CN209516621U - 欠压保护电路以及电池装置 - Google Patents

Abstract

一种欠压保护电路以及电池装置，通过加入连接在电池与负载间的开关模块以及控制开关模块通断的控制模块，使得当电池电压低于电池欠压临界阀值时，控制模块输出关断信号到开关模块的控制端和当电池电压高于电池欠压临界阀值时，控制模块输出开通信号到开关模块的控制端，也就是说实现了当电池电压正常时电池正常向负载供电和当电池欠压时电池停止向负载供电，解决了传统的技术方案中存在的在电池欠压时，电池还处在放电状态，导致电池容量耗尽进而不能再进行充电和使用的问题。

Description

欠压保护电路以及电池装置

技术领域

本实用新型属于欠压保护技术领域，尤其涉及一种欠压保护电路以及电池装置。

背景技术

目前，传统的电池的正极一般是直接输出给负载供电，或者是要么通过增加保险丝给负载进行供电，以进行过流保护，但是这种电池在电池电压低于额定电压时，还处在放电(即给负载供电)状态，导致电池容量耗尽进而不能再进行充电和使用。

因此，传统的技术方案中存在在电池欠压时，电池还处在放电(即给负载供电)状态，导致电池容量耗尽进而不能再进行充电和使用的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种欠压保护电路以及电池装置，旨在解决传统的技术方案中存在的在电池欠压时，电池还处在放电(即给负载供电)状态，导致电池容量耗尽进而不能再进行充电和使用的问题。

本实用新型实施例的第一方面提供了一种欠压保护电路，与电池和负载连接，包括：

开关模块，所述开关模块连接在所述电池与所述负载之间；

控制模块，所述控制模块的第一端与电池的正极连接，所述控制模块的第二端接入参考电压，所述控制模块的输出端与所述开关模块的控制端连接，所述控制模块被配置为在所述电池电压低于阀值时关断所述开关模块和在所述电池电压高于阀值时导通所述开关模块。

在一个实施例中，所述控制模块包括：

比较单元，所述比较单元的第一端为所述控制模块的第一端，所述比较单元的第二端接入所述参考电压，所述比较单元被配置为对比所述电池电压与阀值并输出高电平信号或者低电平信号；

开关单元，所述开关单元连接在所述开关模块的控制端与地之间，所述开关单元的控制端与所述比较单元的输出端连接，所述开关单元被配置为根据所述比较单元的电平信号来开通或者关断，进而使所述开关模块开通或者关断。

在一个实施例中，所述比较单元包括电压检测芯片。

在一个实施例中，所述比较单元包括电压比较器，所述电压比较器的正相输入端与所述电池的正极连接，所述电压比较器的负相输入端接入参考电压，所述电压比较器的输出端与所述开关单元的控制端连接。

在一个实施例中，所述开关单元包括第一开关管，所述第一开关管的控制端与所述比较单元的输出端连接，所述第一开关管的输入端与开关模块的控制端连接，所述第一开关管的输出端接地。

在一个实施例中，所述开关模块包括第二开关管和第一电阻，所述第二开关管的输入端与所述第一电阻的第一端共接于所述电池的正极，所述第二开关管的控制端与所述第一电阻的第二端共接于所述控制模块的输出端，所述第二开关管的输出端接于所述负载。

在一个实施例中，上述的欠压保护电路还包括至少一个滤波模块，各个所述滤波模块分别于接于所述欠压保护电路与地之间，各个所述滤波模块被用以滤除杂波干扰。

在一个实施例中，各个所述滤波模块包括第一电容，所述第一电容的第一端接于所述欠压保护电路中，所述第一电容的第二端接地。

本实用新型实施例的第二方面提供了一种电池装置，包括上述的欠压保护电路、过流保护模块以及电池，所述欠压保护电路通过所述过流保护模块与所述电池连接。

在一个实施例中，所述过流保护模块包括第一熔断器。

上述的欠压保护电路与电池和负载连接，通过加入连接在电池与负载间的开关模块以及控制开关模块通断的控制模块，使得当电池电压低于电池欠压临界阀值时，控制模块输出关断信号到开关模块的控制端和当电池电压高于电池欠压临界阀值时，控制模块输出开通信号到开关模块的控制端，也就是说实现了当电池电压正常时电池正常向负载供电和当电池欠压时电池停止向负载供电，解决了传统的技术方案中存在的在电池欠压时，电池还处在放电状态，导致电池容量耗尽进而不能再进行充电和使用的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例提供的欠压保护电路的电路示意图；

