CN208782474U - 电源接头防打火电路及带该电路的电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电源接头防打火电路及带该电路的电源，电源连接方法包括：在电源的第一电极端、第二电极端与负载的第一电极端、第二电极端分别电连接前，使电源的第一电极端、防打火连接端分别与负载的第一电极端、第二电极端电连接，防打火连接端耦接在电源的第二电极侧，第一电极端、第二电极端分别与电源的第一电极、第二电极电连接；电源通过耦接在电源的第二电极与防打火连接端之间的电路向负载端的负载电容充电，当电源的第一电极端、第二电极端与负载的第一电极端、第二电极端电连接时，防打火连接端与电源及负载的第二电极端短路连接，耦接在电源的第二电极与防打火连接端之间的电路即被旁路，即在电源正常工作时，耦接在电源的第二电极端与防打火连接端之间的电路不存在电流，电路处于零功耗状态，有利于降低电源功耗。

Description

电源接头防打火电路及带该电路的电源

技术领域

本实用新型涉及一种电源接头防打火电路及带该电路的电源。

背景技术

现有的负载设备在其电源输入端常常伴随着大负载电容，在插拔电源连接器时，现有的负载与电源之间的连接器无法有效地防止电源连接器插拔瞬间的“打火”现象，容易导致连接器烧蚀，导致减小连接器的使用寿命，甚至出现连接器接触不良导致设备损坏等不良后果。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的之一在于提供一种电源接头防打火电路及带该电路的电源，应用该技术方案防止或者减弱电源连接负载时产生的“打火”现象。

第一方面，本实用新型实施例提供的一种电源接头防打火电路，所述电源接头包括第一电极端、第二电极端，所述第一电极端、第二电极端分别与电源本体的第一电极、第二电极电连接，所述第一电极、第二电极的其中之一为正极，另一为负极端，

所述电源接头防打火电路包括：

所述防打火连接端，耦接在所述电源的第二电极侧，所述防打火连接端长于所述电源接头的第二电极端，使当所述电源与负载的电源接头相接插时，所述防打火连接端与所述负载的第二电极端的电连接时间早于所述电源接头的第二电极端与所述负载的第二电极端的电接触连接时间，

稳压电路，输入端接入所述防打火连接端与所述电源的第二电极之间的电压，输出端与用于驱动第一开关电路的第一驱动电路的输入端电连接，

所述第一驱动电路，输出端与所述第一开关电路的控制端电连接；

所述第一开关电路，耦接在所述电源的第二电极与所述防打火连接端之间，当所述电源的第一电极端、防打火连接端分别与所述负载的第一电极端、第二电极端电连接时，所述第一开关电路处于导通状态，所述电源通过所述第一开关电路向负载端的负载电容充电，当所述电源的第二电极端与所述负载的第二电极端电连接时，所述防打火连接端与所述电源的第二电极端、第二电极、所述负载的第二电极相短路。

可选地，还包括：

第一延时电路，电连接在所述稳压电路的输出端与所述第一驱动电路的输入端之间。

可选地，还包括：

所述第一开关电路包括：第一功率开关管，所述第一功率开关管的控制端与所述第一驱动电路的输出端电连接，两开关端分别与所述防打火连接端、所述电源的第二电极相耦接。

可选地，所述第一电极为正极，第二电极为负极，

所述第一功率开关管为N沟道MOS开关管，所述第一功率开关管的栅极与所述第一驱动电路的输出端电连接，源极与所述电源的负极相耦接，漏极与所述电源的正极相耦接。

可选地，第二开关电路，电连接在所述防打火连接端与所述电源的第二电极之间，当所述电源向所述负载电容充电的充电时长等于或大于预定的第二时长时，所述第二开关电路处于导通状态，所述防打火连接端与所述电源的第二电极、第二电极端短路连接；

