一种具有软启动输出及短路保护的电池正端控制电路制造技术

本发明专利技术公开了一种具有软启动输出及短路保护的电池正端控制电路，属于锂离子电池供电的电子产品应用领域，包括：单片机，单片机设置有PWM引脚、CO引脚、DO引脚、DAGE引脚和GND引脚，GND引脚连接GND接地端；电池，所示电池设置有电池正极端和电池负极端，电池负极端与GND接地端连接；升压电荷泵电路，产生高于电池正极端的驱动电压，电池正极端与升压电荷泵电路的输入端连接，PWM引脚与升压电荷泵电路连接；充电控制电路。本发明专利技术可以直接利用单片机的PWM引脚并增加几个元件来产生升压作用，升压产生的高压用于正端保护的N沟道场效应管的驱动，并具有输出短路保护和软启动功能，不仅成本较低，并增加了电池的安全性。并增加了电池的安全性。并增加了电池的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种具有软启动输出及短路保护的电池正端控制电路


[0001]本专利技术涉及锂离子电池供电的电子产品应用领域，更具体地说，涉及一种具有软启动输出及短路保护的电池正端控制电路。

技术介绍

[0002]在多节串联锂离子电池保护电路中，电池保护有正端保护和负端保护两种方式，较常见的为负端保护，如手机电池和一些不带有通信功能的电动自行车电池和电动工具电池；带有通信功能的电池常使用正端保护功能，如笔记本电脑电池和一些带有通信功能的电动自行车电池，象笔记本电脑电池由于电压和电流都较小，采用了P沟道场效应管为保护开关；但象电动自行车电池由于电压较高且电流较大，会采用低阻抗的N沟道增强型场效应管为保护开关，但由于N沟道增强型场效应管要采用比电池正极更高的电压来驱动，因此保护电路中除了电池管理芯片外，还需要增加一个升压芯片，典型的如采用TI的BQ76940为电池前端检测芯片，再加BQ76200为正端保护控制的升压驱动芯片，再加单片机构成的13节串联的电动自行车锂离子电池电路，随着锂离子电池市场的不断发展，对电池的功能要求越来越多，许多锂离子电池产品会带有通信功能，而外部设备与电池的通信功能多数都是需要共地才能实现的，而如果保护电路是在电池负端的话，一旦电池保护了，就会导致无法通信，因此越来越多的锂离子电池产品采用了正端保护方式。
[0003]当带有通信功能的锂离子电池产品采用正端保护方式时，为了满足耐压与大电流的要求，会采用低阻抗的N沟道增强型场效应管为保护开关，但由于N沟道增强型场效应管要采用比电池正极更高的电压来驱动，因此行业内常用的设计方案中，保护电路除了电池管理芯片外，还需要增加一个升压芯片，典型的如采用TI的BQ76200芯片为正端保护控制的升压驱动芯片，这类芯片的成本较高，功能单一，只具有升压驱动功能，不具备短路保护功能，也无法实现软启动输出。