图2为图1所示的欠压保护电路中控制模块的示例电路原理图；

图3为图2所示的控制模块中的比较单元的示例电路原理图；

图4为图2所示的控制模块中的比较单元的另一示例电路原理图；

图5为图2所示的控制模块中的开关单元的示例电路原理图；

图6为图1所示的欠压保护电路中开关模块的示例电路原理图；

图7为本实用新型一实施例提供的欠压保护电路的电路原理图；

图8为本实用新型另一实施例提供的欠压保护电路的电路示意图；

图9为图8所示的欠压保护电路中滤波模块的示例电路原理图；

图10为本实用新型一实施例提供的电池装置的电路示意图；

图11为图10所示的电池装置中过流保护模块的示例电路原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，本实用新型第一实施例提供的欠压保护电路的电路示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

本实施例中的欠压保护电路与电池100和负载200连接，包括：开关模块300和控制模块400，开关模块300被配置为控制电池100和负载200之间供电电路的通断，开关模块300可以由具备根据控制信号而导通或者关闭的器件或者芯片构成，例如开关管、开关芯片或继电器等；控制模块400被配置为在电池100电压低于阀值时关断开关模块300和在电池100电压高于阀值时导通开关模块300，控制模块400可以由具备判断两个电压大小并输出对应电平信号的器件或者芯片等构成，例如电压检测芯片、比较器或者微处理器等。

开关模块300连接在电池100与负载200之间，可以理解为开关模块300的输入端与电池100的正极连接，开关模块300的输出端与负载200连接，开关模块300的控制端与控制模块400连接，控制模块400的第一端与电池100的正极连接，控制模块400的第二端接入参考电压Uref，控制模块400的输出端与开关模块300的控制端连接。

应理解，本实施例中所述的阀值为电池欠压临界阀值，且电池欠压临界阀值应等于或根据参考电压Uref配置的数值。

本实施例中的欠压保护电路与电池100和负载200连接，通过加入连接在电池100与负载200间的开关模块300以及控制开关模块300通断的控制模块400，使得当电池100电压低于电池欠压临界阀值时，控制模块400输出关断信号到开关模块300的控制端和当电池100电压高于电池欠压临界阀值时，控制模块400输出开通信号到开关模块300的控制端，也就是说实现了当电池100电压正常时电池100正常向负载200供电和当电池100欠压时电池100停止向负载200供电，解决了传统的技术方案中存在的在电池100欠压时，电池100还处在放电(即给负载200供电)状态，导致电池100容量耗尽进而不能再进行充电和使用的问题。

请参阅图2，在一个实施例中，控制模块400包括：比较单元410和开关单元420，比较单元410被配置为对比电池100电压与阀值并输出高电平信号或者低电平信号，比较单元410可以由具备判断两个电压大小并输出对应电平信号的器件或者芯片等构成，例如电压检测芯片、比较器；开关单元420被配置为根据比较单元410的电平信号来开通或者关断，进而使开关模块300开通或者关断，开关单元420可以由开关管构成，例如NMOS管、PMOS管、IGBT晶闸管、NPN三极管以及PNP三极管等。

比较单元410的第一端与电池100的正极连接，比较单元410的第二端接入参考电压Uref，比较单元410的输出端与开关单元420的控制端连接，开关单元420连接在开关模块300和地之间。

请参阅图3，在一个实施例中，比较单元410包括电压检测芯片，在本实施例，电压检测芯片采用的是XC61JC3002ML低电压检测芯片，在其他实施例中，也可以视具体阀值而选择对应的电压检测芯片。

请参阅图4，在一个实施例中，比较单元410包括电压比较器U1，电压比较器U1的第一端与电池100的正极连接，电压比较器U1的第二端接入参考电压，电压比较器U1的输出端与开关单元420的控制端连接，应理解，这里的电池欠压临界阀值应等于或根据参考电压Uref配置的数值，在本实施例，电压比较器U1的第一端为正相输入端，电压比较器U1的第二端为负相输入端，在其他实施例中，也可以：电压比较器U1的第一端为负相输入端，电压比较器U1的第二端为正向输入端。

请参阅图5，在一个实施例中，开关单元420包括第一开关管Q1，第一开关管Q1的控制端与比较单元410的输出端连接，第一开关管Q1的输入端与开关模块300的控制端连接，第一开关管Q1的输出端接地。

应理解，本实施例中的第一开关管Q1为NMOS管，在其他实施例中，第一开关管Q1也可以为其他开关管，例如PMOS管、NPN型三极管、PNP型三极管或者IGBT晶闸管等。

