CN109473742B - 电池短路双重保护电路 - Google Patents
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Abstract
一种电池短路双重保护电路,包括电池保护芯片、充电MOS管和放电MOS管,以及并联于电池保护芯片的SRP脚和SRN脚之间的第一电阻构成的第一保护电路;当电池保护芯片检测到电池的对地电流高于短路门限值时,电池保护芯片控制充电MOS管和放电MOS管断开;还包括第一P沟道绝缘栅场效应管和控制电路构成的第二保护电路,第一P沟道绝缘栅场效应管的栅极与控制电路输出端连接,第一P沟道绝缘栅场效应管的源极与电池的正极连接,第一P沟道绝缘栅场效应管的漏极与负载的一端连接;当电池的正极电压低于预定值时,控制电路优选断开第一P沟道绝缘栅场效应管。本发明具有双重保护作用,免除了传统的需要移除负载或重新充电后才可以恢复工作的麻烦。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池短路保护电路,尤其是一种电池短路双重保护电路。
背景技术
传统的电池短路保护电路,如图2所示,当电池保护芯片10检测到电池50的对地电流低于欠压门限值时,电池保护芯片10控制充电MOS管20和放电MOS管30断开,达到保护电池50的目的。可在保护之后,要想再恢复正常输出,需要完全移除负载,即移除电池保护芯片10后面的所有负载,如电阻、电容等;或者重新充电才能够恢复正常输出;但是,一般情况下,因产品都已经预先组装好的,要移除所有负载,实现起来比较困难;如果身边没有带上充电器或者带出的充电器不能正常工作,这样,在出现了一次短路后,就有可能导致产品不能正常工作。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明提供了一种自动断开移除电池保护芯片后面的所有负载,自动恢复正常输出的电池短路双重保护电路。
本发明的技术方案是:提供一种电池短路双重保护电路,包括电池保护芯片、充电MOS管和放电MOS管,以及并联于电池保护芯片的SRP脚和SRN脚之间的第一电阻R1构成的第一保护电路;当电池保护芯片1检测到电池的对地电流高于短路门限值时,电池保护芯片控制充电MOS管和放电MOS管断开;还包括第一P沟道绝缘栅场效应管Q2和控制电路构成的第二保护电路,第一P沟道绝缘栅场效应管Q2的栅极与控制电路输出端连接,第一P沟道绝缘栅场效应管Q2的源极与电池的正极连接,第一P沟道绝缘栅场效应管Q2的漏极与负载4的一端连接;当电池5的正极电压低于预定值时,控制电路优选断开第一P沟道绝缘栅场效应管Q2。
作为对本发明的改进,所述控制电路包括第二P沟道绝缘栅场效应管Q1、第一三极管Q5、第二三极管Q6和第三三极管Q7,以及若干电阻;所述第二三极管Q6的发射极与控制器MCU的使能端EN连接,所述第二三极管Q6的基极与第三电阻R3和第四电阻R4的公共端连接,第三电阻R3的另一端与电池5的正极连接,第四电阻R4的另一端与第一三极管Q5集电极和第二电阻R2的公共端连接,所述第二三极管Q6的集电极与第六电阻R6一端连接;所述第一三极管Q5的基极通过第五电阻R5与第六电阻R6、第七电阻R7和第八电阻R8的公共端连接,所述第一三极管Q5的发射极与第二电阻R2的另一端、第七电阻R7的另一端连接并接地;第二P沟道绝缘栅场效应管Q1的源极接地,第二P沟道绝缘栅场效应管Q1的栅极与第八电阻R8的另一端连接,第二P沟道绝缘栅场效应管Q1的漏极与第九电阻R9和第三三极管Q7的基极的公共端连接,第九电阻R9的另一端与控制器MCU的使能端EN连接;第三三极管Q7的基极通过第十一电阻接地,第三三极管Q7的发射极接地,第三三极管Q7的集电极通过第十二电阻R12与第十电阻R10和第一P沟道绝缘栅场效应管Q2的栅极的公共端连接,第十电阻R10的另一端与第一P沟道绝缘栅场效应管Q2的源极连接。
作为对本发明的改进,根据电池所带的负载的不同,其负载会把电池电压拉低到不同的值,即根据本控制电路设定的值,就能够切断第一P沟道绝缘栅场效应管Q2,达到保护电池的目的,所述电池(5)的正极电压的预定值是大于等于0伏,小于等于二分之一的电池(5)的额定电压(该值的大小可根据第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4进行调节)。
