CN105871004A - 功率型电池放电保护系统及其保护方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种功率型电池放电保护系统及其保护方法,系统包括依次连接的功率型电池、电池保护模块和设备,所述电池保护模块包括控制器、供电控制电路、放电电压检测电路和放电电流检测电路,所述供电控制电路、放电电压检测电路和放电电流检测电路分别与控制器连接。可防止电池在放电过程中过放电,同时实现短路保护,消除安全隐患;通过控制器进行供电控制,反应时间较短,保证安全性;且可在故障之后进行自恢复,降低维护成本,并在自恢复后进行再次检测,进一步保证安全性;同时,具有结构简单、功耗极低的特点。

Description

功率型电池放电保护系统及其保护方法
技术领域
[0001] 本发明设及电池保护领域,尤其设及一种功率型电池放电保护系统及其保护方 法。
背景技术
[0002] 裡亚硫酷氯化i/S0C12)电池是一种比能量较高的,且年自放电率极低的,存储时 间长的一种高效能电池。裡亚硫酷氯电池特别适合长时间放电使用,负荷电压及其平稳, 90% W上的容量可W在电压几乎不变的高平台上放出。因此该电池广泛应用于智能卡表 (水、电、气表)、计算机支撑电源、医疗器械、无线通讯、石油钻探、手提通讯器材、科研仪器、 遥控数据采集系统、军事应用及其他电动设备等领域。然而功率型的裡亚硫酷氯电池,由于 能输出较高的功率,而运种电池又不允许过放电,所W如果设备出现故障导致过放电,将会 出现严重的安全隐患。目前用户在使用中通常的做法是在电池和设备之间串联自恢复保险 丝或保险丝做过流保护。由于自恢复保险丝或自烙断保险丝是靠物理特性进行保护的,因 此动作时间较慢,当流过电流过大时需要一定的时间才能动作,因此仍然存在的安全隐患。 当使用自恢复保险丝虽然可W保证故障排除后,可W自动恢复供电,但由于故障期间还在 一直在损耗电池的电量,大大减低了电池的使用率。而如果采用普通保险丝,一旦出现保 护,或误操作,将直接烙断,无法自动修复,大大增加了维护成本。
[0003] 在公开号为CN103401224A的中国专利公开文件中,提出了一种分离器件构成的多 节裡电池保护系统,包含MCU模块、AD对莫块、MUX模块、均衡电路、电流检测模块、溫度检测模 块、M0SFE巧E动器、短路保护模块;MUX模块输出端与ADC模块输入端相连,将裡电池的电压、 电流、溫度信息传输给ADC模块。MCU模块检测从ADC模块接收到的数据,判断是否需要对电 池进行保护操作,需要时MCU模块按照实际情况,通过M0SFE巧g动器切断充放电开关进行保 护。短路保护模块在外电路短路时,快速切断充放电回路。闲暇时或充电时,MCU模块驱动均 衡电路对电池进行均衡操作。但该方案主要实现对电池的监控管理,需要和计算机实时连 接,在网络不稳定的情况下则无法顺利进行,且在对电池进行保护措施后无法自恢复。
发明内容
[0004] 本发明所要解决的技术问题是:提供一种功率型电池放电保护系统及电池保护方 法,结构简单且功耗极低,可防止电池在放电过程中过放电,同时实现短路保护,并在故障 之后进行自恢复。
[0005] 为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:一种功率型电池放电保护系 统,包括依次连接的功率型电池、电池保护模块和设备,所述电池保护模块包括控制器、供 电控制电路、放电电压检测电路和放电电流检测电路,所述供电控制电路、放电电压检测电 路和放电电流检测电路分别与控制器连接;
[0006] 所述放电电压检测电路,用于生成口槛电压、检测所述功率型电池的放电电压,W 及发送所述口槛电压和放电电压至控制器;
[0007] 所述放电电流检测电路,用于检测功率型电池的放电电流,并在检测到所述放电 电流大于预设的口槛电流时,发送过流信号至控制器;
[0008] 所述控制器,用于获取并比较所述放电电压和口槛电压,若所述放电电压低于所 述口槛电压,控制所述供电控制电路关闭所述功率型电池对所述设备的电压输出;
