低，通过持续电流时相比P沟道MOS温度更低，使产品充电时MOS发热量更小，可靠性高充电更安全；由于正端充电MOS使用N沟道MOS相比P沟道MOS控制电路更简洁，成本更低电路布局空间更大。附图说明图1为本技术实施例的电路结构的框图。图2为
技术介绍
中现有的控制方法的的电路图。图3为本技术实施例的单片机的引脚示意图。图4为本技术实施例的电路图。具体实施方式如图1、图3、图4所示，本技术的实施例中的一种电荷泵电路，与充电控制电路100连接，包括单片机200、一次过充保护电路101、二次过充保护电路102，所述的一次过充保护电路101包括电阻R19、MOS管Q2、电容C11、二极管Z1，所述的电阻R19阻值为1兆欧姆，所述MOS管Q2为N沟道MOS，所述MOS管Q2的源极端分别连接电源P+、二极管Z1阴极、电阻R19一端；所述MOS管Q2的栅极端分别连接二极管Z1阳极、电阻R19另一端、电容C11一端，所述电容C11另一端与单片机连接；所述MOS管Q2的栅极端与二次过充保护电路102连接，所述二次过充保护电路102包括MOS管M4，电阻R20、电阻R23、电阻R3、电阻R24、电阻R28，所述的二次过充保护电路102与现有的二次过充保护技术方案一致。使用时，一次过充保护电路101中的MOS管Q2由单片机200根据每节电池电压，充电电流，温度来控制充电器是否给电池包充电,当每节电池电压正常时，即无过充和断线发生时，单片机200的CH_EN端输出PWM信号，占空比为98%，使MOS管Q2开启，若某节或多节发生过充时，即超出软件设置的保护点，单片机200CH_EN端输出低电平，使MOS管Q2截止，同理发生充电过流或充电高温或充电低温时单片机200CH_EN端也会输入低电平，使MOS管Q2截止；二次过充保护电路102由二次过充保护IC和充电器共同来控制MOS管M4,当电池包中的某节或多节电池电压超过IC的保护点电压时，二次保护IC会输出控制信号，使OV电压拉低使MOS管M4截止，阻止充电器继续给电池包充电，从而保护电池电压不会继续升高。一次过充保护电路101的做法是利用单片机200I/O的PWM功能，并利用所串联的电容C11进行充电和放电。在本实施例中，单片机200为SC92F7423单片机，所述单片机200CH_EN端连接电容C11另一端，所述单片机200CH_EN端为PWM功能。在本实施例中，所述MOS管M4与MOS管Q2之间设有二极管D1，所述二极管D1阴极与MOS管Q2的栅极端连接，所述二极管D1阳极与MOS管M4的源极端连接，二极管D1起隔离作用，避免电源P+的电压倒灌到CH+端，即充电器端，影响充电器检测及自耗电。具体的，利用电容的充电和放电特性实现电荷泵功能，即MOS管Q2的栅极电压高于源极电压，压差为VDD，VDD是单片机的供电电压，VDD为5V，此电压完全可以使MOS管Q2完全导通。具体工作过程如下：在单片机200CH_EN端的PWM为高电平时，利用电容C11电容特性，对电容C11快速充电，使能瞬间MOS管Q2的栅极电压被提高5V左右，使MOS管Q2的VGS约等于5V，即MOS管Q2的栅极电压减去源极电压。加入二极管Z1是为了使VGS电压嵌位在7.5V，保护MOS管Q2管VGS在正常工作电压范围，避免损坏MOS管Q2。在单片机200CH_EN端PWM为低电平时，利用电容C11对地快速放电，使电容C11上的电彻底泄放掉，为下次PWM作准备，使VGS电压约为0V左右，加入二极管Z1也可以快速泄放MOS管Q2栅极上的电荷，使其快拉到P+,使MOS管Q2截止，即MOS管Q2的栅极电压减去源极电压；此PWM重复此过程就完成了电荷泵功能。通过上述技术方案本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电荷泵电路，与充电控制电路连接，包括单片机、一次过充保护电路、二次过充保护电路，其特征在于：所述的一次过充保护电路包括电阻R19、MOS管Q2、电容C11、二极管Z1，所述MOS管Q2的源极端分别连接电源P+、二极管Z1阴极、电阻R19一端；所述MOS管Q2的栅极端分别连接二极管Z1阳极、电阻R19另一端、电容C11一端，所述电容C11另一端与单片机连接；所述MOS管Q2的栅极端与二次过充保护电路连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种电荷泵电路，与充电控制电路连接，包括单片机、一次过充保护电路、二次过充保护电路，其特征在于：所述的一次过充保护电路包括电阻R19、MOS管Q2、电容C11、二极管Z1，所述MOS管Q2的源极端分别连接电源P+、二极管Z1阴极、电阻R19一端；所述MOS管Q2的栅极端分别连接二极管Z1阳极、电阻R19另一端、电容C11一端，所述电容C11另一端与单片机连接；所述MOS管Q2的栅极端与二次过充保护电路连接。


2.如权利要求1所述的一种电荷泵电路，其特征在于：单片机为SC92F7423单片机，所述单片机的C...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡成，
申请(专利权)人：深圳天邦达科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44