CN105743067B - 一种自激活电路及具有该自激活电路的电池保护系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自激活电路，包括N型MOS管Q4、PNP型三极管Q2、电阻R20、R21、R24、R25、电容C2。电阻R25的第一端用于与电池保护芯片的检测引脚(CS)相连接，电阻R25的第二端与N型MOS管Q4的漏极相连接，N型MOS管Q4的源极接蓄电池的地端，N型MOS管Q4栅极的经过电阻R20接蓄电池的地端。PNP型三极管Q2的集电极与N型MOS管Q4的栅极连接，PNP型三极管Q2的发射极用于连接蓄电池的正极端口(PB+)，PNP型三极管Q2的基极经电阻R21接蓄电池的正极端口(PB+)，PNP型三极管Q2的基极经电阻R24接蓄电池的地端。电容C2与电阻R24并联。该自激活电路在电池保护系统初次接入电芯时，可自动将电池保护芯片的检测引脚CS电平拉低，使得电池保护系统自动激活，提高了电池保护系统的可靠性。

Description

一种自激活电路及具有该自激活电路的电池保护系统
技术领域
本发明涉及电池管理技术领域，尤其涉及一种自激活电路及具有该自激活电路的电池保护系统。
背景技术
电池保护系统中的电池保护芯片在与蓄电池相接时，电池保护芯片常常因为检测引脚CS的电平处于不确定状态而无法激活，使得电池保护系统不能够正常工作。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出了一种自激活电路，该自激活电路在电池保护系统初次接入电芯时，可自动将电池保护芯片的检测引脚CS电平拉低，使得电池保护系统自动激活，提高了电池保护系统的可靠性。
为了实现上述目的，本发明技术方案如下：
一种自激活电路，包括N型MOS管Q4、PNP型三极管Q2、电阻R20、R21、R24、R25、电容C2。电阻R25的第一端用于与电池保护芯片的检测引脚(CS)相连接，电阻R25的第二端与N型MOS管Q4的漏极相连接，N型MOS管Q4的源极接蓄电池的地端，N型MOS管Q4栅极的经过电阻R20接蓄电池的地端。PNP型三极管Q2的集电极与N型MOS管Q4的栅极连接，PNP型三极管Q2的发射极用于连接蓄电池的正极端口(PB+)，PNP型三极管Q2的基极经电阻R21接蓄电池的正极端口(PB+)，PNP型三极管Q2的基极经电阻R24接蓄电池的地端。电容C2与电阻R24并联。
进一步地，还包括快恢复二极管D10。快恢复二极管D10的阳极与PNP型三极管Q2的基极连接，快恢复二极管D10的阴极与PNP型三极管Q2的发射极相连接。
进一步地，还包括电容C3。电容C3与电容C2并联。
一种具有上述任意一项所述自激活电路的电池保护系统，包括电池保护芯片U3、N型MOS管Q5、Q6。电池保护芯片U3的检测引脚CS与所述电阻R25的第一端相连接；电池保护芯片U3的放电控制引脚OD与N型MOS管Q5的栅极相连接；电池保护芯片U3的充电控制引脚OC与N型MOS管Q6的栅极相连接；N型MOS管Q5的漏极与N型MOS管Q6的漏极相连接。
进一步地，还包括电阻R19、R18、电容C9。电池保护芯片U3的检测引脚CS经过电阻R19接在蓄电池所在电路上。电池保护芯片U3的电源引脚VDD经过电阻R18接在蓄电池的正极端口(PB+)上。并且所述电池保护芯片U3的电源引脚VDD经过电容C9接地。
本发明的有益效果：
(1)该自激活电路在电池保护系统初次接入电芯时，可自动将电池保护芯片的检测引脚CS电平拉低，使得电池保护系统自动激活，提高了电池保护系统的可靠性。
(2)当蓄电池从电池保护系统断开后，自激活电路通过快恢复二极管电容中的电荷进行迅速泄放，提高了自激活电路的可靠性。