[0009] 还用于在接收到所述过流信号后,控制供电控制电路关闭所述功率型电池对所述 设备的电压输出,W及根据预设的检测时间,控制供电控制电路打开所述功率型电池对所 述设备的电压输出,并再次检测是否接收到所述过流信号;
[0010] 所述供电控制电路,用于根据控制器的控制关闭或打开功率型电池对所述设备的 电压输出。
[0011] 本发明还设及一种功率型电池放电保护方法,包括:
[0012] 放电电压检测电路生成口槛电压,同时检测所述功率型电池的放电电压;
[oou] 发送所述Π 槛电压和放电电压至控制器;
[0014] 控制器获取并比较所述放电电压和口槛电压;
[0015] 若所述放电电压低于预设的口槛电压,控制器控制供电控制电路关闭所述功率型 电池对所述设备的电压输出;
[0016] 放电电流检测电路对功率型电池的放电电流进行检测;
[0017] 若所述放电电流大于预设的口槛电流,发送过流信号至控制器;
[0018] 控制器接收到所述过流信号后,控制供电控制电路关闭所述功率型电池对所述设 备的电压输出;
[0019] 控制器根据预设的检测时间,控制供电控制电路打开所述功率型电池对所述设备 的电压输出;
[0020] 再次检测是否接收到所述过流信号。
[0021] 本发明的有益效果在于:将电池保护模块设置在功率型电池和设备之间,不仅可 W检测电池是否欠压过放,还可W检测设备是否出现短路过流情况,从而控制是否为设备 进行供电,可防止电池在放电过程中过放电,同时实现短路保护,消除安全隐患;通过控制 器进行供电控制,反应时间较短,保证安全性;且可在故障之后进行自恢复,降低维护成本, 并在自恢复后进行再次检测,进一步保证安全性;同时,具有结构简单、功耗极低的特点。
附图说明
[0022] 图1为本发明一种功率型电池放电保护系统的结构示意图;
[0023] 图2为本发明实施例一的供电控制电路和放电电流检测电路的示意图;
[0024] 图3为本发明实施例一的放电电压检测电路的示意图;
[0025] 图4为本发明实施例二的系统结构示意图;
[0026] 图5为本发明实施例二的稳压电路的示意图;
[0027] 图6为本发明一种功率型电池放电保护方法的流程图;
[0028] 图7为本发明实施例Ξ的方法流程图;
[0029] 图8为本发明实施例四的步骤S4的方法流程图;
[0030] 图9为本发明实施例四的步骤S10的方法流程图。
[0031] 标号说明:
[0032 ] 1、功率型电池;2、电池保护模块;3、设备;
[0033 ] 21、控制器;22、供电控制电路;23、放电电压检测电路;
[0034] 24、放电电流检测电路;25、稳压电路。
具体实施方式
[0035] 为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果,W下结合实施方式并配合附 图详予说明。
[0036] 本发明最关键的构思在于:在功率型电池和设备之间设置电池保护模块,由电池 保护模块的控制器对功率型电池的电压输出进行控制,并在故障之后进行自恢复。
[0037] 名词解释: Γ00381
Figure CN105871004AD00061
[0039] 请参阅图1,一种功率型电池放电保护系统,包括依次连接的功率型电池、电池保 护模块和设备,所述电池保护模块包括控制器、供电控制电路、放电电压检测电路和放电电 流检测电路,所述供电控制电路、放电电压检测电路和放电电流检测电路分别与控制器连 接;
[0040] 所述放电电压检测电路,用于生成口槛电压、检测所述功率型电池的放电电压,W 及发送所述口槛电压和放电电压至控制器;
[0041 ] 所述放电电流检测电路,用于检测功率型电池的放电电流,并在检测到所述放电 电流大于预设的口槛电流时,发送过流信号至控制器;
[0042] 所述控制器,用于获取并比较所述放电电压和口槛电压,若所述放电电压低于所 述口槛电压,控制所述供电控制电路关闭所述功率型电池对所述设备的电压输出;
[0043] 还用于在接收到所述过流信号后,控制供电控制电路关闭所述功率型电池对所述 设备的电压输出,W及根据预设的检测时间,控制供电控制电路打开所述功率型电池对所 述设备的电压输出,并再次检测是否接收到所述过流信号;