第二驱动电路，用于驱动所述第二开关电路导通或关断。

可选地，所述第二开关电路包括：第二功率开关管。

可选地，所述第一电极为正极，第二电极为负极，

所述第二功率开关管为N沟道MOS开关管，所述第二功率开关管的栅极与所述第二驱动电路的输出端电连接，源极与所述电源的负极电连接，漏极与所述防打火连接端电连接。

可选地，所述第二开关电路包括：由相并联的至少两功率开关管组成的电路，

各所述功率开关管的控制端共同与所述第二驱动电路的输出端电连接，各所述功率开关管的两开关端分别与所述防打火连接端、所述电源的第二电极电连接。

可选地，所述第二开关电路包括：由相串联的至少两第二功率开关管组成的电路，

各第二功率开关管的控制端共同与所述第二驱动电路的输出端电连接。

可选地，在所述防打火连接端与所述第一开关电路之间还串联有限流电阻。

第二方面，本实用新型实施例提供的一种电源，包括：

电源本体；

电源接头，包括第一电极端、第二电极端，所述第一电极端、第二电极端分别与所述电源本体的第一电极、第二电极电连接，所述第一电极、第二电极的其中之一为与正极，另一为负极；

上述之任一所述的电源接头防打火电路；

所述防打火电路连接端的长度长于所述电源接头的第二电极端，所述第一电极端的长度长于所述电源接头的第二电极端，使当所述电源与所述负载的电源接头相接插时，所述防打火连接端与所述负载的第二电极端的电连接时间早于所述电源接头的第二电极端与所述负载的第二电极端的电接触连接时间。

可选地，所述电源本体为可充电电池。

可选地，所述电源本体为锂离子电池。

可选地，所述电源本体为锂离子电池。

由上可见，采用本实施例技术方案，在电源、负载的第一电极端、第二电极端相电连接前，使耦接在电源的第二电极的防打火连接端先于电源的第二电极端与负载的第二电极端电连接，使电源先对负载的负载电容充电一定时间，以降低后电连接的电源与负载的第二电极端之间的电压压差，防止或者降低“打火”现象；

另外，采用本实施例技术方案，在电源的第一电极端、第二电极端与负载的第一电极端、第二电极端电连接时，防打火连接端与电源的第二电极端短路连接，耦合在电源的第二电极端与防打火连接端之间的电路即被旁路，即在电源正常工作时，耦接在电源的第二电极端与防打火连接端之间的电路不存在电流，电路处于零功耗状态，有利于降低电源功耗。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为本实用新型实施例1提供的一种电源与外部电路或设备连接的方法流程示意图；

图2为实施例2提供的一电源接头防打火电路的应用原理示意图；

图3为实施例2提供的另一电源接头防打火电路的应用原理示意图；

图4为实施例2提供的再一电源接头防打火电路的应用原理示意图；

图5为实施例2提供的又一电源接头防打火电路的应用原理示意图；

图6为实施例3提供的一电源接头防打火电路的应用原理示意图；

图7为实施例3提供的另一电源接头防打火电路的应用原理示意图；

图8为实施例3提供的再一电源接头防打火电路的应用原理示意图；

图9为实施例3提供的又一电源接头防打火电路的应用原理示意图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，在此本实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

实施例1

本实施例提供了一种适用于电源与外部电路或设备连接的方法，其中该电源可以但不限于为可充电电池，比如锂离子电池或蓄电池等。其中该锂离子电池可以为单体电池或者由多个单体电池构成的锂离子电池组。

在电源上设置有用于外接外部电路或设备的、用于输出/输入电流的第一电极端、第二电极端，其中第一电极端、第二电极端分别与电源的第一电极、第二电极电连接，其中第一电极、第二电极的其中之一为正极，另一为负极。

本实施例以电源的电源本体为锂离子电池为示意，对本实施例应用原理进行示意性描述。

当外接的电路或设备为用电设备时，该电源通过第一电极端、第二电极端向用电设备输出电流；当外接的电路或设备为充电器时，此时电源接入外部电流对电源进行充电。在本实施例中，为了描述方便，以下将与本实施例电源的第一电极端、第二电连接端电连接的电路或设备均记为负载，将负载的正负极之间的电容（一般为等效电容）记为负载电容。

