一种用于电池的柔性保护电路制造技术

一种用于电池的柔性保护电路，包括外部负载RL，其特征在于它是由电池、场效应管Q1、场效应管Q2、电阻R1以及保护电路的输出正极PACK+和保护电路的输出负极PACK-构成；本发明专利技术的优越性：1、该电池保护电路结构简单；2、基于薄膜柔性PCB板，在弯曲状态下也可正常工作；3、特别适用于对1.5V柔性电池的短路和电流过载保护；4、柔性电池如果不加保护电路会使得当电池两极(BAT-，BAT+)连接负载阻值过小或短路的时候发生过电流，造成对柔性电池的损坏并且迅速消耗电池电量；5、控制保护电路与柔性电池的两极(BAT-，BAT+)相连，并经过电路引出新的两极(PACK-，PACK+)，新的两极(PACK-，PACK+)与外界负载连接的时候就不再存在上述问题，从而保护了柔性电池。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池保护领域，尤其是一种用于电池的柔性保护电路。
技术介绍
目前已有的传统电池控制保护电路有很多种，主要包含锂电池的充电保护电路、 锂电池的放电保护电路、锂电池组的充放电控制保护电路、铅蓄电池的过充电过放电保护 电路。所采用的电池保护电路均基于传统硬质印刷电路板，针对传统硬质电池(厚度超过 2毫米)。尽管电路工作原理相对成熟，但目前的电池控制保护电路难以适用于新型的柔性 薄膜电池，原因主要有以下几点传统的电池保护电路均基于硬质基材，作为柔性电池的控 制保护电路就牺牲了柔性电池的柔性可弯曲的优点；传统的电池保护电路整体厚度较大， 通常超过2毫米，作为柔性电池的控制保护电路将使得整体厚度明显增大；由于柔性电池 电极也为柔性材料，传统电池控制保护电路不易与柔性电池直接连接。这就使得针对柔性 薄膜电池需要有专用的新型控制保护电路。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于电池的柔性保护电路，它可以克服现有电池保护 电路的不足，是一种基于柔性薄膜基材的、可以用于弯曲状态下的、可以承受外界应力的影 响的电池保护电路。本专利技术的技术方案一种用于电池的柔性保护电路，包括外部负载RL，其特征在 于它是由电池、场效应管Q1、场效应管Q2、电阻Rl以及保护电路的输出正极PACK+和保护 电路的输出负极PACK-构成；其中，所说的电池包括电池正极BAT+和电池负极BAT-；所说 的场效应管Ql的漏极通过电阻Rl连接电池的正极BAT+和保护电路的输出正极PACK+， 其源极与场效应管Q2的源极和电池的负极BAT-连接，其栅极则与场效应管Q2的漏极和 保护电路的输出负极PACK-连接；所说的场效应管Q2的栅极通过电阻Rl连接电池的正极 BAT+和保护电路的输出正极PACK+，其源极与场效应管Ql的源极及电池的负极BAT-连接， 其漏极与场效应管Ql的栅极和保护电路的输出负极PACK-连接；所说的保护电路的输出 正极PACK+与保护电路的输出负极PACK-之间连接外部负载RL ；所说的保护电路的输出正 极PACK+还与电池的正极BAT+连接；所说的保护电路的输出负极PACK-还与电池的负极 BAT-连接。上述所说的电池是1. 5V的柔性电池。上述所说的场效应管Ql和场效应管Q2是经过A03416和S0T-23封装的场效应管。上述所说的电阻Rl是经0603封装的贴片电阻。上述所说的电池保护电路是基于柔性薄膜基材的电池保护电路。上述所说的柔性薄膜基材是厚度小于0. 2mm的柔性PCB板。本专利技术的工作原理在正常使用条件下，场效应管Q2的栅极通过电阻Rl连接到电池正极，此时场效应管Q2的栅极电压为电池的电压U，当场效应管Q2的栅源开启电压典型 值小于U时，场效应管Q2处于导通状态，导通电阻很小，近似忽略不计，因此保护电路输出 负极PACK-与柔性电池负极BAT-近似相等。此时场效应管Ql的栅极由于与保护电路输出 负极PACK-相连，所以电压接近于电池负极BAT- ( 二者仅差Q2的导通压降VDS，很小可近似 忽略)，因此场效应管Ql达不到栅源开启电压而处于截止状态，在电路中的相当于开路，电 池正常工作。当将保护电路的输出正极PACK+和保护电路的输出负极PACK-短路或外部负 载阻值RL很小时，场效应管Ql的栅极(即PACK-)电压由约等于BAT-变成约等于电池正极 电压BAT+，而其源极电压仍然为BAT-，故此时场效应管Ql达到开启电压并立即导通，将场 效应管Ql的漏极(与场效应管Q2的栅极相连)电压拉低(Ql的VDS相等，接近于BAT-)， 于是场效应管Q2退出导通状态变为截止，此时在电池正负极BAT+和BAT-之间相当于连接 的是电阻Rl和场效应管Ql的导通电阻RDS (ON)串联，而此电阻值较大，限制了电池输出电 流，从而起到了短路保护作用。