CN109103970A - 一种基于航模飞机锂电池的双重保护电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及了一种基于航模飞机锂电池的双重保护电路,包括电池和与所述电池连接的电池保护装置,所述电池保护装置设置于一电池保护板上,所述电池保护装置包括连接端子和至少两组串联的电池保护电路,两组串联的所述电池保护电路单独对所述电池在充放电过程中进行过充、过放、过流、短路等保护。该电池保护电路通过两组串联连接的电池保护电路对电池保护;当其中一组的电池保护电路因短路、断路等莫名的原因失效后,还有另一组的电池保护电路对电池起到过充、过放、过流以及短路等进行保护,防止电池因过充、过放、过流而被损坏,实现对电池本身进行双重的过充、过放、过流、短路等保护,提高对电池使用的安全性,满足航模飞机对电池保护的要求。
Description
技术领域
本发明涉及航模飞机电池技术领域,具体地,涉及一种基于航模飞机锂电池的双重保护电路。
背景技术
锂电池及锂聚合物电池由于其电容量大、重量轻的优点,成为航模飞机行业最佳的首选电池,但是锂及锂聚合物电池的充电技术要求比镍镉、镍氢电池要严格的多,尤其是耐过充电能力差。
目前,航模飞机上的锂电池或锂聚合物电池保护板通过电池保护IC和一组的MOS管对电池进行过充、过放和过流保护,现有锂电池保护电路如图4所示,MOS管FET分别与锂电池保护芯片和电池连接对电池进行保护,当MOS管失效情况下,电芯会因过充,过放,过流而损坏,电池使用寿命低,更为严重的是,电池可能因为MOS的失效在充电过程中被过充,,从而引起电芯鼓胀,发热,起火燃烧,安全性不高。航模飞机工作过程中,会出现翻转,极速飞行时瞬间电流较大,对保护板MOS管冲击也较大,再加上使用环境的不可控,比如高温高湿,MOS管极其容易失效,从而导致锂电池保护电路失效;现有的单重锂电池保护电路满足不了新型航模飞机的安规要求,比如UL2054,为了解决这个问题,可通过至少两组串联连接的电池保护电路实施对电池保护;当其中一组的电池保护电路因短路、断路等莫名的原因失效后,该电池保护电路中仍有还有另一组的电池保护电路对电池起到过充、过放、过流以及短路等进行保护,防止电池因过充、过放、过流而被损坏,实现对电池本身进行双重的过充、过放、过流、短路等保护,提高对电池使用的安全性,满足航模飞机对电池保护的要求。
因此,需提供一种新的基于航模飞机锂电池的双重保护电路,以解决现有技术的不足。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明提供了一种基于航模飞机锂电池的双重保护电路,该基于航模飞机锂电池的双重保护电路采用至少两组串联连接的电池保护电路对电池实施保护,提高电池的使用寿命。
本发明的技术方案如下:
一种基于航模飞机锂电池的双重保护电路,应用于小型玩具飞机上,所述双重保护电路包括电池和与所述电池连接的电池保护装置,所述电池保护装置设置于一电池保护板上,所述电池保护装置包括连接端子和至少两组串联的电池保护电路,两组串联的所述电池保护电路单独对所述电池在充放电过程中进行过充、过放、过流、短路等保护;
所述电池保护电路包括电池保护芯片和保护电路,所述保护电路分别与所述电池保护芯片和所述连接端子连接;
其中,所述保护电路包括至少三个场效应管,所述场效应管的栅极电连接于所述电池保护芯片,所述场效应管的源极电连接于所述电池的负极。
优选地,两组所述电池保护电路分别为第一电池保护电路和第二电池保护电路,所述第一电池保护电路与所述第二电池保护电路串联连接。
优选地,所述场效应管的栅极电连接于所述电池保护芯片的第一引脚和第三引脚,所述场效应管的源极电连接于所述电池的负极或所述连接端子连接。