[0044] 所述供电控制电路,用于根据控制器的控制关闭或打开功率型电池对所述设备的 电压输出。
[0045] 从上述描述可知,本发明的有益效果在于:可防止电池在放电过程中过放电,同时 实现短路保护,消除安全隐患;且可在故障之后进行自恢复,降低维护成本,并在自恢复后 进行再次检测,进一步保证安全性;同时,具有结构简单、功耗极低的特点。
[0046] 进一步地,所述控制器包括比较器和AD转换模块,所述比较器和AD转换模块分别 与放电电压检测电路连接,所述比较器与AD转换模块连接。
[0047] 由上述描述可知,通过比较器获取并比较口槛电压和放电电压,通过AD转换模块 对放电电压进行AD转换。
[0048] 进一步地,所述供电控制电路包括第一电阻、第二电阻、第Ξ电阻、第四电阻、第一 M0S管和第二M0S管;所述第一电阻、第一 M0S管、第立电阻和第四电阻依次连接;所述第一电 阻还连接所述控制器;所述第四电阻还连接功率型电池的正极;所述第二电阻的一端连于 第一电阻和第一MOS管之间,另一端接地;所述第一MOS管的源极接地;所述第二MOS管的栅 极连于第Ξ电阻和第四电阻之间,源极连接设备,漏极连接功率型电池的正极。
[0049] 由上述描述可知,第一电阻、第二电阻为第一 M0S管提供了偏置,第Ξ电阻、第四电 阻为第二M0S管提供了偏置;当控制器检测到功率型电池没有发生欠压过放情况时,就会输 出高电平,使第一 M0S管导通,第二M0S管栅极被拉低,从而使大功率第二M0S管导通,输出放 电电压给设备供电。
[0050] 进一步地,所述放电电压检测电路包括第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二 电阻和第Ξ无极电容;所述第九电阻的一端连接控制器的电源管脚,另一端通过第十电阻 接地;第Ξ无极电容的一端连接控制器的电源管脚,另一端接地;所述第十一电阻的一端连 接功率型电池的正极,另一端连接控制器的AD管脚;所述第十二电阻的一端连接控制器的 AD管脚,另一端接地。
[0051] 由上述描述可知,第九电阻和第十电阻通过一定的分压比,为控制器提供了电压 的模拟量;第九电阻、第十电阻和第Ξ无极电容为控制器的内部比较器提供了基准电压;当 功率型电池的放电电压通过第十一电阻和第十二电阻分压后,电压低于基准电压,产生中 断并唤醒在休眠模式下的控制器,控制器对第十一电阻和第十二电阻的输入电压进行采集 和AD转换,判断电池是否发生欠压过放情况。
[0052] 进一步地,所述电池保护模块还包括稳压电路,所述稳压电路与所述控制器连接;
[0053] 所述稳压电路,用于将功率型电池的放电电压转换为稳定的直流电压输出。
[0054] 由上述描述可知,通过设置稳压电路,为控制器及外围电路提供稳定的电压。
[0055] 进一步地,所述稳压电路包括降压稳压忍片、肖特基二极管、第一电解电容、第二 电解电容、第一无极电容、第二无极电容和静电阻抗器;所述肖特基二极管的阳极连接功率 型电池的正极,阴极连接所述降压稳压忍片的电源输入管脚;所述第一电解电容和第一无 极电容并联,所述第一电解电容的一端连接降压稳压忍片的电源输入管脚,另一端接地;所 述第二无极电容、第二电解电容和静电阻抗器并联,所述第二无极电容的一端连接降压稳 压忍片的电源输出管脚,另一端接地;所述降压稳压忍片的接地管脚接地,电源输出管脚连 接控制器。
[0056] 由上述描述可知,采用肖特基二极管作为极性保护二极管,可W防止电池极性接 反,更好的保护模块;通过设置静电阻抗器,增强后级电路抗静电的能力。
[0057] 进一步地,所述放电电流检测电路包括第五电阻、第六电阻、第屯电阻、第八电阻、 第一 Ξ极管和第二Ξ极管;所述第八电阻的一端连接功率型电池的正极,另一端连接第一 Ξ极管的基极,第一 Ξ极管的发射极连接功率型电池的正极,集电极通过所述第五电阻连 接第二Ξ极管的基极,第二Ξ极管的基极还通过所述第六电阻接地,所述第二Ξ极管的发 射极接地,集电极分别通过所述第屯电阻连接所述稳压电路的输出端,W及连接所述控制 器。
