CN101534017A - 一种多节锂电池的充放电保护电路 - Google Patents

一种多节锂电池的充放电保护电路 Download PDF

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Abstract

一种多节锂电池的充放电保护电路，包括串联锂电池组，控制信号整合电路，放电控制电路和充电控制电路；其特征在于：每节锂电池连接有一保护芯片，每一保护芯片的第一电压输入端经第一电阻和对应本节锂电池的正极相连，每一保护芯片的第二电压输入端和对应的本节锂电池的负极相连，每一保护芯片的充电控制端和放电控制端接收锂电池的充、放电取样电压；第一节锂电池对应的第一保护芯片的电流触发端作为放电控制电路的电流控制端，其余锂电池对应的保护芯片的电流触发端连接本节锂电池的负极。本发明直接利用单节电池保护芯片的电流触发端检测充放电电流，只要当其中的一节锂电池充放电流超过额定值，充电或放电开关就会关闭，停止充放电，以达到保护锂电池的目的。

Description

一种多节锂电池的充放电保护电路
技术领域
本发明涉及一种锂电池的充放电保护电路，该充放电保护电路可以实现由两节或者两节以上的多节串联锂电池供电的充放电保护。
背景技术
锂电池因为比常规的镍镉电池、镍氢电池具有电源容量较高和电源质量更轻的特点，被广泛地作为手机、电动工具等各类手提式或移动产品的电池。电池在使用过程中，过充电、过放电和过电流都会影响电池使用寿命和性能，为安全设计，电池的电芯，尤其是锂离子电芯必须加装保护板，以防止过充、过放和短路造成的燃烧、***等危险。
目前，对于单节锂离子电池的保护芯片技术方案已经比较成熟，如图1所示，为现有技术中一节锂电池的充放电保护电路，该电路采用单节锂电池保护芯片IC′，该保护芯片IC′具有两个用于采集锂电池电压的输入端5、6，一个电流触发端2，以及一个充电控制端3和一个放电控制端1，在正常情况下，充电控制端3′和放电控制端1′为高电位，放电控制管Q1′和充电控制管Q2′处于导通状态，电路的工作方式可以是电池向负载放电，也可以是充电器对电池进行充电；当保护电路检测到异常现象时，即过充电时，充电控制端3′输出低电平；过放电或过电流时，放电控制端1′输出低电平，从而可以切断充电或放电回路，实现保护功能。但是，对于像电动工具等这类产品，往往需要两节以上锂电池串联提供工作电压，随着电池数量的增加，现在市场上也有两节、三节、四节串联锂电池的专用保护芯片，对于五节、六节或者更多节串联起来的锂电池，因为电路的复杂度增加，集成电路工艺受到一定的限制，还没有专门的芯片可供使用。
已有的专利号为ZL200410015330.4(公开号为CN1655416A)的中国发明专利《多节锂电池串联电池组保护方法及其电路》，其方法为：每一节单体电池配接一个电压监测模块，电压监测模块对相应单体电池的正负极电位采样、比较，由转换电路将检测到的信号转换为以电池组的电极电位为参照电位的信号；电流监测模块采样电池组回路电流，获得以电池组的电极电位为参照电位的充电、放电电流检测信号，单片机接收上述信号并控制充电控制开关或放电控制开关的通断。上述专利克服了传统和现有的集成保护芯片无法控制多节锂电池串联的充放电保护的问题，但是电路中采用单独的电压取样模块实现每节电池电压取样，同时又采用一独立设计的电流检测模块进行串联锂电池的电流取样，较为复杂；电路涉及元器件多，成本高；而且，上述专利中的锂电池保护电路无均衡充电功能，在一节锂电池充满电后就可能停止充电，影响串联锂电池组的充电容量，因此，还有待于作进一步的改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种由单节锂电池保护芯片组合而实现低成本与低功耗的多节串联锂电池的充放电保护电路。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该多节锂电池的充放电保护电路，包括有
由至少两节依次相互串联的锂电池(BT1、BT2…BTn)组成的锂电池组，其中，以锂电池组的负极所对应的一节锂电池为第一节锂电池(BT1)，以锂电池组的正极所对应的一节锂电池为最后一节锂电池(BTn)；
控制信号整合电路(11)，串接在所述锂电池组的正负极两端，用于将取自所述锂电池(BT1、BT2…BTn)的充、放电取样电压转换为可实现充放电控制开关通断的充、放电电压检测信号；
放电控制电路(12)，具有一放电控制信号端(Fk)，接收来自所述控制信号整合电路输出的放电电压检测信号，进而控制放电控制开关的通断；
充电控制电路(13)，具有一充电控制信号端(Ck)，接收来自所述控制信号整合电路的充电电压检测信号，进而控制充电控制开关的通断；
其特征在于：所述放电控制电路(12)还具有一实现对所述锂电池组进行电流取样的电流控制端(Io)，并且，每一节所述锂电池(BT1、BT2…BTn)的正负极两端还分别连接有一用于锂电池电压和电流取样的单节锂电池保护芯片(IC1、IC2…ICn)，该保护芯片(IC1、IC2…ICn)包括有第一电压输入端(5)、第二电压输入端(6)、放电控制端(1)、充电控制端(3)以及电流触发端(2)，
其中，每一所述保护芯片(IC1、IC2…ICn)的第一电压输入端(5)经第一电阻(R1a、R2a…Rna)和对应的本节锂电池的正极相连，每一所述保护芯片(IC1、IC2…ICn)的第二电压输入端(6)和对应的本节锂电池的负极相连，每一所述保护芯片(IC1、IC2…ICn)的充电控制端(3)和放电控制端(1)作为所述控制信号整合电路(11)的输入接收来自所述锂电池的充、放电取样电压；
而所述第一节锂电池(BT1)所对应的第一保护芯片(IC1)的电流触发端(2)连接所述的放电控制电路(12)，并作为该放电控制电路(12)的电流控制端(Io)进而控制所述放电控制开关的通断，其余锂电池(BT2、BT3…BTn)所对应的保护芯片(IC2、IC3…ICn)的电流触发端(2)连接本节锂电池的负极。
所述的充电控制电路还包括有充电控制电路的电源正极输入端(Uc1)、充电控制电路的电源负极输入端(Uc2)以及充电控制电路的输出端(Ct)；所述的放电控制电路(12)还包括有放电控制电路的电源正极输入端(Uf1)、放电控制电路的电源负极输入端(Uf2)以及放电控制电路的输出端(Ft)；
其中，所述充电控制电路(13)的电源正极输入端(Uc1)和所述放电控制电路的电源正极输入端(Uf1)信号取自任意一节所述锂电池(BT1、BT2…BTn)的正极电压，所述充电控制电路的输出端(Ct)经所述放电控制电路(12)的放电控制开关接地，所述放电控制电路的负极输入端(Uf2)和所述锂电池组的负极相连；在锂电池组充电时，所述充电控制电路(13)的电源负极输入端(Uc2)可以连接到外接充电器(14)的负极输出端(P-)；在锂电池组放电时，所述放电控制电路(12)的输出端(Ft)可以连接外接负载(RL)。在本方案中，充电控制开关和放电控制开关因为是串接在同一支路上，充电控制开关的通断受放电控制开关的影响，即一旦保护芯片检测到有过放电压信号电流信号，放电控制开关截止，同时，充电控制开关的电流回路被切断，充电控制开关也截止。
在实际应用中，会存在一种情况：即锂电池一边充电一边工作，如手机的使用者往往会在开机工作状态下同时对手机电池进行充电，需要锂电池保护电路中的放电控制开关和充电控制开关能够相互独立工作，于是，所述充电控制电路的输出端(Ct)也可以直接接地，因此，充电控制开关和放电控制开关分别串接在两个相互独立的电流回路中，一旦放电电压过大或电流超过额定电流时，放电控制开关截止，锂电池停止放电，但充电控制开关可仍然保持导通，充电器可以继续对锂电池充电。
为了能够及时检测电路温度，防止过热工作，任意一节所述锂电池(BT1、BT2…BTn)的正极和与之连接的所述充电控制电路(13)的电源正极输入端(Uc1)或所述放电控制电路的电源正极输入端(Uf1)之间还串接有一常闭温度保险开关(F2)。一旦温度过高，常闭温度保险开关(F2)就会断开，能够及时保护电路元器件或防止锂电池因为温度过高而***。
因为所有锂电池是串联为锂电池组，电流信号只需要从第一节保护芯片(IC1)的电流触发端(2)取即可，其余保护芯片的电流触发端(2)一般是直接连接本节锂电池的负极，但是，由于该单节保护芯片的固有缺陷，当保护芯片的放电控制端(1)输出为低电平时，该保护芯片的电流触发端(2)会对地(即本节电池的负极)产生数十微安的漏电流，长时间的漏电流将造成电池的报废，因此，除第一节保护芯片(IC1)外，可以在其余保护芯片的电流触发端(2)和相应的锂电池负极之间串接小阻值电阻或开关管，在放电控制端(1)一旦翻转为低电平时，开关管截止，避免在电流触发端(2)产生漏电流。
作为优选，可以采用如下的电路结构来避免保护芯片(IC2、IC3…ICn)在放电控制端(1)输出为低电平时而使得电流触发端(2)对地产生漏电流。具体地，自所述的第二节锂电池起，该锂电池(IC2、IC3…ICn)对应的保护芯片(IC2、IC3…ICn)的电流触发端(2)经一第二电阻(R1b、R2b…Rnb)和相应的本节锂电池的负极相连。在放电控制端(1)为低电平时，能够减少电流触发端(2)流向每节锂电池的负极的漏电流。
上述的电阻也可以替换为开关管，具体地，自所述的第二节锂电池起，该锂电池(IC2、IC3…ICn)对应的保护芯片(IC2、IC3…ICn)的电流触发端(2)分别经一NPN型三极管(Q1、Q2…Qn)或N沟道场效应管(T1、T2…Tn)和相应的本节锂电池的负极相连，每一所述三极管(Q1、Q2…Qn)的基极或每一所述场效应管(T1、T2…Tn)的栅极受相应保护芯片(IC2、IC3…ICn)的放电控制端(1)控制，在自第二节锂电池起所对应的保护芯片(IC2、IC3…ICn)的放电控制端(1)为低电平时，开关管截止；在保护芯片(IC2、IC3…ICn)的放电控制端(1)为高电平时，开关管导通。于是，一旦保护芯片的放电控制端(1)为低电平，相应的电流触发端(2)和本节锂电池负极断开，避免产生漏电流。
所述第一节锂电池(BT1)所对应的第一保护芯片(IC1)的电流触发端(2)和所述第一节锂电池(BT1)的负极之间还并联有一防止瞬间冲击电流的延迟电容(Co)。避免在刚接上工作电源时，因为瞬间冲击电流过大而触发保护芯片，防止放电控制开关的误动作。
所述的控制信号整合电路(11)可以为包括由若干场效应管组成的开关电路，作为优选，该开关电路对应每一节锂电池(BT1、BT2…BTn)分别包括有P沟道的第一场效应管(T1a、T2a…Tna)、P沟道的第二场效应管(T1b、T2b…Tnb)、第三电阻(R1c、R2c…Rnc)、第四电阻(R1d、R2d…Rnd)和第五电阻(R1e、R2e…Rne)，