优选地,第一电池保护电路包括电池保护芯片为U1和第一保护电路,所述第一保护电路包括第一场效应管、第二场效应管和第三场效应管,所述第一场效应管、所述第二场效应管和所述第三场效应管的栅极均与所述电池保护芯片U1的第一引脚和第三引脚电连接;所述第一场效应管、所述第二场效应管和所述第三场效应管的源极均与所述连接端子的B-连接端子或P1-连接端子电连接,即是所述第一场效应管、所述第二场效应管和所述第三场效应管的源极均与所述电池的负极电连接。
优选地,第二电池保护电路包括电池保护芯片U2和第二保护电路,所述第二保护电路包括第四场效应管、第五场效应管和第六场效应管,所述第四场效应管、所述第五场效应管和所述第六场效应管的栅极均与所述电池保护芯片U2的第一引脚和第三引脚电连接;所述第四场效应管、所述第五场效应管和所述第六场效应管的源极均与所述所述连接端子的P1-连接端子或P-连接端子电连接,即是所述第四场效应管、所述第五场效应管和所述第六场效应管的源极均与所述电池的负极电连接。
优选地,所述电池保护芯片用于对所述电池实现过充、过放、过流以及短路等进行保护,所述电池保护芯片的第五引脚电连接于所述电池的正极,所述电池保护芯片的第六引脚电连接于所述电池的负极,所述电池保护芯片的第一引脚和第三引脚电连接于所述保护电路。
优选地,所述连接端子用于与所述电池电性连接,所述连接端子包括B-连接端子、B+连接端子、P-连接端子、P1-连接端子和P+连接端子,所述B-连接端子与所述电池的负极电连接,所述P-连接端子与所述电池输出端的负极连接,所述B+连接端子与所述电池的正极连接,所述P+连接端子与所述电池充电输入或所述电池输出的正极连接;其中,所述P1-连接端子为所述第一电池保护电路的输出端且为第二电池保护电路的输入端。
本发明的有益效果为:与现有技术相比,该基于航模飞机锂电池的双重保护电路通过两组串联连接的电池保护电路实施对电池保护;当其中一组的电池保护电路因短路、断路等莫名的原因失效后,该电池保护电路中还有另一组的电池保护电路对电池起到过充、过放、过流以及短路等进行保护,防止电池因过充、过放、过流而被损坏,实现对电池本身进行双重的过充、过放、过流、短路等保护,提高对电池使用的安全性,满足航模飞机对电池保护的要求。
附图说明:
图1为本发明所述基于航模飞机锂电池的双重保护电路的结构框架图。
图2为本发明所述基于航模飞机锂电池的双重保护电路的电路原理图。
图3为本发明所述基于航模飞机锂电池的双重保护电路电池保护板的结构示意图。
图4为现有技术的电池电池保护电路的电路结构框架图。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的,技术方案及技术效果更加清楚明白,下面结合具体实施方式对本发明做进一步的说明。应理解,此处所描述的具体实施例,仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。
请参照图1至图3,一种基于航模飞机锂电池的双重保护电路,应用于小型玩具飞机上,所述双重保护电路包括电池101和与电池101连接的电池保护装置100,电池保护装置100设置于一电池保护板200上,电池保护装置100包括连接端子110和至少两组串联的电池保护电路120,电池保护电路120包括电池保护芯片121和保护电路122。具体地,两组电池保护电路120分别为第一电池保护电路和第二电池保护电路,第一电池保护电路与第二电池保护电路串联连接。
请参照图2,连接端子110主要用于与电池101电性连接。具体地,连接端子110包括B-连接端子、B+连接端子、P-连接端子、P1-连接端子和P+连接端子,B-连接端子与电池101的负极电连接,P-连接端子与电池输出端的负极连接,B+连接端子与电池的正极连接,P+连接端子与电池充电输入或电池输出的正极连接;其中,P1-连接端子为第一电池保护电路的输出端且为第二电池保护电路的输入端。具体到在本实施例中,电池101优选为可充电的锂电池。连接端子110优选为五金端子,螺帽端子,弹簧端子。P-连接端子主要用于辅助测试的连接端子,便于用户的测试。