[005引由上述描述可知,第八电阻采用大功率、小阻值的电阻,通过调整第八电阻的阻值 就可W调整过流保护的电流大小,即Π 槛电流;当放电电流大到一定程度时,第一 Ξ极管导 通;第一 Ξ极管输出高电平,通过偏置电阻第五电阻、第六电阻使第二Ξ极管导通;此时第 二Ξ极管的集电极由高电平变为低电平,并连接到控制器,通知控制器发生过流的异常情 况;控制器收到低电平后,通过供电控制电路控制功率型电池停止为设备供电,从而起到了 过流保护的作用。
[0059] 请参照图6,本发明还提出一种功率型电池放电保护方法,包括:
[0060] 放电电压检测电路生成口槛电压,同时检测所述功率型电池的放电电压;
[0061] 发送所述口槛电压和放电电压至控制器;
[0062] 控制器获取并比较所述放电电压和口槛电压;
[0063] 若所述放电电压低于预设的口槛电压,控制器控制供电控制电路关闭所述功率型 电池对所述设备的电压输出;
[0064] 放电电流检测电路对功率型电池的放电电流进行检测;
[0065] 若所述放电电流大于预设的口槛电流,发送过流信号至控制器;
[0066] 控制器接收到所述过流信号后,控制供电控制电路关闭所述功率型电池对所述设 备的电压输出;
[0067] 控制器根据预设的检测时间,控制供电控制电路打开所述功率型电池对所述设备 的电压输出;
[0068] 再次检测是否接收到所述过流信号。
[0069] 由上述描述可知,可防止功率型电池在放电过程中过放电,同时实现短路保护,消 除安全隐患。
[0070] 进一步地,所述"若所述放电电压低于预设的口槛电压,控制器控制供电控制电路 关闭所述功率型电池对所述设备的电压输出"具体为:
[0071] 若所述放电电压低于预设的口槛电压,控制器触发中断;
[0072] 再次获取并比较所述放电电压和口槛电压;
[0073] 所述放电电压低于预设的口槛电压,控制器控制供电控制电路关闭所述功率型电 池对所述设备的电压输出。
[0074] 进一步地,所述"控制器接收到所述过流信号后,控制供电控制电路关闭所述功率 型电池对所述设备的电压输出"具体为:
[0075] 控制器接收到所述过流信号后,控制器触发中断;
[0076] 再次检测是否接收到所述过流信号;
[0077] 若是,控制供电控制电路关闭所述功率型电池对所述设备的电压输出。
[0078] 由上述描述可知,通过二次检测,确保是在出现欠压过放和过流的情况下才关闭 功率型电池的电压输出,防止出现误检测,对设备的正常工作造成影响。
[0079] 实施例一
[0080] 请参照图1,本发明的实施例一提供一种功率型电池放电保护系统,可用于保护裡 亚硫酷氯化i/S0C12)电池,包括依次连接的功率型电池1、电池保护模块2和设备3,所述电 池保护模块2包括控制器21、供电控制电路22、放电电压检测电路23和放电电流检测电路 24,所述供电控制电路22、放电电压检测电路23和放电电流检测电路24分别与控制器21连 接;
[0081 ] 所述放电电压检测电路23,用于生成口槛电压、检测所述功率型电池 1的放电电 压,W及发送所述口槛电压和放电电压至控制器21;
[0082] 所述放电电流检测电路24,用于检测功率型电池 1的放电电流,并在检测到所述放 电电流大于预设的口槛电流时,发送过流信号至控制器21;
[0083] 所述控制器21,用于获取并比较所述放电电压和口槛电压,若所述放电电压低于 所述口槛电压,控制供电控制电路22关闭所述功率型电池1对所述设备3的电压输出;
[0084] 还用于在接收到所述过流信号后,控制供电控制电路22关闭所述功率型电池1对 所述设备3的电压输出,W及根据预设的检测时间,控制供电控制电路22打开所述功率型电 池1对所述设备3的电压输出,并再次检测是否接收到所述过流信号;
[0085] 所述供电控制电路22,用于根据控制器21的控制关闭或打开功率型电池1对所述 设备3的电压输出。
