CN105375443A - 一种电池短路保护电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电池短路保护电路，安装在电池负载回路上，电池负载回路上设有电池Battery和负载RL，所述电池Battery和负载RL形成回路，所述电池Battery的两端分别为正放电端P+和负放电端P-，所述电池短路保护电路串联在电池负载回路上，所述电池短路保护电路包括充放电电路、电流放大电路和电流比较电路，所述充放电电路包括Mos管Q1、Mos管Q2、Mos管Q3、Mos管Q4和采样电阻R7，所述电流放大电路包括信号调节电路10和电流放大器U1B，所述电流比较电路包括电流比较器U3A、由R18和R20组成的短路保护电流设定电路、Mos管Q6、二极管D7、电阻R17和光耦继电器U2。

Description

一种电池短路保护电路
技术领域
本发明涉及保护电路技术领域，尤其涉及一种电池短路保护电路。
背景技术
现有技术中，电池作为备用电源已在通信、电力系统、军事装备、电动汽车等领域得到广泛的应用。随着环保观念的日渐深入人心，越来越多的系统开始采用电池作为主动力供给。在这些系统中，锂离子电池已成为新能源汽车的主流动力源之一，其工作状态的好坏直接关系到整个系统的运行可靠性。
锂电池若发生短路，则可能导致漏液、自燃、甚至爆炸等情况发生，危害到电池本身、电动汽车甚至人员安全。
电池短路装置就是通过短路保护电路在检测到电池短路时在最短时间内自动切断电池回路，达到保护电池的目的。最常见的电池短路保护方法是将采集到的电流值与软件的设定值进行比较，当采集电流值大于设定短路保护值时，软件控制放电MOS开关断开，从而对短路进行保护。上述方法的缺点是响应时间比较慢，且大电流长时间通过MOS时，易使MOS损坏。另外，软件一旦失效，整个系统都会崩溃。
发明内容
本发明正是针对现有技术存在的不足，提出一种新的技术方案。
所述一种电池短路保护电路，安装在电池负载回路上，电池负载回路上设有电池Battery和负载RL，所述电池Battery和负载RL形成回路，所述电池Battery的两端分别为正放电端P+和负放电端P-，所述电池短路保护电路串联在电池负载回路上，所述电池短路保护电路包括充放电电路、电流放大电路和电流比较电路，所述充放电电路包括Mos管Q1、Mos管Q2、Mos管Q3、Mos管Q4和采样电阻R7，所述电流放大电路包括信号调节电路和电流放大器U1B，所述电流比较电路包括电流比较器U3A、由R18和R20组成的短路保护电流设定电路、Mos管Q6、二极管D7、电阻R17和光耦继电器U2；
所述正放电端P+依次串联所述Mos管Q3和Mos管Q4，所述Mos管Q4分别连接所述Mos管Q1和Mos管Q2组成的放电电路和采样电阻R7，所述采样电阻R7连接所述负放电端P-，所述采样电阻R7的两端分别设置采集此时电池负载回路上的电流值的输出端口Is+、Is-，所述输出端口Is+、Is-通过所述信号调节电路连接所述电流放大器U1B，所述电流放大器U1B的电流输出端输出电流采集值CurrentSampCout，所述电流输出端将输出电流采集值CurrentSampCout输送给所述电流比较器U3A，电流比较器U3A连接由所述R18和R20组成的短路保护电流设定电路连接，且依次与Mos管Q6、二极管D7、电阻R17和光耦继电器U2串联，所述光耦继电器U2包括连接电源VCC的引脚1、连接电阻R17的引脚2、接地的引脚3和连接所述Mos管Q1和Mos管Q2组成的放电电路的引脚4，所述引脚1与引脚2连接光耦继电器U2内的光敏电阻，所述引脚3和引脚4连接光耦继电器U2内的感应级；
所述输出电流采集值CurrentSampCout与通过由R18和R20组成的短路保护电流设定电路的短路保护电流设定值通过电流比较器U3A比较，若输出电流采集值CurrentSampCout大于短路保护电流设定值，则电流比较器U3A的引脚1输出高电平，驱动Mos管Q6导通，则电源VCC、光耦继电器U2、电阻R17、二极管D7、Mos管Q6和接地件GND回路导通，光耦继电器U2的引脚3和引脚4短路，引脚4输出低电平，Mos管Q1和Mos管Q2组成的放电电路接收到低电平信号时，放电Mos管Q4断开，残余电量通过Mos管Q2放电，即电池回路断开，实现短路保护。
本发明结构简单合理，本发明采用全硬件短路保护电路设计，实时采集和比较电流值，保护响应速度快，而且由于该电路不涉及软件部分，避免软件失效问题。
附图说明
图1为本发明一种电池短路保护电路的原理图；
图2为本发明一种电池短路保护电路内的充放电电路的电路图；
图3为本发明一种电池短路保护电路内的电流放大电路的电路图；
图4为本发明一种电池短路保护电路内的电流比较电路的电路图。
具体实施方式
下面将结合具体的实施例来说明本发明的内容。
请一并参阅图1至图4，其中图1为本发明一种电池短路保护电路的原理图；图2为本发明一种电池短路保护电路内的充放电电路的电路图；图3为本发明一种电池短路保护电路内的电流放大电路的电路图；图4为本发明一种电池短路保护电路内的电流比较电路的电路图。
所述一种电池短路保护电路，安装在电池负载回路上，电池负载回路上设有电池Battery和负载RL，所述电池Battery和负载RL形成回路，所述电池Battery的两端分别为正放电端P+和负放电端P-，所述电池短路保护电路串联在电池负载回路上，所述电池短路保护电路包括充放电电路、电流放大电路和电流比较电路，所述充放电电路包括Mos管Q1、Mos管Q2、Mos管Q3、Mos管Q4和采样电阻R7，所述电流放大电路包括信号调节电路10和电流放大器U1B，所述电流比较电路包括电流比较器U3A、由R18和R20组成的短路保护电流设定电路、Mos管Q6、二极管D7、电阻R17和光耦继电器U2；
所述正放电端P+依次串联所述Mos管Q3和Mos管Q4，所述Mos管Q4分别连接所述Mos管Q1和Mos管Q2组成的放电电路和采样电阻R7，所述采样电阻R7连接所述负放电端P-，所述采样电阻R7的两端分别设置采集此时电池负载回路上的电流值的输出端口Is+、Is-，所述输出端口Is+、Is-通过所述信号调节电路10连接所述电流放大器U1B，所述电流放大器U1B的电流输出端输出电流采集值CurrentSampCout，所述电流输出端将输出电流采集值CurrentSampCout输送给所述电流比较器U3A，电流比较器U3A连接由所述R18和R20组成的短路保护电流设定电路连接，且依次与Mos管Q6、二极管D7、电阻R17和光耦继电器U2串联，所述光耦继电器U2包括连接电源VCC的引脚1、连接电阻R17的引脚2、接地的引脚3和连接所述Mos管Q1和Mos管Q2组成的放电电路的引脚4，所述引脚1与引脚2连接光耦继电器U2内的光敏电阻，所述引脚3和引脚4连接光耦继电器U2内的感应级；
所述输出电流采集值CurrentSampCout与通过由R18和R20组成的短路保护电流设定电路的短路保护电流设定值通过电流比较器U3A比较，若输出电流采集值CurrentSampCout大于短路保护电流设定值，则电流比较器U3A的引脚1输出高电平，驱动Mos管Q6导通，则电源VCC、光耦继电器U2、电阻R17、二极管D7、Mos管Q6和接地件GND回路导通，光耦继电器U2的引脚3和引脚4短路，引脚4输出低电平，Mos管Q1和Mos管Q2组成的放电电路接收到低电平信号时，放电Mos管Q4断开，残余电量通过Mos管Q2放电，即电池回路断开，实现短路保护。
本发明结构简单合理，本发明采用全硬件短路保护电路设计，实时采集和比较电流值，保护响应速度快，而且由于该电路不涉及软件部分，避免软件失效问题。