应理解，在本实施例中的二极管D1是第一开关管Q1的体二极管D1。

请参阅图6，在一个实施例中，开关模块300包括第二开关管Q2和第一电阻R1，第二开关管Q2的输入端与第一电阻R1的第一端共接于电池100的正极，第二开关管Q2的控制端与第一电阻R1的第二端共接于控制模块400的输出端，第二开关管Q2的输出端接于负载200。

在本实施例中，第二开关管Q2为PMOS管，在其他实施例中，第二开关管Q2也可以为NMOS管、NPN型三极管、PNP型三极管或者IGBT晶闸管等。

请参阅图7，为了便于理解本实用新型，以其中一个实施例说明欠压保护电路的工作原理：

当电池100的输出电压大于电池欠压临界阀值时，低电压检测芯片411输出高电平到第一开关管Q1的栅极，此时，第一开关管Q1导通，进而第二开关管Q2导通，电池100正常向负载200供电；

当电池100的输出电压小于电池欠压临界阀值时，低电压检测芯片411输出低电平到第一开关管Q1的栅极，此时，第一开关管Q1关闭，进而第二开关管Q2关闭，电池100停止向负载200供电。

请参阅图8，在一个实施例中，欠压保护电路还包括至少一个滤波模块，各个滤波模块分别于接于欠压保护电路与地之间，各个滤波模块被用以滤除杂波干扰，在本实施例中，欠压保护电路包括2个滤波模块(第一滤波模块510和第二滤波模块520)，在其他实施例中，也可以包括一个或者两个以上，本实施例的第一滤波模块510连接在控制模块400的输入端与地之间，第二滤波模块520连接在开关模块300的输入端与地之间。

请参阅图9，在一个实施例中，各个滤波模块包括第一电容C1，第一电容C1的第一端接于欠压保护电路中，第一电容C1的第二端接地。

请参阅图10，本实用新型第二实施例提供了一种电池100装置，包括上述欠压保护电路、过流保护模块600以及电池100，欠压保护电路通过过流保护模块600与电池100连接。

请参阅图11，在一个实施例中，过流保护模块600包括第一熔断器F1。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种欠压保护电路，与电池和负载连接，其特征在于，包括：

开关模块，所述开关模块连接在所述电池与所述负载之间；

控制模块，所述控制模块的第一端与电池的正极连接，所述控制模块的第二端接入参考电压，所述控制模块的输出端与所述开关模块的控制端连接，所述控制模块被配置为在所述电池电压低于阀值时关断所述开关模块和在所述电池电压高于阀值时导通所述开关模块。

2.如权利要求1所述的欠压保护电路，其特征在于，所述控制模块包括：

比较单元，所述比较单元的第一端为所述控制模块的第一端，所述比较单元的第二端接入所述参考电压，所述比较单元被配置为对比所述电池电压与阀值并输出高电平信号或者低电平信号；

开关单元，所述开关单元连接在所述开关模块的控制端与地之间，所述开关单元的控制端与所述比较单元的输出端连接，所述开关单元被配置为根据所述比较单元的电平信号来开通或者关断，进而使所述开关模块开通或者关断。

3.如权利要求2所述的欠压保护电路，其特征在于，所述比较单元包括电压检测芯片。

4.如权利要求2所述的欠压保护电路，其特征在于，所述比较单元包括电压比较器，所述电压比较器的正相输入端与所述电池的正极连接，所述电压比较器的反相输入端接入参考电压，所述电压比较器的输出端与所述开关单元的控制端连接。

5.如权利要求2所述的欠压保护电路，其特征在于，所述开关单元包括第一开关管，所述第一开关管的控制端与所述比较单元的输出端连接，所述第一开关管的输入端与开关模块的控制端连接，所述第一开关管的输出端接地。

6.如权利要求1-5任意一项所述的欠压保护电路，其特征在于，所述开关模块包括第二开关管和第一电阻，所述第二开关管的输入端与所述第一电阻的第一端共接于所述电池的正极，所述第二开关管的控制端与所述第一电阻的第二端共接于所述控制模块的输出端，所述第二开关管的输出端接于所述负载。

7.如权利要求6所述的欠压保护电路，其特征在于，还包括至少一个滤波模块，各个所述滤波模块分别于接于所述欠压保护电路与地之间，各个所述滤波模块被用以滤除杂波干扰。

8.如权利要求7所述的欠压保护电路，其特征在于，各个所述滤波模块包括第一电容，所述第一电容的第一端接于所述欠压保护电路中，所述第一电容的第二端接地。

9.一种电池装置，其特征在于，包括权利要求1-8任意一项所述的欠压保护电路、过流保护模块以及电池，所述欠压保护电路通过所述过流保护模块与所述电池连接。

10.如权利要求9所述的电池装置，其特征在于，所述过流保护模块包括第一熔断器。