附图说明
图1是自激活电路的电路原理示意图。
图2是具有图1所示自激活电路的电池保护系统的电路原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。
电池保护系统中，常使用电池保护芯片对可充电蓄电池的过充电、过放电和过电流进行检测保护。电池保护芯片的检测引脚CS用于对蓄电池的过充电、过放电和过电流检测；放电控制引脚OD用于控制蓄电池的放电开关；充电控制引脚OC用于控制蓄电池的充电开关。电池保护芯片通过检测引脚CS检测蓄电池是否发生过充电、过放电和过电流现象，并通过放电控制引脚OD、充电控制引脚OC输出控制信号来控制蓄电池所在电路的放电开关或充电开关的关断。
电池保护系统接入电池时，其电池保护芯片的检测引脚CS在初始状态下为不确定状态，导致保护电路无法被激活，电路的可靠性降低。此时，需要将电池保护芯片的检测引脚CS与蓄电池的地端短接后再断开，或者外接充电装置进行充电激活，使得电池保护芯片恢复到正常工作状态。
如图1所示，为本发明的电路原理示意图。一种自激活电路旨在解决上述电池保护芯片在初次连接电芯时可能导致无法自动激活的问题，该自激活电路包括N型MOS管Q4、PNP型三极管Q2、电阻R20、R21、R24、R25、电容C2、C3、快恢复二极管D10。
N型MOS管Q4的漏极与电阻R25的第二端相连接，电阻R25的第一端用于与电池保护系统中的电池保护芯片的检测引脚CS相连接，N型MOS管Q4的源极接蓄电池的地端，N型MOS管Q4栅极的经过电阻R20接蓄电池的地端。
PNP型三极管Q2的集电极与N型MOS管Q4的栅极连接，PNP型三极管Q2的发射极用于连接蓄电池的正极端口(PB+)，PNP型三极管Q2的基极经电阻R21接蓄电池的正极端口(PB+)，PNP型三极管Q2的基极经电阻R24接蓄电池的地端。电容C2、C3分别与电阻R24并联。快恢复二极管D10的阳极与PNP型三极管Q2的基极连接，快恢复二极管D10的阴极与PNP型三极管Q2的发射极相连接。
图2为本发明的一个应用实施例。一种具有自激活电路的电池保护系统，还包括电池保护芯片U3、电阻R18、R19、C9、N型MOS管Q5、Q6。
本实施例中，电池保护芯片U3优先选用的芯片为HY2112芯片，HY2112芯片由台湾纮康科技股份有限公司设计研发，适合于对单节磷酸铁理可再充电蓄电池的过充电、过放电和过电流进行保护。电池保护芯片U3的检测引脚CS与电阻R25第一端相连接，电池保护芯片U3的放电控制引脚OD与N型MOS管Q5的栅极相连接，电池保护芯片U3的充电控制引脚OC与N型MOS管Q6的栅极相连接； N型MOS管Q5的漏极与N型MOS管Q6的漏极相连接，N型MOS管Q5、Q6上分别带有寄生二极管，N型MOS管Q5、Q6分别为蓄电池的放电开关和充电开关。电池保护芯片U3的电源引脚VDD经过电阻R18接蓄电池的正极，且经过电容C9接地；电池保护芯片U3的接地引脚VSS与地相接。
自激活电路在电池保护系统中的工作原理为：
当蓄电池接入电池保护系统时，蓄电池的正极输出电压依次经过电阻18、电容C9的限流、稳压后为保护芯片U3提供工作所需的电压。 蓄电池的电流经过对PNP型三极管Q2基极上的起偏执作用的电阻R21后对电容C2、C3进行瞬间充电，此时电容C2、C3可认为是短路的，故NPN型三极管Q2的基极可以看作直接与电池的地相连接，即NPN型三极管Q2为低电平，因此，蓄电池对电池保护系统上电瞬间，NPN型三极管Q2处于导通状态。蓄电池的正极端口(PB+)的输出电压经过NPN型三极管Q2的分压后驱动N型MOS管Q4，使得N型MOS管Q4导通。此时，电池保护芯片的检测引脚CS依次经过电阻R25、N型MOS管Q4接地，电池保护芯片U3的检测引脚CS为低电平，因此电池保护系统被激活。电阻R25用于限流，减少N型MOS管Q4导通瞬间尖锐脉冲对电路的影响。电池保护芯片U3的充电控制引脚OC、放电控制引脚OD分别输出高电平到N型MOS管Q6、N型MOS管Q5的栅极，N型MOS管Q6、Q5导通，此时为电池保护系统的“正常工作状态”，电池保护系统可对外正常的充放电。
