CN107834670A - 一种应用于手机的锂电池保护电路 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示一种应用于手机的锂电池保护电路,包括:B+端、B‑端、P+端、P‑端、电池保护电路、防静电电路、身份识别电路、ID端、温度监控电路以及NTC端;电池保护电路包括:第一电阻、锂电池保护芯片、充放电控制芯片、滤波电路、第二电阻以及第一电容;滤波电路包括并联的第二电容及第三电容,第二电容及第三电容的容值相差两个数量级以上。本发明的应用于手机的锂电池保护电路通过锂电池保护芯片与充放电控制芯片配合,能有效对锂电池进行过充、过放、过流的控制及保护;在锂电池保护芯片的VDD端及VSS端设置有滤波电路,防止不同频率的电源干扰信号干扰锂电池保护芯片对锂电池的监测和控制,使对锂电池保护更加精准灵敏。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域,具体地,涉及一种应用于手机的锂电池保护电路。
背景技术
目前,手机已成为人们生活当中的随身工具之一,为了提高手机的续航时间,现有的手机一般配备锂电池作为供电电源。而在锂电池的日常充电、放电过程中,容易出现过充和过放的情况。多次过充和过放会对锂电池造成永久性的损坏,而当锂电池损坏之后仍继续使用,容易导致锂电池发生***,因而造成意外的发生。
然而现有的电池保护电路一般采用一锂电池保护芯片对锂电池进行控制及保护,因电路中存在不同频率的电源干扰信号,容易使锂电池保护芯片对锂电池的控制和保护存在滞后,导致锂电池的过充和过放现象无法及时控制,影响锂电池的使用寿命。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供一种应用于手机的锂电池保护电路。
本发明公开的一种应用于手机的锂电池保护电路,包括:用于连接锂电池的两端口B+端及B-端、用于连负载的两输出端口P+端及P-端、电池保护电路、防静电电路、身份识别电路、用于身份识别的连接端口ID端、温度监控电路以及用于温度监控的连接端口NTC端;电池保护电路包括:第一电阻、锂电池保护芯片、充放电控制芯片、滤波电路、第二电阻以及第一电容;
B+端与P+端连接;第一电阻的一端连接B+端,其另一端分别连接锂电池保护芯片的VDD端及滤波电路的一端;滤波电路的另一端分别连接锂电池保护芯片的VSS端、B-端以及充放电控制芯片的S1端;锂电池保护芯片的DO端连接充放电控制芯片的G1端;锂电池保护芯片的CO端连接充放电控制芯片的G2端;锂电池保护芯片的V-端连接第二电阻的一端;第二电阻的另一端分别连接充放电控制芯片的S2端及P-端;第一电容并联于充放电控制芯片的S1端与S2端之间;防静电电路分别连接P+端及P-端;身份识别电路一端连接P-端,其另一端连接ID端;温度监控电路一端连接P-端,其另一端连接NTC端;滤波电路包括并联的第二电容及第三电容,其中,第二电容及第三电容的容值相差两个数量级以上。
根据本发明的一实施方式,锂电池保护芯片采用HY2116-SB6B电池保护芯片。
根据本发明的一实施方式,充放电控制芯片U2采用CJCD2005电控芯片。
根据本发明的一实施方式,防静电电路包括:并联的第四电容及第五电容。
根据本发明的一实施方式,身份识别电路包括:并联的识别电阻及第六电容。
根据本发明的一实施方式,温度监控电路包括:并联的热敏电阻及第七电容。
本发明区别于现有技术的有益效果是:本发明的应用于手机的锂电池保护电路通过锂电池保护芯片与充放电控制芯片配合,能有效对锂电池进行过充、过放、过流的控制及保护;在锂电池保护芯片的VDD端及VSS端设置有一滤波电路,防止不同频率的电源干扰信号干扰锂电池保护芯片对锂电池的监测和控制,使锂电池保护芯片对锂电池控制及保护更加精准灵敏;设有身份识别电路,便于只能终端识别电源的接入与断开,便于为手机提供最优的充电电压和充电电流;设置有温度监控电路,便于监控锂电池的温度,保证锂电池在手机上的使用安全。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1为实施例中的应用于手机的锂电池保护电路的电路图。