参见图1所示，本实施例的电源连接方法主要包括：

步骤101：使电源的第一电极端、防打火连接端分别与负载的第一电极端、第二电极端电连接。

在本实施例中，在电源的第二电极上还耦接有防打火连接端，使电源与负载的电源接头相接插时，使本实施例的防打火连接端先于电源的第二电极端与外接负载的第二电极端电连接，使电源的第一电极端、防打火连接端先于所述电源的第一电极端、第二电极端，与负载的第一电极端、第二电极端电连接。

步骤102：电源通过耦接在电源的第二电极端与防打火连接端之间的电路向负载端的负载电容充电。

在电源的第一电极端、防打火连接端与负载的第一电极端、第二电极端电连接时，电源的第一电极端、负载、耦接在电源的第二电极与防打火连接端之间的电路与电源的第二电极形成回路，电源通过耦接在电源的第二电极与防打火连接端之间的电路对负载电容充电，使负载两端的瞬间压差逐渐降低，降低后续的电源与负载的第二电极端相接插时两电极端的电压差，有利于防止或者减少连接端接触瞬间由于压差过大导致的“打火”现象。

作为本实施例的示意而非限定，本实施例还进行了以下的设计：

在电源的第一电极端、防打火连接端与负载的第一电极端、第二电极端电连接后，还延时第一时长T1，再导通耦接在防打火连接端与电源的第二电极之间的电路，以使电源通过耦接在防打火连接端与电源的第二电极之间的电路对负载电容进行充电，其中，设电源的第一电极端、防打火连接端与负载的第一电极端、第二电极端电连接的时间比电源的第一电极端、第二电极端与负载的第一电极端、第二电极端电连接的时间提早的时长为T0，第一延时电路的第一时长T1<T0。

采用本实施例的延时第一时长T1的技术方案，有利于确保接头连接稳定后再对负载电容充电，避免接头接触瞬间的电路不稳定电流输入负载电容。

步骤103：当电源的第一电极端、第二电极端与负载的第一电极端、第二电极端分别电连接时，电源与负载形成电路回路，实现电源对外供电或者引入外部电流对电源充电。

在本实施例中当电源的第一电极端、第二电极端与负载的第一电极端、第二电极端分别电连接时，防打火连接端与电源的第二电极、第二电极端、负载的第二电极端共同短路连接，此时耦合在电源的第二电极端与防打火连接端之间的电路被旁路。

由上可见，采用本实施例技术方案，在电源、负载的第一电极端、第二电极端相电连接前，使耦接在电源的第二电极的防打火连接端先于电源的第二电极端与负载的第二电极端电连接，使电源先对负载的负载电容充电一定时间，以降低后电连接的电源与负载的第二电极端之间的电压压差，防止或者降低“打火”现象；

另外，采用本实施例技术方案，在电源的第一电极端、第二电极端与负载的第一电极端、第二电极端电连接时，防打火连接端与电源的第二电极端短路连接，耦合在电源的第二电极端与防打火连接端之间的电路即被旁路，即在电源正常工作时，耦接在电源的第二电极端与防打火连接端之间的电路不存在电流，电路处于零功耗状态，有利于降低电源功耗。

另外，本发明人在进行本实用新型研究时发现，用户在进行电源与负载的电源接头相接插时，会由于用户的操作失误或者电源接头的问题，可能出现电源的第一电极端、防打火连接端与负载的第一电极端、第二电极端电连接后很长时间后电源的第一电极端、第二电极端还未与负载的第一电极端、第二电极端接插电连接的可能，为了在上述可能情况出现时，提高电源的安全性以及降低其能耗：本发明人还提供了以下的优选技术方案：

作为本实施例的示意而非限制，在步骤202之后步骤203之前，如果电源通过耦接在电源的第二电极端与防打火连接端之间的电路向负载端的负载电容充电的充电时长达到或者超过预定的第二时长T2后，使防打火连接端与电源的第二电极相短路，从而使耦接在防打火连接端与电源的第二电极之间的电路被旁路，使耦接在防打火连接端与电源的第二电极之间的电路处于零能耗状态，能有效降低电源的能耗。其中第二时长T2由设计者根据用户对电源的连接接头对插的时间设定。