其中，每一所述第一场效应管(T1a、T2a…Tna)的栅极和对应保护芯片(IC1、IC2…ICn)的充电控制端(3)相连，每一所述第一场效应管(T1a、T2a…Tna)的源极和对应本节锂电池的正极相连，每一所述第一场效应管(T1a、T2a…Tna)的漏极一路经对应的第三电阻(R1c、R2c…Rnc)连接本节锂电池的负极，另一路经对应的第四电阻(R1d、R2d…Rnd)共接为第一节点(A)连接所述充电控制电路(13)的充电控制信号端(Ck)；
每一所述第二场效应管(T1b、T2b…Tnb)的栅极和对应保护芯片(IC1、IC2…ICn)的放电控制端(1)相连，第二场效应管(T1b、T2b…Tnb)的源极和对应的本节锂电池的正极相连，第二场效应管(T1b、T2b…Tnb)的漏极经对应的第五电阻(R1e、R2e…Rne)共接为第二节点(B)连接所述放电控制电路的放电控制信号端(Fk)。上述控制信号整合电路也可以通过一单片机来实现。
由于在给多节串联锂电池的充电过程中，每节锂电池的充满时间有先后，一般地，保护电路在检测到有一节锂电池充满时即停止充电，充电电路断开，在工作时，就会造成有一部分锂电池在未充满状态下放电，影响锂电池组的整体放电容量和使用寿命。采用本方案所述的控制信号整合电路后，当有一节锂电池先充满电时，该节锂电池对应的保护芯片充电控制端(3)为低电平，相应的第一场效应管(T1a、T2a…Tna)导通，使得本节锂电池和对应的第三电阻(R1c、R2c…Rnc)之间形成一由锂电池正极向负极流动的电流回路，即该节锂电池开始放电并电压降低，当该节电池电压降至某一限定值时(如4.05V)，对应该节电池的保护芯片充电控制端(3)恢复高电平，充电器继续对电池充电；而其余各节锂电池的充电情况也是如此，每节锂电池在充满时进行放电，直到所有锂电池都充满后，充电电路才最终断开，实现了多节锂电池的均衡充电过程。
为了保证第一场效应管(T1a、T2a…Tna)在截止时，所述控制信号整合电路在充电控制信号端(Ck)或放电控制信号端(Fk)无信号输出，保证信号的可靠隔离，在每一所述第一场效应管(T1a、T2a…Tna)的漏极和本节锂电池的负极之间还串接有一第一二极管(D1a、D2a…Dna)，其中，每一所述第一二极管(D1a、D2a…Dna)的阴极直接或经第三电阻(R1c、R2c…Rnc)和本节锂电池的负极相连，每一所述第一二极管(D1a、D2a…Dna)的阳极经第三电阻(R1c、R2c…Rnc)或直接和相应的第一场效应管(T1a、T2a…Tna)的漏极相连；
于是，当任一保护芯片(IC1、IC2…ICn)的充电控制端(3)输出为高电平时，第一场效应管(T1a、T2a…Tna)截止，由于第一二极管(D1a、D2a…Dna)的隔离作用，充电控制信号端(Ck)无信号输出，充电控制开关是导通的，充电控制电路正常工作并给电池充电。
为了保证第一场效应管的导通可靠性，防止反向电流干扰，每一所述第一场效应管(T1a、T2a…Tna)的漏极和第一节点(A)之间可以串接有一第二二极管(D1b、D2b…Dnb)，其中，每一第二二极管(D1b、D2b…Dnb)的阴极直接或经第四电阻(R1d、R2d…Rnd)和所述第一节点(A)相连，每一第二二极管(D1b、D2b…Dnb)的阳极经第四电阻(R1d、R2d…Rnd)或直接和相应的第一场效应管(T1a、T2a…Tna)的漏极相连。
同样，为了保证第二场效应管的导通可靠性，每一所述第二场效应管(T1b、T2b…Tnb)的漏极和所述第二节点(B)之间也可以串接有一第三二极管(D1c、D2c…Dnc)，其中，每一第三二极管(D1c、D2c…Dnc)的阴极直接或经第五电阻(R1e、R2e…Rne)和所述第二节点(B)相连，每一第三二极管(D1c、D2c…Dnc)的阳极经第五电阻(R1e、R2e…Rne)或直接和相应的第二场效应管(T1b、T2b…Tnb)的漏极相连。
所述的P沟道第一场效应管(T1a、T2a…Tna)、P沟道第二场效应管(T1b、T2b…Tnb)分别对应地替换为PNP型第一三极管(Q1a、Q2a…Qna)和PNP型第二三极管(Q1b、Q2b…Qnb)，每一所述第一场效应管(T1a、T2a…Tna)的栅极、漏极和源极分别和相应地第一三极管(Q1a、Q2a…Qna)的基极、集电极和发射极对应，每一所述第二场效应管(T1b、T2b…Tnb)栅极、漏极和源极分别和相应地第二三极管(Q1b、Q2b…Qnb)的基极、集电极和发射极对应，并且，在每一第一三极管(Q1a、Q2a…Qna)基极分别相应地串接有第一偏置电阻(R11、R12…R1n)，在每一第二三极管(Q1b、Q2b…Qnb)的基极分别相应地串接有第二偏置电阻(R21、R22…R2n)，这里的第一偏置电阻(R11、R12…R1n)和第二偏置电阻(R21、R22…R2n)作为限流电阻使用。
由于三极管为电流控制元件，相对场效应管的驱动功耗高，为了满足电路的功耗需要，进一步放大电流信号，还包括有分别和所述每一PNP型第一三极管(Q1a、Q2a…Qna)对应的NPN型第三三极管(Q1c、Q2c…Qnc)，其中，每一所述第三三极管(Q1c、Q2c…Qnc)的基极和对应的每一所述第一三极管的集电极(Q1a、Q2a…Qna)相连，在第一三极管(Q1a、Q2a…Qna)的集电极和第三三极管(Q1c、Q2c…Qnc)的基极之间连接有第三偏置电阻(R31、R32…R3n)，每一所述第三三极管(Q1c、Q2c…Qnc)的发射极和所述第一二极管(D1a、D2a…Dna)的阳极相连，第三三极管(Q1c、Q2c…Qnc)的集电极经第一负载电阻(R51、R52…R5n)连接本节锂电池的正极。
当放电控制开关截止时，锂电池停止放电，然而采用并联结构开关支路的控制信号整合电路此时仍有电压信号输出，使得放电控制电路的其他元件上仍有功耗存在，因此，可以考虑采用如下串联结构的开关支路，以实现对放电控制开关的通断控制，具体电路为：P沟道第二场效应管(T1b、T2b…Tnb)替换为NPN型第二三极管(Q1b′、Q2b′…Qnb′)，第二场效应管(T1b、T2b…Tnb)栅极、漏极和源极分别和相应的NPN型第二三极管(Q1b′、Q2b′…Qnb′)的基极、发射极和集电极对应，并且，在每一NPN型第二三极管(Q1b′、Q2b′…Qnb′)的基极分别相应的串接有第二偏置电阻(R21、R22…R2n)；
还包括有分别和所述每一第二三极管(Q1b、Q2b…Qnb)对应的PNP型第四三极管(Q1d、Q2d…Qnd)，其中，每一NPN型第二三极管(Q1b′、Q2b′…Qnb′)的集电极和对应的第四三极管(Q1d、Q2d…Qnd)的基极相连，每一所述第四三极管(Q1d、Q2d…Qnd)的基极还串接有第四偏置电阻(R41、R42…R4n)，并且，后一第四三极管的集电极和相邻的前一第四三极管的发射极相连而形成一串接支路，所述放电控制电路的放电控制信号端(Fk)连接在该串联支路的第一节锂电池(BT1)对应的第一个第四三极管(Q1d)的集电极上，在后一第四三极管(Q1d、Q2d…Qnd)的集电极和前一第四三极管的发射极之间还串接有第二负载电阻(R61、R62…R6n)。
于是，锂电池在正常放电状态下，相互串接的第四三极管(Q1d、Q2d…Qnd)支路是导通的，放电控制开关也导通，电路正常工作；当任意一个保护芯片的放电控制端(1)输出低电平时，此时，第四三极管(Q1d、Q2d…Qnd)的串联支路断开，放电控制信号端(Fk)的输出电流截止，整个放电控制电路的输入端无信号输入，放电控制电路的各元件上由于无电流通过而不会产生额外功耗。
作为优选，所述的放电控制电路包括有一第三场效应管(T3)和一第四场效应管(
T4)，其中，所述第三场效应管(T3)的漏极经第一负载电阻(Rf)作为该放电控制电路的电源正极输入端(Uf1)和任意一节锂电池(BT1、BT2…BTn)的正极相连，所述第三场效应管(T3)的栅极和所述放电控制电路的放电控制信号端(Fk)相连，所述第四场效应管(
T4)的栅极和所述第三场效应管(T3)漏极相连，该第四场效应管(T4)的源极和第三场效应管(T3)的源极共接后作为所述放电控制电路的电源负极输入端(Uf2)和所述锂电池组的负极相连，第四场效应管(T4)的漏极一路即为放电控制电路的输出端(Ft)，另一路经串接的自锁电阻(Rx)后即为放电控制电路的电流控制端(Io)，此时，第一节保护芯片(IC1)的电流触发端(2)是从第四场效应管(T4)的导通内阻取样。
这里，当第四场效应管(T4)截止时，自锁电阻(Rx)保证第一保护芯片(IC1)的电流触发端(2)电位不会降低，仍然保持触发状态，实现第四场效应管(T4)(即放电控制开关)的自锁，而当第四场效应管(T4)的漏极电位升高时，所述的自锁电阻(Rx)又可作为一限流电阻，防止电流过高而击穿第一保护芯片(IC1)。
考虑到电路在工作过程中电流值的波动性，为了避免因第四场效应管(T4)内阻变化而引起触发信号的不稳定，保证保护芯片的电流触发端的准确触发，所述的放电控制电路还包括有限流电阻(Ry)和取样电阻(Rz)，所述限流电阻(Ry)的一端和所述第四场效应管(T4)的源极相连，另一端即为放电控制电路的电流控制端(Io)，所述取样电阻(Rz)一端与所述第四场效应管(T4)的源极相连，另一端接所述第一节锂电池(BT1)的负极。这样，第一个保护芯片(IC1)的电流触发端(2)在电流取样时，就能够不受第四场效应管(T4)本身内阻的影响，确保电流触发端(2)只有在超过额定电流时才触发。
所述第一节保护芯片的电流触发端(2)还可以从第四场效应管(T4)的源极取样，相应地，所述的放电控制电路包括有第三场效应管(T3)、第四场效应管(T4)、自锁电阻(Rx)、限流电阻(Ry)和取样电阻(Rz)，其中，所述第三场效应管(T3)的漏极经第一负载电阻(Rf)连接所述放电控制电路的电源正极输入端(Uf1)，第三场效应管(T3)的栅极和所述放电控制电路的放电控制信号端(Fk)相连，第三场效应管(T3)的源极连接所述锂电池组的负极，所述第四场效应管(T4)的栅极和所述第三场效应管(T3)漏极相连，该第四场效应管(T4)的源极一路经所述的取样电阻(Rz)后连接所述锂电池组的负极，另一路经所述限流电阻(Ry)与所述第一保护芯片(IC1)的电流触发端(2)相连，而在所述第四场效应管(T4)的漏极和所述第三场效应管(T3)的基极之间还并联有所述的自锁电阻(Rx)。
为了保证所述的放电控制电路在放电控制信号端(Fk)(即第三场效应管(T3)的栅极)能够获得来自第四三极管(T4)的正反馈信号，防止电流信号的反向流动，所述第三三场效应管(T3)的栅极和第四场效应管(T4)漏极之间还串接有一二极管(Df)。
随着串联锂电池节数的增加，充电控制开关的栅极和源极两端电压也随之增大，为了保证执行电路的可靠性，防止过高的电压击穿充电控制开关，所述的第三场效应管(T3)和第四场效应管(T4)的栅极和源极两端还可以分别并联有第一稳压管(DZ1)和第二稳压管(DZ2)，并且，所述第三场效应管(T3)、第四场效应管(T4)的栅极分别对应地和第一稳压管(DZ1)、第二稳压管(DZ2)的阴极连接，而所述第三场效应管(T3)、第四场效应管(T4)的源极则分别对应地和第一稳压管(DZ1)、第二稳压管(DZ2)的阳极连接。