本发明由于采用了在原有保护电路中增加了由第一P沟道绝缘栅场效应管Q2和控制电路构成的第二保护电路,第一P沟道绝缘栅场效应管Q2的栅极与控制电路输出端连接,第一P沟道绝缘栅场效应管Q2的源极与电池的正极连接,第一P沟道绝缘栅场效应管Q2的漏极与负载4的一端连接;当电池5的正极电压低于预定值时,控制电路优选断开第一P沟道绝缘栅场效应管Q2;这样,当电路出现了短路情况时,负载4的正极P+与地短接,此时,负载4的正极P+变为0V(或者第二三极管Q6的电压低于2.7V,即电池5的电压低于6V),这个时候第二三极管PNP Q6导通,进而MCU的使能端EN的3.3V的电平会到达第二P沟道绝缘栅场效应管Q1的栅极,使得第二P沟道绝缘栅场效应管Q1导通,就会把第三三极管Q7的基极拉地,导致第三三极管Q7断开,因此第一P沟道绝缘栅场效应管Q2的VGS的电压为0,所以第一P沟道绝缘栅场效应管 Q2断开,达到了切断输出的目的。同时第一三极管Q5导通,让第二三极管Q6一直处于导通中,即使得第一P沟道绝缘栅场效应管 Q2是一直处于断开中。在排除故障后,控制器MCU会获取电池的正极B+或负载4的正极P+ 无电压,产品就可以做出相关的指示动作。如一段时间后,控制器MCU_EN变为0,短路即可以解除,之后控制器MCU_EN再变为1,可以重新充放电,达到了双重保护的目的,免除了传统的需要移除负载或重新充电后才可以恢复工作的麻烦。
附图说明
图1是本发明一种实施例的原理结构示意图;
图2是现有的短路保护电路的原理结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体案例对本发明进行说明。
本发明提供一种电池短路双重保护电路,包括电池保护芯片1、充电MOS管2和放电MOS管3,以及并联于电池保护芯片1的SRP脚和SRN脚之间的第一电阻R1构成的第一保护电路;当电池保护芯片1检测到电池5的对地电流高于短路门限值时,电池保护芯片1控制充电MOS管2和放电MOS管3断开;还包括第一P沟道绝缘栅场效应管Q2和控制电路6构成的第二保护电路,第一P沟道绝缘栅场效应管Q2的栅极与控制电路6输出端连接,第一P沟道绝缘栅场效应管Q2的源极与电池5的正极连接,第一P沟道绝缘栅场效应管Q2的漏极与负载4的一端连接;当电池5的正极电压低于预定值时,控制电路6优选断开第一P沟道绝缘栅场效应管Q2。
优选的,所述控制电路6包括第二P沟道绝缘栅场效应管Q1、第一三极管Q5、第二三极管Q6和第三三极管Q7,以及若干电阻;所述第二三极管Q6的发射极与控制器MCU的使能端EN连接,所述第二三极管Q6的基极与第三电阻R3和第四电阻R4的公共端连接,第三电阻R3的另一端与电池5的正极连接,第四电阻R4的另一端与第一三极管Q5集电极和第二电阻R2的公共端连接,所述第二三极管Q6的集电极与第六电阻R6一端连接;所述第一三极管Q5的基极通过第五电阻R5与第六电阻R6、第七电阻R7和第八电阻R8的公共端连接,所述第一三极管Q5的发射极与第二电阻R2的另一端、第七电阻R7的另一端连接并接地;第二P沟道绝缘栅场效应管Q1的源极接地,第二P沟道绝缘栅场效应管Q1的栅极与第八电阻R8的另一端连接,第二P沟道绝缘栅场效应管Q1的漏极与第九电阻R9和第三三极管Q7的基极的公共端连接,第九电阻R9的另一端与控制器MCU的使能端EN连接;第三三极管Q7的基极通过第十一电阻接地,第三三极管Q7的发射极接地,第三三极管Q7的集电极通过第十二电阻R12与第十电阻R10和第一P沟道绝缘栅场效应管Q2的栅极的公共端连接,第十电阻R10的另一端与第一P沟道绝缘栅场效应管Q2的源极连接。
优选的,所述电池5的正极电压的预定值是大于等于0伏,小于等于二分之一的电池(5)的额定电压(该值的大小可根据第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4进行调节)。
正常工作时,控制器MCU_EN输出高电平3.3V,控制第三三极管Q7导通,继而可控制第一P沟道绝缘栅场效应管Q2导通,电池保护芯片1正常工作,此时能够正常待载。