电池保护系统被激活后，随着蓄电池对电容C2、C3的不断充电，NPN型三极管Q2的基极电压不断升高，当NPN型三极管Q2的基极电压达到截止电压时，NPN型三极管Q2断开，N型MOS管Q4的栅极经过电阻R20接到电池的地端，此时N型MOS管Q4的栅极为低电平，N型MOS管Q4断开，电池保护芯片U3的检测引脚CS对蓄电池的充放电进行正常检测，而不受到影响。
在蓄电池对NPN型三极管Q2保持供电时，电阻R24保证NPN型三极管Q2达到有效截止状态，使得检测引脚CS对蓄电池的充放电进行正常检测；当蓄电池从电池保护系统上断开后，电容C2、C3中的电荷从电阻R24泄放， NPN型三极管Q2处于导通状态，使得当蓄电池再次为电池充电系统上电时自激活电路的可正常工作。
快恢复二极管D10保证了NPN型三极管Q2的基极与发射极的电压差为0.7V。当蓄电池从电池保护系统上断开后，电容C2、C3中的电荷能被快恢复二极管D10迅速地抽出，提高了NPN型三极管Q2的导通速度，进而提高了自激活电路的可靠性。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的基本构思的前提下直接导出或联想到的其它改进和变化均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种自激活电路，其特征在于，包括：
包括N型MOS管Q4、PNP型三极管Q2、电阻R20、R21、R24、R25、电容C2；
电阻R25的第一端用于与电池保护芯片的检测引脚(CS)相连接，电阻R25的第二端与N型MOS管Q4的漏极相连接，N型MOS管Q4的源极接蓄电池的地端，N型MOS管Q4栅极的经过电阻R20接蓄电池的地端；
PNP型三极管Q2的集电极与N型MOS管Q4的栅极连接，PNP型三极管Q2的发射极用于连接蓄电池的正极端口(PB+)，PNP型三极管Q2的基极经电阻R21接蓄电池的正极端口(PB+)，PNP型三极管Q2的基极经电阻R24接蓄电池的地端；
电容C2与电阻R24并联；
还包括快恢复二极管D10；
所述快恢复二极管D10的阳极与PNP型三极管Q2的基极连接，快恢复二极管D10的阴极与PNP型三极管Q2的发射极相连接。
2.根据权利要求1所述的自激活电路，其特征在于：
还包括电容C3；
所述电容C3与电容C2并联。
3.一种具有权利要求1或2任意一项所述自激活电路的电池保护系统，其特征在于：
包括电池保护芯片U3、N型MOS管Q5、Q6；
所述电池保护芯片U3的检测引脚(CS)与所述电阻R25的第一端相连接；
所述电池保护芯片U3的放电控制引脚(OD)与N型MOS管Q5的栅极相连接；
所述电池保护芯片U3的充电控制引脚(OC)与N型MOS管Q6的栅极相连接；
所述N型MOS管Q5的漏极与N型MOS管Q6的漏极相连接。
4.根据权利要求3所述的电池保护系统，其特征在于：
还包括电阻R19、R18、电容C9；
所述电池保护芯片U3的检测引脚(CS)经过电阻R19接在蓄电池所在电路上；
所述电池保护芯片U3的电源引脚(VDD)经过电阻R18接在蓄电池的正极端口(PB+)上；
并且所述电池保护芯片U3的电源引脚(VDD)经过电容C9接地。
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