实施例2：

参见图2所示，本实施例提供了一种电源接头防打火电路，该防打火电路耦接在电源的第二电极侧。

具体地，该电源接头防打火电路包括：

防打火连接端Pin203，耦接在电源的第二电极上，并且防打火连接端Pin203的端子长度长于电源的第二电极端Pin202的端子长度且与电源的第一电极端Pin201的端子长度差不多或者相等，使当电源与负载的电源接头相接插时，防打火连接端Pin203、电源的第一电极端Pin201与负载的第二电极端Pin302的电连接时间早于电源的第二电极端Pin202与负载的第二电极端Pin302的电连接时间。

稳压电路204，输入端接入防打火连接端Pin203与所电源的第二电极之间的电压作为输入电压，输出端与用于驱动第一开关电路206的驱动电路（记为第一驱动电路205）的输入端电连接，输出驱动电压；

第一驱动电路205，输出端与第一开关电路206的控制端电连接，用于驱动第一开关电路206的导通以及关断。

第一开关电路206，耦接在电源的第二电极与防打火连接端Pin203之间，当电源的第一电极端Pin201、防打火连接端Pin203与负载的第一电极端Pin301、第二电极端Pin302分别电连接时，稳压电路204有电压输入，稳压电路204对输入电压经过DC-DC转换后，向第一驱动电路205输出稳定电压，驱动第一开关电路206导通，电源通过第一开关电路206与向负载电容C1充电。

当用户继续推进电源与负载的电源接头时，等到电源的第二电极端Pin202与负载的第二电极端Pin302电连接时，防打火连接端Pin203与电源的第二电极端Pin202、第二电极、以及负载的第二电极端Pin302短路连接，连接在电源的第二电极与防打火连接端Pin203之间的第一开关电路206被上述的短路连接电路所旁路，此时输入至稳压电路204的输入电压等于0，第一开关电路206断开，电路的功耗为0。

由上可见，采用本实施例技术方案，采用本实施例技术方案具有以下的有益效果：

1、采用本实施例技术方案，在电源的第一电极端Pin201、第二电极端与负载相连接前，使耦接在电源的第二电极侧的防打火连接端Pin203先于电源的第二电极端Pin202与负载的第二电极端Pin302先电连接，电源先对负载电容C1充电，使之后电源、负载的第二电极端Pin302相靠近连接时，两相对端部的电压差很低或者几乎相等，防止或者降低电源接头相对插接瞬间的“打火”现象；

2、在电源的第一电极端Pin201、第二电极端与负载的第一电极端Pin301、第二电极端Pin302分别电连接时，耦合在电源的第二电极与防打火连接端Pin203之间的防打火电路被旁路，防打火电路处于零功耗状态，对电源的工作无任何影响，有利于降低功耗，还避免电源正常工作时对电源充放电控制电路的感染。

作为本实施例的示意而非限制，参见图3所示，本实施例的第一开关电路206包括：第一功率开关管Q1，在本实施例中可以但不限于采用N沟道MOS管，此时防打火连接端Pin203耦接在电源的负极（即电源的第二电极）侧，输入，第一功率开关管Q1的栅极“G”与第一驱动电路205的输出端电连接，源极“S”与电源的负极电连接，漏极“D”与防打火连接端Pin203电连接，当输入至第一功率开关管栅极“G”的电压为预定的正电压时，第一功率开关管Q1导通。

在本实施例中以在电源的负极侧耦接N型MOS管为示意，但并不限于此，同理可以在电源的正极侧耦接采用P型MOS管作为第一开关电路206实现替换方案。

作为本实施例的示意而非限制，本实施例的还可以在第一开关电路206与防打火连接端Pin203之间串联一限流电阻，以对给负载电容C1的充电电流进行电流大小的调整，参见图3所示，在第一功率开关管的漏极“D”与防打火连接端Pin203之间串联一限流电阻R1。作为本实施例的示意，本实施例的限流电阻R1采用小阻值电阻实现，以降低充电能耗，提高对负载电容C1的充电效率，以在极短的时间内使负载电容C1充满或尽量充满。

