CN103401972A - 电池保护板和假电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了电池保护板和假电池，其电池保护板，其与假电池模块连接，所述假电池模块包括电池和第一NMOS管，所述电池保护板包括：用于输出高电平信号使第一NMOS管导通驱动电池放电的驱动模块；所述驱动模块的第一输入端连接电池的正极，所述驱动模块的第二输入端连接参考电压输出端，驱动模块的输出端第一NMOS管的栅极，第一NMOS管的源极连接电池的负极。本发明提供通过驱动模块在假电池模块被保护时输出高电平信号使假电池模块内部的第一NMOS管导通驱动电池放电，使电池保护板上的充电电容的电量完全释放，当假电池再次连接直流电源时，假电池能正常工作。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术，特别涉及电池保护板和假电池。
背景技术
在手机的调试和测试阶段，假电池的需求量很大，使用频率也很高。目前大部分真电池的保护板可应于用于假电池上，一方面起到保护假电池的作用，另一方面由于假电池上的保护板适用于真电池，所以如果假电池坏了，该保护板能够被取下来重新使用到假电池或真电池上。
但在实际使用时，假电池会由于保护板的过放保护而不能工作。譬如，假电池从直流电源上取下来后开始放电，当假电池的放电电压低于2.4V时，假电池就会被保护不能再放电。此时，由于电池保护板上的充电电容的电量不能被完全释放掉，所以假电池再插上直流电源以后手机不能开机，假电池不能正常工作。容易使不了解假电池被保护的研发人员很可能会认为假电池坏了需要更换假电池，这样会浪费很多假电池，直接增加项目的成本。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供电池保护板和假电池，以解决现有技术假电池被保护时，不能继续放电的问题。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种电池保护板，其与假电池模块连接，所述假电池模块包括电池和第一NMOS管，所述电池保护板包括：
用于输出高电平信号使第一NMOS管导通驱动电池放电的驱动模块；
所述驱动模块的第一输入端连接电池的正极，所述驱动模块的第二输入端连接参考电压输出端，驱动模块的输出端连接第一NMOS管的栅极，第一NMOS管的源极连接电池的负极。
所述的电池保护板中，所述驱动模块包括：
用于延时输出假电池模块的放电电压的延时单元；
用于对延时单元输出的信号进行变换，输出高电平信号驱动第一NMOS管导通的放电驱动单元；
所述延时单元的输入端连接电池的正极，延时单元的的输出端通过放电驱动单元连接第一NMOS管的栅极。
所述的电池保护板中，所述延时单元包括第一非门，所述第一非门的第1端连接电池的正极，第一非门的第2端连接电池保护板的供电电压输出端，第一非门的第3端连接放电驱动单元，第一非门的第4端接地。
所述的电池保护板中，所述放电驱动单元包括：
用于将延时单元输出的放电电压和参考电压输出端输出的参考电压作比较输出高电平信号的比较单元；
用于将比较单元输出的高电平信号转换为低电平信号的第二非门；
用于控制所述第一NMOS管导通的开关单元；
所述比较单元的第一输入端连接第一非门的第3端，比较单元的第二输入端连接参考电压输出端，比较单元的输出端连接第二非门的第1端，第二非门的第2端连接供电电压输出端，第二非门的第3端通过开关单元连接第一NMOS管的栅极。
所述的电池保护板中，所述开关单元包括PMOS管、第二NMOS管、第一电阻和第二电阻，所述PMOS管的栅极和第二NMOS管的栅极连接第二非门的第3端，PMOS管的源极通过第二电阻连接所述供电电压输出端，PMOS管的漏极连接第二NMOS管的漏极和第一NMOS管的栅极，所述第二NMOS管的源极通过第一电阻接地。
所述的电池保护板中，所述比较单元包括第一比较器、第二比较器、第一二极管和第二二极管；
所述第一比较器的同相输入端连接参考电压输出端，第一比较器的反相输入端连接第一非门的第3端，第一比较器的输出端连接第一二极管的正极，第一二极管的负极连接第二非门的第1端；
所述第二比较器的同相输入端连接第一非门的第3端，第二比较器的反相输入端连接参考电压输出端，第二比较器的输出端连接第二二极管的正极，第二二极管的负极连接第二非门的第1端。
所述的电池保护板中，所述比较单元还包括第三电阻，所述第三电阻的一端连接参考电压输出端，第三电阻的另一端连接第一比较器的同相输入端和第二比较器的反相输入端。
所述的电池保护板中，所述比较单元还包括稳压二极管，所述稳压二极管的正极连接第一比较器的同相输入端和第二比较器的反相输入端，还通过所述第三电阻连接参考电压输出端，稳压二极管的负极接地。