作为优选，所述的充电控制电路包括有第五场效应管(T5)和第六场效应管(T6)，所述第五场效应管(T5)的漏极经第二负载电阻(Rc)即为所述充电控制电路的电源正极输入端(Uc1)和任意一节锂电池(BT1、BT2…BTn)的正极相连，所述第六场效应管(T6)的栅极和所述第五场效应管(T5)的漏极相连，该第六场效应管(T6)的漏极即为所述充电控制电路的输出端(Ct)，该第六场效应管(T6)的源极和所述第五场效应管(T5)的源极共接即为所述充电控制电路的电源负极输入端(Uc2)。
为了实现电路的自我保护，避免因为充电电流过大或电池短路，所述的充电控制电路还包括有一串接在所述第六场效应管(T6)的源极和所述充电控制电路的电源负极输入端(Uc2)之间的单向二极管(D)，该单向二极管(D)的阳极和所述第六场效应管(T6)的源极相连，该单向二极管(D)的阴极即为所述充电控制电路的电源负极输入端(Uc2)。
所述的单向二极管(D)也替换为自恢复保险丝(F)，一旦充电电流过大，则自恢复保险丝即会切断充电电源，在电流正常后又会自动恢复导通。
随着串联锂电池节数的增加，充电控制开关的栅极和源极两端电压也随之增大，为了保证执行电路的可靠性，防止过高的电压击穿充电控制开关，所述的第五场效应管(T5)和第六场效应管(T6)的栅极和源极两端分别并联有一第三稳压管(DZ3)和第四稳压管(DZ4)，并且，第五场效应管(T5)、第六场效应管(T6)的栅极分别对应地和所述第三稳压管(DZ3)、第四稳压管(DZ4)的阴极连接，而第五场效应管(T5)、第六场效应管(T6)的源极则分别对应地和所述第三稳压管(DZ3)、第四稳压管(DZ4)的阳极连接。
与现有技术相比，本发明的优点在于：充分应用目前已被广泛使用的单节锂电池保护芯片，将每节锂电池配合一个单节电池保护芯片，并配合场效应管而形成一个单元回路；每个单元回路包括一个取样电路和一个信号转换电路，用来监测每一节锂电池的电压并输出控制信号；再通过由场效应管为核心的执行电路来总体控制每一个锂电池的充放电电压和电流，只要当其中的一节锂电池工作电压过高或过低，或者锂电池的工作电流过高时，整个充放电电路的充电或放电开关就会关闭，停止充放电，以达到保护锂电池的目的。
由于多节锂电池之间为串联连接，因此电流的监测只需要用第一节锂电池保护芯片的电流触发端进行采样即可，其余保护芯片的电流触发端可以直接和该保护芯片对应的本节锂电池的负极相连，或者在电流触发端串接一电阻后接对应的本节锂电池的负极。
这种多节锂电池串联保护电路仅用单节锂电池保护芯片就能够实现多节锂电池串联工作下的充放电保护，克服了因为制造工艺和成本的原因无法用传统的锂电池保护芯片实现多数量串联锂电池的充放电保护，由于单节锂电池保护芯片可以直接从市场上买到成品，无需另行设计，因此，可以很容易构造出五节以上多节锂电池串联的充放电保护电路。
附图说明
图1为现有技术用单节锂电池保护芯片控制一节锂电池的充放电保护电路；
图2为本发明多节锂电池充放电保护电路的原理框图；
图3为本发明多节锂电池充放电保护电路的另一原理框图；
图4为本发明的控制信号整合电路的结构图一；
图5为本发明的控制信号整合电路的结构图二；
图6为本发明的控制信号整合电路的结构图三；
图7为本发明的控制信号整合电路的结构图四；
图8为本发明的控制信号整合电路的结构图五；
图9为本发明的放电控制电路的结构图一；
图10为本发明的放电控制电路的结构图二；
图11为本发明的放电控制电路的结构图三；
图12为本发明的放电控制电路的结构图四；
图13为本发明的充电控制电路的结构图一；
图14为本发明的充电控制电路的结构图二；
图15为本发明的充电控制电路的结构图三；
图16为本发明实施例一的n节锂电池串联的充放电保护电路图；
图17为本发明实施例二的n节锂电池串联的充放电保护电路图；
图18为为本发明实施例三的n节锂电池串联的充放电保护电路图。
图19为本发明实施例四的n节锂电池串联的充放电保护电路图；
图20为本发明实施例五的n节锂电池串联的充放电保护电路图；
图21为本发明实施例六的n节锂电池串联的充放电保护电路图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，为现有技术中一节锂电池的充放电保护电路，该电路采用单节锂电池保护芯片，该保护芯片具有两个用于采集锂电池电压的输入端5、6，一个电流触发端2，以及一个充电控制端3和一个放电控制端1，在正常情况下，充电控制端3和放电控制端1为高电位，N型放电控制管Q1′和充电控制管Q2′处于导通状态，电路的工作方式可以是电池向负载放电，也可以是充电器对电池进行充电；当保护电路检测到异常现象时，即过充电时，充电控制端3输出低电平；当保护电路检测到过放电或通过电流触发端2检测到过电流时，放电控制端1输出低电平，从而可以切断充电或放电回路，实现保护功能。
因为实际应用中，比如电动工具的使用，往往需要两节以上锂电池串联提供工作电压，采用单节锂电池保护芯片不能实现对多节串联锂电池的保护，而现有多节锂电池保护芯片只能最多控制四节锂电池，成本较高，五节以上串联锂电池保护芯片目前更是无法获得。于是，本发明就是利用上述单节锂电池保护芯片设计了一个适合多节串联锂电池的充放电保护电路。
如图2、图3所示，为本发明的多节锂电池充放电保护电路的原理框图，包括有
由至少两节依次相互串联的锂电池BTi(n＝1、2…n，n为整数)组成的锂电池组，其中，以锂电池组的负极所对应的一节锂电池为第一节锂电池BT1，以锂电池组的正极所对应的一节锂电池为最后一节锂电池BTn；
控制信号整合电路11，串接在锂电池组的正负极两端，用于将取自锂电池BTi的充、放电取样电压转换为可实现充放电控制开关通断的充、放电电压检测信号；
放电控制电路12，具有一放电控制端Fk，接收来自所述控制信号整合电路输出的放电电压检测信号，进而控制放电控制开关的通断，还具有一实现对所述锂电池组进行电流取样的电流控制端Io；
充电控制电路13，具有一充电控制端Ck，接收来自所述控制信号整合电路的充电电压检测信号，进而控制充电控制开关的通断。
这里，充电控制电路还包括有充电控制电路的电源正极输入端Uc1、充电控制电路的电源负极输入端Uc2以及充电控制电路的输出端Ct；放电控制电路12还包括有放电控制电路的电源正极输入端Uf1、放电控制电路的电源负极输入端Uf2以及放电控制电路的输出端Ft；
充电控制电路的电源正极输入端Uc1和放电控制电路的电源正极输入端Uf1主要为充电控制电路和放电控制电路提供一定的开启电压，因为开关管的开启电压一般较低，因此，充电控制电路的电源正极输入端Uc1和放电控制电路的电源正极输入端Uf1可以分别连接到任意一节锂电池BTi(n＝1、2…n，n为整数)的正极端；
其中，充电控制电路13的电源负极输入端Uc2可以连接到外接充电器14的负极输出端P-，放电控制电路12的输出端Ft可以连接外接负载RL；充电控制电路的输出端Ct可以经放电控制电路12的放电控制开关接地，参见图2，此时，充电控制开关和放电控制开关串接在同一支路上，充电控制开关的通断受放电控制开关的影响，即一旦保护芯片检测到有过放电压信号电流信号，放电控制开关截止，同时，充电控制开关的电流回路被切断，充电控制开关也截止。充电控制电路的输出端Ct也可以直接接地，参见图3，此时，充电控制开关和放电控制开关分别串接在两个相互独立的电流回路中，一旦放电电压过大或电流超过额定电流时，放电控制开关截止，锂电池停止放电，但充电控制开关可仍然保持导通，充电器可以继续对锂电池充电。
本实施例的主要发明点在于：每一节所述锂电池的正负极两端还分别连接有一实现锂电池电压和电流取样的单节锂电池保护芯片ICi(n＝1、2…n，n为整数)，每一节保护芯片ICi(n＝1、2…n，n为整数)包括有如下功能的引脚端：第一电压输入端5、第二电压输入端6、放电控制端1、充电控制端3以及电流触发端2，于是，本实施例直接利用所述保护芯片的电流触发端2实现电流取样，无需另外设计电流检测模块，电路结构更为简单；
其中，每一保护芯片ICi(n＝1、2…n，n为整数)的第一电压输入端5经第一电阻Ria(n＝1、2…n，n为整数)和对应的本节锂电池的正极相连，每一所述保护芯片ICi(n＝1、2…n，n为整数)的第二电压输入端6和对应的本节锂电池的负极相连，每一所述保护芯片ICi(n＝1、2…n，n为整数)的充电控制端3和放电控制端1作为所述控制信号整合电路11的输入接收来自所述锂电池的充、放电取样电压；
并且，第一节锂电池BT1所对应的第一保护芯片IC1的电流触发端2接入放电控制电路12，并作为该放电控制电路12的电流控制端Io进而控制放电控制开关的通断，其余锂电池BTi(n＝2、3…n，n为整数)所对应的保护芯片ICi(n＝2、3…n，n为整数)的电流触发端2连接本节锂电池的负极。
第一节锂电池BT1所对应的第一保护芯片IC1的电流触发端2和第一节锂电池BT1的负极两端还并联有一防止瞬间冲击电流的延迟电容Co。
如图4～图8所示，为本发明控制信号整合电路的四种电路结构图。
控制信号整合电路的电路结构图一，参见图4：
该控制信号整合电路11可以包括由若干场效应管组成的开关电路，作为优选，该开关电路对应每一节锂电池BTi(n＝1、2…n，n为整数)分别包括有PNP型第一场效应管Tia(i＝1、2…n，n为整数)、PNP型第二场效应管Tib(i＝1、2…n，n为整数)、第三电阻Ric(i＝1、2…n，n为整数)、第四电阻Rid(i＝1、2…n，n为整数)和第五电阻Rie(i＝1、2…n，n为整数)，其中，
每一第二场效应管Tib(i＝1、2…n，n为整数)的栅极和对应保护芯片ICi(n＝2、3…n，n为整数)的放电控制端1相连，第二场效应管Tib(i＝1、2…n，n为整数)的源极和对应的本节锂电池的正极相连，第二场效应管Tib(i＝1、2…n，n为整数)的漏极经对应的第五电阻Rie(i＝1、2…n，n为整数)共接为第二节点B连接放电控制电路的放电控制端Fk；
每一第一场效应管的栅极和对应保护芯片ICi(n＝2、3…n，n为整数)的充电控制端3相连，每一第一场效应管Tia(i＝1、2…n，n为整数)的源极和对应本节锂电池的正极相连，每一第一场效应管Tia(i＝1、2…n，n为整数)的漏极一路经对应的第三电阻Ric(i＝1、2…n，n为整数)连接本节锂电池的负极，另一路经对应的第四电阻Rid(i＝1、2…n，n为整数)共接为第一节点A连接充电控制电路13的充电控制端Ck；
并且，在每一第一场效应管Tia(i＝1、2…n，n为整数)的漏极和本节锂电池的负极之间还串接有一第一二极管Dia(i＝1、2…n，n为整数)，其中，每一第一二极管Dia(i＝1、2…n，n为整数)的阴极经第三电阻Ric(i＝1、2…n，n为整数)和本节锂电池的负极相连，每一第一二极管Dia(i＝1、2…n，n为整数)的阳极和相应的第一场效应管Tia(i＝1、2…n，n为整数)的漏极直接相连。