具体实施方式
以下将以图式揭露本发明的多个实施方式,为明确说明起见,许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而,应了解到,这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说,在本发明的部分实施方式中,这些实务上的细节是非必要的。此外,为简化图式起见,一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。
需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
另外,在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,并非特别指称次序或顺位的意思,亦非用以限定本发明,其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
实施例:
请参考图1所示,其为实施例中应用于手机的锂电池保护电路的电路图。本实施例提供一种应用于手机的锂电池保护电路,其包括:用于连接锂电池的两端口B+端及B-端、用于连负载的两输出端口P+端及P-端、电池保护电路1、防静电电路2、身份识别电路3、用于身份识别的连接端口ID端、温度监控电路4以及用于温度监控的连接端口NTC端;电池保护电路1包括:第一电阻R1、锂电池保护芯片U1、充放电控制芯片U2、滤波电路11、第二电阻R2以及第一电容C1。
具体的,锂电池保护芯片U1采用HY2116-SB6B电池保护芯片,其具有NC端、V-端、CO端、DO端、VSS端以及VDD端,充放电控制芯片U2采用CJCD2005芯片。其中,CJCD2005芯片内部设置有两个MOS管V1及V2,MOS管V1及MOS管V2的漏极相连接,并且MOS管V1及MOS管V2分别自带有二极管VD1及VD2。其中二极管VD1及VD2的阳极分别连接两个MOS管V1及V2的漏极,前两者的阴极分别连接两个MOS管V1及V2的源极,MOS管V1的栅极作为充放电控制芯片U2的G1端,MOS管V1的源极与二极管V1的阴极作为充放电控制芯片U2的S1端,MOS管V2的栅极作为充放电控制芯片U2的G2端,MOS管V2的源极与二极管V2的阴极作为充放电控制芯片U2的S2端。
连接时,B+端与P+端连接,第一电阻R1的一端连接B+端,其另一端分别连接锂电池保护芯片U1的VDD端及滤波电路11的一端,滤波电路11的另一端分别连接锂电池保护芯片U1的VSS端、B-端以及充放电控制芯片U2的S1端,锂电池保护芯片U1的DO端连接充放电控制芯片U2的G1端,锂电池保护芯片U1的CO端连接充放电控制芯片U2的G2端,锂电池保护芯片U1的V-端连接第二电阻R2的一端,第二电阻R2的另一端分别连接充放电控制芯片U2的S2端及P-端,第一电容C1并联于充放电控制芯片U2的S1端与S2端之间,防静电电路2分别连接P+端及P-端,身份识别电路3一端连接P-端,其另一端连接ID端,温度监控电路4一端连接P-端,其另一端连接NTC端。
滤波电路11包括并联的第二电容C2及第三电容C3,其中第二电容C2及第三电容C3的容值相差两个数量级以上。在本实施例中,第二电容C2采用0.1微法,第三电容采用8.2皮法,由第二电容C2及第三电容C3不同容值的两个电容并联构成的滤波电路11,可有效扩大滤波电路11滤波范围,防止不同频率的电源干扰信号干扰锂电池保护芯片U1对锂电池的监测和控制,使锂电池保护芯片U1对锂电池控制及保护更加精准以及灵敏。