技术实现思路

[0004]1.要解决的技术问题
[0005]针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种具有软启动输出及短路保护的电池正端控制电路，它可以直接利用单片机的PWM引脚并增加几个元件来产生升压作用，升压产生的高压用于正端保护的N沟道场效应管的驱动，并具有输出短路保护和软启动功能，不仅成本较低，并增加了电池的安全性。
[0006]2.技术方案
[0007]为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案：
[0008]一种具有软启动输出及短路保护的电池正端控制电路，包括：
[0009]单片机，所述单片机设置有PWM引脚、CO引脚、DO引脚、DAGE引脚和GND引脚，所述GND引脚连接GND接地端；
[0010]电池，所示电池设置有电池正极端和电池负极端，所述电池负极端与GND接地端连
接；
[0011]升压电荷泵电路，产生高于所述电池正极端的驱动电压，所述电池正极端与升压电荷泵电路的输入端连接，所述PWM引脚与升压电荷泵电路连接；
[0012]充电控制电路，用以实现充电控制，所述升压电荷泵电路的输出端与充电控制电路的输入端连接，所述CO引脚与充电控制电路连接；
[0013]放电控制电路，用以实现放电控制，所述充电控制电路的输出端与放电控制电路的输入端连接，所述DO引脚与放电控制电路连接；
[0014]输出短路保护电路，用以实现软启动输出，同时具有输出短路保护功能，所述充电控制电路的输出端与放电控制电路的输入端连接；
[0015]打嗝自动恢复输出功能电路，所述打嗝自动恢复输出功能电路的输入端与放电控制电路连接，所述DAGE引脚与打嗝自动恢复输出功能电路连接；以及
[0016]调整二极管VD7，用以消除电感类负载在输出回路关断时产生的反电动势，所述调整二极管VD7与输出短路保护电路的输出端连接。本专利技术可以直接利用单片机的PWM引脚并增加几个元件来产生升压作用，升压产生的高压用于正端保护的N沟道场效应管的驱动，并具有输出短路保护和软启动功能，不仅成本较低，并增加了电池的安全性。
[0017]作为本专利技术的一种优选方案，所述升压电荷泵电路包括二极管VD1、二极管VD2、电容C1、电容C2、电阻R1、电阻R2、三极管V4、三极管V3和三极管V5，所述电池正极端分别与电阻R1的输入端、三极管V4的集电极和电容C1的输入端连接，所述电阻R1的输出端分别与三极管V5的集电极、三极管V3的基极和三极管V4的基极连接，所述三极管V5的发射极与GND接地端连接，所述三极管V5的基极分别与PWM引脚和电阻R2的输入端连接，所述电阻R2的输出端与GND接地端连接，所述三极管V3的发射极分别与电容C2的输出端和三极管V4的发射极连接，所述三极管V3的集电极与GND接地端连接，所述二极管VD2的输入端与+15V外接电压连接，所述二极管VD2的输出端分别与电容C2的输入端和二极管VD1的输入端连接，所述二极管VD1的输出端和电容C1的输出端连接。
[0018]作为本专利技术的一种优选方案，所述充电控制电路包括三极管V2、三极管V7、三极管V9、电阻R3、电阻R5、电阻R7、电阻R8和电阻R12，所述电池正极端分别与电阻R5的输入端和三极管V2的发射极连接，所述三极管V2的基极与电阻R5的输出端连接，且三极管V2的基极与电阻R5的输出端连接后还与三极管V7的集电极连接，所述二极管VD1的输出端和电容C1的输出端连接后还分别与电阻R7的输入端、三极管V7的发射极连接，所述电阻R7的输出端与三极管V7的基极连接，且电阻R7的输出端与三极管V7的基极连接后还与电阻R8的输入端连接，所述电阻R8的输出端与三极管V9的发射极连接，所述三极管V9的发射极与GND接地端连接，所述CO引脚与电阻R12的输入端连接，所述电阻R12的输出端分别与三极管V9的基极和电阻R3的输入端连接，所述电阻R3的输出端与GND接地端连接。
[0019]作为本专利技术的一种优选方案，所述放电控制电路包括三极管V1、三极管V6、三极管V8、电阻R4、电阻R6、电阻R9、电阻R10、二极管VD4和调整二极管VD5，所述三极管V2的集电极与三极管V1的集电极连接，所述三极管V1的发射极与电阻R6的输入端连接是，所述三极管V1的基极与电阻R6的输出端连接，且三极管V1的基极与电阻R6的输出端连接后还与三极管V8的集电极连接，所述二极管VD1的输出端和电容C1的输出端连接后还分别与三极管V8的发射极和电阻R9的输入端连接，所述三极管V8的基极分别与电阻R9的输出端和电阻R4的输
入端连接，所述电阻R4的输出端与三极管V6的集电极连接，所述三极管V6的发射极与GND接地端连接，所述三极管V6的基极分别与调整二极管VD5的输入端、电阻R10的输入端和二极管VD4的输入端连接，所述调整二极管VD5的输出端与GND接地端连接，所述电阻R10的输出端与GND接地端连接，所述二极管VD4的输出端与DO引脚连接。
[0020]作为本专利技术的一种优选方案，所述输出短路保护电路包括电感L1、电阻R11、二极管VD6和电容C3，所述三极管V1的发射极还分别本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有软启动输出及短路保护的电池正端控制电路，其特征在于，包括：单片机，所述单片机设置有PWM引脚、CO引脚、DO引脚、DAGE引脚和GND引脚，所述GND引脚连接GND接地端；电池，所示电池设置有电池正极端和电池负极端，所述电池负极端与GND接地端连接；升压电荷泵电路(1)，产生高于所述电池正极端的驱动电压，所述电池正极端与升压电荷泵电路(1)的输入端连接，所述PWM引脚与升压电荷泵电路(1)连接；充电控制电路(2)，用以实现充电控制，所述升压电荷泵电路(1)的输出端与充电控制电路(2)的输入端连接，所述CO引脚与充电控制电路(2)连接；放电控制电路(3)，用以实现放电控制，所述充电控制电路(2)的输出端与放电控制电路(3)的输入端连接，所述DO引脚与放电控制电路(3)连接；输出短路保护电路(4)，用以实现软启动输出，同时具有输出短路保护功能，所述充电控制电路(2)的输出端与放电控制电路(3)的输入端连接；打嗝自动恢复输出功能电路(5)，所述打嗝自动恢复输出功能电路(5)的输入端与放电控制电路(3)连接，所述DAGE引脚与打嗝自动恢复输出功能电路(5)连接；以及调整二极管VD7，用以消除电感类负载在输出回路关断时产生的反电动势，所述调整二极管VD7与输出短路保护电路(4)的输出端连接。2.根据权利要求1所述的一种具有软启动输出及短路保护的电池正端控制电路，其特征在于，所述升压电荷泵电路(1)包括二极管VD1、二极管VD2、电容C1、电容C2、电阻R1、电阻R2、三极管V4、三极管V3和三极管V5，所述电池正极端分别与电阻R1的输入端、三极管V4的集电极和电容C1的输入端连接，所述电阻R1的输出端分别与三极管V5的集电极、三极管V3的基极和三极管V4的基极连接，所述三极管V5的发射极与GND接地端连接，所述三极管V5的基极分别与PWM引脚和电阻R2的输入端连接，所述电阻R2的输出端与GND接地端连接，所述三极管V3的发射极分别与电容C2的输出端和三极管V4的发射极连接，所述三极管V3的集电极与GND接地端连接，所述二极管VD2的输入端与+15V外接电压连接，所述二极管VD2的输出端分别与电容C2的输入端和二极管VD1的输入端连接，所述二极管VD1的输出端和电容C1的输出端连接。3.根据权利要求2所述的一种具有软启动输出及短路保护的电池正端控制电路，其特征在于，所述充电控制电路(2)包括三极管V2、三极管V7、三极管V9、电阻R3、电阻R5、电阻R7、电阻R8和电阻R12，所述电池正极端分别与电阻R5的输入端和三极管V2的发射极连接，所述三极管V2的基极与电阻R5的输出端连接，且三极管V2的基极与电阻R5的输出端连接后还与三极管V7的集电极连接，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张许峰，
申请(专利权)人：福州市瓦涵新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：