请参照图2,电池保护芯片121主要用于对电池101实现过充、过放、过流以及短路等进行保护。具体地,电池保护芯片121分别与连接端子110和保护电路122电连接,电池保护芯片121的第五引脚电连接于电池101的正极,即是电池保护芯片121的第五引脚电连接于B+连接端子;电池保护芯片121的第六引脚电连接于电池101的负极,即是电池保护芯片121的第六引脚电连接于B-连接端子;电池保护芯片121的第二引脚串联一电阻R2电连接于P1-连接端子或者电池保护芯片121的第二引脚串联一电阻R4电连接于P-连接端子;电池保护芯片121的第一引脚和第三引脚电连接于保护电路122。具体到本实施例中,第一电池保护电路的电池保护芯片121为U1,第二电池保护电路的电池保护芯片121为U2,电池保护芯片121优先选用型号为BMB201B08的电池保护IC芯片或选用及其兼容型号其他的电池保护IC芯片。
请参照图2,保护电路122分别与电池保护芯片121和连接端子110连接,保护电路122包括至少三个场效应管Q,场效应管Q的栅极电连接于电池保护芯片121的第一引脚和第三引脚,场效应管Q的源极电连接于B-连接端子或P-(P1-)连接端子,即是场效应管Q的源极电连接于电池101的负极连接。具体到本实施例中,第一电池保护电路中的保护电路122包括第一场效应管Q1、第二场效应管Q2和第三场效应管Q3,第一场效应管Q1、第二场效应管Q2和第三场效应管Q3的栅极均与电池保护芯片U1的第一引脚和第三引脚电连接;第一场效应管Q1、第二场效应管Q2和第三场效应管Q3的源极均与B-连接端子或P1-连接端子电连接,即是第一场效应管Q1、第二场效应管Q2和第三场效应管Q3的源极均与电池101的负极电连接。第二电池保护电路中的保护电路122包括第四场效应管Q4、第五场效应管Q5和第六场效应管Q6,第四场效应管Q4、第五场效应管Q5和第六场效应管Q6的栅极均与电池保护芯片U2的第一引脚和第三引脚电连接;第四场效应管Q4、第五场效应管Q5和第六场效应管Q6的源极均与P1-连接端子或P-连接端子电连接,即是第四场效应管Q4、第五场效应管Q5和第六场效应管Q6的源极均与电池101的负极电连接。第一场效应管Q1、第二场效应管Q2、第三场效应管Q3、第四场效应管Q4、第五场效应管Q5和第六场效应管Q6都优先选用型号为FNK0203E的场效应晶体管及其兼容型号的其他场效应晶体管。保护电路122的工作原理是:若第一场效应管Q1、第二场效应管Q2和第三场效应管Q3中任意一个场效应管Q被击穿,B-连接端子与P-连接端子短接连接,电池保护芯片U1对电池101失去保护,那么第二电池保护电路中的第四场效应管Q4、第五场效应管Q5和第六场效应管Q6以及电池保护芯片U2起到对电池101的保护。若第四场效应管Q4、第五场效应管Q5和第六场效应管Q6中任意一个场效应管Q被击穿,P1-连接端子与P-连接端子短接连接,电池保护芯片U2对电池101失去保护,那么第一电池保护电路中的第一场效应管Q1、第二场效应管Q2和第三场效应管Q3以及电池保护芯片U1起到对电池101的保护。因此,本发明的基于航模飞机锂电池的双重保护电路实现对电池101本身进行双重的过充、过放、过流、短路等保护。