于是，当有一节锂电池先充满电时，该节锂电池对应的保护芯片充电控制端3为低电平，相应的第一场效应管Tia(i＝1、2…n，n为整数)导通，使得本节锂电池和对应的第三电阻Ric(i＝1、2…n，n为整数)之间形成一由锂电池正极向负极流动的电流回路，即该节锂电池开始放电并电压降低，当该节电池电压降至某一限定值时(如4.05V)，对应该节电池的保护芯片充电控制端3恢复高电平，充电器继续对电池充电；而其余各节锂电池的充电情况也是如此，每节锂电池在充满时进行放电，直到所有锂电池都充满后，充电电路才最终断开，实现了多节锂电池的均衡充电过程。
另外，串接在每一第一场效应管Tia(i＝1、2…n，n为整数)的漏极和本节锂电池的负极之间的第一二极管Dia(i＝1、2…n，n为整数)因为二极管的电流单向性，能够保证第一场效应管Tia(i＝1、2…n，n为整数)在截止时，所述控制信号整合电路在充电控制信号端Ck或放电控制信号端Fk无信号输出，保证信号的可靠隔离。
控制信号整合电路的电路结构图二，参见图5：
本电路结构图二和图4中结构图一的控制信号整合电路的电路结构图的区别在于：每一所述第一场效应管Tia(i＝1、2…n，n为整数)的漏极和第一节点A之间可以串接有一第二二极管Dib(i＝1、2…n，n为整数)，其中，每一第二二极管Dib(i＝1、2…n，n为整数)的阴极直接或间接地和所述第一节点A相连，每一第二二极管Dib(i＝1、2…n，n为整数)的阳极直接或间接地和相应的第一场效应管Tia(i＝1、2…n，n为整数)的漏极相连。该第二二极管Dib(i＝1、2…n，n为整数)保证了第一场效应管Tia(i＝1、2…n，n为整数)的导通可靠性，防止反向电流干扰。
控制信号整合电路的电路结构图三，参见图6：
结构图三和图4中结构图一的控制信号整合电路的电路结构图的区别在于：每一所述第二场效应管Tib(i＝1、2…n，n为整数)的漏极和所述第二节点B之间也可以串接有一第三二极管Dic(i＝1、2…n，n为整数)，其中，每一第三二极管Dic(i＝1、2…n，n为整数)的阴极直接或间接地和所述第二节点B相连，每一第三二极管Dic(i＝1、2…n，n为整数)的阳极直接或间接地和相应的第二场效应管Tib(i＝1、2…n，n为整数)的漏极相连。本结构图三中的第三二极管Dic(i＝1、2…n，n为整数)作用和结构图二中的第二二极管Dib(i＝1、2…n，n为整数)作用相同，保证了第二场效应管Tib(i＝1、2…n，n为整数)的导通可靠性，防止反向电流干扰。
控制信号整合电路的电路结构图四，参见图7：
本电路结构图和前一控制信号整合电路的电路结构图的区别在于：其中的第一场效应管Tia(i＝1、2…n，n为整数)、第二场效应管Tib(i＝1、2…n，n为整数)分别用相同偏置类型的第一三极管Qia(i＝1、2…n，n为整数)和第二三极管Qib(i＝1、2…n，n为整数)替代，并且，每一第一场效应管Tia(i＝1、2…n，n为整数)的栅极、漏极和源极分别和相应地第一三极管Qia(i＝1、2…n，n为整数)的基极、集电极和发射极对应，每一第二场效应管Tib(i＝1、2…n，n为整数)栅极、漏极和源极分别和相应地第二三极管Qib(i＝1、2…n，n为整数)的基极、集电极和发射极对应，在每一第一三极管Qia(i＝1、2…n，n为整数)基极分别相应地串接有第一偏置电阻R1i(i＝1、2…n，n为整数)，在每一第二三极管Qib(i＝1、2…n，n为整数)的基极分别相应地串接有第二偏置电阻R2i(i＝1、2…n，n为整数)。
为了保证开关管(三极管或场效应管)的导通可靠性，防止反向电流干扰，每一第一场效应管Tia(i＝1、2…n，n为整数)的漏极或第一三极管Qia(i＝1、2…n，n为整数)的集电极和所述第一节点A之间串接有一第二二极管Dib(i＝1、2…n，n为整数)，其中，每一第二二极管Dib(i＝1、2…n，n为整数)的阴极共接为第一节点A，每一第二二极管Dib(i＝1、2…n，n为整数)的阳极经第四电阻Rid(i＝1、2…n，n为整数)和相应的第一场效应管Tia(i＝1、2…n，n为整数)的漏极直接相连，即保证电流是从第一场效应管Tia(i＝1、2…n，n为整数)的漏极单向流向第一节点A的；
每一第二场效应管Tib(i＝1、2…n，n为整数)的漏极或第二三极管Qib(i＝1、2…n，n为整数)的和所述第二节点B之间也串接有一第三二极管Dic(i＝1、2…n，n为整数)，其中，每一第三二极管Dic(i＝1、2…n，n为整数)的阴极共接为第二节点B，每一第三二极管Dic(i＝1、2…n，n为整数)的阳极经第五电阻Rie(i＝1、2…n，n为整数)和相应的第二场效应管Tib(i＝1、2…n，n为整数)的漏极直接相连，即保证电流是从第二场效应管Tib(i＝1、2…n，n为整数)的漏极单向流向第二节点B的。
控制信号整合电路的电路结构图五，参见图8：
图8中的控制信号整合电路是在图7电路结构图的进一步优化，因为三极管为电流控制元件，相对于作为电压控制元件的场效应管功耗要高，为了满足电路的功耗需要，进一步放大电流信号，于是，在每一第一三极管Qia(i＝1、2…n，n为整数)的后一级还对应的串接有NPN型第三三极管Qic(i＝1、2…n，n为整数)，其中，每一第三三极管Qic(i＝1、2…n，n为整数)的基极和对应地每一第一三极管的集电极Qia(i＝1、2…n，n为整数)相连，在第一三极管Qia(i＝1、2…n，n为整数)的集电极和第三三极管Qic(i＝1、2…n，n为整数)的基极之间连接有第三偏置电阻R3i(i＝1、2…n，n为整数)，每一第三三极管Qic(i＝1、2…n，n为整数)的发射极和第一二极管Dia(i＝1、2…n，n为整数)的阳极相连，第三三极管Qi(i＝1、2…n，n为整数)的集电极经第一负载电阻R5i(i＝1、2…n，n为整数)连接本节锂电池的正极。
另外，本电路结构图和图7相比，将控制信号整合电路输出放电电压检测信号的并联支路改为了串联支路，具体为：将PNP型第二三极管Qib(i＝1、2…n，n为整数)替换为NPN型第二三极管Qib′(i＝1、2…n，n为整数)，同时，在每一第二三极管Qib(i＝1、2…n，n为整数)的后一级对应的串接PNP型第四三极管Qid(i＝1、2…n，n为整数)，其中，每一NPN型第二三极管Qib′(i＝1、2…n，n为整数)的集电极和对应的第四三极管Qid(i＝1、2…n，n为整数)的基极相连，每一第四三极管Qid(i＝1、2…n，n为整数)的基极还串接有第四偏置电阻R4i(i＝1、2…n，n为整数)，并且，后一第四三极管的集电极和相邻的前一第四三极管的发射极相连而形成一串接支路，放电控制电路的放电控制端Fk连接在该串联支路的第一节锂电池BT1对应的第一个第四三极管Q1d的集电极上，在后一第四三极管Qid(i＝1、2…n，n为整数)的集电极和前一第四三极管的发射极之间还串接有第二负载电阻R6i(i＝1、2…n，n为整数)。
于是，锂电池在正常放电状态下，相互串接的第四三极管Qid(i＝1、2…n，n为整数)支路是导通的，放电控制开关也导通，电路正常工作；当任意一个保护芯片的放电控制端1输出低电平时，此时，第四三极管Qid(i＝1、2…n，n为整数)的串联支路断开，放电控制端Fk的输出电流截止，整个放电控制电路的输入端无信号输入，放电控制电路的各元件上由于无电流通过而不会产生额外功耗。
在上述控制信号整合电路的电路结构图一至图五当中，因为所有锂电池是串联为锂电池组，电流信号只需要从第一节保护芯片的电流触发端2取即可，其余保护芯片的电流触发端2一般是直接连接本节锂电池的负极，但是，电流触发端2直接连接本节锂电池负极后，当在放电控制端1为低电平时会产生一定的漏电流，因此，为了避免该漏电流的产生，除第一节保护芯片外，可以在其余保护芯片的电流触发端2和相应的锂电池负极之间串接小阻值电阻或开关管，在放电控制端1一旦翻转为低电平时，开关管截止，避免在电流触发端2产生漏电流。该控制信号整合电路也可以用单片机来实现。
作为优选，自所述的第二节锂电池BTi(i＝2、3…n，n为整数)起，该锂电池所对应的保护芯片ICi(i＝2、3…n，n为整数)的电流触发端2经一小阻值的第二电阻Rib(i＝1、2…n，n为整数)和相应的本节锂电池的负极相连，参见图7。
上述的电阻也可以替换为开关管，具体地，自所述的第二节锂电池BTi(i＝2、3…n，n为整数)起，该锂电池对应的保护芯片ICi(i＝2、3…n，n为整数)的电流触发端2分别经一NPN型三极管Qi(i＝1、2…n，n为整数)或N沟道场效应管Ti(i＝1、2…n，n为整数)和相应的本节锂电池的负极相连，每一三极管Qi(i＝1、2…n，n为整数)的基极或每一场效应管Ti(i＝1、2…n，n为整数)的栅极受相应保护芯片ICi(i＝2、3…n，n为整数)的放电控制端1控制，在保护芯片ICi(i＝2、3…n，n为整数)的放电控制端1为低电平时，开关管截止；在保护芯片ICi(i＝2、3…n，n为整数)的放电控制端1为高电平时，开关管导通。于是，一旦保护芯片的放电控制端1为低电平，相应的电流触发端2和本节锂电池负极断开，避免产生漏电流。开关管(三极管或场效应管)的具体连接方式可以参见图4、图5和图8，可以将开关管接在控制信号整合电路的外部，也可以直接利用控制信号整合电路内的三极管或场效应管作为连接在电流触发端2和本节锂电池负极之间的开关管使用。
如图9～图12所示，为本发明放电控制电路的四种电路结构图。
放电控制电路的结构图一，参见图9：
该放电控制电路包括有一第三场效应管T3和一第四场效应管T4，其中，第三场效应管T3的漏极经第一负载电阻Rf作为该放电控制电路的电源正极输入端Uf1和任意一节锂电池BTi(i＝1、2…n，n为整数)的正极相连，第三场效应管T3的栅极和放电控制电路的放电控制端Fk相连，第四场效应管T4的栅极和第三场效应管T3漏极相连，该第四场效应管T4的源极和第三场效应管T3的源极共接后作为放电控制电路的电源负极输入端Uf2和锂电池组的负极相连，第四场效应管T4的漏极一路即为放电控制电路的输出端Ft，另一路经串接的自锁电阻Rx后即为放电控制电路的电流控制端Io，此时，第一节保护芯片IC1的电流触发端2是从第四场效应管T4的漏极取样。
放电控制电路的结构图二，参见图10：
图10中的放电控制电路和图9的区别在于：放电控制电路还包括有限流电阻Ry和取样电阻Rz，限流电阻Ry的一端和所述第四场效应管T4的源极相连，另一端即为放电控制电路的电流控制端Io，取样电阻Rz一端与第四场效应管T4的源极相连，另一端接所述第一节锂电池BT1的负极。
放电控制电路的结构图三，参见图11：