当电路出现了短路情况时,负载4的正极P+与地短接,此时,负载4的正极P+变为0V(或者第二三极管Q6的电压低于2.7V,即电池5的电压低于6V),这个时候第二三极管PNP Q6导通,进而MCU的使能端EN的3.3V的电平会到达第二P沟道绝缘栅场效应管 Q1的栅极,使得第二P沟道绝缘栅场效应管Q1导通,就会把第三三极管Q7的基极拉地,导致第三三极管Q7断开,因此第一P沟道绝缘栅场效应管Q2的VGS的电压为0,所以第一P沟道绝缘栅场效应管 Q2断开,达到了切断输出的目的。同时第一三极管Q5导通,让第二三极管Q6一直处于导通中,即使得第一P沟道绝缘栅场效应管 Q2是一直处于断开中。在排除故障后,控制器MCU会获取电池的正极B+(P+)无电压,产品就可以做出相关的指示动作。如一段时间后,控制器MCU_EN变为0,短路即可以解除,之后控制器MCU_EN再变为1,可以重新充放电,达到了双重保护的目的。
本发明中,所述第一三极管Q5和第三三极管Q7可以是NPN三极管。
所述第二三极管Q6可以是PNP三极管。
本发明中的电池保护芯片1可以采用型号为BQ76930、S-8254等芯片。
本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种电池短路双重保护电路,包括电池保护芯片(1)、充电MOS管(2)和放电MOS管(3),以及并联于电池保护芯片(1)的SRP脚和SRN脚之间的第一电阻(R1)构成的第一保护电路;当电池保护芯片(1)检测到电池(5)的对地电流高于短路门限值时,电池保护芯片(1)控制充电MOS管(2)和放电MOS管(3)断开;其特征在于:还包括第一P沟道绝缘栅场效应管(Q2)和控制电路(6)构成的第二保护电路,第一P沟道绝缘栅场效应管(Q2)的栅极与控制电路(6)输出端连接,第一P沟道绝缘栅场效应管(Q2)的源极与电池(5)的正极连接,第一P沟道绝缘栅场效应管(Q2)的漏极与负载(4)的一端连接;当电池(5)的正极电压低于预定值时,控制电路(6)断开第一P沟道绝缘栅场效应管(Q2);所述控制电路(6)包括第二P沟道绝缘栅场效应管(Q1)、第一三极管(Q5)、第二三极管(Q6)和第三三极管(Q7),以及若干电阻;所述第二三极管(Q6)的发射极与控制器(MCU)的使能端(EN)连接,所述第二三极管(Q6)的基极与第三电阻(R3)和第四电阻(R4)的公共端连接,第三电阻(R3)的另一端与电池(5)的正极连接,第四电阻(R4)的另一端与第一三极管(Q5)集电极和第二电阻(R2)的公共端连接,所述第二三极管(Q6)的集电极与第六电阻(R6)一端连接;所述第一三极管(Q5)的基极通过第五电阻(R5)与第六电阻(R6)、第七电阻(R7)和第八电阻(R8)的公共端连接,所述第一三极管(Q5)的发射极与第二电阻(R2)的另一端、第七电阻(R7)的另一端连接并接地;第二P沟道绝缘栅场效应管(Q1)的源极接地,第二P沟道绝缘栅场效应管(Q1)的栅极与第八电阻(R8)的另一端连接,第二P沟道绝缘栅场效应管(Q1)的漏极与第九电阻(R9)和第三三极管(Q7)的基极的公共端连接,第九电阻(R9)的另一端与控制器(MCU)的使能端(EN)连接;第三三极管(Q7)的基极通过第十一电阻接地,第三三极管(Q7)的发射极接地,第三三极管(Q7)的集电极通过第十二电阻(R12)与第十电阻(R10)和第一P沟道绝缘栅场效应管(Q2)的栅极的公共端连接,第十电阻(R10)的另一端与第一P沟道绝缘栅场效应管(Q2)的源极连接;短路时,负载(4)的正极与地短接,这时第二三极管(Q6)导通,进而MCU的使能端EN的电平会到达第二P沟道绝缘栅场效应管(Q1)的栅极,使得第二P沟道绝缘栅场效应管(Q1)导通,把第三三极管(Q7)的基极拉地,使第三三极管(Q7)断开,第一P沟道绝缘栅场效应管(Q2)断开,达到切断输出的目的。
2.根据权利要求1所述的电池短路双重保护电路,其特征在于:所述电池(5)的正极电压的预定值是大于等于0伏,小于等于二分之一的电池(5)的额定电压。
3.根据权利要求1或2所述的电池短路双重保护电路,其特征在于:所述第一三极管(Q5)和第三三极管(Q7)是NPN三极管。
4.根据权利要求3所述的电池短路双重保护电路,其特征在于:所述第二三极管(Q6)是PNP三极管。
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