具有放电截止开关的均衡充电电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有放电截止开关的均衡充电电路，包括有单节电池保护芯片Ｕ１，Ｕ１的电源输入端Ｖｄｄ分别与电阻Ｒ２和电容Ｃ１相接，Ｒ２分别接单节可充电电池的正端Ｖ＋和Ｐ沟道增强型场效应管ＭＯＳＦＥＴＱ１的源极，Ｑ１的栅极与Ｕ１的充电控制端ＣＯ相接，Ｑ１的漏极依次接电阻Ｒ１和Ｎ沟道增强型场效应管ＭＯＳＦＥＴＱ２的漏极，Ｑ２的源极与单节可充电电池的负端Ｖ－相接，其栅极与Ｕ１的放电输出控制端ＤＯ相接；Ｕ１的电源接地端Ｖｓｓ分别接电容Ｃ１和Ｑ２的源极。本实用新型专利技术公开的具有放电截止开关的均衡充电电路，可避免可充电电池进入到过放电状态，延长了可充电电池的使用寿命，有利于可充电电池的广泛普及。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及可充电电池均衡充电
，特别是涉及一种具有放电截止开 关的均衡充电电路。
技术介绍
目前，在可充电电池组中采用的均衡充电电路主要是放电式均衡电路，利用分流 电阻减少充电电流，从而抑制电压增长率。图1为现有的一种可充电电池组采用的均衡充电电路的电路图，该电路采用单节 电池保护芯片Ul (即均衡保护芯片)、电阻R2和电容Cl来构成电压检测电路，由充电截止 开关(即P沟道增强型场效应管MOSFET) Ql和分流电阻Rl组成分流支路。其工作原理为 在充电过程中，单节电池电压在满电电压4. 2V以下时，均衡保护芯片Ul的充电控制端CO 为单节可充电电池的电压，即高电平态，保持充电截止开关Ql为截止状态，分流支路上没 有电流流过；当单节可充电电池电压达到4. 2V时，均衡保护芯片Ul的充电控制端CO由高 电平态翻转为低电平态，导通充电截止开关Q1，单节电池开始对分流电阻Rl放电，也就是 对充电电流进行分流，从而抑制电压增长率。当充电结束后，一般情况下，电池电压会略低 于充电电压，这是电池特性决定的。如果单节电池的电压小于4. 2V，均衡保护芯片Ul的充 电控制端CO为高电平态，分流支路没有电流；如果单节电池的电压大于或者等于4. 2V，均 衡保护芯片Ul的充电控制端CO为低电平态，导通充电截止开关Ql，分流支路有电流，单节 电池经分流电阻Rl进行放电直至电压低于4. 2V，均衡保护芯片Ul的充电控制端CO由低电 平态翻转为高电平态，使充电截止开关Ql处于截止态，分流支路不再有电流。所述单节电池保护芯片Ul的电源输入端Vdd和电源接地端Vss两端通过电阻Rl 和电容Cl构成的输入滤波电路检测单节可充电电池的两端电压(V+和V-)。在电池的正常工作状态时，单节电池保护芯片Ul的充电控制端CO和放电控制端 DO的输出电压为电源输入端Vdd的电压，也就是单节可充电电池的两端电压(V+和V-)，为 高电平态；鉴于所述充电截止开关P沟道增强型MOSFET Ql的源极与可充电电池的正端V+ 连接，Ql的栅极与单节电池保护芯片Ul的充电控制端CO相接，则Ql的栅源两极间的控制 电压(即栅源两极间的电压差)为零伏，大于Ql具有的关断电压VGS(off)(该电压值小于 零)，Ql处于关断状态，分流支路中没有电流流过。开始均衡充电时，由于单节电池保护芯片Ul的电源输入端Vdd电压等于单节电池 保护芯片Ul内部设定的充电控制阀值(即可充电电池充满电时的截止电压值4. 2V)，单节 电池保护芯片Ul充电控制端CO的输出电压由高电平翻转为低电平(此时为零电压)，当Ql 栅源两极的控制电压(即电压差)小于其关断电压VGS(off)时，Ql被开启导通，分流支路 中有电流流过。但是，当分流电阻Rl或者电容Cl发生故障时，例如虚焊造成电阻Rl断路 以及电容Cl短路时，都会导致单节电池保护芯片Ul电源输入端Vdd的电压低于可充电电 池两端电压，鉴于单节电池保护芯片Ul充电控制端CO的输出电压等于电源输入端Vdd的电压，那么会在充电截止开关P沟道增强型MOSFET Ql的栅源两极形成电压差(需要说明 的是，Ql的栅极电压等于电源输入端Vdd的电压，Ql的源极电压等于可充电电池的电压)， 该电压差如果小于Ql的关断电压VGS (off)，就开启Ql，接通可充电电池正端V+和负端V-， 在分流支路上产生回路电流，耗尽可充电电池的容量，可充电电池的电压随之下降，直至可 充电电池处于过放电状态，从而导致可充电电池不能继续使用，成为废品，给电池用户造成 了重大经济损失。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的是提供一种具有放电截止开关的均衡充电电路，可以避免可充电电池进入到过放电状态，延长了可充电电池的使用寿命，有利于可充电电池 的广泛普及，具有重大的生产实践意义。