本电路结构图与图9、图10的区别在于：第一节保护芯片IC1的电流触发端2还可以从第四场效应管T4的源极取样，相应地，放电控制电路包括有第三场效应管T3、第四场效应管T4、自锁电阻Rx、限流电阻Ry和取样电阻Rz，其中，第三场效应管T3的漏极经第一负载电阻Rf连接放电控制电路的电源正极输入端Uf1，第三场效应管T3的栅极和放电控制电路的放电控制端Fk相连，第三场效应管T3的源极连接所述锂电池组的负极，第四场效应管T4的栅极和所述第三场效应管T3漏极相连，该第四场效应管T4的源极一路经所述的取样电阻Rz后连接锂电池组的负极，另一路经所述限流电阻Ry与第一保护芯片IC1的电流触发端2相连，而在第四场效应管T4的漏极和第三场效应管T3的基极之间还并联有所述的自锁电阻Rx。
放电控制电路的结构图四，参见图12：
本电路结构图是在图11的基础上，在第三三场效应管T3的栅极和第四场效应管T4漏极之间还串接有一二极管Df。该二极管Df保证放电控制电路在放电控制端Fk(即第三场效应管T3的栅极)能够获得来自第四三极管T4的正反馈信号，防止电流信号的反向流动。
如图13～图15所示，为本发明充电控制电路的三种电路结构图。
充电控制电路的电路结构图一，参见图13：
该充电控制电路包括有第五场效应管T5和第六场效应管T6，第五场效应管T5的漏极经第七电阻R7即为充电控制电路的电源正极输入端Uc1和任意一节锂电池BT1、BT2…BTn的正极相连，第六场效应管T6的栅极和第五场效应管T5的漏极相连，该第六场效应管T6的漏极即为充电控制电路的输出端Ct，该第六场效应管T6的源极和第五场效应管T5的源极共接即为充电控制电路的电源负极输入端Uc2。
充电控制电路的电路结构图二，参见图14：
本电路结构图和图13的区别在于：该充电控制电路还包括有一自恢复保险丝F，自恢复保险丝F串接在第六场效应管T6的源极和充电控制电路的电源负极输入端Uc2之间。一旦充电电流过大，则自恢复保险丝即会切断充电电源，在电流正常后又会自动恢复导通。
充电控制电路的电路结构图二，参见图15：
在图14的基础上，所述的自恢复保险丝F也可以替换为单向二极管D，该单向二极管D的阳极和第六场效应管T6的源极相连，该单向二极管D的阴极即为充电控制电路的电源负极输入端Uc2。
如图16～图21所示，为将上述图4～图15中的控制信号整合电路、充电控制电路和放电控制电路进行不同组合后得到的具体实施例，这些实施例中均包括有相互串联的n节锂电池BT1、BT2…BTn组成的锂电池组，锂电池组的正极连接充电器14电源的正极p+，锂电池组的负极经充电/放电开关管连接充电器电源的负极p-；而每一节锂电池BTi(i＝1、2…n，n为整数)有对应地连接有一个以R5402型单节锂电池保护芯片ICi(i＝1、2…n，n为整数)为核心的取样电路，该保护芯片ICi(i＝1、2…n，n为整数)可以检测每节锂电池在充电或放电时的电压是否超过额定值，并且，由于所有锂电池是串联在一起的，可以将第一节锂电池BT1所对应的第一保护芯片IC1的电流触发端2作为整个锂电池组的电流取样端，用于检测流过锂电池组的电流是否超过额定值。
下面根据不同实施例的具体电路结构图来说明本发明的多节锂电池充放电保护电路的工作原理。
图16为实施例一：
锂电池组在充电时，正常状态下，各个保护芯片ICi(i＝1、2…n，n为整数)的放电控制端1和充电控制端3均为高电平，则第三场效应管T3、第五场效应管T5导通，充电器电源的正极P+连接锂电池组的正极，充电器电源的负极P-经第四场效应管T4、第六场效应管T6和锂电池组的负极相连，形成了一个闭合的充电回路。
当其中一节锂电池达到过充状态时，比如锂电池BT1两端电压超过设定值时，保护芯片IC1的第一电压输入端5、第二电压输出端6检测到该信号，保护芯片IC1的充电控制端3变为低电平，第一场效应管T1a导通，进而第三场效应管T3导通，于是，第六场效应管T6的栅极电位降低，第六场效应管T6截止(即充电开关管关闭)，充电电源停止对电池充电。此时，若其它锂电池的电压还未达到充电电压额定值，则锂电池BT1又可以通过第三电阻R1c和第一二极管D1a放电，当锂电池BT1两端电压放到设定值(如4.05V)时，保护芯片IC1的充电控制端3又回到高电平，电路恢复正常充电状态，如此反复，直到所有的锂电池都充满电为止。
当锂电池连上负载RL工作时，锂电池的放电保护过程和充电保护过程相似，若任何一个保护芯片ICi(i＝1、2…n，n为整数)的电压输入端检测到本节锂电池电压低于设定电压值，则该保护芯片的放电控制端1变为低电平，和该保护芯片的放电控制端1相连的控制信号整合电路中的第二场效应管Tib(i＝1、2…n，n为整数)导通，并最终通过放电控制电路使得放电开关管(即第四场效应管T4)关闭，切断放电回路。
由于串联电路中的各节锂电池电流相同，因此电流检测只要用第一节锂电池BT1对应的保护芯片IC1的电流触发端2取样，自第二节锂电池开始的保护芯片的电流触发端2分别串接第二电阻Rib(i＝1、2…n，n为整数)后接对应的本节锂电池的负极。或者，也可以将自第二节锂电池开始的保护芯片的电流触发端2通过一开关管和对应的本节锂电池负极相连，并且，该开关管的控制端和对应的每一保护芯片的放电控制端1相连，即该放电控制端1为低电平时，自第二节锂电池开始的保护芯片的电流触发端2和本节锂电池负极之间断开而无漏电流。
于是，当第一保护芯片IC1的电流触发端2检测到过流信号时，即对串联在一起的锂电池来说，锂电池组的工作电流超过设定值，第一保护芯片IC1的放电控制端1变为低电平，第四场效应管T4截止(即放电开关管关闭)，切断放电回路。在过流检测时，由于第一保护芯片IC1的电流触发端2从第四场效应管T4的自身导通电阻取得电流信号，此时，自锁电阻RX同时作为一个限流电阻；当第四场效应管T4截止时，自锁电阻RX保证第一保护芯片IC1的电流触发端2的电位不会降低，仍然保持触发状态，实现第四场效应管T4(即放电开关管)的自锁。
此外，本实施例中，充电控制电路的电源正极输入端Uc1和放电控制电路的电源正极输入端Uf1的电压只要能够满足第三场效应管T3和第五场效应管T5的栅极开启电压皆可，因此，充电控制电路的电源正极输入端Uc1或放电控制电路的电源正极输入端Uf1可以和任意一节锂电池的正极相连，在此，放电控制电路的电源正极输入端Uf1即与最后一节锂电池BTn的正极相连，而充电控制电路的电源正极输入端Uc1则和第二节锂电池BT2的正极相连。
图17为实施例二，是在实施例一的基础上又增加了连接在放电控制电路中的限流电阻RY和取样电阻RZ，其中，限流电阻RY的一端与第四场效应管T4(放电控制开关)的源极相连，另一端与第一保护芯片IC1的电流触发端2相连；取样电阻RZ一端与第四场效应管T4的源极相连，另一端接第一锂电池BT1的负极。此时，第一保护芯片IC1的电流触发端2直接从取样电阻RZ上获得电流信号，与实施例一中从第四场效应管T4的自身导通电阻取得电流信号相比，实施例二的取样电流不受第四场效应管T4的自身导通电阻的波动干扰，取样效果更好。
本实施例中还增加了一个延迟电容C0，该延迟电容C0一端和第一保护芯片IC1的电流触发端2相连，另一端和第一锂电池BT1的负极相连。由于电路在刚接上负载瞬间，会因为瞬间冲击电流过大而触发第一保护芯片IC1，使得第四场效应管T4(放电控制开关)截止，延迟电容C0能够延迟第四场效应管T4(放电控制开关)的截止时间，避免第四场效应管T4(放电控制开关管)的误动作。
随着串联锂电池节数的增加，第三场效应管T3、第四场效应管T4、第五场效应管T5和第六场效应管T6的栅极电压均会不断升高，为了保证放电控制电路和充电控制电路的可靠性，防止高压击穿场效应管，还可以分别在第三场效应管T3、第四场效应管T4、第五场效应管T5和第六场效应管T6的栅极和源极两端再并联一个稳压管，参见图16：即，在第三场效应管T3、第四场效应管T4、第五场效应管T5、第六场效应管T6的栅极分别对应地和第一稳压管DZ1、第二稳压管DZ2、第三稳压管DZ3、第四稳压管DZ4的阴极连接，而第三场效应管T3、第四场效应管T4、第五场效应管T5、第六场效应管T6的源极则分别对应地和第一稳压管DZ1、第二稳压管DZ2、第三稳压管DZ3、第四稳压管DZ4的阳极连接。
为了防止因为电池或外电路短路引起的过流，还可以在充电电源的负极P-和第六场效应管T6(即充电控制开关)源极的连接回路上串接一个单向二极管D，使得电流只能从第六场效应管T6(即充电控制开关)源极经该单向二极管D流向充电电源的负极P-，而不能从充电电源的负极P-流向第六场效应管T6的源极，在当充电电源短路或电流过大时，能够起到反向截止保护作用，避免烧坏第六场效应管T6。
另外，在实施例一基础上，在充电控制电路的电源正极输入端Uc1和第二节锂电池BT2的正极之间，以及在放电控制电路的电源正极输入端Uf1和最后一节锂电池BTn的正极之间可以分别串接一个常闭温度保险开关F′，一旦工作温度过高，常闭温度保险开关F′就会断开，能够及时保护电路元器件或锂电池。
图18为实施例三，在该实施例中，充电控制电路的电源正极输入端Uc1和放电控制电路的电源正极输入端Uf1共接为节点C，然后共同连接到最后一节锂电池BTn的正极，而所述的常闭温度保险开关F′则可以串接在节点C和最后一节锂电池BTn的正极之间。实施例三和上述实施例一以及实施例二的不同点在于：实施例一和二中的自锁电阻RX是作为一反馈电阻连接在第三场效应管T3的栅极和第四场效应管T4(放电控制开关)的漏极之间，并且，在该反馈回路中还串接有一个二极管Df，形成一个电流信号从第四场效应管T4到第三场效应管T3的正反馈信号。
在本实施例中，串接在充电电源的负极P-和第六场效应管T6(即充电控制开关)源极的之间的所述单向二极管D也可以一自恢复保险丝F代替，当外接电源发生短路时，该自恢复保险丝F断开，一旦电流正常，自恢复保险丝F能够自动恢复电路的导通。
图19为实施例四，本实施例和上述几个实施例的区别在于：将控制信号整合电流中的场效应管替换为了偏置类型相同的三极管，并且将放电控制电路和充电控制电路中的第三场效应管T3和第五场效应管T5替换为三极管来实现同样的功能，电路的工作原理和前述实施例的电流工作原理基本相同。
由于三极管为电流控制元件，本实施例中的第一级第一三极管Qia(i＝1、2…n，n为整数)的基极输入电流很小，因此，在该第一三极管Qia(i＝1、2…n，n为整数)的后面又串接了一级第三三极管Qic(i＝1、2…n，n为整数)作为进一步的电流放大电路111，已达到满足电路工作要求的输出电流；
并且，将原先由若干场效应管组成的并联支路改为了由第四三极管Qid(i＝1、2…n，n为整数)组成的串联支路112，这样一来，锂电池在正常放电状态下，由第四三极管Qid(i＝1、2…n，n为整数)组成的串联支路112是导通的，放电控制开关(即第四场效应管T4)也导通，电路正常工作；当任意一个保护芯片的放电控制端1输出低电平时，此时，对应任意一个保护芯片的第四三极管Qid(i＝1、2…n，n为整数)的串联支路112断开，放电控制端Fk的输出电流截止，整个放电控制电路的输入端无信号输入，放电控制电路的各元件上由于无电流通过而不会产生额外功耗。