Claims (1)

1.一种电池短路保护电路，安装在电池负载回路上，电池负载回路上设有电池Battery和负载RL，所述电池Battery和负载RL形成回路，所述电池Battery的两端分别为正放电端P+和负放电端P-，所述电池短路保护电路串联在电池负载回路上，其特征在于，所述电池短路保护电路包括充放电电路、电流放大电路和电流比较电路，所述充放电电路包括Mos管Q1、Mos管Q2、Mos管Q3、Mos管Q4和采样电阻R7，所述电流放大电路包括信号调节电路(10)和电流放大器U1B，所述电流比较电路包括电流比较器U3A、由R18和R20组成的短路保护电流设定电路、Mos管Q6、二极管D7、电阻R17和光耦继电器U2；
所述正放电端P+依次串联所述Mos管Q3和Mos管Q4，所述Mos管Q4分别连接所述Mos管Q1和Mos管Q2组成的放电电路和采样电阻R7，所述采样电阻R7连接所述负放电端P-，所述采样电阻R7的两端分别设置采集此时电池负载回路上的电流值的输出端口Is+、Is-，所述输出端口Is+、Is-通过所述信号调节电路(10)连接所述电流放大器U1B，所述电流放大器U1B的电流输出端输出电流采集值CurrentSampCout，所述电流输出端将输出电流采集值CurrentSampCout输送给所述电流比较器U3A，电流比较器U3A连接由所述R18和R20组成的短路保护电流设定电路连接，且依次与Mos管Q6、二极管D7、电阻R17和光耦继电器U2串联，所述光耦继电器U2包括连接电源VCC的引脚1、连接电阻R17的引脚2、接地的引脚3和连接所述Mos管Q1和Mos管Q2组成的放电电路的引脚4，所述引脚1与引脚2连接光耦继电器U2内的光敏电阻，所述引脚3和引脚4连接光耦继电器U2内的感应级；
所述输出电流采集值CurrentSampCout与通过由R18和R20组成的短路保护电流设定电路的短路保护电流设定值通过电流比较器U3A比较，若输出电流采集值CurrentSampCout大于短路保护电流设定值，则电流比较器U3A的引脚1输出高电平，驱动Mos管Q6导通，则电源VCC、光耦继电器U2、电阻R17、二极管D7、Mos管Q6和接地件GND回路导通，光耦继电器U2的引脚3和引脚4短路，引脚4输出低电平，Mos管Q1和Mos管Q2组成的放电电路接收到低电平信号时，放电Mos管Q4断开，残余电量通过Mos管Q2放电，即电池回路断开，实现短路保护。
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