所述的电池保护板中，所述比较单元还包括第一电容，所述第一电容的一端连接第一比较器的同相输入端和第二比较器的反相输入端，还通过所述第三电阻连接参考电压输出端，第一电容的另一端接地。
一种假电池，包括假电池模块和上述的电池保护板，所述假电池模块连接所述电池保护板。
相较于现有技术，本发明提供的电池保护板和假电池，通过驱动模块在假电池模块被保护时输出高电平信号使假电池模块内部的第一NMOS管导通驱动电池放电，使电池保护板上的充电电容的电量完全释放，当假电池再次连接直流电源时，假电池能正常工作。
附图说明
图1为本发明电池保护板的电路图。
具体实施方式
本发明提供一种电池保护板和假电池，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，本发明提供的电池保护板与假电池模块30连接，用于给手机等移动终端供电。该假电池模块30包括电池battery和第一NMOS管Q。所述电池保护板包括驱动模块10，用于输出高电平信号使第一NMOS管Q导通，驱动电池battery放电，使电池保护板上的充电电容的电量完全释放。当手机连接直流电源时，手机能正常开机，假电池能正常工作。
本发明实施例中，所述驱动模块10的第一输入端1连接电池battery的正极，所述驱动模块10的第二输入端2连接参考电压输出端J1，由其输出2.4V的参考电压Vdischarge_2.4V，驱动模块10的输出端连接第一NMOS管Q的栅极，第一NMOS管Q的源极连接电池battery的负极，第一NMOS管Q1的漏极和电池battery的正极连接手机mobile。
为了防止误判，本发明提供的驱动模块10包括延时单元101和放电驱动单元102，该延时单元101具有延时作用，用于延时输出假电池模块30的放电电压，并将假电池模块30输出的放电电压的高、低电平状态进行处理，防止放电驱动单元102执行错误工作。所述放电驱动单元102用于对延时单元101输出的信号进行变换输出高电平信号，驱动第一NMOS管Q导通。所述延时单元101的输入端连接电池battery的正极，延时单元101的输出端通过放电驱动单元102连接第一NMOS管Q的栅极。
本实施例中，所述延时单元101包括第一非门U1，所述第一非门U1的第1端为延时单元101的输入端、第2端为延时单元101的供电端、第3端为延时单元101的输出端。所述第一非门U1的第1端连接电池battery的正极，第一非门U1的第2端连接电池保护板的供电电压输出端J2，第一非门U1的第3端连接放电驱动单元102，第一非门U1的第4端接地。供电电压输出端J2的电压VDD_battery由电池放电所得，用于给第一非门供电，电池battery的放电信号通过该第一非门U1判断放电信号的电平状态，避免误判断放电电压Vdischarge的电平，防止放电驱动单元102错误工作的问题出现。
请继续参阅图1，所述放电驱动单元102包括：比较单元201、第二非门U2和开关单元202，所述比较单元201的第一输入端 
连接第一非门U1的第3端，比较单元201的第二输入端
连接参考电压输出端J1，比较单元201的输出端连接第二非门U2的第1端，用于将延时单元101输出的放电电压-Vdischarge和参考电压输出端J1输出的参考电压Vdischarge_2.4V作比较输出高电平信号。无论第一非门U1输出高电平信号还是低电平信号，都能通过该比较单元201转变为高电平信号，该高电平信号进入第二非门U2，通过第二非门U2判断输出低电平信号。
所述第二非门U2的第2端连接供电电压输出端J2，由该供电电压输出端J2给第二非门供电，第二非门U2的第3端通过开关单元202连接第一NMOS管Q的栅极，第一非门U1的第4端接地。所述第二非门U2用于将比较单元201输出的高电平信号转换为低电平信号，从而使开关单元202打开，驱动第一NMOS管导通。
具体实施过程中，所述开关单元202包括PMOS管Q1、第二NMOS管Q2、第一电阻R1和第二电阻R2，所述PMOS管Q1的栅极和第二NMOS管Q2的栅极连接第二非门U2的第3端，PMOS管Q1的源极通过第二电阻R2连接所述供电电压输出端J2，PMOS管Q1的漏极连接第二NMOS管Q2的漏极和第一NMOS管Q1的栅极，所述第二NMOS管Q2的源极通过第一电阻R1接地。该第一电阻R1为下拉电阻，第二电阻R2为上拉电阻，使PMOS管Q1导通后输出高电平。
在第二非门U2输出低电平时，所述PMOS管Q1导通，第二NMOS管Q2截止，通过PMOS管Q1和第二NMOS管Q2构成互补电路，增加输出信号的稳定性。