防静电电路2包括并联的第四电容C4及第五电容C5,在本实施例中,第四电容C4及第五电容C5均采用0.1微法,采用并联的电容构成的防静电电路可更有效去除P+端及P-端之间输出的静电,防止电路内的元器件被静电击穿,增强本发明的应用于手机的锂电池保护电路的可靠性。
身份识别电路3包括并联的识别电阻ID及第六电容C6,识别电阻ID并联第六电容C6,利用第六电容C6进行滤波,可有效提高手机处理***对识别电阻ID的身份识别过程,防止电路中不同频率的电源干扰信号影响身份识别过程的精准性。在本实施例中,识别电阻ID为100K欧姆的下拉电阻,第六电容C6为0.1微法。
温度监控电路4包括:并联的热敏电阻NTC及第七电容C7。其中,将热敏电阻NTC贴紧锂电池设置,利用热敏电阻NTC具有电阻值随温度增大而减小的特性,可有效监锂电池的温度,同时并联第七电容C7,利用第七电容C7进行滤波,可有效提高手机处理***对热敏电阻NTC的阻抗的检测识别,提高对锂电池的温度的监控精准性,增强对锂电池的保护。
本发明的应用于手机的锂电池保护电路工作时,锂电池的两端分别接入B+端和B-端之间,充电器以及负载分别接P+端和P-端之间,手机处理***分别连接ID端及NTC端。
正常工作时,锂电池保护芯片U1的CO端及DO端均输出高电平,此时充放电控制芯片U2内的两个MOS管V1及V2导通,此时锂电池可自由的进行充放电,充电时,电流由B+端和B-端之输入至锂电池,放电时,锂电池的电流由P+端和P-端之输出至负载。
充电过程中,锂电池保护芯片U1通过V-端及第二电阻R2对充电过程中的回路电流进行检测,当回流电流大于充电过流范围值时,锂电池保护芯片U1的CO端的输出由高电平转为低电平,此时充放电控制芯片U2内的MOS管V2关断,立刻停止充电器对锂电池的充电,实现对锂电池防止充电过流的保护,其中锂电池的充电过流保护电流设为5.7~12.6A。
锂电池充满后,锂电池保护芯片U1通过VDD端及第一电阻R1检测锂电池的电压值达到过充电压值后,锂电池保护芯片U1的CO端的输出由高电平转为低电平,此时充放电控制芯片U2内的MOS管V2关断,停止充电器对锂电池的充电,实现对锂电池防止过充的保护,其中锂电池的过充电压设为4.475V±25mV,此时因二极管VD2的存在,锂电池仍然能进行放电。当锂电池的电压恢复至过充电解除范围值时,锂电池保护芯片U1的CO端的输出端再次恢复为高电平,此时MOS管V2导通,恢复充电器对锂电池的充电,锂电池的过充电解除电压设为4.275V±50mV。
锂电池持续放电时,锂电池保护芯片U1通过VDD端及第一电阻R1检测到锂电池的电压值达到过放电压值后,锂电池保护芯片U1的DO端的输出由高电平转为低电平,此时充放电控制芯片U2内的MOS管V1关断,锂电池停止放电,实现对锂电池防止过放的保护,其中锂电池的过放电压设为2.50V±50mV,此时因二极管VD1的存在,充电器仍然能对锂电池充电。当锂电池的电压恢复至过放电解除范围值时,锂电池保护芯片U1的DO端的输出端再次恢复为高电平,此时MOS管V1导通,锂电池对负载的放电,锂电池的过充电解除电压设为2.50V±65mV。
在锂电池放电的过程中,锂电池的放电电流流经充放电控制芯片U2时,充放电控制芯片U2的S1端及S2端之间产生一个压降,锂电池保护芯片U1通过VSS端及V-端检测该压降判断锂电池的放电电流是否在放电过流的范围之内,若锂电池的放电电流处于放电过流范围值,锂电池保护芯片U1控制DO端的输出由高电平转为低电平,此时充放电控制芯片U2内的MOS管V1关断,控制锂电池停止对负载放电,避免负载因过大电流而损坏,实现对锂电池的放电过流保护,其中放电过流范围设为6.7~11.0A。