[0086] 如图2所示,所述供电控制电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第Ξ电阻R3、第四电 阻R4、第一 M0S管Q1和第二M0S管Q2;所述放电电流检测电路包括第五电阻R5、第六电阻R6、 第屯电阻R7、第八电阻R8、第一 Ξ极管Q3和第二Ξ极管Q4;所述第一电阻R1的一端连接控制 器U1的第二管脚RA5,另一端连接第一 M0S管Q1的栅极;所述第二电阻R2的一端连于第一电 阻R巧日第一 M0S管Q1之间,另一端接地;所述第一 M0S管Q1的源极接地;所述第Ξ电阻R3的一 端连接第一 M0S管Q1的漏极,另一端通过第四电阻R4连接功率型电池的正极BAT;所述第二 M0S管Q2的栅极连于第Ξ电阻R3和第四电阻R4之间,源极连接设备,漏极通过第八电阻R8连 接功率型电池的正极BAT;第一Ξ极管Q3的基极连于第二M0S管Q2和第八电阻R8之间,发射 极连接功率型电池的正极BAT,集电极通过所述第五电阻R5连接第二Ξ极管Q4的基极,第二 Ξ极管Q4的基极还通过所述第六电阻R6接地,所述第二Ξ极管Q4的发射极接地,集电极分 别连接所述第屯电阻R7和所述控制器U1的第五管脚RA2。
[0087] 如图3所示,所述放电电压检测电路包括第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻 R11、第十二电阻R12和第Ξ无极电容C3;所述第九电阻R9的一端连接控制器U1的电源管脚 VDD,另一端通过第十电阻R10接地;第Ξ无极电容C3的一端连接控制器的电源管脚VDD,另 一端接地;所述第十一电阻R11的一端连接功率型电池的正极BAT,另一端连接控制器U1的 AD管脚RA0;所述第十二电阻R12的一端连接控制器的AD管脚RA0,另一端接地。控制器U1的 电源管脚VDD连接电源,接地管脚VSS接地。
[0088] 其中,供电控制电路中的第一电阻、第二电阻为第一 M0S管提供了偏置,第Ξ电阻、 第四电阻为第二M0S管提供了偏置;当控制器检测到功率型电池的放电电压正常时,即没有 发生欠压过放情况时,就会输出高电平,使第一M0S管导通,第二M0S管栅极被拉低,从而使 大功率第二M0S管导通,将放电电压直接输出给设备供电。
[0089] 放电电流检测电路中的第八电阻采用大功率、小阻值的电阻,例如采用2W功率的 电阻,调整第八电阻的阻值就可W调整过流保护的电流大小,即Π 槛电流;当放电电流大到 一定程度时,第一 Ξ极管导通;第一 Ξ极管输出高电平,通过偏置电阻第五电阻、第六电阻 使第二Ξ极管导通;此时第二Ξ极管的集电极由高电平变为低电平,并连接到控制器,通知 控制器发生过流的异常情况;控制器收到低电平后,通过供电控制电路控制功率型电池停 止为设备供电,从而起到了过流保护的作用。
[0090] 优选地,控制器内部设有比较器和AD转换模块,所述比较器和AD转换模块分别与 放电电压检测电路连接,所述比较器与AD转换模块连接。
[0091] 放电电压检测电路中的第九电阻和第十电阻通过一定的分压比,为控制器提供了 电压的模拟量;第九电阻、第十电阻和第Ξ无极电容为控制器的内部比较器提供了基准电 压,即π槛电压;控制器的AD管脚与比较器的正相输入端w及AD转换模块的输入端连接,当 功率型电池的放电电压通过第十一电阻和第十二电阻分压后,控制器内部的比较器通过AD 管脚获取分压后的放电电压,若放电电压低于口槛电压,则会唤醒在休眠模式下的控制器 并产生中断,控制器的AD转换模块通过AD管脚对模拟的放电电压进行AD采集,并将其转换 成数字信号,即具体的电压值,比较器将所述电压值与获取的口槛电压进行比较,从而判断 电池是否发生欠压过放情况。
[0092] 实施例二
[0093] 请参照图4,本实施例是实施例一的进一步拓展,相同之处不再累述,区别在于:所 述电池保护模块2还包括稳压电路25,所述稳压电路25与所述控制器21连接;所述稳压电路 25,用于将功率型电池1的放电电压转换为稳定的直流电压输出。