请再次参阅图1，在本发明的电池保护板中，所述比较单元201包括第一比较器A1、第二比较器A2、第一二极管D1和第二二极管D2。该第一二极管D1和第二二极管D2主要用于防止电流倒灌，保护第一比较器A1和第二比较器A2。
所述第一比较器A1的同相输入端连接参考电压输出端J1，第一比较器A1的反相输入端连接第一非门U1的第3端，第一比较器A1的输出端连接第一二极管D1的正极，第一二极管D1的负极连接第二非门U2的第1端。
所述第二比较器A2的同相输入端连接第一非门U1的第3端，第二比较器A2的反相输入端连接参考电压输出端J1，第二比较器A2的输出端连接第二二极管D2的正极，第二二极管D2的负极连接第二非门U2的第1端。所述第一比较器A1和第二比较器A2的电源端连接所述供电电压输出端J2。
本发明实施例中，所述比较单元201还包括第三电阻R3，所述第三电阻R3的一端连接参考电压输出端J1，第三电阻R3的另一端连接第一比较器A1的同相输入端和第二比较器A2的反相输入端。该第三电阻R3为限流电阻，防止输入第一比较器A1和第二比较器A2的电流过大。
所述比较单元201还包括稳压二极管D3，所述稳压二极管D3的正极连接第一比较器A1的同相输入端和第二比较器A2的反相输入端，还通过所述第三电阻R3连接参考电压输出端J1，稳压二极管D3的负极接地，用于使参考电压输出端J1输出的电压稳定，保持参考电压为Vdischarge_2.4V。
进一步的，所述比较单元20还包括第一电容C1，所述比较单元201还包括稳压二极管D3，所述第一电容C1的一端连接第一比较器A1的同相输入端和第二比较器A2的反相输入端，还通过所述第三电阻R3连接参考电压输出端J1，第一电容C1的另一端接地。所述第一电容C1为滤波电容，滤除参考电压输出端J1输出的噪声信号，使第一比较器A1和第二比较器A2的输入信号稳定。
请再次参阅图1，所述延时单元101还包括第二电容C2，所述第二电容C2的一端连接第一非门U1的第1端，另一端接地。该第二电容C2为滤波电容，用于滤除输入第一非门U1的噪声信号。
以下结合图1，在假电池处于保护状态时，对本发明的电池保护板的工作原理进行详细说明：
假电池的放电电压Vdischarge进入第一非门U1的第1管脚，通过第一非门U1的第3脚输出高或低电平的放电电压Vdischarge进入第一比较器A1的反相输入端和第二比较器A2的同相输入端。由于假电池在输出电压在2.4V以下时被保护，本发明的目的是要求放电电压Vdischarge在大于2.4V和小于2.4V时，电池保护板都能工作，假电池一直都能放电。因此，采用参考电压输出端J1输出的参考电压Vdischarge_2.4V为2.4V，使其输入第一比较器A1和第二比较器A2中，与第一非门U1输出的放电电压-Vdischarge作比较。
当第一非门U1输出高电平信号时，在第一比较器A1中，第一非门U1输出的高电平信号输入第一比较器A1的反相输入端，由于参考电压Vdischarge_2.4V输入第一比较器A1的同相输入端，则第一比较器A1输出低电平信号。该低电平信号无法通过第一二极管D1，该第一二极管D1截止，此时第一比较器A1输出的低电平信号不能通过后续电路。
在第二比较器A2中，第一非门U1输出的高电平信号输入第二比较器A2的同相输入端，由于比较器的参考电压Vdischarge_2.4V输入第二比较器A2的反相输入端，则第二比较器A2输出高电平信号，使第二二极管D2导通。该高电平信号通过第二二极管D2输入第二非门U2，此时第二非门U2输出低电平信号，使PMOS管Q1导通，第二NMOS管Q2截止。则PMOS管Q1输出高电平信号Vdischarge_HIGH，驱动假电池模块30内部的第一NMOS管Q导通，使电池battery放电。
当第一非门U1输出低电平信号时，由于这个低电平信号输入第一比较器A1的反相输入端，则第一比较器A1的同相输入端参考电压Vdischarge_2.4V大于反相输入端的放电电压-Vdischarge，则第一比较器A1输出高电平信号。该高电平信号输入第一二极管D1的正极，使第一二极管D1导通。该高电平信号再输入第二非门U2，此时第二非门U2输出低电平信号。该低电平信号输入PMOS管Q1和第二NMOS管Q2中，使PMOS管Q1导通，第二NMOS管Q2截止。则PMOS管Q1输出高电平信号Vdischarge_HIGH，驱动假电池模块30内部的第一NMOS管Q导通，使电池battery放电。
在第二比较器A2中，第一非门U1输出的低电平信号输入第二比较器A2的同相输入端，由于第二比较器A2的参考电压Vdischarge_2.4V输入第二比较器A2的反相输入端且大于同相输入端的低电平信号，则第二比较器A2输出低电平信号，使第二二极管D2截止，因此，第二比较器A2输出的低电平信号不能通过后续电路。
