CN106602155A - 一种电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池,用以解决现有技术中存在电池的过温保护方案无法在手机异常工作状态下实施问题。在本发明实施例中,一种电池中由于电阻模块的阻值会因温度的变化而发生变化,进而导致电阻模块的电压发生变化,开关模块再根据电阻模块的电压变化断开或者导通,进而实现在温度过大时,电芯和电池连接器之间断开。在电池中可以增加温度控制芯片,可以由温度控制芯片控制开关的导通或者断开,实现对电池的保护。在电池中设置两个开关模块,其中一个开关模块由温度控制芯片控制,另一个开关模块直接根据电阻模块的电压实现导通或者断开,两种方式可以对电池进行双重过温保护。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域,特别涉及一种电池。
背景技术
手机爆炸的新闻已经屡见不鲜,手机爆炸的原因也有许多,主要有以下三种,第一种:手机电池存在缺陷;第二种:电池在特殊环境下瞬间释放出大量电流,释放出较多热量;第三种:手机内部电路发生短路。
手机电池安全需要受到高度重视,在电池温度达到高温时,能否及时切断电源,防止电池温度继续升高,是过温保护的关键。
目前手机中通常具有电池保护电路板,利用电路保护电路板可以在电路中电压和电流的异常状况下进行保护,对于温度检测方面,主要是通过保护电路板与终端相连,利用终端对温度进行检测,再由电池保护电路板根据温度进行相应的处理。由此可知,现有的电池保护方案依赖与终端对温度的检测。当终端工作异常例如死机时,若无法检测温度,将回导致电池保护电路板不能根据温度对电池进行保护。
综上,现有的电池的过温保护方案无法在手机异常工作状态下实施。
发明内容
本发明提供一种电池,用以解决现有技术中存在电池的过温保护方案无法在手机异常工作状态下实施问题。
本发明实施例提供了一种电池,该电池包括:根据输入的电压进行导通或断开的开关模块、电芯、电池连接器和电阻模块,其中所述电阻模块阻值随温度进行变化;
所述电阻模块的电流输入端与所述电芯的一端连接,所述电阻模块的电流输出端与所述开关模块的电流输入端连接;
所述开关模块的电流输出端与电池连接器一端连接;
所述电池连接器另一端与电芯的另一端连接。
电池中由于电阻模块的阻值会因温度的变化而发生变化,进而导致电阻模块的电压发生变化,开关模块再根据电阻模块的电压变化断开或者导通,进而实现在温度过大时,电芯和电池连接器之间断开,在整个电池过温保护的过程中开关模块可以自行根据电压的变化断开或者导通,不需要终端系统的控制的,使得电池不通过终端系统也可独立实现过温保护。
可选的,所述电阻模块包括热敏电阻和第一电熔丝;所述开关模块包括第一NMOS管和分压器;
所述第一电熔丝的电流输入端与所述电芯的正极连接,所述第一电熔丝的电流输出端与所述第一NMOS管的漏极连接;
所述热敏电阻的电流输入端与所述第一电熔丝的电流输出端连接,所述热敏电阻的电流输出端与所述第一NMOS管的栅极连接;
所述分压器的电流输入端与所述热敏电阻的输出端连接,所述分压器的电流输出端与所述电芯的负极连接;
所述第一NMOS管的源极与所述电池连接器的电流输入端连接。
可选的,所述电阻模块包括热敏电阻和第一电熔丝;所述开关模块包括PMOS管和分压器;
所述第一电熔丝的电流输入端与所述电芯的正极连接,所述第一电熔丝的电流输出端与所述PMOS管的源极连接;
所述热敏电阻的电流输入端与所述第一电熔丝的电流输出端连接,所述热敏电阻的电流输出端与所述PMOS管的栅极连接;
所述分压器的电流输入端与所述热敏电阻的输出端连接,所述分压器的电流输出端与所述电芯的负极连接;
所述PMOS管的漏极与所述电芯的负极连接。
可选的,所述电阻模块包括热敏电阻、第二电熔丝、第三电熔丝、第四电熔丝、第二NMOS管和过压控制芯片;所述开关模块包括所述第一NMOS管和分压器;
所述第二电熔丝的电流输入端与所述电芯的正极连接,所述第二电熔丝的电流输出端与所述第三电熔丝的电流输入端连接;
所述第三电熔丝的电流输出端与所述第一NMOS管的漏极连接;
所述热敏电阻的电流输入端与所述第二电熔丝的电流输出端连接,所述热敏电阻的电流输出端与所述第一NMOS管的栅极连接;
所述分压器的电流输入端与所述热敏电阻的输出端连接,所述分压器的电流输出端与所述电芯的负极连接;
所述第一NMOS管的源极与所述电池连接器的电流输入端连接;
所述第四电熔丝的电流输入端与所述第二电熔丝的电流输出端连接;所述第四电熔丝的电流输出端与所述第二NMOS管漏极连接;
所述第二NMOS管源极与所述分压器电流输出端连接。
所述第二NMOS管栅极与所述过压控制芯片连接,其中所述过压控制芯片根据所述电芯的输出电压控制所述第二NMOS管的断开和导通。
在电池中增加过压控制芯片可以保护电池在电压过大时断开,进而保护电池。