图20为实施例五，本实施例是在实施例二基础上的一个改进电路结构图，和实施例二相比的主要区别点在于：充电控制电路的输出端Ct是直接和第一节锂电池BT1的负极相连，而不是通过放电控制开关再连接到第一节锂电池BT1的负极，如此一来，充电控制电路和放电控制电路为两个独立工作的电路，多节锂电池保护电路可以在充电的同时进行放电，而且，一旦有任意一节锂电池的放电电压超过额定值时，相应的保护芯片在放电控制端1会输出低电平，于是相应的放电控制开关(即第四场效应管T4)截止，放电控制电路断开，锂电池电路停止放电，此时，充电控制开关(即第六场效应管T6)还是导通的，充电器可以通过充电控制电路仍然继续对锂电池充电，而不受放电控制开关的影响。
图21为实施例六，本实施例则是在实施例三基础上的改进电路结构图，和实施例五相通，本实施例六和实施例三的区别也在于：充电控制电路的输出端Ct是直接和第一节锂电池BT1的负极相连的，即在放电控制电路断开，锂电池电路停止放电的时候，充电控制开关(即第六场效应管T6)还是导通的，充电器可以通过充电控制电路仍然继续对锂电池充电。
在实施例五和实施例六中，充电控制电路的输出端Ct直接和第一节锂电池BT1的负极相连的连接方式也同样适用于实施例四，在此省略电路图。

Claims (23)

1、一种多节锂电池的充放电保护电路，包括有
由至少两节依次相互串联的锂电池(BT1、BT2…BTn)组成的锂电池组，其中，以锂电池组的负极所对应的一节锂电池为第一节锂电池(BT1)，以锂电池组的正极所对应的一节锂电池为最后一节锂电池(BTn)；
控制信号整合电路(11)，串接在所述锂电池组的正负极两端，用于将取自所述锂电池(BT1、BT2…BTn)的充、放电取样电压转换为可实现充放电控制开关通断的充、放电电压检测信号；
放电控制电路(12)，具有一放电控制信号端(Fk)，接收来自所述控制信号整合电路输出的放电电压检测信号，进而控制放电控制开关的通断；
充电控制电路(13)，具有一充电控制信号端(Ck)，接收来自所述控制信号整合电路的充电电压检测信号，进而控制充电控制开关的通断；
其特征在于：所述放电控制电路(12)还具有一实现对所述锂电池组进行电流取样的电流控制端(Io)，并且，每一节所述锂电池(BT1、BT2…BTn)的正负极两端还分别连接有一用于锂电池电压和电流取样的单节锂电池保护芯片(IC1、IC2…ICn)，该保护芯片(IC1、IC2…ICn)包括有第一电压输入端(5)、第二电压输入端(6)、放电控制端(1)、充电控制端(3)以及电流触发端(2)，
其中，每一所述保护芯片(IC1、IC2…ICn)的第一电压输入端(5)经第一电阻(R1a、R2a…Rna)和对应的本节锂电池的正极相连，每一所述保护芯片(IC1、IC2…ICn)的第二电压输入端(6)和对应的本节锂电池的负极相连，每一所述保护芯片(IC1、IC2…ICn)的充电控制端(3)和放电控制端(1)作为所述控制信号整合电路(11)的输入接收来自所述锂电池的充、放电取样电压；
而所述第一节锂电池(BT1)所对应的第一保护芯片(IC1)的电流触发端(2)连接所述的放电控制电路(12)，并作为该放电控制电路(12)的电流控制端(Io)进而控制所述放电控制开关的通断，其余锂电池(BT2、BT3…BTn)所对应的保护芯片(IC2、IC3…ICn)的电流触发端(2)连接本节锂电池的负极。
2、根据权利要求1所述的多节锂电池的充放电保护电路，其特征在于：所述的充电控制电路还包括有充电控制电路的电源正极输入端(Uc1)、充电控制电路的电源负极输入端(Uc2)以及充电控制电路的输出端(Ct)；
所述的放电控制电路(12)还包括有放电控制电路的电源正极输入端(Uf1)、放电控制电路的电源负极输入端(Uf2)以及放电控制电路的输出端(Ft)；
其中，所述充电控制电路(13)的电源正极输入端(Uc1)和所述放电控制电路的电源正极输入端(Uf1)信号取自任意一节所述锂电池(BT1、BT2…BTn)的正极电压，所述充电控制电路的输出端(Ct)经所述放电控制电路(12)的放电控制开关接地，所述放电控制电路的负极输入端(Uf2)和所述锂电池组的负极相连；
在锂电池组处于充电状态下，所述充电控制电路(13)的电源负极输入端(Uc2)和外接充电器(14)的负极输出端(P-)相连；在锂电池组处于放电状态下，所述放电控制电路(12)的输出端(Ft)和外接负载(RL)相连。
3、根据权利要求1所述的多节锂电池的充放电保护电路，其特征在于：所述的充电控制电路还包括有充电控制电路的电源正极输入端(Uc1)、充电控制电路的电源负极输入端(Uc2)以及充电控制电路的输出端(Ct)；
所述的放电控制电路还包括有放电控制电路的电源正极输入端(Uf1)、放电控制电路的电源负极输入端(Uf2)以及放电控制电路的输出端(Ft)；
其中，所述充电控制电路(13)的电源正极输入端(Uc1)和所述放电控制电路的电源正极输入端(Uf1)分别连接任意一节所述锂电池(BT1、BT2…BTn)的正极，所述充电控制电路的输出端(Ct)直接接地，所述放电控制电路的负极输入端(Uf2)和所述锂电池组的负极相连；
在锂电池组处于充电状态下，所述充电控制电路(13)的电源负极输入端(Uc2)和外接充电器(14)的负极输出端(P-)相连；在锂电池组处于放电状态下，所述放电控制电路(12)的输出端(Ft)和外接负载(RL)相连。
4、根据权利要求2或3所述的多节锂电池的充放电保护电路，其特征在于：任意一节所述锂电池(BT1、BT2…BTn)的正极和与之连接的所述充电控制电路(13)的电源正极输入端(Uc1)或所述放电控制电路的电源正极输入端(Uf1)之间还串接有一常闭温度保险开关(F2)。
5、根据权利要求1、2或3所述的多节锂电池的充放电保护电路，其特征在于：自所述的第二节锂电池起，该锂电池(IC2、IC3…ICn)对应的保护芯片(IC2、IC3…ICn)的电流触发端(2)经一第二电阻(R1b、R2b…Rnb)和相应的本节锂电池的负极相连。
6、根据权利要求1、2或3所述的多节锂电池的充放电保护电路，其特征在于：自所述的第二节锂电池起，该锂电池(IC2、IC3…ICn)对应的保护芯片(IC2、IC3…ICn)的电流触发端(2)分别经一NPN型三极管(Q1、Q2…Qn)或N沟道场效应管(T1、T2…Tn)和相应的本节锂电池的负极相连，每一三极管(Q1、Q2…Qn)的基极或每一场效应管(T1、T2…Tn)的栅极受相应保护芯片(IC2、IC3…ICn)的放电控制端(1)控制，在保护芯片(IC2、IC3…ICn)的放电控制端(1)为低电平时，开关管截止；在保护芯片(IC2、IC3…ICn)的放电控制端(1)为高电平时，开关管导通。
7、根据权利要求1、2或3所述的多节锂电池的充放电保护电路，其特征在于：所述第一节锂电池(BT1)所对应的第一保护芯片(IC1)的电流触发端(2)和所述第一节锂电池(BT1)的负极之间还并联有一防止瞬间冲击电流的延迟电容(Co)。
8、根据权利要求1～3中任一权利要求所述的多节锂电池的充放电保护电路，其特征在于：所述的控制信号整合电路(11)包括由若干场效应管组成的开关电路，该开关电路对应每一节锂电池(BT1、BT2…BTn)分别包括有P沟道第一场效应管(T1a、T2a…Tna)、P沟道第二场效应管(T1b、T2b…Tnb)、第三电阻(R1c、R2c…Rnc)、第四电阻(R1d、R2d…Rnd)和第五电阻(R1e、R2e…Rne)，
其中，每一所述第一场效应管(T1a、T2a…Tna)的栅极和对应保护芯片(IC1、IC2…ICn)的充电控制端(3)相连，每一所述第一场效应管(T1a、T2a…Tna)的源极和对应本节锂电池的正极相连，每一所述第一场效应管(T1a、T2a…Tna)的漏极一路经对应的第三电阻(R1c、R2c…Rnc)连接本节锂电池的负极，另一路经对应的第四电阻(R1d、R2d…Rnd)共接为第一节点(A)连接所述充电控制电路(13)的充电控制信号端(Ck)；
每一所述第二场效应管(T1b、T2b…Tnb)的栅极和对应保护芯片(IC1、IC2…ICn)的放电控制端(1)相连，第二场效应管(T1b、T2b…Tnb)的源极和对应的本节锂电池的正极相连，第二场效应管(T1b、T2b…Tnb)的漏极经对应的第五电阻(R1e、R2e…Rne)共接为第二节点(B)连接所述放电控制电路的放电控制信号端(Fk)；
在每一所述第一场效应管(T1a、T2a…Tna)的漏极和本节锂电池的负极之间还串接有一第一二极管(D1a、D2a…Dna)，其中，每一所述第一二极管(D1a、D2a…Dna)的阴极直接或经所述第三电阻(R1c、R2c…Rnc)和本节锂电池的负极相连，每一所述第一二极管(D1a、D2a…Dna)的阳极经所述第三电阻(R1c、R2c…Rnc)或直接和相应的第一场效应管(T1a、T2a…Tna)的漏极相连。
9、根据权利要求8所述的多节锂电池的充放电保护电路，其特征在于：每一所述第一场效应管(T1a、T2a…Tna)的漏极和第一节点(A)之间串接有一第二二极管(D1b、D2b…Dnb)，其中，每一第二二极管(D1b、D2b…Dnb)的阴极直接或经第四电阻(R1d、R2d…Rnd)和所述第一节点(A)相连，每一第二二极管(D1b、D2b…Dnb)的阳极经第四电阻(R1d、R2d…Rnd)或直接和相应的第一场效应管(T1a、T2a…Tna)的漏极相连。
10、根据权利要求9所述的多节锂电池的充放电保护电路，其特征在于：每一所述第二场效应管(T1b、T2b…Tnb)的漏极和所述第二节点(B)之间串接有一第三二极管(D1c、D2c…Dnc)，其中，每一第三二极管(D1c、D2c…Dnc)的阴极直接或经所述第五电阻(R1e、R2e…Rne)和所述第二节点(B)相连，每一第三二极管(D1c、D2c…Dnc)的阳极经所述第五电阻(R1e、R2e…Rne)或直接和相应的第二场效应管(T1b、T2b…Tnb)的漏极相连。
11、根据权利要求10所述的多节锂电池的充放电保护电路，其特征在于：所述的P沟道第一场效应管(T1a、T2a…Tna)、P沟道第二场效应管(T1b、T2b…Tnb)分别对应的替换为相同类型的PNP型第一三极管(Q1a、Q2a…Qna)和PNP型第二三极管(Q1b、Q2b…Qnb)，每一所述第一场效应管(T1a、T2a…Tna)的栅极、漏极和源极分别和相应的PNP型第一三极管(Q1a、Q2a…Qna)的基极、集电极和发射极对应，每一所述第二场效应管(T1b、T2b…Tnb)栅极、漏极和源极分别和相应的PNP型第二三极管(Q1b、Q2b…Qnb)的基极、集电极和发射极对应，并且，在每一PNP型第一三极管(Q1a、Q2a…Qna)基极分别相应的串接有第一偏置电阻(R11、R12…R1n)，在每一PNP型第二三极管(Q1b、Q2b…Qnb)的基极分别相应的串接有第二偏置电阻(R21、R22…R2n)。