[0094] 如图5所示,所述稳压电路包括降压稳压忍片U2、肖特基二极管D1、第一电解电容 E1、第二电解电容E2、第一无极电容C1、第二无极电容C2和静电阻抗器DT1;所述肖特基二极 管D1的阳极连接功率型电池的正极BAT,阴极连接所述降压稳压忍片U2的电源输入管脚 Vin;所述第一电解电容E1和第一无极电容C1并联,并联连接的所述第一电解电容E1的一端 连接降压稳压忍片U2的电源输入管脚Vin,另一端接地;所述第二无极电容C2、第二电解电 容E2和静电阻抗器DT1并联,并联连接的所述第二无极电容C2的一端连接降压稳压忍片U1 的电源输出管脚Vout,另一端接地;所述降压稳压忍片U2的接地管脚接地,电源输出管脚 Vout输出+3V的直流电压,并通过图2中的第屯电阻R7连接控制器U1的第五管脚RA2;同时还 连接图3中的控制器U1的电源管脚V孤,为控制器U1提供电源。
[00M]其中,采用肖特基二极管作为极性保护二极管,可W防止电池极性接反,更好的保 护模块;通过设置静电阻抗器,增强后级电路抗静电的能力。
[0096] 实施例Ξ
[0097] 请参照图7,本实施例是对应上述实施例一种功率型电池放电保护方法,包括如下 步骤:
[0098] S1:将电池保护模块接入功率型电池和设备之间,稳压电路将功率型电池的放电 电压转换为稳定的直流电压输出,如+3V直流电压,控制器初始化。
[0099] S2:控制器控制供电控制电路关闭功率型电池对所述设备的电压输出;控制器的 第二管脚输出低电平信号给供电控制电路,供电控制电路则会关闭功率型电池对设备的电 压输出,停止对设备的供电。
[0100] S3:放电电压检测电路生成口槛电压,同时检测所述功率型电池的放电电压,并发 送所述口槛电压和放电电压至控制器;Π 槛电压由图3中的第九电阻R9、第十电阻R10和第 Ξ无极电容C3生成;可选地,Π 槛电压还可W根据用户使用的电池型号不同,通过软件进行 预先设定。
[0101] S4:控制器获取所述放电电压和口槛电压后,判断所述放电电压是否小于所述口 槛电压,若否,则执行步骤S5,若是,则执行步骤S6。
[0102] S5:控制器控制供电控制电路打开功率型电池对设备的电压输出,执行步骤S7;控 制器的第二管脚输出低高平信号给供电控制电路,供电控制电路则会控制功率型电池输出 电压,给设备供电。
[0103] S6:控制器控制供电控制电路关闭所述功率型电池对设备的电压输出;控制关闭 过程可如步骤S2所述。
[0104] S7:放电电流检测电路对功率型电池的放电电流进行检测。
[0105] S8:判断放电电流是否大于预设的口槛电流,若是,则执行步骤S9,若否,则继续监 巧。,即执行步骤S7;n槛电流的大小可W通过图2中的第八电阻R8进行调节。
[0106] S9:放电电流检测电路发送过流信号至控制器;可选地,所述过流信号为低电平信 号;当放电电流大到一定程度时,第一Ξ极管导通;第一Ξ极管输出高电平,通过偏置电阻 第五电阻、第六电阻使第二Ξ极管导通;此时第二Ξ极管的集电极由高电平变为低电平,并 发送到控制器,通知控制器发生过流的异常情况;控制器收到低电平信号后,控制供电控制 电路停止为设备供电,从而起到了过流保护的作用。
[0107] S10:控制接收到所述过流信号后,控制供电控制电路关闭所述功率型电池对所述 设备的电压输出。
[0108] S11:控制器根据预设的检测时间,控制供电控制电路打开所述功率型电池对所述 设备的电压输出;检测时间可W在控制器内预先设置;控制器的第二管脚输出低高平信号 给供电控制电路,供电控制电路则会打开功率型电池对设备的电压输出,让电池供电给设 备。
[0109] S12:再次检测是否接收到所述过流信号,若是,则执行步骤S10,若否,则控制器进 入休眠模式。
[0110] 在步骤S10检测出设备故障并关闭功率型电池对设备的电压输出后,可W如步骤 S11通过软件方法实现故障后的自恢复,还可W在现场设备故障排除后,将功率型电池断开 重新接入,电池保护模块检测到没有故障,就会自动回复供电。
[0111] 如果设备正常,功率型电池的放电电压直接输出到设备。当使用了一定年限后,功 率型电池开始没电,放电电压开始下降。如果放电电压低于设备的工作电压,还继续供电, 不仅设备不能工作,功率型电池还一直放电,如果功率型电池的放电电压一直降低还一直 放电将会产生过放的情况,功率型的裡亚硫酷氯电池出现过放将会出现安全隐患。由于电 池保护模块具备电压检测功能,一旦出现欠压过放,就会停止给设备供电,保护功率型电池 不出现过放。在正常情况一下电池保护模块一直处于休眠模式,几乎没有功耗。当设备出现 过流或短路,就会唤醒电池保护模块,并再次检测是否存在故障,如果出现故障就会停止给 设备供电,从而保护功率型电池及设备。