可选的,所述电阻模块包括热敏电阻、第二电熔丝、第三电熔丝、第四电熔丝、第二NMOS管和过压控制芯片;所述开关模块包括P型场效应PMOS管和分压器;
所述第二电熔丝的电流输入端与所述电芯的正极连接,所述第二电熔丝的电流输出端与所述第三电熔丝的电流输入端连接;
所述第三电熔丝的电流输出端与所述PMOS管的源极连接;
所述热敏电阻的电流输入端与所述第二电熔丝的电流输出端连接,所述热敏电阻的电流输出端与所述PMOS管的栅极连接;
所述分压器的电流输入端与所述热敏电阻的输出端连接,所述分压器的电流输出端与所述电芯的负极连接;
所述PMOS管的漏极与所述电芯的负极连接。
所述第四电熔丝的电流输入端与所述第二电熔丝的电流输出端连接;所述第四电熔丝的电流输出端与所述第二NMOS管漏极连接;
所述第二NMOS管源极与所述分压器电流输出端连接。
所述第二NMOS管栅极与所述过压控制芯片连接,其中所述过压控制芯片控制根据所述电芯的输出电压所述第二NMOS管的断开和导通。
在电池中增加过压控制芯片可以保护电池在电压过大时断开,进而保护电池。
本发明实施例提供了一种电池,该电池包括:开关模块、电芯、电池连接器、电阻模块和用于根据所述电阻模块的电压控制开关模块导通或断开的温度控制芯片,其中所述电阻模块阻值随温度进行变化;
所述电阻模块的电流输入端与所述电芯的一端连接,所述电阻模块的电流输出端与所述开关模块的电流输入端连接;
所述开关模块的电流输出端与电芯的另一端连接;
所述电池连接器另一端与电芯中与所述开关模块连接的一端连接。
电池中增加温度控制芯片,可以由温度控制芯片控制开关的导通或者断开,实现对电池的保护,且在整个电池过温保护的过程中由温度控制芯片控制开关,而温度控制芯片并不需要终端系统的控制,使得电池不通过终端系统也可独立实现过温保护。
可选的,所述开关模块包括第一NMOS管组成;或
所述开关模块包括第二NMOS管和第三NMOS管。
开关模块可以是一个MOS管也可以由多个MOS管构成,增加过温保护的灵活性。
可选的,所述开关模块包括第一NMOS管;所述电阻模块包括热敏电阻和电熔丝;
所述电熔丝的电流输入端与所述电芯的正极连接,所述电熔丝的电流输出端与所述热敏电阻的电流输入端连接;
所述热敏电阻的电流输出端与所述第一NMOS管的漏极连接;
所述第一NMOS管的源极与所述电芯的负极连接;
所述第一NMOS管的栅极与所述温度控制芯片一端连接;
所述温度控制芯片另一端连接所述热敏电阻的电流输出端。
温度控制芯片只控制第一NMOS管的导通和闭合。
可选的,所述开关模块包括第二NMOS管和第三NMOS管;所述电阻模块包括热敏电阻和电熔丝;
所述电熔丝的电流输入端与所述电芯的正极连接,所述电熔丝的电流输出端与与热敏电阻的电流输入端连接,
热敏电阻的电流输出端与所述第二NMOS管的漏极连接;
所述第二NMOS管的源极与所述第三NMOS管的漏极连接
所述第三NMOS管的源极与所述电芯的负极连接;
所述第二NMOS管的栅极和所述第三NMOS管的栅极分别与所述温度控制芯片一端连接;
所述温度控制芯片另一端连接所述热敏电阻的电流输出端。
温度控制芯片可以分别控制第一NMOS管和第二NMOS管的导通和闭合,使得温度控制方式更加灵活。
本发明实施例提供了一种电池,该电池包括:第一开关模块、第二开关模块、电芯、电池连接器、电阻模块和用于根据所述电阻模块的电压控制第一开关模块导通或断开的温度控制芯片,其中所述电阻模块阻值随温度进行变化;
所述电阻模块的电流输入端与所述电芯的一端连接,所述电阻模块的电流输出端与所述第一开关模块的电流输入端连接;
所述第一开关模块的电流输出端与电芯的另一端连接;
所述第二开关模块的电流输入端与所述电阻模块的电流输出端连接;
所述第二开关模块的电流输出端与电池连接器一端连接;
所述电池连接器另一端与电芯中与所述第一开关模块连接的一端连接。
电池中存在两个开关模块,其中一个开关模块由温度控制芯片控制,另一个开关模块直接根据电阻模块的电压实现开关的导通或者断开,两种方式可以对电池进行双重过温保护,在整个电池过温保护的过程中,温度控制芯片控制一个开关模块,并不涉及终端系统的控制,另一个开关模块可以自行根据电压实现导通或者断开,都不需要终端系统的控制,使得电池不通过终端系统也可独立实现过温保护。
可选的,所述电阻模块包括热敏电阻和电熔丝;所述第一开关模块包括第一NMOS管;所述第二开关模块包括第二NMOS管和分压器;
所述电熔丝的电流输入端与所述电芯的正极连接,所述电熔丝的电流输出端与所述热敏电阻的电流输入端连接;
所述第一NMOS管的漏极与所述电熔丝的电流输出端连接;
所述第一NMOS管的源极与所述电芯的负极连接;
所述第一NMOS管的栅极与所述温度控制芯片一端连接;
所述温度控制芯片另一端连接所述热敏电阻的电流输出端;
所述电熔丝的电流输出端与所述第二NMOS管的漏极连接;
所述第二NMOS管的栅极与所述热敏电阻的电流输出端连接;