12、根据权利要求11所述的多节锂电池的充放电保护电路，其特征在于：还包括有分别和所述每一PNP型第一三极管(Q1a、Q2a…Qna)对应的NPN型第三三极管(Q1c、Q2c…Qnc)，其中，每一所述第三三极管(Q1c、Q2c…Qnc)的基极和对应的每一所述第一三极管的集电极(Q1a、Q2a…Qna)相连，在第一三极管(Q1a、Q2a…Qna)的集电极和第三三极管(Q1c、Q2c…Qnc)的基极之间连接有第三偏置电阻(R31、R32…R3n)，每一所述第三三极管(Q1c、Q2c…Qnc)的发射极和所述第一二极管(D1a、D2a…Dna)的阳极相连，第三三极管(Q1c、Q2c…Qnc)的集电极经第一负载电阻(R51、R52…R5n)连接本节锂电池的正极。
13、根据权利要求10所述的多节锂电池的充放电保护电路，其特征在于：所述的P沟道第一场效应管(T1a、T2a…Tna)替换为PNP型第一三极管(Q1a、Q2a…Qna)，所述的P沟道第二场效应管(T1b、T2b…Tnb)替换为NPN型第二三极管(Q1b′、Q2b′…Qnb′)，每一所述第一场效应管(T1a、T2a…Tna)的栅极、漏极和源极分别和相应的PNP型第一三极管(Q1a、Q2a…Qna)的基极、集电极和发射极对应，每一所述第二场效应管(T1b、T2b…Tnb)栅极、漏极和源极分别和相应的NPN型第二三极管(Q1b′、Q2b′…Qnb′)的基极、发射极和集电极对应，并且，在每一PNP型第一三极管(Q1a、Q2a…Qna)基极分别相应的串接有第一偏置电阻(R11、R12…R1n)，在每一NPN型第二三极管(Q1b′、Q2b′…Qnb′)的基极分别相应的串接有第二偏置电阻(R21、R22…R2n)；
还包括有分别和所述每一第二三极管(Q1b、Q2b…Qnb)对应的PNP型第四三极管(Q1d、Q2d…Qnd)，每一NPN型第二三极管(Q1b′、Q2b′…Qnb′)的集电极和对应的第四三极管(Q1d、Q2d…Qnd)的基极相连，每一所述第四三极管(Q1d、Q2d…Qnd)的基极还串接有第四偏置电阻(R41、R42…R4n)，并且，后一第四三极管的集电极和相邻的前一第四三极管的发射极相连而形成一串接支路，所述放电控制电路的放电控制信号端(Fk)连接在该串联支路的第一节锂电池(BT1)对应的第一个第四三极管(Q1d)的集电极上，在后一第四三极管(Q1d、Q2d…Qnd)的集电极和前一第四三极管的发射极之间还串接有第二负载电阻(R61、R62…R6n)。
14、根据权利要求1～3中任一权利要求所述的多节锂电池的充放电保护电路，其特征在于：所述的放电控制电路包括有一第三场效应管(T3)和一第四场效应管(T4)，其中，所述第三场效应管(T3)的漏极经第一负载电阻(Rf)作为该放电控制电路的电源正极输入端(Uf1)和任意一节锂电池(BT1、BT2…BTn)的正极相连，所述第三场效应管(T3)的栅极和所述放电控制电路的放电控制信号端(Fk)相连，所述第四场效应管(T4)的栅极和所述第三场效应管(T3)漏极相连，该第四场效应管(T4)的源极和第三场效应管(T3)的源极共接后作为所述放电控制电路的电源负极输入端(Uf2)和所述锂电池组的负极相连，第四场效应管(T4)的漏极一路即为放电控制电路的输出端(Ft)，另一路经串接的自锁电阻(Rx)后即为放电控制电路的电流控制端(Io)。
15、根据权利要求14所述的多节锂电池的充放电保护电路，其特征在于：所述的放电控制电路还包括有限流电阻(Ry)和取样电阻(Rz)，所述限流电阻(Ry)的一端和所述第四场效应管(T4)的源极相连，另一端即为放电控制电路的电流控制端(Io)，所述取样电阻(Rz)一端与所述第四场效应管(T4)的源极相连，另一端接所述第一节锂电池(BT1)的负极。
16、根据权利要求14所述的多节锂电池的充放电保护电路，其特征在于：所述的第三场效应管(T3)和第四场效应管(T4)的栅极和源极两端还分别并联有第一稳压管(DZ1)和第二稳压管(DZ2)，并且，所述第三场效应管(T3)、第四场效应管(T4)的栅极分别对应地和第一稳压管(DZ1)、第二稳压管(DZ2)的阴极连接，而所述第三场效应管(T3)、第四场效应管(T4)的源极则分别对应地和第一稳压管(DZ1)、第二稳压管(DZ2)的阳极连接。
17、根据权利要求1～3中任一权利要求所述的多节锂电池的充放电保护电路，其特征在于：所述的放电控制电路包括有第三场效应管(T3)、第四场效应管(T4)、自锁电阻(Rx)、限流电阻(Ry)和取样电阻(Rz)，其中，所述第三场效应管(T3)的漏极经第一负载电阻(Rf)连接所述放电控制电路的电源正极输入端(Uf1)，第三场效应管(T3)的栅极和所述放电控制电路的放电控制信号端(Fk)相连，第三场效应管(T3)的源极连接所述锂电池组的负极，所述第四场效应管(T4)的栅极和所述第三场效应管(T3)漏极相连，该第四场效应管(T4)的源极一路经所述的取样电阻(Rz)后连接所述锂电池组的负极，另一路经所述限流电阻(Ry)与所述第一保护芯片(IC1)的电流触发端(2)相连，而在所述第四场效应管(T4)的漏极和所述第三场效应管(T3)的基极之间还并接有所述的自锁电阻(Rx)。
18、根据权利要求17所述的多节锂电池的充放电保护电路，其特征在于：所述第三三场效应管(T3)的栅极和第四场效应管(T4)漏极之间还串接有一二极管(Df)。
19、根据权利要求17所述的多节锂电池的充放电保护电路，其特征在于：所述的第三场效应管(T3)和第四场效应管(T4)的栅极和源极两端分别并联有一第一稳压管(DZ1)和第二稳压管(DZ2)，并且，第三场效应管(T3)、第四场效应管(T4)的栅极分别对应地和第一稳压管(DZ1)、第二稳压管(DZ2)的阴极连接，而第三场效应管(T3)、第四场效应管(T4)的源极则分别对应地和第一稳压管(DZ1)、第二稳压管(DZ2)的阳极连接。
20、根据权利要求1～3中任一权利要求所述的多节锂电池的充放电保护电路，其特征在于：所述的充电控制电路包括有第五场效应管(T5)和第六场效应管(T6)，所述第五场效应管(T5)的漏极经第二负载电阻(Rc)即为所述充电控制电路的电源正极输入端(Uc1)和任意一节锂电池(BT1、BT2…BTn)的正极相连，所述第六场效应管(T6)的栅极和所述第五场效应管(T5)的漏极相连，该第六场效应管(T6)的漏极即为所述充电控制电路的输出端(Ct)，该第六场效应管(T6)的源极和所述第五场效应管(T5)的源极共接即为所述充电控制电路的电源负极输入端(Uc2)。
21、根据权利要求20所述的多节锂电池的充放电保护电路，其特征在于：所述的充电控制电路还包括有一单向二极管(D)，该单向二极管(D)的阳极和所述第六场效应管(T6)的源极相连，该单向二极管(D)的阴极即为所述充电控制电路的电源负极输入端(Uc2)。
22、根据权利要求21所述的多节锂电池的充放电保护电路，其特征在于：所述的单向二极管(D)替换为自恢复保险丝(F)。
23、根据权利要求20所述的多节锂电池的充放电保护电路，其特征在于：所述的第五场效应管(T5)和第六场效应管(T6)的栅极和源极两端分别并联有一第三稳压管(DZ3)和第四稳压管(DZ4)，并且，第五场效应管(T5)、第六场效应管(T6)的栅极分别对应地和所述第三稳压管(DZ3)、第四稳压管(DZ4)的阴极连接，而第五场效应管(T5)、第六场效应管(T6)的源极则分别对应地和所述第三稳压管(DZ3)、第四稳压管(DZ4)的阳极连接。
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Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102222945A (zh) * 2010-04-19 2011-10-19 罗恩荣 通信电源降压节能方法
CN102376989A (zh) * 2010-08-13 2012-03-14 周金平 一种充放电自动均衡的锂离子动力电池串联电池组
CN102403743A (zh) * 2010-09-15 2012-04-04 河南科隆集团有限公司 大型充电电源***的电池均衡维护仪
CN102684165A (zh) * 2011-03-07 2012-09-19 比亚迪股份有限公司 一种多节锂电池充放电保护电路
CN102801191A (zh) * 2012-06-30 2012-11-28 珠海市鹏辉电池有限公司 锂离子电池组均衡方法及***
CN103166200A (zh) * 2011-12-09 2013-06-19 海洋王照明科技股份有限公司 一种电池保护电路及防爆型照明装置
CN105576779A (zh) * 2016-03-21 2016-05-11 宁波市北仑海伯精密机械制造有限公司 一种智能动力电池及其均衡方法
CN106786985A (zh) * 2017-02-10 2017-05-31 厦门市普星电子科技有限公司 一种用电设备的电池保护方法及电路和配套的充电器
CN106972557A (zh) * 2017-03-18 2017-07-21 海汽电子技术芜湖股份有限公司 汽车模块用ni‑mh电池智能充电电路及充电实现方法
CN107221998A (zh) * 2017-07-31 2017-09-29 严崇 一种智能电池
CN107276179A (zh) * 2017-07-31 2017-10-20 严崇 智能电池管理***及其共享使用方法和预约使用方法
CN107994653A (zh) * 2017-12-28 2018-05-04 衡阳中微科技开发有限公司 锂电池充放电平衡保护装置
CN108923488A (zh) * 2018-07-23 2018-11-30 浙江特康电子科技有限公司 电池充电管理***
CN109217410A (zh) * 2018-08-31 2019-01-15 华润微电子（重庆）有限公司 一种单节串联型锂电池保护电路
CN109473742A (zh) * 2018-10-26 2019-03-15 深圳市睿德电子实业有限公司 电池短路双重保护电路
CN109814645A (zh) * 2018-12-10 2019-05-28 江苏科技大学 一种粮仓温湿测监测单元及其实现方法
CN109980621A (zh) * 2019-04-29 2019-07-05 杭州协能科技股份有限公司 电池组热插拔保护电路及保护方法
CN110661472A (zh) * 2018-06-29 2020-01-07 广东金莱特电器股份有限公司 双重保护锂电池的交直流无刷马达驱动电路