[0112] 实施例四
[0113] 本实施例是实施例Ξ中步骤S4和步骤S10的进一步拓展,相同之处不再累述。
[0114] 请参照图8,步骤S4具体为:
[0115] S41:控制器获取所述放电电压和口槛电压。
[0116] S42:判断所述放电电压是否小于所述口槛电压,若是,则控制器触发中断,执行步 骤S43,若否,则执行步骤S5;优选地,该步骤由控制器的比较器执行。
[0117] S43:控制器再次获取所述放电电压和口槛电压;优选地,由控制器的AD转换模块 AD采集放电电压并转换成具体电压值,再与比较器获取的口槛电压进行比较判断。
[0118] S44:判断放电电压是否小于所述口槛电压,若是,则执行步骤S6,若否,则执行步 骤S5。
[0119] 请参照图9,步骤S10具体为:
[0120] SlOl:控制器接收到所述过流信号后,触发中断;
[0121] S102:再次检测是否接收到所述过流信号,若是,则执行步骤S103;
[0122] S103:控制供电控制电路关闭所述功率型电池对设备的电压输出。
[0123] 在本实施例中,控制器平时一直处于休眠状态,电流只有10UA,当有异常情况的时 候才会唤醒且触发中断,从而实现了真正的低功耗,并大大提高了功率型电池利用率。同 时,通过二次检测,确保是在出现欠压过放和过流的情况下才关闭功率型电池的电压输出, 防止出现误检测,对设备的正常工作造成影响。
[0124] 综上所述,本发明提供的一种功率型电池放电保护系统及其保护方法,将电池保 护模块设置在功率型电池和设备之间,不仅可W检测电池是否欠压过放,还可W检测设备 是否出现短路过流情况,从而控制是否为设备进行供电,可防止电池在放电过程中过放电, 同时实现短路保护,消除安全隐患;通过控制器进行供电控制,反应时间较短,保证安全性. 且可在故障之后进行自恢复,降低维护成本,并在自恢复后进行再次检测,进一步保证安全 性;在正常情况一下电池保护模块一直处于休眠模式,几乎没有功耗,因此具有结构简单、 功耗极低的特点。
[0125] W上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发 明说明书及附图内容所作的等同变换,或直接或间接运用在相关的技术领域,均同理包括 在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1. 一种功率型电池放电保护系统,其特征在于,包括依次连接的功率型电池、电池保护 模块和设备,所述电池保护模块包括控制器、供电控制电路、放电电压检测电路和放电电流 检测电路,所述供电控制电路、放电电压检测电路和放电电流检测电路分别与控制器连接; 所述放电电压检测电路,用于生成门槛电压、检测所述功率型电池的放电电压,以及发 送所述门槛电压和放电电压至控制器; 所述放电电流检测电路,用于检测功率型电池的放电电流,并在检测到所述放电电流 大于预设的门槛电流时,发送过流信号至控制器; 所述控制器,用于获取并比较所述放电电压和门槛电压,若所述放电电压低于所述门 槛电压,控制所述供电控制电路关闭所述功率型电池对所述设备的电压输出; 还用于在接收到所述过流信号后,控制供电控制电路关闭所述功率型电池对所述设备 的电压输出,以及根据预设的检测时间,控制供电控制电路打开所述功率型电池对所述设 备的电压输出,并再次检测是否接收到所述过流信号; 所述供电控制电路,用于根据控制器的控制关闭或打开功率型电池对所述设备的电压 输出。
2. 根据权利要求1所述的功率型电池放电保护系统,其特征在于,所述控制器包括比较 器和AD转换模块,所述比较器和AD转换模块分别与放电电压检测电路连接,所述比较器与 AD转换模块连接。