所述分压器的电流输入端与所述热敏电阻的输出端连接,所述分压器的电流输出端与所述电芯的负极连接;
所述第二NMOS管的源极与所述电池连接器的电流输入端连接。
电池中存在两个开关模块,其中一个开关模块由NMOS管构成,由温度控制芯片控制,另一个开关模块由NMOS管构成,可以直接根据电阻模块的电压实现开关的导通或者断开,两种方式可以对电池进行双重过温保护,在整个电池过温保护的过程中温度控制芯片控制一个NMOS管,并不涉及终端系统的控制,另一个NMOS管可以自行根据电路中热敏电阻的电压实现导通或者断开,都不需要终端系统的控制,使得电池不通过终端系统也可独立实现过温保护。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域的普通技术人员来讲,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为本发明实施例第一种电池的结构示意图;
图2为本发明实施例第二种电池的结构示意图;
图3为本发明实施例第三种电池的结构示意图;
图4为本发明实施例第四种电池的结构示意图;
图5为本发明实施例第五种电池的结构示意图;
图6为本发明实施例第六种电池的结构示意图;
图7为本发明实施例第七种电池的结构示意图;
图8为本发明实施例第八种电池的结构示意图;
图9为本发明实施例第九种电池的结构示意图;
图10为本发明实施例第十种电池的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
下面结合说明书附图对本发明实施例作进一步详细描述。
图1所示,本发明实施例第一种电池的结构示意图,该电池100包括:根据输入的电压进行导通或断开的开关模块101、电芯102、电池连接器103和电阻模块104,其中所述电阻模块阻值随温度进行变化;
所述电阻模块104的电流输入端与所述电芯102的一端连接,所述电阻模块104的电流输出端与所述开关模块101的电流输入端连接;
所述开关模块101的电流输出端与电池连接器一端连接;
所述电池连接器103另一端与电芯102的另一端连接。
图1中箭头的方向是指电流的流向,电流流入的端口为电流的输入端,电流流出的端口为电流的输出端。
实际中,电池中包含电芯和电池连接器,电芯为电池的主体部分,存储有电池的电量;电池连接器与电芯连接,将电芯的输出电压加载在终端上,一般电池连接器与终端主板连接,为终端的主板提供电压。
图1中电阻模块的阻值因周围温度的变化,阻值发生变化,由于电阻模块位于电池中,电阻模块的温度指的是电池的温度;当电阻模块的阻值发生变化时,相应的电阻模块上的电压和电流也会发生变化,说明温度发生了相应的变化,开关模块可以根据电阻模块上的电压变化断开或者导通。
所述开关模块可以是N型场效应NMOS管,也可以是P型场效应PMOS管,下面分情况进行介绍:
第一种、所述开关模块可以是N型场效应NMOS管。
如图2所示,本发明实施例第二种电池的结构示意图,图2中箭头的方向是指电流的流向,电流流入的端口为电流的输入端,电流流出的端口为电流的输出端。
所述电阻模块200包括热敏电阻201和第一电熔丝202;所述开关模块203包括第一NMOS管204和分压器205;
所述第一电熔丝202的电流输入端与所述电芯206的正极连接,所述第一电熔丝202的电流输出端与所述第一NMOS管204的漏极连接;
所述热敏电阻201的电流输入端与所述第一电熔丝202的电流输出端连接,所述热敏电阻201的电流输出端与所述第一NMOS管204的栅极连接;
所述分压器205的电流输入端与所述热敏电阻201的输出端连接,所述分压器205的电流输出端与所述电芯206的负极连接;
所述第一NMOS管204的源极与所述电池连接器207的电流输入端连接。
需要说明的是,在此种电路中热敏电阻选用PTC(PositiveTemperatureCoeffiCient,正温度系数热敏电阻器),也即热敏电阻的阻值随着温度的升高而增大。
当电池的温度发生变化,温度升高时,热敏电阻的阻值增大,热敏电阻上的压降增大,热敏电阻电流输出端处的电压较正常温度下的电压变小,当温度升高到一定值时,使得所述第一NMOS管栅极和源极间的电压小于第一NMOS管开启电压;此时将导致所述第一NMOS管断开,电芯和电池连接器之间断路,电流不会流向电池连接器,经由分压器直接回到电芯;
当电池的温度恢复到正常温度时,热敏电阻电流输出端处的电压为正常温度下的电压,所述第一NMOS管栅极和源极间的电压大于NMOS管开启电压;此时将导致所述第一NMOS管导通,电芯和电池连接器之间连接。
需要说明的时,热敏电阻的和第一NMOS管的选择可以根据实际需要进行选择。
第二种、所述开关模块可以是P型场效应PMOS管。
如图3所示,本发明实施例第三种电池的结构示意图,图3中箭头的方向是指电流的流向,电流流入的端口为电流的输入端,电流流出的端口为电流的输出端。