CN110768328A (zh) * 2019-10-16 2020-02-07 深圳市三奇科技有限公司 一种多串电池保护***
CN111490569A (zh) * 2020-03-10 2020-08-04 深圳市创芯微微电子有限公司 一种电池保护芯片、多串电池级联保护电路
CN113270853A (zh) * 2018-12-21 2021-08-17 荣耀终端有限公司 电池保护电路、电池保护板、电池和终端设备
CN114243806A (zh) * 2020-09-09 2022-03-25 高创(苏州)电子有限公司 电池充放电控制***和电子设备

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101593992B (zh) * 2009-04-01 2012-11-28 贵州省机电研究设计院 多机并联大电流蓄电池充放电控制***
CN101527529B (zh) * 2009-04-07 2010-10-27 杭州电子科技大学 基于太阳能供电的水环境监测节点电源电路
CN101762790B (zh) * 2009-12-17 2012-10-10 成都瑞芯电子有限公司 电池组电路的测试设备及其测试方法
JP5724227B2 (ja) * 2010-06-30 2015-05-27 日立工機株式会社 電池パック及びそれを用いた電動工具
TWI479769B (zh) * 2012-07-02 2015-04-01 Joy Ride Technology Co Ltd Electric products, high-voltage safe power supply system and high voltage safety protection device
CN103022581B (zh) * 2012-10-15 2015-08-12 小米科技有限责任公司 一种保护电路及控制方法、装置
CN103487761A (zh) * 2013-09-27 2014-01-01 国家电网公司 一种锂离子电池温控测试装置
JP6674318B2 (ja) * 2016-05-16 2020-04-01 株式会社マキタ バッテリ装置
CN107040025B (zh) * 2017-05-10 2020-02-28 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 一种蓄电池单体专用的集成电路的实现方法
CN107453452B (zh) * 2017-09-25 2023-11-21 启攀微电子（上海）有限公司 一种基于负载开关的多电芯串联锂电池
CN107546818A (zh) * 2017-10-26 2018-01-05 汤萍萍 通用电池智能判断控制电路及灯具
CN107991551B (zh) * 2017-11-15 2019-12-24 惠州市蓝微电子有限公司 一种具有追溯功能的检测平台
CN108429318B (zh) * 2018-04-18 2024-06-04 深圳市创芯微微电子股份有限公司 电池保护芯片及电池保护电路
DE102019109723B3 (de) * 2019-04-12 2020-08-06 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren und System zu einer elektronischen Stromregelung bei einer flexiblen Gleichstrombatterie
CN110549290B (zh) * 2019-09-27 2022-02-15 山东中车同力达智能装备有限公司 一种智能数显扭矩扳手电路控制***及控制方法
CN110736917B (zh) * 2019-11-22 2024-05-28 深圳市电将军科技有限公司 负极保护型锂电池保护板的短路测试电路、测试仪及方法
CN111555397B (zh) * 2020-05-21 2024-06-04 广东博力威科技股份有限公司 锂电池充电时关断放电输出的控制电路
CN112234671A (zh) * 2020-09-30 2021-01-15 重庆辉腾能源股份有限公司 一种级联电池保护电路
CN112671061B (zh) * 2020-12-15 2024-07-23 维沃移动通信有限公司 电池保护板控制***及终端
CN114156836B (zh) * 2021-11-10 2023-06-20 深圳欣锐科技股份有限公司 高压放电保护电路、高压放电器和用电设备

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11341689A (ja) * 1998-05-25 1999-12-10 Seiko Instruments Inc バッテリー状態監視回路及びバッテリー装置
CN2796215Y (zh) * 2005-03-30 2006-07-12 山西光宇电源有限公司 具有均衡充电和保护功能的电动助力车锂电池组

Cited By (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102222945A (zh) * 2010-04-19 2011-10-19 罗恩荣 通信电源降压节能方法
CN102376989A (zh) * 2010-08-13 2012-03-14 周金平 一种充放电自动均衡的锂离子动力电池串联电池组
CN102403743A (zh) * 2010-09-15 2012-04-04 河南科隆集团有限公司 大型充电电源***的电池均衡维护仪
CN102684165A (zh) * 2011-03-07 2012-09-19 比亚迪股份有限公司 一种多节锂电池充放电保护电路
CN103166200A (zh) * 2011-12-09 2013-06-19 海洋王照明科技股份有限公司 一种电池保护电路及防爆型照明装置
CN103166200B (zh) * 2011-12-09 2016-03-30 海洋王照明科技股份有限公司 一种电池保护电路及防爆型照明装置
CN102801191A (zh) * 2012-06-30 2012-11-28 珠海市鹏辉电池有限公司 锂离子电池组均衡方法及***
CN105576779B (zh) * 2016-03-21 2018-09-21 宁波市北仑海伯精密机械制造有限公司 一种智能动力电池及其均衡方法
CN105576779A (zh) * 2016-03-21 2016-05-11 宁波市北仑海伯精密机械制造有限公司 一种智能动力电池及其均衡方法
CN106786985A (zh) * 2017-02-10 2017-05-31 厦门市普星电子科技有限公司 一种用电设备的电池保护方法及电路和配套的充电器
CN106972557A (zh) * 2017-03-18 2017-07-21 海汽电子技术芜湖股份有限公司 汽车模块用ni‑mh电池智能充电电路及充电实现方法
CN106972557B (zh) * 2017-03-18 2024-03-15 海汽电子技术芜湖股份有限公司 汽车模块用ni-mh电池智能充电电路及充电实现方法
CN107221998A (zh) * 2017-07-31 2017-09-29 严崇 一种智能电池
CN107276179A (zh) * 2017-07-31 2017-10-20 严崇 智能电池管理***及其共享使用方法和预约使用方法
CN107994653A (zh) * 2017-12-28 2018-05-04 衡阳中微科技开发有限公司 锂电池充放电平衡保护装置
CN110661472A (zh) * 2018-06-29 2020-01-07 广东金莱特电器股份有限公司 双重保护锂电池的交直流无刷马达驱动电路
CN108923488A (zh) * 2018-07-23 2018-11-30 浙江特康电子科技有限公司 电池充电管理***
CN108923488B (zh) * 2018-07-23 2024-05-14 浙江特康电子科技有限公司 电池充电管理***
CN109217410A (zh) * 2018-08-31 2019-01-15 华润微电子（重庆）有限公司 一种单节串联型锂电池保护电路
CN109473742A (zh) * 2018-10-26 2019-03-15 深圳市睿德电子实业有限公司 电池短路双重保护电路
CN109473742B (zh) * 2018-10-26 2024-01-30 深圳市睿德电子实业有限公司 电池短路双重保护电路
CN109814645A (zh) * 2018-12-10 2019-05-28 江苏科技大学 一种粮仓温湿测监测单元及其实现方法
CN113270853A (zh) * 2018-12-21 2021-08-17 荣耀终端有限公司 电池保护电路、电池保护板、电池和终端设备
CN113270853B (zh) * 2018-12-21 2023-07-14 荣耀终端有限公司 电池保护电路、电池保护板、电池和终端设备
US11962143B2 (en) 2018-12-21 2024-04-16 Honor Device Co., Ltd. Battery protection circuit, battery protection board, battery, and terminal device
CN109980621A (zh) * 2019-04-29 2019-07-05 杭州协能科技股份有限公司 电池组热插拔保护电路及保护方法
CN109980621B (zh) * 2019-04-29 2024-05-14 杭州协能科技股份有限公司 电池组热插拔保护电路及保护方法
CN110768328A (zh) * 2019-10-16 2020-02-07 深圳市三奇科技有限公司 一种多串电池保护***
CN111490569A (zh) * 2020-03-10 2020-08-04 深圳市创芯微微电子有限公司 一种电池保护芯片、多串电池级联保护电路
CN111490569B (zh) * 2020-03-10 2022-05-13 深圳市创芯微微电子有限公司 一种电池保护芯片、多串电池级联保护电路
CN114243806A (zh) * 2020-09-09 2022-03-25 高创(苏州)电子有限公司 电池充放电控制***和电子设备
CN114243806B (zh) * 2020-09-09 2024-05-14 高创(苏州)电子有限公司 电池充放电控制***和电子设备

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