3. 根据权利要求1所述的功率型电池放电保护系统,其特征在于,所述供电控制电路包 括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一 MOS管和第二MOS管;所述第一电阻、第一 MOS管、第三电阻和第四电阻依次连接;所述第一电阻还连接所述控制器;所述第四电阻还 连接功率型电池的正极;所述第二电阻的一端连于第一电阻和第一MOS管之间,另一端接 地;所述第一MOS管的源极接地;所述第二MOS管的栅极连于第三电阻和第四电阻之间,源极 连接设备,漏极连接功率型电池的正极。
4. 根据权利要求1所述的功率型电池放电保护系统,其特征在于,所述放电电压检测电 路包括第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻和第三无极电容;所述第九电阻的一 端连接控制器的电源管脚,另一端通过第十电阻接地;第三无极电容的一端连接控制器的 电源管脚,另一端接地;所述第十一电阻的一端连接功率型电池的正极,另一端连接控制器 的AD管脚;所述第十二电阻的一端连接控制器的AD管脚,另一端接地。
5. 根据权利要求1所述的功率型电池放电保护系统,其特征在于,所述电池保护模块还 包括稳压电路,所述稳压电路与所述控制器连接; 所述稳压电路,用于将功率型电池的放电电压转换为稳定的直流电压输出。
6. 根据权利要求5所述的功率型电池放电保护系统,其特征在于,所述稳压电路包括降 压稳压芯片、肖特基二极管、第一电解电容、第二电解电容、第一无极电容、第二无极电容和 静电阻抗器;所述肖特基二极管的阳极连接功率型电池的正极,阴极连接所述降压稳压芯 片的电源输入管脚;所述第一电解电容和第一无极电容并联,所述第一电解电容的一端连 接降压稳压芯片的电源输入管脚,另一端接地;所述第二无极电容、第二电解电容和静电阻 抗器并联,所述第二无极电容的一端连接降压稳压芯片的电源输出管脚,另一端接地;所述 降压稳压芯片的接地管脚接地,电源输出管脚连接控制器。
7. 根据权利要求5所述的功率型电池放电保护系统,其特征在于,所述放电电流检测电 路包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一三极管和第二三极管;所述第八电阻 的一端连接功率型电池的正极,另一端连接第一三极管的基极,第一三极管的发射极连接 功率型电池的正极,集电极通过所述第五电阻连接第二三极管的基极,第二三极管的基极 还通过所述第六电阻接地,所述第二三极管的发射极接地,集电极分别通过所述第七电阻 连接所述稳压电路的输出端,以及连接所述控制器。
8. -种功率型电池放电保护方法,其特征在于,包括: 放电电压检测电路生成门槛电压,同时检测所述功率型电池的放电电压; 发送所述门槛电压和放电电压至控制器; 控制器获取并比较所述放电电压和门槛电压; 若所述放电电压低于预设的门槛电压,控制器控制供电控制电路关闭所述功率型电池 对所述设备的电压输出; 放电电流检测电路对功率型电池的放电电流进行检测; 若所述放电电流大于预设的门槛电流,发送过流信号至控制器; 控制器接收到所述过流信号后,控制供电控制电路关闭所述功率型电池对所述设备的 电压输出; 控制器根据预设的检测时间,控制供电控制电路打开所述功率型电池对所述设备的电 压输出; 再次检测是否接收到所述过流信号。
9. 根据权利要求8所述的功率型电池放电保护方法,其特征在于,所述"若所述放电电 压低于预设的门槛电压,控制器控制供电控制电路关闭所述功率型电池对所述设备的电压 输出"具体为: 若所述放电电压低于预设的门槛电压,控制器触发中断; 再次获取并比较所述放电电压和门槛电压; 所述放电电压低于预设的门槛电压,控制器控制供电控制电路关闭所述功率型电池对 所述设备的电压输出。
10. 根据权利要求8所述的功率型电池放电保护方法,其特征在于,所述"控制器接收到 所述过流信号后,控制供电控制电路关闭所述功率型电池对所述设备的电压输出"具体为: 控制器接收到所述过流信号后,控制器触发中断; 再次检测是否接收到所述过流信号; 若是,控制供电控制电路关闭所述功率型电池对所述设备的电压输出。
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