所述电阻模块300包括热敏电阻301和第一电熔丝302;所述开关模块303包括PMOS管304和分压器305;
所述第一电熔丝302的电流输入端与所述电芯的正极连接,所述第一电熔丝302的电流输出端与所述PMOS管304的源极连接;
所述热敏电阻301的电流输入端与所述第一电熔丝302的电流输出端连接,所述热敏电阻301的电流输出端与所述PMOS管304的栅极连接;
所述分压器305的电流输入端与所述热敏电阻301的输出端连接,所述分压器305的电流输出端与所述电芯306的负极连接;
所述PMOS管304的漏极与所述电芯306的负极连接;
其中,电池连接器307的电流输入端与热敏电阻301的电流输出端连接,电流输出端与电芯306的负极连接。
需要说明的是,在此种电路中热敏电阻选用PTC,也即热敏电阻的阻值随着温度的升高而增大。
当电池的温度处于正常温度时,热敏电阻电流输出端处的电压为正常温度下的电压,所述PMOS管栅极和源极间的电压小于PMOS管开启电压;此时将导致所述PMOS管断开,电芯和电池连接器之间连接。
当电池的温度发生变化温度升高时,热敏电阻的阻值增大,热敏电阻上的压降增大,热敏电阻电流输出端处的电压较正常温度下的电压变小,当温度升高到一定值时,使得所述PMOS管栅极和源极间的电压大于PMOS管开启电压;此时将导致所述PMOS管导通,在电路中形成短路,电流不会流向电池连接器,经由分压器之间回到电芯,此时由于电路中的电流增大,使得电熔丝会因为电流过大而烧断,使得电路断开,进而保护了电池,由于电熔丝烧断后无法恢复,如需电池正常工作,只能更换电熔丝。
需要说明的时,热敏电阻的和PMOS管的选择可以根据实际需要进行选择。
在应用中,为了与电池中电芯和电池连接器之间现有的过压保护电路相结合,在电阻模块中增加第二NMOS管和过压控制芯片;
过压控制芯片中包含有由一些集成运算放大器及逻辑元件构成的IC(Integratedcircuit,集成电路)。
具体情况可以分为以下两种:
第一种,所述开关模块包括所述第一NMOS管和分压器;
如图4所示,本发明实施例第四种电池的结构示意图;图4中箭头的方向是指电流的流向,电流流入的端口为电流的输入端,电流流出的端口为电流的输出端。
所述电阻模块400包括热敏电阻401、第二电熔丝402、第三电熔丝403、第四电熔丝404、第二NMOS管405和过压控制芯片406;所述开关模块407包括所述第一NMOS管408和分压器409;
所述第二电熔丝402的电流输入端与所述电芯410的正极连接,所述第二电熔丝402的电流输出端与所述第三电熔丝403的电流输入端连接;
所述第三电熔丝403的电流输出端与所述第一NMOS管408的漏极连接;
所述热敏电阻401的电流输入端与所述第二电熔丝402的电流输出端连接,所述热敏电阻401的电流输出端与所述第一NMOS管408的栅极连接;
所述分压器409的电流输入端与所述热敏电阻401的输出端连接,所述分压器409的电流输出端与所述电芯410的负极连接;
所述第一NMOS管408的源极与所述电池连接器411的电流输入端连接;
所述第四电熔丝404的电流输入端与所述第二电熔丝402的电流输出端连接;所述第四电熔丝404的电流输出端与所述第二NMOS管405漏极连接;
所述第二NMOS管405源极与所述分压器电流输出端连接。
所述第二NMOS管405栅极与所述过压控制芯片406连接,其中所述过压控制芯片406根据所述电芯410的输出电压控制所述第二NMOS管405的断开和导通。
图4所示增加了过压保护控制芯片,过压保护控制芯片可以根据电芯的输出电压来控制第二NMOS管导通和断开,当电芯的输出电压小于设定阈值,过压保护控制芯片控制第二NMOS管断开,电池正常工作;当电芯的输出电压大于设定阈值,过压保护控制芯片控制第二NMOS管导通,电路中形成短路,第二电熔丝和第四电熔丝因为电流过大而烧断,使得电路断开,进而保护了电池;开关模块的工作原理与图2所示的电路的工作原理相似,此处不再赘述。
第二种,所述开关模块包括所述PMOS管和分压器;
如图5所示,本发明实施例第五种电池的结构示意图;图5中箭头的方向是指电流的流向,电流流入的端口为电流的输入端,电流流出的端口为电流的输出端。
所述电阻模块500包括热敏电阻501、第二电熔丝502、第三电熔丝503、第四电熔丝504、第二NMOS管505和过压控制芯片506;所述开关模块507包括PMOS管508和分压器509;
所述第二电熔丝502的电流输入端与所述电芯510的正极连接,所述第二电熔丝502的电流输出端与所述第三电熔丝503的电流输入端连接;
所述第三电熔丝503的电流输出端与所述PMOS管508的源极连接;
所述热敏电阻501的电流输入端与所述第二电熔丝502的电流输出端连接,所述热敏电阻501的电流输出端与所述PMOS管508的栅极连接;
