CN112366661B - 短路保护电路及多节锂电池短路保护*** - Google Patents

短路保护电路及多节锂电池短路保护*** Download PDF

Info

Publication number
CN112366661B
CN112366661B CN202011209962.XA CN202011209962A CN112366661B CN 112366661 B CN112366661 B CN 112366661B CN 202011209962 A CN202011209962 A CN 202011209962A CN 112366661 B CN112366661 B CN 112366661B
Authority
CN
China
Prior art keywords
mos tube
electrode
resistor
short
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011209962.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN112366661A (zh
Inventor
崔国庆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou Saixin Electronic Technology Co ltd
Original Assignee
Suzhou Saixin Electronic Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou Saixin Electronic Technology Co ltd filed Critical Suzhou Saixin Electronic Technology Co ltd
Priority to CN202011209962.XA priority Critical patent/CN112366661B/zh
Publication of CN112366661A publication Critical patent/CN112366661A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112366661B publication Critical patent/CN112366661B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/18—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for batteries; for accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
    • H02H3/087—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current for dc applications
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本发明公开了一种短路保护电路及多节锂电池短路保护***，短路保护电路包括辅助短路保护电路、比较器、延迟单元和第七MOS管，其中：辅助短路保护电路包括第四MOS管、限制器、第六MOS管、第一电阻、第二电阻和非门，第四MOS管的源极或漏极连接非门输入端和第一电阻一端，非门输出端连接第六MOS管的栅极，第六MOS管的源极或漏极的任意一极连接限制器一端，限制器另一端连接第二电阻一端，第二电阻另一端连接vdd端，第一电阻另一端和第六MOS管的源极或漏极另一极均接地。本发明通过辅助短路保护电路，使第一MOS管保持弱导通，解决延迟和误触发的问题。