手机处理***连接ID端后,手机处理***通过检测识别电阻ID的阻值,判定当前锂电池是否为指定的锂电池,若使指定锂电池,手机才能开机使用,若不是,手机不能开机使用,为手机的提供最优的供电电源及保证其性能最优。
当温度监控电路4中的热敏电阻NTC的电阻值随温度升高而减小至手机处理***的温度预警值时,手机处理***立刻发出关机断电指令,停止锂电池的供电,保护锂电池,并且防止锂电池发生***。
本发明的应用于手机的锂电池保护电路通过锂电池保护芯片U1与充放电控制芯片U2配合,能有效对锂电池进行过充、过放、过流的控制及保护;在锂电池保护芯片U1的VDD端及VSS端设置有一滤波电路11,防止不同频率的电源干扰信号干扰锂电池保护芯片U1对锂电池的监测和控制,使锂电池保护芯片U1对锂电池控制及保护更加精准灵敏;设有身份识别电路3,便于手机处理***识别电源的接入与断开,便于为手机提供最优的充电电压和充电电流;设置有温度监控电路4,便于监控锂电池的温度,保证锂电池在手机上的使用安全。
上所述仅为本发明的实施方式而已,并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包括在本发明的权利要求范围之内。
Claims (6)
1.一种应用于手机的锂电池保护电路(1),其特征在于,包括:用于连接锂电池的两端口B+端及B-端、用于连负载的两输出端口P+端及P-端、电池保护电路(1)、防静电电路(2)、身份识别电路(3)、用于身份识别的连接端口ID端、温度监控电路(4)以及用于温度监控的连接端口NTC端;所述电池保护电路(1)包括:第一电阻(R1)、锂电池保护芯片(U1)、充放电控制芯片(U2)、滤波电路(11)、第二电阻(R2)以及第一电容(C1);
所述B+端与所述P+端连接;所述第一电阻(R1)的一端连接所述B+端,其另一端分别连接所述锂电池保护芯片(U1)的VDD端及所述滤波电路(11)的一端;所述滤波电路(11)的另一端分别连接所述锂电池保护芯片(U1)的VSS端、B-端以及充放电控制芯片(U2)的S1端;所述锂电池保护芯片(U1)的DO端连接所述充放电控制芯片(U2)的G1端;所述锂电池保护芯片(U1)的CO端连接所述充放电控制芯片(U2)的G2端;所述锂电池保护芯片(U1)的V-端连接所述第二电阻(R2)的一端;所述第二电阻(R2)的另一端分别连接所述充放电控制芯片(U2)的S2端及P-端;所述第一电容(C1)并联于所述充放电控制芯片(U2)的S1端与S2端之间;所述防静电电路(2)分别连接所述P+端及P-端;所述身份识别电路(3)一端连接所述P-端,其另一端连接所述ID端;所述温度监控电路(4)一端连接所述P-端,其另一端连接所述NTC端;所述滤波电路(11)包括:并联的第二电容(C2)及第三电容(C3),其中,第二电容(C2)及第三电容(C3)的容值相差两个数量级以上。
2.根据权利要求1所述的应用于手机的锂电池保护电路(1),其特征在于,所述锂电池保护芯片(U1)采用HY2116-SB6B电池保护芯片。
3.根据权利要求1所述的应用于手机的锂电池保护电路,其特征在于:所述充放电控制芯片(U2)采用CJCD2005电控芯片。
4.根据权利要求1至3任一所述的应用于手机的锂电池保护电路,其特征在于:所述防静电电路(2)包括:并联的第四电容(C4)及第五电容(C5)。
5.根据权利要求1至3任一所述的应用于手机的锂电池保护电路(1),其特征在于:所述身份识别电路(3)包括:并联的识别电阻(ID)及第六电容(C6)。
6.根据权利要求1至3任一所述的应用于手机的锂电池保护电路,其特征在于:所述温度监控电路(4)包括:并联的热敏电阻(NTC)及第七电容(C7)。
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