所述分压器509的电流输入端与所述热敏电阻501的输出端连接,所述分压器509的电流输出端与所述电芯510的负极连接;
所述PMOS管508的漏极与所述电芯510的负极连接。
所述第四电熔丝504的电流输入端与所述第二电熔丝502的电流输出端连接;所述第四电熔丝504的电流输出端与所述第二NMOS管505漏极连接;
所述第二NMOS管505源极与所述分压器509电流输出端连接。
所述第二NMOS管505栅极与所述过压控制芯片506连接,其中所述过压控制芯片506控制根据所述电芯510的输出电压所述第二NMOS管505的断开和导通;
其中,电池连接器511的电流输入端与第三电熔丝503的电流输出端连接,电流输出端与电芯510的负极连接。
图5所示增加了过压保护控制芯片,过压保护控制芯片可以根据电芯的输出电压来控制第二NMOS管导通和断开,当电芯的输出电压小于设定阈值,过压保护控制芯片控制第二NMOS管断开,电池正常工作;当电芯的输出电压大于设定阈值,过压保护控制芯片控制第二NMOS管导通,电路中形成短路,第二电熔丝和第四电熔丝因为电流过大而烧断,使得电路断开,进而保护了电池;开关模块的工作原理与图3所示的电路的工作原理相似,此处不再赘述。
如图6所示,本发明实施例第六种电池的结构示意图,图6中箭头的方向是指电流的流向,电流流入的端口为电流的输入端,电流流出的端口为电流的输出端。
该电池包括:开关模块601、电芯602、电池连接器603、电阻模块604和用于根据所述电阻模块的电压控制开关模块导通或断开的温度控制芯片605,其中所述电阻模块阻值随温度进行变化;
所述电阻模块604的电流输入端与所述电芯602的一端连接,所述电阻模块604的电流输出端与所述开关模块601的电流输入端连接;
所述开关模块601的电流输出端与电芯602的另一端连接;
所述电池连接器603另一端与电芯602中与所述开关模块601连接的一端连接。
温度控制芯片中包含有由一些集成运算放大器及逻辑元件构成的IC(Integratedcircuit,集成电路)。
其中,开关模块可以包括一个MOS管,也可以包括多个MOS管,下面就开关模块包括一个MOS管和包括两个MOS管的情况分别说明;
第一种,开关模块包括一个NMOS管。
如图7所示,本发明实施例第七种电池的结构示意图,图7中箭头的方向是指电流的流向,电流流入的端口为电流的输入端,电流流出的端口为电流的输出端。
所述电阻模块700包括热敏电阻701和电熔丝702;所述开关模块703为第一NMOS管704;
所述电熔丝702的电流输入端与所述电芯的正极连接,所述电熔丝702的电流输出端与所述热敏电阻701的电流输入端连接;
所述热敏电阻701的电流输出端与所述第一NMOS的漏极连接;
所述第一NMOS管704的源极与所述电芯705的负极连接;
所述第一NMOS管704的栅极与所述温度控制芯片一端连接;
所述温度控制芯片707另一端连接所述热敏电阻701的电流输出端;
其中,电池连接器706的电流输入端与电熔丝702的电流输出端连接,电流输出端与电芯705的负极连接。
需要说明的是,在此种电路中热敏电阻可以选用PTC,也即热敏电阻的阻值随着温度的升高而增大;也可以选用NTC(Negative Temperature CoeffiCient,负温度系数热敏电阻器),也即热敏电阻的阻值随着温度的升高而减小。
1、热敏电阻选用PTC。
当电池的温度处于正常温度时,热敏电阻电流输出端处的电压为正常温度下的电压,温度控制芯片控制所述第一NMOS管栅极处的电压变小,使得所述第一NMOS管栅极和源极间的电压小于第一NMOS管开启电压;此时将导致所述第一NMOS管断开,电芯和电池连接器之间连接。
当电池的温度发生变化温度升高时,热敏电阻的阻值增大,热敏电阻上的压降增大,热敏电阻电流输出端处的电压较正常温度下的电压变小,当温度升高到一定值时,温度控制芯片控制所述第一NMOS管栅极处的电压变大,使得所述第一NMOS管栅极和源极间的电压大于第一NMOS管开启电压;此时将导致所述第一NMOS管导通,在电路中形成短路,电流不会流向电池连接器,此时由于电路中的电流增大,使得电熔丝会因为电流过大而烧断,使得电路断开,进而保护了电池;电熔丝烧断后无法恢复,如需电池正常工作,只能更换电熔丝。
2、热敏电阻选用NTC。
当电池的温度处于正常温度时,热敏电阻电流输出端处的电压为正常温度下的电压,温度控制芯片控制所述第一NMOS管栅极处的电压变小,使得所述第一NMOS管栅极和源极间的电压小于第一NMOS管开启电压;此时将导致所述第一NMOS管断开,电芯和电池连接器之间连接。