通过以上分析可知，不管第一非门U1输出的是低电平信号还是高电平信号，比较单元201都能输出高电平信号，该高电平信号经过第二非门U2转换为低电平信号，使PMOS管Q1导通和第二NMOS管Q2截止，输出高电平信号Vdischarge_HIGH。该高电平信号能够驱动假电池模块30内部的第一NMOS管Q导通，使电池battery一直处于放电的状态，将电池保护板上的充电电容上的电量完全释放，保证电池battery能正常工作。
本发明还相应提供一种假电池，其包括假电池模块和电池保护板，所述假电池模块连接所述电池保护板，电池保护板用于输出高电平，使假电池模块内部的第一NMOS管导通，能够使该假电池在被保护状态时，正常工作。鉴于上文已对该假电池进行了详细描述，此处不再赘述。
综上所述，本发明通过驱动模块在假电池模块被保护时输出高电平信号使假电池模块内部的第一NMOS管导通驱动电池放电，使电池保护板上的充电电容的电量完全释放，当假电池再次连接直流电源时，假电池能正常工作。本发明的电池保护板和假电池，其稳定性高，而且还具有结构简单，成本低等特点。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种电池保护板，其与假电池模块连接，所述假电池模块包括电池和第一NMOS管，其特征在于，所述电池保护板包括：
用于输出高电平信号使第一NMOS管导通驱动电池放电的驱动模块；
所述驱动模块的第一输入端连接电池的正极，所述驱动模块的第二输入端连接参考电压输出端，驱动模块的输出端连接第一NMOS管的栅极，第一NMOS管的源极连接电池的负极。
2.根据权利要求1所述的电池保护板，其特征在于，所述驱动模块包括：
用于延时输出假电池模块的放电电压的延时单元；
用于对延时单元输出的信号进行变换，输出高电平信号驱动第一NMOS管导通的放电驱动单元；
所述延时单元的输入端连接电池的正极，延时单元的的输出端通过放电驱动单元连接第一NMOS管的栅极。
3.根据权利要求2所述的电池保护板，其特征在于，所述延时单元包括第一非门，所述第一非门的第1端连接电池的正极，第一非门的第2端连接电池保护板的供电电压输出端，第一非门的第3端连接放电驱动单元，第一非门的第4端接地。
4.根据权利要求3所述的电池保护板，其特征在于，所述放电驱动单元包括：
用于将延时单元输出的放电电压和参考电压输出端输出的参考电压作比较输出高电平信号的比较单元；
用于将比较单元输出的高电平信号转换为低电平信号的第二非门；
用于控制所述第一NMOS管导通的开关单元；
所述比较单元的第一输入端连接第一非门的第3端，比较单元的第二输入端连接参考电压输出端，比较单元的输出端连接第二非门的第1端，第二非门的第2端连接供电电压输出端，第二非门的第3端通过开关单元连接第一NMOS管的栅极。
5.根据权利要求4所述的电池保护板，其特征在于，所述开关单元包括PMOS管、第二NMOS管、第一电阻和第二电阻，所述PMOS管的栅极和第二NMOS管的栅极连接第二非门的第3端，PMOS管的源极通过第二电阻连接所述供电电压输出端，PMOS管的漏极连接第二NMOS管的漏极和第一NMOS管的栅极，所述第二NMOS管的源极通过第一电阻接地。
6.根据权利要求4所述的电池保护板，其特征在于，所述比较单元包括第一比较器、第二比较器、第一二极管和第二二极管；
所述第一比较器的同相输入端连接参考电压输出端，第一比较器的反相输入端连接第一非门的第3端，第一比较器的输出端连接第一二极管的正极，第一二极管的负极连接第二非门的第1端；
所述第二比较器的同相输入端连接第一非门的第3端，第二比较器的反相输入端连接参考电压输出端，第二比较器的输出端连接第二二极管的正极，第二二极管的负极连接第二非门的第1端。
7.根据权利要求6所述的电池保护板，其特征在于，所述比较单元还包括第三电阻，所述第三电阻的一端连接参考电压输出端，第三电阻的另一端连接第一比较器的同相输入端和第二比较器的反相输入端。
8.根据权利要求7所述的电池保护板，其特征在于，所述比较单元还包括稳压二极管，所述稳压二极管的正极连接第一比较器的同相输入端和第二比较器的反相输入端，还通过所述第三电阻连接参考电压输出端，稳压二极管的负极接地。
9.根据权利要求6所述的电池保护板，其特征在于，所述比较单元还包括第一电容，所述第一电容的一端连接第一比较器的同相输入端和第二比较器的反相输入端，还通过所述第三电阻连接参考电压输出端，第一电容的另一端接地。
10.一种假电池，其特征在于，包括假电池模块和权利要求1至9任意一项所述的电池保护板，所述假电池模块连接所述电池保护板。
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