CN113300333A - 一种锂电池二级过压防过充保护系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种锂电池二级过压防过充保护系统及其控制方法，系统包括控制芯片、开关管和三端保险丝，所述开关管与控制芯片电路连接，用于接收锂电池的电压信号，所述开关管和三端保险丝均与控制芯片电路连接，所述开关管与锂电池负极连接，所述锂电池的正极连接负载或充电器负极，所述三端保险丝连接负载或充电器负极的正极。当开关管未失效或者正常工作时，控制芯片出现监测故障或者锂电池电压出现跳变，也不会触发三端保险丝，保证系统正常工作，当开关管失效但控制芯片监测到锂电池电压仍在上升时，当电池电压达到极限设定阈值，控制芯片发送驱动信号控制三端保险丝熔断从而切断主负回路断开充电，从而达到二级过压防止过充电的效果。
Description
技术领域
本发明涉及电子电路技术领域技术领域，具体是指一种锂电池二级过压防过充保护系统及其控制方法。
背景技术
现有锂电池保护系统通常由控制芯片、开关管、三端保险丝组成，其通过控制芯片监测锂电池的状态控制开关管的开启和关闭，从而达到充电开启和关闭作用。当开关管全部损坏时，控制芯片监测到锂电池继续充电时直接控制三端保险丝熔断，从而永久性断开充电主回路。但是，由于很多锂电池保护系统同口输出，通过控制正极来完成主回路的切断，这种方式会造成主正回路的复杂性，同时容易控制芯片误判导致三端保险丝误触发，容易形成系统失效和维修困难。
发明内容
为了解决现有的锂电池二级过压防过充保护系统安装在主正回路的复杂性和系统失效后的维修技术问题，本发明提供一种锂电池二级过压防过充保护系统，该系统不仅能直接安装主负回路，而且能够轻松判别开关管是否失效，并减少了关键的维修问题。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：
一种锂电池二级过压防过充保护系统，包括控制芯片、开关管和三端保险丝，所述开关管与控制芯片电路连接，用于接收锂电池的电压信号，所述开关管和三端保险丝均与控制芯片电路连接，所述开关管与锂电池负极连接，所述锂电池的正极连接负载或充电器负极，所述三端保险丝连接负载或充电器负极的正极。
作为改进，所述控制芯片型号为SH367309。
作为改进，所述二级过压防过充保护系统包括：
开漏电阻R6、第一控制电阻R1、第二控制电阻R2、第三控制电阻R3、第四控制电阻R4、第五控制电阻R5、第六控制电阻R7、第一控制MOS管Q1、第二控制MOS管Q2、第三控制MOS管Q3、第一开关管Q4、第二开关管Q6、蓄流二级管D1和三端保险丝F1；
所述第一开关管Q4、第二开关管Q6与锂电池总负极串联，所述第三控制MOS管Q3和第二控制MOS管Q2串联连接，所述第一控制MOS管Q1与锂电池总正极相连，所述三端保险丝F1过流两端1脚和2脚与第一开关管Q4、第二开关管Q6相串联，所述三端保险丝F1的4脚和5脚与外部负载和充电器相连；所述三端保险丝F1的3脚通过蓄流二极管D1与第一控制MOS管Q1的5脚、6脚、7脚、8脚相连，所述蓄流二级管D1连接在第一控制MOS管Q1与三端保险丝F1的3脚之间用来抑制三端保险丝F1的反向电压；
作为改进，所述开漏电阻R6与第五控制电阻R5、第六控制电阻R7组成降压控制电路用于驱动第二控制MOS管Q2；所述第三控制电阻R3和第四控制电阻R4组成驱动电路用于驱动第三控制MOS管Q3；所述第一控制电阻、第二控制电阻组成总压降压电路用来驱动第一控制MOS管Q1。
作为改进，所述开漏电阻R6与第五控制电阻R5、第六控制电阻R7组成12V降压控制电路用来驱动第三控制MOS管Q3。
作为改进，所述第三控制电阻R3和第四控制电阻R4组成8V驱动电路用来驱动第二控制MOS管Q2。
作为改进，所述第三控制电阻R3一端连接至锂电池外部电源供电和电源上拉信号B+、另一端连接至第二控制MOS管Q2管栅极，所述第四控制电阻R4一端连接至第二控制MOS管Q2栅极且另一端接地。
作为改进，所述第一控制电阻R1一端连接至第一控制MOS管Q1的引脚3，另一端连接至第二控制电阻R2一端以及第一控制MOS管Q1的引脚4，第二控制电阻R2另一端与第二控制MOS管Q2的漏极连接。
作为改进，所述第一控制MOS管Q1采用PMOS管。