当电池的温度发生变化温度升高时,热敏电阻的阻值减小,热敏电阻上的压降减小,热敏电阻电流输出端处的电压较正常温度下的电压变大,当温度升高到一定值时,温度控制芯片控制所述第一NMOS管栅极处的电压变小,使得所述第一NMOS管栅极和源极间的电压大于第一NMOS管开启电压;此时将导致所述第一NMOS管导通,在电路中形成短路,电流不会流向电池连接器,此时由于电路中的电流增大,使得电熔丝会因为电流过大而烧断,使得电路断开,进而保护了电池;电熔丝烧断后无法恢复,如需电池正常工作,只能更换电熔丝。
第二种,开关模块包括两个NMOS管;
如图8所示,本发明实施例第八种电池的结构示意图,图8中箭头的方向是指电流的流向,电流流入的端口为电流的输入端,电流流出的端口为电流的输出端。
所述电阻模块800包括热敏电阻801和电熔丝802;所述开关模块803包括第二NMOS管804和第三NMOS管805;
所述电熔丝802的电流输入端与所述电芯806的正极连接,所述电熔丝802的电流输出端与热敏电阻801电流输入端连接,
热敏电阻801电流输出端与所述第二NMOS管804的漏极连接;
所述第二NMOS管804的源极与所述第三NMOS管805的漏极连接
所述第三NMOS管805的源极与所述电芯806的负极连接;
所述第二NMOS管804的栅极和所述第三NMOS管805的栅极分别与所述温度控制芯片808一端连接;
所述温度控制芯片808另一端连接所述热敏电阻801的电流输出端;
其中,电池连接器807的电流输入端与电熔丝802的电流输出端连接,电流输出端与电芯806的负极连接。
需要说明的是,在此种电路中热敏电阻可以选用PTC,也即热敏电阻的阻值随着温度的升高而增大;也可以选用NTC,也即热敏电阻的阻值随着温度的升高而减小。
1、热敏电阻选用PTC。
当电池的温度处于正常温度时,热敏电阻电流输出端处的电压为正常温度下的电压,温度控制芯片控制所述第二NMOS管栅极处的电压变小,温度控制芯片控制所述第三NMOS管栅极处的电压变大,使得所述第二NMOS管栅极和源极间的电压小于第二NMOS管开启电压,使得所述第三NMOS管栅极和源极间的电压大于第三NMOS管开启电压;此时将导致所述第二NMOS管断开,所述第三NMOS管导通,电芯和电池连接器之间连接。
当电池的温度发生变化温度升高时,热敏电阻的阻值增大,热敏电阻上的压降增大,热敏电阻电流输出端处的电压较正常温度下的电压变小,当温度升高到一定值时,温度控制芯片控制所述第二NMOS管栅极处的电压变大和所述第三NMOS管栅极处的电压变大,使得所述第二NMOS管栅极和源极间的电压大于第二NMOS管开启电压,使得所述第三NMOS管栅极和源极间的电压大于第三NMOS管开启电压;此时将导致所述第二NMOS管导通,所述第三NMOS管导通,在电路中形成短路,电流不会流向电池连接器,此时由于电路中的电流增大,使得电熔丝会因为电流过大而烧断,使得电路断开,进而保护了电池;电熔丝烧断后无法恢复,如需电池正常工作,只能更换电熔丝。
2、热敏电阻选用NTC。
当电池的温度处于正常温度时,热敏电阻电流输出端处的电压为正常温度下的电压,温度控制芯片控制所述第二NMOS管栅极处的电压变小,温度控制芯片控制所述第三NMOS管栅极处的电压变大,使得所述第二NMOS管栅极和源极间的电压小于第二NMOS管开启电压,使得所述第三NMOS管栅极和源极间的电压大于第三NMOS管开启电压;此时将导致所述第二NMOS管断开,所述第三NMOS管导通,电芯和电池连接器之间连接。
当电池的温度发生变化温度升高时,热敏电阻的阻值减小,热敏电阻上的压降减小,热敏电阻电流输出端处的电压较正常温度下的电压变大,当温度升高到一定值时,温度控制芯片控制所述第二NMOS管栅极处的电压变大和所述第三NMOS管栅极处的电压变大,使得所述第二NMOS管栅极和源极间的电压大于第二NMOS管开启电压,使得所述第三NMOS管栅极和源极间的电压大于第三NMOS管开启电压;此时将导致所述第二NMOS管导通,所述第三NMOS管导通,在电路中形成短路,电流不会流向电池连接器,此时由于电路中的电流增大,使得电熔丝会因为电流过大而烧断,使得电路断开,进而保护了电池;电熔丝烧断后无法恢复,如需电池正常工作,只能更换电熔丝。
如图9所示,本发明实施例第九种电池的结构示意图,图9中箭头的方向是指电流的流向,电流流入的端口为电流的输入端,电流流出的端口为电流的输出端。
该电池包括第一开关模块901、第二开关模块902、电芯903、电池连接器904、电阻模块905和用于根据所述电阻模块的电压控制第一开关模块导通或断开的温度控制芯片906,其中所述电阻模块阻值随温度进行变化;
所述电阻模块905的电流输入端与所述电芯903的一端连接,所述电阻模块905的电流输出端与所述第一开关模块901的电流输入端连接;
所述第一开关模块901的电流输出端与电芯903的另一端连接;
所述第二开关模块902的电流输入端与所述电阻模块905的电流输出端连接;
所述第二开关模块902的电流输出端与电池连接器904一端连接;
所述电池连接器904另一端与电芯903中与所述第一开关模块901连接的一端连接;