参见图4所示，作为本实施例的示意，还可以在稳压电路204的输出端与第一驱动电路205的输入端之间连接第一延时电路401，第一延时电路401对稳压电路204输出的直流电压信号进行第一时长T1的延时后输出至第一开关电路206，以实现在防打火连接端Pin203、电源的第二电极端Pin202与负载的第一电极端Pin301、第二电极端Pin302电连接后，延时第一时长T1后才导通第一开关电路206，给负载电容C1充电，避免在电极端接触瞬间的抖动导致的不稳定电压信号输入至第一开关电路206，影响第一开关电路206的使用寿命，采用本实施例技术方案有利于提高防打火电路的安全性以及稳定性。

其中，作为本实施例的示意，设电源的第一电极端Pin201、防打火连接端Pin203与负载的第一电极端Pin301、第二电极端Pin302电连接时间相对于电源、与负载的第一电极端Pin301、第二电极端Pin302电连接时间早的时长为时长T0，第一延时电路401的第一时长T1<T0。

参见图5所示，在本实施例的第一开关电路206上还串联有一二极管D1，该二极管D1的第二电极与电源的第二电极端Pin202电连接，第一电极与第一开关电路206电连接，设置该二极管D1有利于避免反向电流的产生，该二极管D1可以但不限于选用肖特基二极管。

实施例3：

参见图6，本实施例提供的电源接头防打火电路与实施例2所不同之处主要在于：

本实施例的防打火电路还进一步包括第二开关电路601、用于驱动第二开关电路601的第二驱动电路602。

第二开关电路601，电连接在防打火连接端Pin203与电源的第二电极之间，当电源向负载电容C1充电的充电时长达到预定的第二时长T2时，第二驱动电路602驱动第二开关电路601导通，在第二开关电路601导通后，防打火连接端Pin203与电源的第二电极端Pin202、第二电极、以及负载的第二电极端Pin302短路连接，连接在电源的第二电极与防打火连接端Pin203之间的第一开关电路206被上述的短路连接电路所旁路，此时输入至稳压电路204的输入电压等于0，第一开关电路206断开，电路的功耗为0。

本实施例电路除了具有实施例2的有益效果外，还进一步具有以下的有益效果：

用户在进行电源连接器的接插时，可能由于用户操作失误或电源接头本身故障，可能出现电源的第一电极端Pin201、防打火连接端Pin203与负载的第一电极端Pin301、第二电极端Pin302电连接后很长时间内电源的第二电极端Pin202还未与负载的第二电极端Pin302电连接的情形，此时，采用本实施例技术方案能将电路主动将防打火电路旁路，停止电路工作，有利于降低电源能耗。

参见图7所示，作为本实施例的一示意，本实施例的第二开关电路701可以采用一功率开关管（记为第二功率开关管Q2）实现。该第二功率开关管Q2采用N沟道MOS管实现，第二功率开关管Q2的栅极“G”与第二驱动电路602的输出端电连接，源极“S”与电源的负极电连接，漏极“D”与防打火连接端Pin203电连接。当输入至第二功率开关管Q2的栅极“G”的电压为预定电压的正电压时，第二功率开关管Q2导通。

参见图8所示，作为本实施例的另一示意，本实施例的第二开关电路801可以采用相串联的至少两功率开关管组成的电路实现，各第二功率开关管的控制端共同与第二驱动电路602的输出端电连接。参见图8所示意，与图7同理，可以采用N沟道MOS管实现，各MOS管的栅极“G”共同与第二驱动电路602的输出端电连接，源极“S”共同与电源的负极电连接，漏极“D”共同与防打火连接端Pin203电连接。

参见图9所示，作为本实施例的再一示意，本实施例的第二开关电路901可以采用相并联的至少两第二功率开关管组成的电路实现，各第二功率开关管的控制端共同与第二驱动电路602的输出端电连接。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种电源接头防打火电路，所述电源接头包括第一电极端、第二电极端，所述第一电极端、第二电极端分别与电源本体的第一电极、第二电极电连接，所述第一电极、第二电极的其中之一为正极，另一为负极端，其特征是，

所述电源接头防打火电路包括：

所述防打火连接端，耦接在所述电源的第二电极侧，所述防打火连接端长于所述电源接头的第二电极端，使当所述电源与负载的电源接头相接插时，所述防打火连接端与所述负载的第二电极端的电连接时间早于所述电源接头的第二电极端与所述负载的第二电极端的电接触连接时间，