本发明的基于航模飞机锂电池的双重保护电路的工作原理是:在电池101正常工作过程(无论是充电还是放电)中,当其中一组的电池保护电路120因短路、断路等莫名的原因失效后,该电池保护电路中仍有还有另一组的电池保护电路120对电池101起到过充、过放、过流以及短路等进行保护,防止电池101因过充、过放、过流而被损坏,实现对电池101本身进行双重的过充、过放、过流、短路等保护。本发明的基于航模飞机锂电池的双重保护电路采用串联连接的多个电池保护电路120以及多个场效应管的设计,在本实施例中,场效应管采用贴片式的电子元器件,在电池保护板200上的布局不仅节省了空间,同时保持了场效应管本事的抗冲击及耐大电流的能力。
本发明的基于航模飞机锂电池的双重保护电路。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,其架构形式能够灵活多变,可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
Claims (7)
1.一种基于航模飞机锂电池的双重保护电路,应用于小型玩具飞机上,所述双重保护电路包括电池和与所述电池连接的电池保护装置,所述电池保护装置设置于一电池保护板上,其特征在于,
所述电池保护装置包括连接端子和至少两组串联的电池保护电路,两组串联的所述电池保护电路单独对所述电池在充放电过程中进行过充、过放、过流、短路等保护;
所述电池保护电路包括电池保护芯片和保护电路,所述保护电路分别与所述电池保护芯片和所述连接端子连接;
其中,所述保护电路包括至少三个场效应管,所述场效应管的栅极电连接于所述电池保护芯片,所述场效应管的源极电连接于所述电池的负极。
2.根据权利要求1所述的基于航模飞机锂电池的双重保护电路,其特征在于,所述场效应管的栅极电连接于所述电池保护芯片的第一引脚和第三引脚,所述场效应管的源极电连接于所述电池的负极或所述连接端子连接。
3.根据权利要求1所述的基于航模飞机锂电池的双重保护电路,其特征在于,两组所述电池保护电路分别为第一电池保护电路和第二电池保护电路,所述第一电池保护电路与所述第二电池保护电路串联连接。
4.根据权利要求3所述的基于航模飞机锂电池的双重保护电路,其特征在于,第一电池保护电路包括电池保护芯片为U1和第一保护电路,所述第一保护电路包括并第一场效应管、第二场效应管和第三场效应管,所述第一场效应管、所述第二场效应管和所述第三场效应管的栅极均与所述电池保护芯片U1的第一引脚和第三引脚电连接;所述第一场效应管、所述第二场效应管和所述第三场效应管的源极均与所述连接端子的B-连接端子或P1-连接端子电连接。
5.根据权利要求3所述的基于航模飞机锂电池的双重保护电路,其特征在于,第二电池保护电路包括电池保护芯片U2和第二保护电路,所述第二保护电路包括第四场效应管、第五场效应管和第六场效应管,所述第四场效应管、所述第五场效应管和所述第六场效应管的栅极均与所述电池保护芯片U2的第一引脚和第三引脚电连接;所述第四场效应管、所述第五场效应管和所述第六场效应管的源极均与所述所述连接端子的P1-连接端子或P-连接端子电连接。
6.根据权利要求1所述的基于航模飞机锂电池的双重保护电路,其特征在于,所述电池保护芯片用于对所述电池实现过充、过放、过流以及短路等进行保护,所述电池保护芯片的第五引脚电连接于所述电池的正极,所述电池保护芯片的第六引脚电连接于所述电池的负极,所述电池保护芯片的第一引脚和第三引脚电连接于所述保护电路。
7.根据权利要求3所述的基于航模飞机锂电池的双重保护电路,其特征在于,所述连接端子用于与所述电池电性连接,所述连接端子包括B-连接端子、B+连接端子、P-连接端子、P1-连接端子和P+连接端子,所述B-连接端子与所述电池的负极电连接,所述P-连接端子与所述电池输出端的负极连接,所述B+连接端子与所述电池的正极连接,所述P+连接端子与所述电池充电输入或所述电池输出的正极连接;其中,所述P1-连接端子为所述第一电池保护电路的输出端且为第二电池保护电路的输入端。
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