CN104184127B - 电池保护电路 - Google Patents

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Abstract

一种电池保护电路，包括一开关部件、一连接一电池的负载模块及一控制模块，所述控制模块包括一晶体管，所述晶体管包括一连接所述电池的正极的导通端、一第一连接端及一接地的第二连接端，所述开关部件包括一连接所述第一连接端的导通引脚、一接地的第一连接引脚及一通过一第一电容接地的第二连接引脚，所述导通引脚用于在所述负载模块发生异常时接收一控制信号而关断所述开关部。所述电池保护电路用于在所述负载模块发生异常时保护电池不受损坏。

Description

电池保护电路
技术领域
本发明涉及一种电子保护电路，特别是一种电池保护电路。
背景技术
近年来，锂电池作为一种绿色环保电池，因具有能量密度高、工作电压高和使用寿命长等优点在各种产品中得到广泛应用。数码相机、手机、便携式音频设备和蓝牙设备等越来越多的产品采用锂电池作为主要电源。然而，锂离子电池在使用过程中，当受到短路、高热、过充或过放电等时极容易产生不良影响，例如充电时电压过高，会损坏锂电池的结构甚至会有产生***的危险。现有的一种电池保护电路中，包括一锂电池及一保护电路，所述保护电路中包括一连接所述锂电池的MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor，金属-氧化层-半导体-场效晶体管）及一连接所述锂电池与所述MOSFET的控制模块，所述控制模块用于侦测所述锂电池的电压并控制在过度充电或放电状态时切换到所述MOSFET来保护所述锂电池。然而在所述电池保护电路中，当发生过电压、过电流或短路电流等电路异常时，所述控制模块关断MOSFET的过程中会产生较高的电压和电流使功率很大而容易导致MOSFET因瞬间过功率而损坏，且由于MOSFET在关断过程中处于饱和区，容易发生各单元间的散热不平衡从而导致MOSFET提前失效。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种避免因电路异常而损坏电池的电池保护电路。
一种电池保护电路，包括一开关部件、一连接一电池的负载模块及一控制模块，所述控制模块包括一晶体管，所述晶体管包括一连接所述电池的正极的导通端、一第一连接端及一接地的第二连接端，所述开关部件包括一连接所述第一连接端的导通引脚、一接地的第一连接引脚及一通过一第一电容接地的第二连接引脚，所述导通引脚用于在所述负载模块发生异常时接收一控制信号而关断所述开关部。
一实施例中，所述导通端通过一第一电阻连接一第一节点，所述第一节点连接所述电池的正极，所述第一连接端通过一第二电阻连接所述导通端引脚，所述负载模块通过一电感连接所述第一节点，所述负载模块接地。
一实施例中，所述控制模块还包括一芯片，一第二电容连接所述第二节点，所述第二节点连接所述芯片的高触发端，所述控制信号通过所述第二电容传送至所述芯片，所述芯片的输出端通过一第三电阻连接所述导通端引脚，所述芯片的电源电压端及所述芯片的复位端连接所述第一节点。
一实施例中，所述第二节点连接所述芯片的放电端。
一实施例中，所述第二节点通过一第四电阻接地。
一实施例中，所述第二节点通过一第五电阻连接所述第一节点。
一实施例中，所述第二节点连接连接所述芯片的触发端。
一实施例中，所述芯片的电压控制端通过一第三电容接地。
一实施例中，所述晶体管为一NPN型晶体管，所述晶体管的导通端为所述晶体管的基极，所述晶体管的第一连接端为所述晶体管的集电极，所述晶体管的第二连接端为所述晶体管的发射极。
一实施例中，所述开关部件为一P沟道增强型MOSFET，所述开关部件的导通引脚为所述开关部件的栅极，所述开关部件的第一连接引脚为所述开关部件的源极，所述开关部件的第二连接引脚为所述开关部件的漏极。
与现有技术相比，所述电池保护电路中，所述晶体管通过延缓所述开关部件的关断速度从而保护所述电池在所述负载模块发生异常时不受损坏。
附图说明
图1是本发明电池保护电路的一较佳实施方式的原理图。
图2是本发明电池保护电路的一较佳实施方式的电路连接图。
主要元件符号说明
电源模块 10
开关部件 11
电池 13
控制信号 17
控制模块 30
芯片 31
晶体管 33
负载模块 40
电感 43
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1，本发明一种电池保护电路的一较佳实施方式包括一电源模块10、一连接所述电源模块10的控制模块30及一连接所述电源模块10的负载模块40。
请参阅图2，所述电源模块10包括一开关部件11及一电池13。所述开关部件11的导通引脚G连接电阻R1的一端，所述开关部件11的第一连接引脚S接地，所述开关部件11的第二连接引脚D通过一电容C3接地，所述电池13的正极连接一第一节点130，所述电池13的负极接地。在一实施例中，所述开关部件11为一型号为AOT266的P沟道增强型MOSFET，所述开关部件11的导通引脚G为所述开关部件11的栅极，所述开关部件11的第一连接引脚S为所述开关部件11的源极，所述开关部件11的第二连接引脚D为所述开关部件11的漏极，所述电池13为一锂电池，电阻R1的阻值为150Ω，电容C3的电容值为4.7uF。
所述控制模块30包括一用于控制延时的芯片31及一晶体管33。所述晶体管33包括一导通端、一第一连接端及一第二连接端。所述晶体管33的导通端为所述晶体管33的基极，所述晶体管33的第一连接端为所述晶体管33的集电极，所述晶体管33的第二连接端为所述晶体管33的发射极。所述芯片31的接地端GND接地，所述芯片31的触发端TRIG连接一第二节点310，所述第二节点310通过电阻R2接地，所述芯片31的输出端OUT通过电阻R1连接所述开关部件11的导通引脚G，所述芯片31的复位端RESET连接所述第一节点130，所述芯片31的电压控制端CONT通过电容C1接地，所述芯片31的高触发端THRES及所述芯片31的放电端DISCH均连接所述第二节点310，所述第二节点310通过电阻R3连接所述第一节点130，所述芯片31的电源电压端VCC连接所述第一节点130，一控制信号17通过电容C2输入至所述第二节点310，所述晶体管33的发射极接地，所述晶体管33的集电极通过电阻R4连接所述开关部件11的导通引脚G，所述晶体管33的基极通过电阻R5连接所述第一节点130。在一实施例中，所述芯片31为一型号为NE555型号的时基电路，所述晶体管33为一型号为3904的NPN型晶体管，电阻R2的阻值为100KΩ，电阻R3的阻值为100KΩ，电阻R4的阻值为1KΩ，电阻R5的阻值为10KΩ，电容C1的电容值为0.01uF，电容C2的电容值为0.01uF。
所述负载模块40通过一电感43连接所述第一节点130，所述负载模块40接地。
请参阅图1及图2，电源检测***，其工作原理为：所述电池13的输出电压为所述负载模块40供电，所述电池13在所述负载模块40正常状态下，所述控制信号17提供一高电平信号使所述开关部件11处于导通状态；当所述负载模块40因异常而产生过电压、过电流或短路电流时，所述控制信号17产生一低电平信号使所述开关部件11由导通状态切换为关断状态，所述控制信号17经过所述电容C1滤波后传送至所述芯片31，所述芯片31延长所述控制信号17关断所述开关部件11的时间而延缓所述开关部件11的关断速度，并且所述控制模块30的晶体管33通过电阻R4和电阻R5延缓所述开关部件11的关断速度，从而防止所述电池13因瞬间过电压、过电流或短路电流时受到损坏。
所述开关部件11的耐压值为60V，所述开关部件11的第一连接引脚S及第二连接引脚D之间的电阻RDS(ON)的阻值为3.2毫欧，实验中测得，在所述负载模块40发生异常时，所述开关部件11在快速关断过程中失效，所述开关部件11失效的尖峰电压为68V，失效后电流不能回零；在所述电池保护电路中，所述开关部件11的关断时间延时至13.5us，尖峰电压为80.8V，所述开关部件11没有发生失效现象。在一实施例中，所述电池保护电路中，通过设计所述控制模块30有效避免因所述负载模块40产生异常时导致所述开关部件11发生的失效现象，而保护所述电池13不受损坏从而减少经济损失。
对本领域的技术人员来说，可以根据本发明的发明方案和发明构思结合生产的实际需要做出其他相应的改变或调整，而这些改变和调整都应属于本发明所公开的范围。