为此，本技术提供了一种具有放电截止开关的均衡充电电路，包括有单节电 池保护芯片U1，所述单节电池保护芯片Ul的电源输入端Vdd分别与电阻R2和电容Cl相 接，所述电阻R2分别接单节可充电电池的正端V+和P沟道增强型场效应管MOSFET Ql的 源极，所述场效应管Ql的栅极与单节电池保护芯片Ul的充电控制端CO相接，所述场效应 管Ql的漏极依次接电阻Rl和N沟道增强型场效应管MOSFET Q2的漏极，该场效应管Q2的 源极与单节可充电电池的负端V相接，其栅极与单节电池保护芯片Ul的放电输出控制端DO 相接；所述单节电池保护芯片Ul的电源接地端Vss分别接电容Cl和场效应管Q2的源 极。优选地，由所述场效应管M0SFETQ1、场效应管MOSFET Q2以及分流电阻Rl组成分 流支路。由以上本技术提供的技术方案可见，本技术提供了一种具有放电截止开 关的均衡充电电路，可以避免可充电电池进入到过放电状态，延长了可充电电池的使用寿 命，有利于可充电电池的广泛普及，具有重大的生产实践意义。附图说明图1为现有的一种可充电电池组采用的均衡充电电路的电路图；图2为本技术提供的一种具有放电截止开关的均衡充电电路的结构框图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本技术方案，以下结合附图和实施方式 对本技术作进一步的详细说明。图2为本技术提供的一种具有放电截止开关的均衡充电电路的结构框图。参见图2，本技术提供了一种具有放电截止开关的均衡充电电路，包括有单节 电池保护芯片Ul，所述单节电池保护芯片Ul的电源输入端Vdd分别与电阻R2和电容Cl相 接，所述电阻R2分别接单节可充电电池的正端V+和P沟道增强型场效应管MOSFET Ql的 源极，所述场效应管Ql的栅极与单节电池保护芯片Ul的充电控制端CO相接，所述场效应 管Ql的漏极依次接电阻Rl和N沟道增强型场效应管MOSFET Q2的漏极，该场效应管Q2的源极与单节可充电电池的负端V-相接，其栅极与单节电池保护芯片Ul的放电输出控制端 DO相接。在本技术中，所述单节电池保护芯片Ul的电源接地端Vss分别接电容Cl和 场效应管Q2的源极。需要说明的是，在上述本技术提供的均衡充电电路中，所述P沟道增强型场 效应管M0SFETQ1为充电截止开关，所述N沟道增强型场效应管MOSFET Q2为放电截止开关。 采用单节电池保护芯片Ul来构成电压检测电路，上述的场效应管MOSFET QU Q2以及分流 电阻Rl组成分流支路。下面说明本技术提供的均衡充电电路的具体工作原理预先设定单节保护芯片Ul的放电控制阈值在可充电电池的放电截止电压和标称 电压(即正常工作电压)之间的电压范围内，充电控制阈值为可充电电池的充满截止电压。在电池的正常工作状态下，此时单节可充电电池电压在放电截止电压和充满截止 电压范 围内，单节电池保护芯片Ul的充电控制端CO和放电控制端DO的输出电压为电源输 入端Vdd的电压，也就是单节可充电电池的两端电压(V+和V-)，上述单节电池保护芯片Ul 的放电输出控制端DO为高电平，该电平的电压值大于放电截止开关N沟道增强型场效应管 MOSFET Q2的关断电压VGS (off)(该电压值大于零)，使上述N沟道增强型MOSFET Q2处于 导通状态；此时，鉴于所述充电截止开关P沟道增强型MOSFET 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有放电截止开关的均衡充电电路，其特征在于，包括有单节电池保护芯片Ｕ１，所述单节电池保护芯片Ｕ１的电源输入端Ｖｄｄ分别与电阻Ｒ２和电容Ｃ１相接，所述电阻Ｒ２分别接单节可充电电池的正端Ｖ＋和Ｐ沟道增强型场效应管ＭＯＳＦＥＴＱ１的源极，所述场效应管Ｑ１的栅极与单节电池保护芯片Ｕ１的充电控制端ＣＯ相接，所述场效应管Ｑ１的漏极依次接电阻Ｒ１和Ｎ沟道增强型场效应管ＭＯＳＦＥＴＱ２的漏极，该场效应管Ｑ２的源极与单节可充电电池的负端Ｖ－相接，其栅极与单节电池保护芯片Ｕ１的放电输出控制端ＤＯ相接；所述单节电池保护芯片Ｕ１的电源接地端Ｖｓｓ分别接电容Ｃ１和场效应管Ｑ２的源极。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张明艳，
申请(专利权)人：天津力神特种电源科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：12[中国|天津]