如图10所示,本发明实施例第十种电池的结构示意图,图10中箭头的方向是指电流的流向,电流流入的端口为电流的输入端,电流流出的端口为电流的输出端。
所述电阻模块1000包括热敏电阻1001和电熔丝1002;所述第一开关模块1003包括第一NMOS管1004;所述第二开关模块1005包括第二NMOS管1006和分压器1007;
所述电熔丝1002的电流输入端与所述电芯1008的正极连接,所述电熔丝1002的电流输出端与所述热敏电阻1001的电流输入端连接;
所述第一NMOS管1004的漏极与所述电熔丝1002的电流输出端连接;
所述第一NMOS管1004的源极与所述电芯1008的负极连接;
所述第一NMOS管1004的栅极与所述温度控制芯片1010一端连接;
所述温度控制芯片1010另一端连接所述热敏电阻1001的电流输出端;
所述电熔丝1002的电流输出端与所述第二NMOS管1006的漏极连接;
所述第二NMOS管1006的栅极与所述热敏电阻1001的电流输出端连接;
所述分压器1007的电流输入端与所述热敏电阻1001的输出端连接,所述分压器1007的电流输出端与所述电芯1008的负极连接;
所述第二NMOS管1006的源极与所述电池连接器1009的电流输入端连接。
需要说明的是,在此种电路中热敏电阻选用PTC,也即热敏电阻的阻值随着温度的升高而增大。
当电池的温度处于正常温度时,热敏电阻电流输出端处的电压为正常温度下的电压,所述第二NMOS管栅极和源极间的电压大于第二NMOS管开启电压,温度控制芯片控制所述第一NMOS管栅极处的电压变小,使得所述第一NMOS管栅极和源极间的电压小于第一NMOS管开启电压;此时将导致所述第一NMOS管断开,所述第二NMOS管导通,电芯和电池连接器之间连接。
当电池的温度发生变化温度升高时,热敏电阻的阻值增大,热敏电阻上的压降增大,热敏电阻电流输出端处的电压较正常温度下的电压变小,当温度升高到一定值时,使得所述第二NMOS管栅极和源极间的电压小于第二NMOS管开启电压;温度控制芯片控制所述第一NMOS管栅极处的电压变大,使得所述第一NMOS管栅极和源极间的电压大于第一NMOS管开启电压;此时将导致所述第二NMOS管断开,所述第一NMOS管导通,电芯和电池连接器之间断路,电流不会流向电池连接器,经由分压器之间回到电芯;此时由于电路中的电流增大,使得电熔丝会因为电流过大而烧断,使得电路断开,进而保护了电池;电熔丝烧断后无法恢复,如需电池正常工作,只能更换电熔丝。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (11)
1.一种电池,其特征在于,该电池包括:根据输入的电压进行导通或断开的开关模块、电芯、电池连接器和电阻模块,其中所述电阻模块阻值随温度进行变化;
所述电阻模块的电流输入端与所述电芯的一端连接,所述电阻模块的电流输出端与所述开关模块的电流输入端连接;
所述开关模块的电流输出端与电池连接器一端连接;
所述电池连接器另一端与电芯的另一端连接。
2.如权利要求1所述的电池,其特征在于,所述电阻模块包括热敏电阻和第一电熔丝;所述开关模块包括第一N型场效应NMOS管和分压器;
所述第一电熔丝的电流输入端与所述电芯的正极连接,所述第一电熔丝的电流输出端与所述第一NMOS管的漏极连接;
所述热敏电阻的电流输入端与所述第一电熔丝的电流输出端连接,所述热敏电阻的电流输出端与所述第一NMOS管的栅极连接;
所述分压器的电流输入端与所述热敏电阻的输出端连接,所述分压器的电流输出端与所述电芯的负极连接;
所述第一NMOS管的源极与所述电池连接器的电流输入端连接。
3.如权利要求1所述的电池,其特征在于,所述电阻模块包括热敏电阻和第一电熔丝;所述开关模块包括P型场效应PMOS管和分压器;
所述第一电熔丝的电流输入端与所述电芯的正极连接,所述第一电熔丝的电流输出端与所述PMOS管的源极连接;
所述热敏电阻的电流输入端与所述第一电熔丝的电流输出端连接,所述热敏电阻的电流输出端与所述PMOS管的栅极连接;
所述分压器的电流输入端与所述热敏电阻的输出端连接,所述分压器的电流输出端与所述电芯的负极连接;
所述PMOS管的漏极与所述电芯的负极连接。
4.如权利要求1所述的电池,其特征在于,所述电阻模块包括热敏电阻、第二电熔丝、第三电熔丝、第四电熔丝、第二NMOS管和过压控制芯片;所述开关模块包括所述第一NMOS管和分压器;
所述第二电熔丝的电流输入端与所述电芯的正极连接,所述第二电熔丝的电流输出端与所述第三电熔丝的电流输入端连接;
所述第三电熔丝的电流输出端与所述第一NMOS管的漏极连接;
所述热敏电阻的电流输入端与所述第二电熔丝的电流输出端连接,所述热敏电阻的电流输出端与所述第一NMOS管的栅极连接;
所述分压器的电流输入端与所述热敏电阻的输出端连接,所述分压器的电流输出端与所述电芯的负极连接;