一种锂电池二级过压防过充保护系统控制方法，基于权利要求1-9其中任意一项所述的锂电池二级过压防过充保护系统实现，包括如下步骤：
当开关管未失效时，三端保险丝不被触发，系统正常工作；当开关管失效时，控制芯片监测到锂电池电压上升达到极限设定阈值时，发送控制信号控制三端保险丝熔断从而切断主负回路断开充电。
采用以上结构后，本发明具有如下优点：
当开关管未失效或者正常工作时，控制芯片出现监测故障或者锂电池电压出现跳变，也不会触发三端保险丝，保证系统正常工作，当开关管失效但控制芯片监测到锂电池电压仍在上升时，当电池电压达到极限设定阈值，控制芯片发送驱动信号控制三端保险丝熔断从而切断主负回路断开充电，从而达到二级过压防止过充电的效果。
附图说明
图1为本发明提供的锂电池二级过压防过充保护系统原理框图。
图2是本发明提供的锂电池二级过压防过充保护系统中部分电路示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
结合附图1-2，一种锂电池二级过压防过充保护系统，包括控制芯片、开关管和三端保险丝，所述开关管与控制芯片电路连接，用于接收锂电池的电压信号，所述开关管和三端保险丝均与控制芯片电路连接，所述开关管与锂电池负极连接，所述锂电池的正极连接负载或充电器负极，所述三端保险丝连接负载或充电器负极的正极。
所述控制芯片型号为SH367309。
所述二级过压防过充保护系统包括：
开漏电阻R6、第一控制电阻R1、第二控制电阻R2、第三控制电阻R3、第四控制电阻R4、第五控制电阻R5、第六控制电阻R7、第一控制MOS管Q1、第二控制MOS管Q2、第三控制MOS管Q3、第一开关管Q4、第二开关管Q6、蓄流二级管D1和三端保险丝F1；
所述第一开关管Q4、第二开关管Q6与锂电池总负极串联，所述第三控制MOS管Q3和第二控制MOS管Q2串联连接，所述第一控制MOS管Q1与锂电池总正极相连，所述三端保险丝F1过流两端1脚和2脚与第一开关管Q4、第二开关管Q6相串联，所述三端保险丝F1的4脚和5脚与外部负载和充电器相连；所述三端保险丝F1的3脚通过蓄流二极管D1与第一控制MOS管Q1的5脚、6脚、7脚、8脚相连，所述蓄流二级管D1连接在第一控制MOS管Q1与三端保险丝F1的3脚之间用来抑制三端保险丝F1的反向电压；
所述开漏电阻R6与第五控制电阻R5、第六控制电阻R7组成降压控制电路用于驱动第二控制MOS管Q2；具体地说，开漏电阻R6一端连接至第五控制电阻R5一端，第五控制电阻R5另一端分别与第六控制电阻R7一端和第三控制MOS管Q3栅极连接。第六控制电阻R7另一端接地，第三控制MOS管Q3源极接地，漏极连接至第二控制MOS管Q2栅极。
所述第三控制电阻R3和第四控制电阻R4组成驱动电路用于驱动第三控制MOS管Q3；第三控制电阻R3一端连接至锂电池外部电源供电和电源上拉信号B+、另一端连接至第二控制MOS管Q2栅极。第四控制电阻R4一端连接至第二控制MOS管Q2栅极、另一端接地。第二控制MOS管Q2栅极还连接至引脚1、源极连接至引脚2，漏极连接至引脚3。当第二控制MOS管Q2引脚1有信号时，第二控制MOS管Q2的引脚2和引脚3想通。
所述第一控制电阻、第二控制电阻组成总压降压电路用来驱动第一控制MOS管Q1；第一控制电阻R1与电容C1并联，R1一端连接至第一控制MOS管Q1的引脚3，另一端连接至第二控制电阻R2一端以及第一控制MOS管Q1的引脚4。第二控制电阻R2另一端与第二控制MOS管Q2的引脚3漏极连接，第一控制MOS管Q1采用PMOS管，本例中使用封装芯片HY06p10s。
所述开漏电阻R6与第五控制电阻R5、第六控制电阻R7组成12V降压控制电路用来驱动第三控制MOS管Q3。
所述第三控制电阻R3和第四控制电阻R4组成8V驱动电路用来驱动第二控制MOS管Q2。
所述第三控制电阻R3一端连接至锂电池外部电源供电和电源上拉信号B+、另一端连接至第二控制MOS管Q2管栅极，所述第四控制电阻R4一端连接至第二控制MOS管Q2栅极且另一端接地。
所述第一控制电阻R1一端连接至第一控制MOS管Q1的引脚3，另一端连接至第二控制电阻R2一端以及第一控制MOS管Q1的引脚4，第二控制电阻R2另一端与第二控制MOS管Q2的漏极连接。
所述第一控制MOS管Q1采用PMOS管。
一种锂电池二级过压防过充保护系统控制方法，基于权利要求1-9其中任意一项所述的锂电池二级过压防过充保护系统实现，包括如下步骤：