当保护电路的输出电极PACK+和PACK-间的短路故障解除 后，Q2返回导通状态，Ql返回截止状态，电池恢复正常供电功能。本专利技术的优越性1、该电池保护电路结构简单；2、基于薄膜柔性PCB板，在弯曲状 态下也可正常工作；3、特别适用于对1. 5V柔性电池的短路和电流过载保护；3、柔性电池如 果不加保护电路会使得当电池两极(BAT-，BAT+)连接负载阻值过小或短路的时候发生过 电流，造成对柔性电池的损坏并且迅速消耗电池电量；4、控制保护电路与柔性电池的两极 (ΒΑΤ-, BAT+)相连，并经过电路引出新的两极(PACK-，PACK+)，新的两极(PACK-，PACK+)与 外界负载连接的时候就不再存在上述问题，从而保护了柔性电池。附图说明附图为本专利技术所涉一种用于电池的柔性保护电路的结构示意图。具体实施例方式实施例一种用于电池的柔性保护电路(见附图)，包括外部负载RL，其特征在于 它是由电池、场效应管Q1、场效应管Q2、电阻Rl以及保护电路的输出正极PACK+和保护电 路的输出负极PACK-构成；其中，所说的电池包括电池正极BAT+和电池负极BAT-；所说的 场效应管Ql的漏极通过电阻Rl连接电池的正极BAT+和保护电路的输出正极PACK+，其源 极与场效应管Q2的源极和电池的负极BAT-连接，其栅极则与场效应管Q2的漏极和保护 电路的输出负极PACK-连接；所说的场效应管Q2的栅极通过电阻Rl连接电池的正极BAT+ 和保护电路的输出正极PACK+，其源极与场效应管Ql的源极及电池的负极BAT-连接，其 漏极与场效应管Ql的栅极和保护电路的输出负极PACK-连接；所说的保护电路的输出正 极PACK+与保护电路的输出负极PACK-之间连接外部负载RL ；所说的保护电路的输出正 极PACK+还与电池的正极BAT+连接；所说的保护电路的输出负极PACK-还与电池的负极 BAT-连接。上述所说的电池(见附图)是1. 5V的柔性电池。上述所说的场效应管Ql和场效应管Q2 (见附图)是经过A03416和S0T-23封装 的场效应管。上述所说的电阻Rl (见附图)是经0603封装的贴片电阻。4上述所说的电池保护电路(见附图)是基于柔性薄膜基材的电池保护电路。上述所说的柔性薄膜基材是厚度小于0. 2mm的柔性PCB板。上述所说的电池保护电路完全基于0. 2mm的柔性PCB板，提供一种针对1. 5V柔性 电池的短路和电流过载保护功能，在正常使用条件下，场效应管Q2的栅极通过电阻Rl连接 到电池正极，Q2的VGS = 1. 5V，由于场效应管的栅源开启电压典型值为0. 6V，所以其处于导 通状态，导通电阻RDS(ON)小于；ΜπιΩ。此时场效应管Ql的栅极由于与保护电路输出负极 PACK-相连，所以电压接近于电池负极BAT-，二者仅差Q2的VDS，因此Ql的VGS达不到栅 源开启电压而处于截止状态，在电路中的作用相当于不存在，电池正常工作。当将PACK+和 PACK-短路(或外部负载阻值RL等效电阻小于200πιΩ)时，场效应管Ql的栅极(即PACK-) 电压由约等于BAT-变成约等于BAT+，而其源极电压仍然为BAT-，故此时Ql的VGS 1.5V， 立即导通，将Ql的漏极(与Q2的栅极相连)电压拉低(等于Ql的VDS，接近于BAT-)，于 是Q2退出导通状态变为截止，此时在BAT+和BAT-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电池的柔性保护电路，包括外部负载ＲＬ，其特征在于它是由电池、场效应管Ｑ１、场效应管Ｑ２、电阻Ｒ１以及保护电路的输出正极ＰＡＣＫ＋和保护电路的输出负极ＰＡＣＫ－构成；其中，所说的电池包括电池正极ＢＡＴ＋和电池负极ＢＡＴ－；所说的场效应管Ｑ１的漏极通过电阻Ｒ１连接电池的正极ＢＡＴ＋和保护电路的输出正极ＰＡＣＫ＋，其源极与场效应管Ｑ２的源极和电池的负极ＢＡＴ－连接，其栅极则与场效应管Ｑ２的漏极和保护电路的输出负极ＰＡＣＫ－连接；所说的场效应管Ｑ２的栅极通过电阻Ｒ１连接电池的正极ＢＡＴ＋和保护电路的输出正极ＰＡＣＫ＋，其源极与场效应管Ｑ１的源极及电池的负极ＢＡＴ－连接，其漏极与场效应管Ｑ１的栅极和保护电路的输出负极ＰＡＣＫ－连接；所说的保护电路的输出正极ＰＡＣＫ＋与保护电路的输出负极ＰＡＣＫ－之间连接外部负载ＲＬ；所说的保护电路的输出正极ＰＡＣＫ＋还与电池的正极ＢＡＴ＋连接；所说的保护电路的输出负极ＰＡＣＫ－还与电池的负极ＢＡＴ－连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：秦国轩，张瑞峰，苗文旭，管世忠，马建国，
申请(专利权)人：天津长荣印刷设备股份有限公司，天津大学，
类型：发明
国别省市：12