Description

短路保护电路及多节锂电池短路保护***
技术领域
本发明涉及锂电池保护技术领域，具体涉及一种短路保护电路及多节锂电池短路保护***。
背景技术
多节锂电池串联应用时，需要通过控制芯片检测每节电池电压。如图1所示，控制芯片通过OC脚与OD脚，控制第一MOS管和第二MOS管的通断。电池放电时，电流方向为从充电器或负载负极流向GND端，当负极电压大于GND端电压1V左右时，控制芯片会判断输出短路，经过300μs左右的延迟后，OD脚电压被置为GND电压，第一MOS管关断，此时没有电流从电池流出。
现有技术中，当N节电池串联且发生短路时，充电器或负载负极电压约等于正极电压，此时由于第一MOS管和第二MOS管的栅极电压约为10V，在两个MOS管导通电阻相同的情况下，每个MOS管的源漏电压约为2N V。此时流过两个MOS管的电流极大，且由于延迟300μs的限制，两个MOS管在这段时间中会一直承受大电流，很容易造成损坏。但是，延迟300μs的时间是不能取消的，否则很容易造成误触发，影响控制芯片的正常应用。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出了一种短路保护电路及多节锂电池短路保护***，通过第六MOS管串联第五MOS管或串联第一二极管和第二二极管，使第一MOS管保持弱导通，解决延迟和误触发的问题。
本发明采用的技术方案是：
本申请提供了一种短路保护电路，包括辅助短路保护电路、比较器、延迟单元和第七MOS管，其中：
辅助短路保护电路包括第四MOS管、限制器、第六MOS管、第一电阻、第二电阻和非门，第四MOS管的源极或漏极连接非门输入端和第一电阻一端，非门输出端连接第六MOS管的栅极，第六MOS管的源极或漏极的任意一极连接限制器一端，限制器另一端连接第二电阻一端，第二电阻另一端连接vdd端，第一电阻另一端和第六MOS管的源极或漏极另一极均接地。
优先地，限制器包括第五MOS管，第五MOS管的源极或漏极的任意一极连接第六MOS管的源极或漏极另一极，第五MOS管的源极或漏极另一极连接栅极和第二电阻一端。
优先地，限制器还包括第一二极管和第二二极管，第六MOS管的源极或漏极的任意一极连接第二二极管的阴极，第二二极管的阳极连接第一二极管的阴极，第一二极管的阳极连接第二电阻一端。
优先地，第七MOS管的源极或漏极的任意一极连接第五MOS管的栅极，第七MOS管的源极或漏极另一极接地，第七MOS管的栅极连接延迟单元；比较器的反相端连接基准电压端，比较器的输出端连接延迟单元。
优先地，第四MOS管为P沟道MOS管，第五MOS管、第六MOS管和第七MOS管均为N沟道MOS管。
基于上述的短路保护电路，本申请还提供了一种多节锂电池短路保护***，包括上述的短路保护电路、电池模块、RC模块、控制芯片、充电器或负载、第一MOS管和第二MOS管，其中：
RC模块包括第一RC电路至第n RC电路，每个RC电路均包括第三电阻和第一电容，第一电容一端接地且另一端连接控制芯片和第三电阻一端；
电池模块包括第一电池至第n电池，第k电池的正极连接第k+1电池的负极和第kRC电路的第三电阻另一端，第一电池的负极连接控制芯片的VSS端、接地端和第一MOS管的源极或漏极的任意一极，第n RC电路的第三电阻远离第一电容一端连接第n电池的正极和充电器或负载的正极；
第一MOS管的栅极连接控制芯片的OD脚，第一MOS管的源极或漏极另一极连接第二MOS管的漏极，第二MOS管的栅极连接控制芯片的OC端，第二MOS管的源极连接充电器或负载的负极。
优先地，n为大于1的整数，k为不小于1且小于n的整数。
优先地，第四MOS管的源极或漏极的任意一极连接充电器或负载的正极，第四MOS管的栅极连接充电器或负载的负极，比较器的同相端连接充电器或负载的负极，限制器靠近第二电阻一端连接第一MOS管的栅极。
优先地，第一MOS管和第二MOS管均为N沟道MOS管。
本发明的有益效果是：辅助短路保护电路中，第六MOS管串联第五MOS管或串联第一二极管和第二二极管，在短路发生时，使第一MOS管的栅极电压控制在2V左右，从而使第一MOS管弱导通，没有延迟且由于第一MOS管立刻切换为弱导通，使流过第一MOS管的电流大大减小，从而避免了第一MOS管在大电流下损坏的可能，同时由于300μs的延时仍然存在，就不会有误触发的问题，不会影响控制芯片的正常使用。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的多节锂电池短路保护***连接示意图；
图2是本发明的短路保护电路的电路图；
图3是本发明的辅助短路保护电路的电路图；
图4是本发明的另一种辅助短路保护电路的电路图。
图中标记为：1.辅助短路保护电路，2.电池模块，21.电池，3.RC模块，31.RC电路，4.控制芯片，5.充电器或负载，6.比较器，7.延迟单元。
具体实施方式
实施例一
如图2-3所示，本申请提供了一种短路保护电路，包括辅助短路保护电路1、比较器6、延迟单元7和第七MOS管M7，其中：
辅助短路保护电路1包括第四MOS管M4、限制器、第六MOS管M6、第一电阻R1、第二电阻R2和非门INV，第四MOS管M4的源极或漏极连接非门INV输入端和第一电阻R1一端，非门INV输出端连接第六MOS管M6的栅极，第六MOS管M6的源极或漏极的任意一极连接限制器一端，限制器另一端连接第二电阻R2一端，第二电阻R2另一端连接vdd端，第一电阻R1另一端和第六MOS管M6的源极或漏极另一极均接地。
如图2-3所示，限制器包括第五MOS管M5，第五MOS管M5的源极或漏极的任意一极连接第六MOS管M6的源极或漏极另一极，第五MOS管M5的源极或漏极另一极连接栅极和第二电阻R2一端。
如图2所示，第七MOS管M7的源极或漏极的任意一极连接第五MOS管M5的栅极，第七MOS管M7的源极或漏极另一极接地，第七MOS管M7的栅极连接延迟单元7；比较器6的反相端连接基准电压端，基准电压设置为1V，比较器6的输出端连接延迟单元7，当充电器或负载5的负极电压大于GND电压1V左右时，控制芯片4会判断输出短路。
如图2所示，第四MOS管M4为P沟道MOS管，第五MOS管M5、第六MOS管M6和第七MOS管M7均为N沟道MOS管。
如图1所示，基于上述的短路保护电路，本申请还提供了一种多节锂电池短路保护***，包括上述的短路保护电路、电池模块2、RC模块3、控制芯片4、充电器或负载5、第一MOS管M1和第二MOS管M2，第一MOS管M1和第二MOS管M2均为N沟道MOS管，其中：