当开关管未失效时，三端保险丝不被触发，系统正常工作；当开关管失效时，控制芯片监测到锂电池电压上升达到极限设定阈值时，发送控制信号控制三端保险丝熔断从而切断主负回路断开充电。
本发明在具体实施时，当开关管未损坏或未失效时，锂电池出现电压跳动或系统故障变动后，三端保险丝不会轻易误触发。并同时开关管出现失效或者损坏，当锂电池在开关管失效时仍然进行充电时，控制芯片监测到锂电池电压还在上升，当电池电压达到极限设定阈值时，SH367309控制芯片发送驱动信号控制三端保险丝熔断从而切断主负回路断开充电，从而达到二级过压防止过充电的效果。三端保险丝损坏后，直接通过螺栓拆卸更换即可。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种锂电池二级过压防过充保护系统，其特征在于：包括控制芯片、开关管和三端保险丝，所述开关管与控制芯片电路连接，用于接收锂电池的电压信号，所述开关管和三端保险丝均与控制芯片电路连接，所述开关管与锂电池负极连接，所述锂电池的正极连接负载或充电器负极，所述三端保险丝连接负载或充电器负极的正极。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池二级过压防过充保护系统，其特征在于：所述控制芯片型号为SH367309。
3.根据权利要求1所述的一种锂电池二级过压防过充保护系统，其特征在于：所述二级过压防过充保护系统包括：
开漏电阻R6、第一控制电阻R1、第二控制电阻R2、第三控制电阻R3、第四控制电阻R4、第五控制电阻R5、第六控制电阻R7、第一控制MOS管Q1、第二控制MOS管Q2、第三控制MOS管Q3、第一开关管Q4、第二开关管Q6、蓄流二级管D1和三端保险丝F1；
所述第一开关管Q4、第二开关管Q6与锂电池总负极串联，所述第三控制MOS管Q3和第二控制MOS管Q2串联连接，所述第一控制MOS管Q1与锂电池总正极相连，所述三端保险丝F1过流两端1脚和2脚与第一开关管Q4、第二开关管Q6相串联，所述三端保险丝F1的4脚和5脚与外部负载和充电器相连；所述三端保险丝F1的3脚通过蓄流二极管D1与第一控制MOS管Q1的5脚、6脚、7脚、8脚相连，所述蓄流二级管D1连接在第一控制MOS管Q1与三端保险丝F1的3脚之间用来抑制三端保险丝F1的反向电压。
4.根据权利要求3所述的一种锂电池二级过压防过充保护系统，其特征在于：所述开漏电阻R6与第五控制电阻R5、第六控制电阻R7组成降压控制电路用于驱动第二控制MOS管Q2；所述第三控制电阻R3和第四控制电阻R4组成驱动电路用于驱动第三控制MOS管Q3；所述第一控制电阻、第二控制电阻组成总压降压电路用来驱动第一控制MOS管Q1。
5.根据权利要求4所述的一种锂电池二级过压防过充保护系统，其特征在于：所述开漏电阻R6与第五控制电阻R5、第六控制电阻R7组成12V降压控制电路用来驱动第三控制MOS管Q3。
6.根据权利要求4所述的一种锂电池二级过压防过充保护系统，其特征在于：所述第三控制电阻R3和第四控制电阻R4组成8V驱动电路用来驱动第二控制MOS管Q2。
7.根据权利要求6所述的一种锂电池二级过压防过充保护系统，其特征在于：所述第三控制电阻R3一端连接至锂电池外部电源供电和电源上拉信号B+、另一端连接至第二控制MOS管Q2管栅极，所述第四控制电阻R4一端连接至第二控制MOS管Q2栅极且另一端接地。
8.根据权利要求4所述的一种锂电池二级过压防过充保护系统，其特征在于：所述第一控制电阻R1一端连接至第一控制MOS管Q1的引脚3，另一端连接至第二控制电阻R2一端以及第一控制MOS管Q1的引脚4，第二控制电阻R2另一端与第二控制MOS管Q2的漏极连接。
9.根据权利要求4所述的一种锂电池二级过压防过充保护系统，其特征在于：所述第一控制MOS管Q1采用PMOS管。
10.一种锂电池二级过压防过充保护系统控制方法，其特征在于，基于权利要求1-9其中任意一项所述的锂电池二级过压防过充保护系统实现，包括如下步骤：
当开关管未失效时，三端保险丝不被触发，系统正常工作；当开关管失效时，控制芯片监测到锂电池电压上升达到极限设定阈值时，发送控制信号控制三端保险丝熔断从而切断主负回路断开充电。
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