稳压电路，输入端接入所述防打火连接端与所述电源的第二电极之间的电压，输出端与用于驱动第一开关电路的第一驱动电路的输入端电连接，

所述第一驱动电路，输出端与所述第一开关电路的控制端电连接；

所述第一开关电路，耦接在所述电源的第二电极与所述防打火连接端之间，当所述电源的第一电极端、防打火连接端分别与所述负载的第一电极端、第二电极端电连接时，所述第一开关电路处于导通状态，所述电源通过所述第一开关电路向负载端的负载电容充电，当所述电源的第二电极端与所述负载的第二电极端电连接时，所述防打火连接端与所述电源的第二电极端、第二电极、所述负载的第二电极相短路。

2.根据权利要求1所述的电源接头防打火电路，其特征是，还包括：

第一延时电路，电连接在所述稳压电路的输出端与所述第一驱动电路的输入端之间。

3.根据权利要求1所述的电源接头防打火电路，其特征是，还包括：

所述第一开关电路包括：第一功率开关管，所述第一功率开关管的控制端与所述第一驱动电路的输出端电连接，两开关端分别与所述防打火连接端、所述电源的第二电极相耦接。

4.根据权利要求3所述的电源接头防打火电路，其特征是，

所述第一电极为正极，第二电极为负极，

所述第一功率开关管为N沟道MOS开关管，所述第一功率开关管的栅极与所述第一驱动电路的输出端电连接，源极与所述电源的负极相耦接，漏极与所述电源的正极相耦接。

5.根据权利要求1所述的电源接头防打火电路，其特征是，

第二开关电路，电连接在所述防打火连接端与所述电源的第二电极之间，当所述电源向所述负载电容充电的充电时长等于或大于预定的第二时长时，所述第二开关电路处于导通状态，所述防打火连接端与所述电源的第二电极、第二电极端短路连接；

第二驱动电路，用于驱动所述第二开关电路导通或关断。

6.根据权利要求5所述的电源接头防打火电路，其特征是，

所述第二开关电路包括：第二功率开关管。

7.根据权利要求6所述的电源接头防打火电路，其特征是，

所述第一电极为正极，第二电极为负极，

所述第二功率开关管为N沟道MOS开关管，所述第二功率开关管的栅极与所述第二驱动电路的输出端电连接，源极与所述电源的负极电连接，漏极与所述防打火连接端电连接。

8.根据权利要求5所述的电源接头防打火电路，其特征是，

所述第二开关电路包括：由相并联的至少两功率开关管组成的电路，

各所述功率开关管的控制端共同与所述第二驱动电路的输出端电连接，各所述功率开关管的两开关端分别与所述防打火连接端、所述电源的第二电极电连接。

9.根据权利要求5所述的电源接头防打火电路，其特征是，

所述第二开关电路包括：由相串联的至少两第二功率开关管组成的电路，

各第二功率开关管的控制端共同与所述第二驱动电路的输出端电连接。

10.根据权利要求1至9之任一所述的电源接头防打火电路，其特征是，

在所述防打火连接端与所述第一开关电路之间还串联有限流电阻。

11.一种电源，其特征是，包括：

电源本体；

电源接头，包括第一电极端、第二电极端，所述第一电极端、第二电极端分别与所述电源本体的第一电极、第二电极电连接，所述第一电极、第二电极的其中之一为与正极，另一为负极；

权利要求1至10之任一所述的电源接头防打火电路；

所述防打火电路连接端的长度长于所述电源接头的第二电极端，所述第一电极端的长度长于所述电源接头的第二电极端，使当所述电源与所述负载的电源接头相接插时，所述防打火连接端与所述负载的第二电极端的电连接时间早于所述电源接头的第二电极端与所述负载的第二电极端的电接触连接时间。

12.根据权利要求11所述的电源，其特征是，

所述电源本体为可充电电池。

13.根据权利要求12所述的电源，其特征是，

所述电源本体为锂离子电池。

14.根据权利要求11所述的电源，其特征是，

所述电源本体为锂离子电池。