Claims (10)

1.一种电池保护电路，包括一开关部件及一连接一电池的负载模块，其特征在于：所述电池保护电路还包括一控制模块，所述控制模块包括一晶体管，所述晶体管包括一连接所述电池的正极的导通端、一第一连接端及一接地的第二连接端，所述开关部件包括一连接所述第一连接端的导通引脚、一接地的第一连接引脚及一通过一第一电容接地的第二连接引脚，所述导通引脚用于在所述负载模块发生异常时接收一控制信号而关断所述开关部件，所述导通端通过一第一电阻连接一第一节点，所述第一节点连接所述电池的正极，所述第一连接端通过一第二电阻连接所述导通引脚。
2.如权利要求1所述的电池保护电路，其特征在于：所述负载模块通过一电感连接所述第一节点，所述负载模块接地。
3.如权利要求2所述的电池保护电路，其特征在于：所述控制模块还包括一芯片，一第二电容连接一第二节点，所述第二节点连接所述芯片的高触发端，所述控制信号通过所述第二电容传送至所述芯片，所述芯片的输出端通过一第三电阻连接所述导通引脚，所述芯片的电源电压端及所述芯片的复位端连接所述第一节点。
4.如权利要求3所述的电池保护电路，其特征在于：所述第二节点连接所述芯片的放电端。
5.如权利要求3所述的电池保护电路，其特征在于：所述第二节点通过一第四电阻接地。
6.如权利要求3所述的电池保护电路，其特征在于：所述第二节点通过一第五电阻连接所述第一节点。
7.如权利要求3所述的电池保护电路，其特征在于：所述第二节点连接所述芯片的触发端。
8.如权利要求3所述的电池保护电路，其特征在于：所述芯片的电压控制端通过一第三电容接地。
9.如权利要求1所述的电池保护电路，其特征在于：所述晶体管为一NPN型晶体管，所述晶体管的导通端为所述晶体管的基极，所述晶体管的第一连接端为所述晶体管的集电极，所述晶体管的第二连接端为所述晶体管的发射极。
10.如权利要求1所述的电池保护电路，其特征在于：所述开关部件为一N沟道增强型MOSFET，所述开关部件的导通引脚为所述开关部件的栅极，所述开关部件的第一连接引脚为所述开关部件的源极，所述开关部件的第二连接引脚为所述开关部件的漏极。
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