RC模块3包括第一RC电路31至第n RC电路31，每个RC电路31均包括第三电阻R3和第一电容C1，第一电容C1一端接地且另一端连接控制芯片4和第三电阻R3一端；
电池模块2包括第一电池21至第n电池21，第k电池21的正极连接第k+1电池21的负极和第k RC电路31的第三电阻R3另一端，第一电池21的负极连接控制芯片4的VSS端、接地端和第一MOS管M1的源极或漏极的任意一极，第n RC电路31的第三电阻R3远离第一电容C1一端连接第n电池21的正极和充电器或负载5的正极；
第一MOS管M1的栅极连接控制芯片4的OD脚，第一MOS管M1的源极或漏极另一极连接第二MOS管M2的漏极，第二MOS管M2的栅极连接控制芯片4的OC端，第二MOS管M2的源极连接充电器或负载5的负极，其中，n为大于1的整数，k为不小于1且小于n的整数。
如图2-3所示，第四MOS管M4的源极或漏极的任意一极连接充电器或负载5的正极，第四MOS管M4的栅极连接充电器或负载5的负极，比较器6的同相端连接充电器或负载5的负极，限制器靠近第二电阻R2一端连接第一MOS管M1的栅极。
如图2-3所示，发生短路时，充电器或负载5的正极与负极电位相同，第四MOS管M4关断，非门INV输入端电位被第一电阻R1拉低至GND，非门INV输出高电平，第六MOS管M6导通，由于第五MOS管M5的存在，第一MOS管M1的栅极输入电位并不会拉低至GND，根据第二电阻R2和第五MOS管M5的宽长比设计，可以将第一MOS管M1的栅极输入电压控制在2V左右，保持第一MOS管M1弱导通，从而不存在延迟问题；其次，由于第一MOS管M1立刻切换为弱导通，使流过第一MOS管M1的电流会大大减小，且不会有误触发的问题，避免影响控制芯片4的正常应用。
以三节锂电池串联为例，经过多次试验，在发生短路时，采用传统方案，短路电流为60A，且持续300μs，采用本发明的短路保护电路后，电流立刻减少为5.7A，不会有延迟发生，且不会产生误触发。
实施例二
如图4所示，本实施例与实施例一的不同之处在于本实施例还包括一种辅助短路保护电路1，其中，限制器还包括第一二极管D1和第二二极管D2，第六MOS管M6的源极或漏极的任意一极连接第二二极管D2的阴极，第二二极管D2的阳极连接第一二极管D1的阴极，第一二极管D1的阳极连接第二电阻R2一端，串联连接的第一二极管D1与第二二极管D2起到的作用与实施例一中第五MOS管M5起到的作用相同。
本发明的优点：通过辅助短路保护电路，使第一MOS管保持弱导通，解决延迟和误触发的问题。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种短路保护电路，其特征在于：包括辅助短路保护电路、比较器、延迟单元和第七MOS管，其中：
辅助短路保护电路包括第四MOS管、限制器、第六MOS管、第一电阻、第二电阻和非门，第四MOS管的源极或漏极连接非门输入端和第一电阻一端，非门输出端连接第六MOS管的栅极，第六MOS管的源极或漏极的任意一极连接限制器一端，限制器另一端连接第二电阻一端，第二电阻另一端连接vdd端，第一电阻另一端和第六MOS管的源极或漏极另一极均接地；
第四MOS管连接有充电器或负载，且第四MOS管的源极或漏极的任意一极连接充电器或负载的正极，第四MOS管的栅极连接充电器或负载的负极，比较器的同相端连接充电器或负载的负极，限制器连接有第一MOS管，限制器用于在第六MOS管导通后限制第一MOS管的栅极输入电位，使其不会被拉低至GND，限制器靠近第二电阻一端连接第一MOS管的栅极，第一MOS管连接有第二MOS管，且第一MOS管的源极或漏极另一极连接第二MOS管的漏极，第二MOS管的源极连接充电器或负载的负极。
2.根据权利要求1所述的短路保护电路，其特征在于：限制器包括第五MOS管，第五MOS管的源极或漏极的任意一极连接第六MOS管的源极或漏极另一极，第五MOS管的源极或漏极另一极连接栅极和第二电阻一端。
3.根据权利要求1所述的短路保护电路，其特征在于：限制器还包括第一二极管和第二二极管，第六MOS管的源极或漏极的任意一极连接第二二极管的阴极，第二二极管的阳极连接第一二极管的阴极，第一二极管的阳极连接第二电阻一端。
4.根据权利要求1所述的短路保护电路；其特征在于：第七MOS管的源极或漏极的任意一极连接第五MOS管的栅极，第七MOS管的源极或漏极另一极接地，第七MOS管的栅极连接延迟单元；比较器的反相端连接基准电压端，比较器的输出端连接延迟单元。
5.根据权利要求2所述的短路保护电路，其特征在于：第四MOS管为P沟道MOS管，第五MOS管、第六MOS管和第七MOS管均为N沟道MOS管，第一MOS管和第二MOS管均为N沟道MOS管。
6.一种多节锂电池短路保护***，其特征在于：包括如权利要求1至5所述的短路保护电路、电池模块、RC模块、控制芯片、充电器或负载、第一MOS管和第二MOS管，其中：
RC模块包括第一RC电路至第n RC电路，每个RC电路均包括第三电阻和第一电容，第一电容一端接地且另一端连接控制芯片和第三电阻一端；
电池模块包括第一电池至第n电池，第k电池的正极连接第k+1电池的负极和第k RC电路的第三电阻另一端，第一电池的负极连接控制芯片的VSS端、接地端和第一MOS管的源极或漏极的任意一极，第n RC电路的第三电阻远离第一电容一端连接第n电池的正极和充电器或负载的正极；
第一MOS管的栅极连接控制芯片的OD脚，第二MOS管的栅极连接控制芯片的OC端。
7.根据权利要求6所述的多节锂电池短路保护***，其特征在于：n为大于1的整数，k为不小于1且小于n的整数。
CN202011209962.XA 2020-11-03 2020-11-03 短路保护电路及多节锂电池短路保护*** Active CN112366661B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011209962.XA CN112366661B (zh) 2020-11-03 2020-11-03 短路保护电路及多节锂电池短路保护***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011209962.XA CN112366661B (zh) 2020-11-03 2020-11-03 短路保护电路及多节锂电池短路保护***