所述第一NMOS管的源极与所述电池连接器的电流输入端连接;
所述第四电熔丝的电流输入端与所述第二电熔丝的电流输出端连接;所述第四电熔丝的电流输出端与所述第二NMOS管漏极连接;
所述第二NMOS管源极与所述分压器电流输出端连接;
所述第二NMOS管栅极与所述过压控制芯片连接,其中所述过压控制芯片根据所述电芯的输出电压控制所述第二NMOS管的断开和导通。
5.如权利要求1所述的电池,其特征在于,所述电阻模块包括热敏电阻、第二电熔丝、第三电熔丝、第四电熔丝、第二NMOS管和过压控制芯片;所述开关模块包括PMOS管和分压器;
所述第二电熔丝的电流输入端与所述电芯的正极连接,所述第二电熔丝的电流输出端与所述第三电熔丝的电流输入端连接;
所述第三电熔丝的电流输出端与所述PMOS管的源极连接;
所述热敏电阻的电流输入端与所述第二电熔丝的电流输出端连接,所述热敏电阻的电流输出端与所述PMOS管的栅极连接;
所述分压器的电流输入端与所述热敏电阻的输出端连接,所述分压器的电流输出端与所述电芯的负极连接;
所述PMOS管的漏极与所述电芯的负极连接;
所述第四电熔丝的电流输入端与所述第二电熔丝的电流输出端连接;所述第四电熔丝的电流输出端与所述第二NMOS管漏极连接;
所述第二NMOS管源极与所述分压器电流输出端连接;
所述第二NMOS管栅极与所述过压控制芯片连接,其中所述过压控制芯片控制根据所述电芯的输出电压所述第二NMOS管的断开和导通。
6.一种电池,其特征在于,该电池包括:开关模块、电芯、电池连接器、电阻模块和用于根据所述电阻模块的电压控制开关模块导通或断开的温度控制芯片,其中所述电阻模块阻值随温度进行变化;
所述电阻模块的电流输入端与所述电芯的一端连接,所述电阻模块的电流输出端与所述开关模块的电流输入端连接;
所述开关模块的电流输出端与电芯的另一端连接;
所述电池连接器另一端与电芯中与所述开关模块连接的一端连接。
7.如权利要求6所述的电池,其特征在于,所述开关模块包括第一NMOS管;或
所述开关模块包括第二NMOS管和第三NMOS管。
8.如权利要求7所述的电池,其特征在于,所述开关模块包括第一NMOS管,所述电阻模块包括热敏电阻和电熔丝;
所述电熔丝的电流输入端与所述电芯的正极连接,所述电熔丝的电流输出端与所述热敏电阻的电流输入端连接;
所述热敏电阻的电流输出端与所述第一NMOS管的漏极连接;
所述第一NMOS管的源极与所述电芯的负极连接;
所述第一NMOS管的栅极与所述温度控制芯片一端连接;
所述温度控制芯片另一端连接所述热敏电阻的电流输出端。
9.如权利要求7所述的电池,其特征在于,所述开关模块包括第二NMOS管和第三NMOS管,所述电阻模块包括热敏电阻和电熔丝;
所述电熔丝的电流输入端与所述电芯的正极连接,所述电熔丝的电流输出端与热敏电阻的电流输入端连接,
热敏电阻的电流输出端与所述第二NMOS管的漏极连接;
所述第二NMOS管的源极与所述第三NMOS管的漏极连接
所述第三NMOS管的源极与所述电芯的负极连接;
所述第二NMOS管的栅极和所述第三NMOS管的栅极分别与所述温度控制芯片一端连接;
所述温度控制芯片另一端连接所述热敏电阻的电流输出端。
10.一种电池,其特征在于,该电池包括:第一开关模块、第二开关模块、电芯、电池连接器、电阻模块和用于根据所述电阻模块的电压控制第一开关模块导通或断开的温度控制芯片,其中所述电阻模块阻值随温度进行变化;
所述电阻模块的电流输入端与所述电芯的一端连接,所述电阻模块的电流输出端与所述第一开关模块的电流输入端连接;
所述第一开关模块的电流输出端与电芯的另一端连接;
所述第二开关模块的电流输入端与所述电阻模块的电流输出端连接;
所述第二开关模块的电流输出端与电池连接器一端连接;
所述电池连接器另一端与电芯中与所述第一开关模块连接的一端连接。
11.如权利要求10所述的电池,其特征在于,所述电阻模块包括热敏电阻和电熔丝;所述第一开关模块包括第一NMOS管;所述第二开关模块包括第二NMOS管和分压器;
所述电熔丝的电流输入端与所述电芯的正极连接,所述电熔丝的电流输出端与所述热敏电阻的电流输入端连接;
所述第一NMOS管的漏极与所述电熔丝的电流输出端连接;
所述第一NMOS管的源极与所述电芯的负极连接;
所述第一NMOS管的栅极与所述温度控制芯片一端连接;
所述温度控制芯片另一端连接所述热敏电阻的电流输出端;
所述电熔丝的电流输出端与所述第二NMOS管的漏极连接;
所述第二NMOS管的栅极与所述热敏电阻的电流输出端连接;
所述分压器的电流输入端与所述热敏电阻的输出端连接,所述分压器的电流输出端与所述电芯的负极连接;
所述第二NMOS管的源极与所述电池连接器的电流输入端连接。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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