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112366661A CN112366661A (zh) 2021-02-12
CN112366661B true CN112366661B (zh) 2021-09-17

Family

ID=74513449

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011209962.XA Active CN112366661B (zh) 2020-11-03 2020-11-03 短路保护电路及多节锂电池短路保护***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112366661B (zh)

Also Published As

Publication number Publication date
CN112366661A (zh) 2021-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104319275B (zh) 静电放电保护电路
US20040119522A1 (en) Analog switch circuit
CN105005346B (zh) 负电压箝位电路
CN112366661B (zh) 短路保护电路及多节锂电池短路保护***
CN208971379U (zh) 一种防过冲保护电路
CN114421433B (zh) 电池保护电路及其充电功率开关控制信号产生电路
CN108922886B (zh) 一种基于soi工艺的rc电路触发双向esd保护电路
CN216774327U (zh) 电池保护芯片及电池***
CN112039172B (zh) 一种栅极衬底控制电路、锂电池及其保护芯片的保护装置
CN113885644A (zh) 用于ldo防倒灌的衬底切换电路
CN112764451B (zh) 一种提高逻辑输入端口耐压的保护电路
CN113270994A (zh) 一种应用于降压变换器的电流采样电路
CN103312313A (zh) 一种轨到轨使能信号的控制方法、电路及电平转换电路
CN217607483U (zh) Esd保护电路、mcu芯片及bms芯片
CN115800189B (zh) 一种片上过流保护电路及保护方法
CN113489477B (zh) 新型的pmos管衬底切换电路控制方法及***
CN219018467U (zh) 一种短路保护电路及led显示屏
TWI835496B (zh) 靜電放電保護電路
CN113708747B (zh) 受控开关切换电路和开关装置
CN215870870U (zh) 一种负压采样电路及芯片
CN211239696U (zh) 一种宽范围电压线性转换电路
CN217363048U (zh) 单向导通电路
CN113702790B (zh) 高压应用中的一种电流检测电路
CN117544150B (zh) 一种高边采样电路及电源***
CN116264460A (zh) 一种提高开漏输出级耐压值的结构

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant