CN202405763U - 过放电保护电路及使用该电路的电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种过放电保护电路及使用该电路的电池，两者均包括输出端口和电池单元，电池单元是由多节锂离子充电电池串联而成的电池组。该过放电保护电路还包括在输出端口和电池单元之间连接的放电控制开关，可将电池的电压与设定电压进行比较并输出比较结果的过放电电压检测部，根据所述过放电电压检测部的输出信号控制所述放电控制开关通/断的过放电逻辑控制部。当任何一节电池的电压低于设定的放电限制电压或电池组的电压低于设定电压时，该过放电保护电路能自动断开电路，停止放电，从而使任何一节电池都不会受到过放电的损坏，保证了电池单元的放电安全。
Description
技术领域
本实用新型涉及大容量、高功率动力锂离子电池的过放电保护电路，以及使用该保护电路的电池。
背景技术
锂离子电池没有记忆效应，所以是理想的充电电池。其作为动力电池使用时，往往需要将7至13节锂离子电池串联使用，以达到电动机所需要的电压。将其连接于负载时，由于每节电池的品质不可能完全一样，一旦有一节电池处于过放电状态，就可能造成锂离子从负极过度脱嵌，从而使电极间发生短路，影响电池容量、寿命。
实用新型内容
本实用新型的一个目的是提供一种动力锂离子电池的过放电保护电路，以解决在多节锂离子电池串联使用时，容易造成过放电损坏的问题。
为了实现上述目的，采用的技术解决方案是：
过放电保护电路，包括输出端口和电池单元，电池单元是由多节锂离子充电电池串联而成的电池组；所述过放电保护电路还包括在输出端口和电池单元之间连接的放电控制开关，可将电池的电压与设定电压进行比较并输出比较结果的过放电电压检测部，根据所述过放电电压检测部的输出信号控制所述放电控制开关通/断的过放电逻辑控制部。
上述过放电电压检测部包括连接在所述每一节电池的正负极两端、可将每一节电池的实际电压与设定的该节电池的放电限制电压进行比较并分别输出比较结果的多个差动电路。
上述过放电逻辑控制部包括可根据所述这些差动电路的输出信号进行逻辑运算的过放电逻辑电路和可将所述过放电逻辑电路输出的电压信号与一个设定的相当于所述多个放电限制电压之和的电压进行比较并输出比较结果的电压比较器。
上述放电控制开关由MOSFET管构成。
本实用新型的另一个目的在于提供一种使用上述过放电保护电路的电池。
为了实现上述目的，采用的技术解决方案是：
使用过放电保护电路的电池，具有过放电保护电路，其包括输出端口和电池单元，电池单元是由多节锂离子充电电池串联而成的电池组；所述过放电保护电路还包括在输出端口和电池单元之间连接的放电控制开关，可将电池的电压与设定电压进行比较并输出比较结果的过放电电压检测部，根据所述过放电电压检测部的输出信号控制所述放电控制开关通/断的过放电逻辑控制部。
上述过放电电压检测部包括连接在所述每一节电池的正负极两端、可将每一节电池的实际电压与设定的该节电池的放电限制电压进行比较并分别输出比较结果的多个差动电路。
上述过放电逻辑控制部包括可根据所述这些差动电路的输出信号进行逻辑运算的过放电逻辑电路和可将所述过放电逻辑电路输出的电压信号与一个设定的相当于所述多个放电限制电压之和的电压进行比较并输出比较结果的电压比较器。
上述放电控制开关由MOSFET管构成。
本实用新型的有益效果：
由于所述电池单元由多节锂离子充电电池串联而成，每节电池的正负极两端分别连接有一个差动电路，每个差动电路分别对单节电池的实际电压与设定的该节电池的放电限制电压进行比较，并将比较结果分别输入过放电逻辑控制部的过放电逻辑电路，过放电逻辑控制部的电压比较器将所述过放电逻辑电路输出的电压信号与一个低于设定的相当于所述多个放电限制电压之和的电压进行比较并将比较结果输出到MOSFET管。当每一节电池的实际电压都高于设定的放电限制电压时，差动电路向过放电逻辑电路提供单节电池的实际电压，这些实际电压信号经过过放电逻辑电路的运算后输出到电压比较器，与一个低于设定的相当于所述多个放电限制电压之和的电压进行比较，如果高于该电压，则向MOSFET管发出高电平，MOSFET管导通，电池组正常放电；如果低于该电压，则向MOSFET管发出低电平，MOSFET管断开，停止放电。当任何一节电池的实际电压低于设定的放电限制电压时，相应的差动电路就会向过放电逻辑电路发出低电平，过放电逻辑电路经过运算和电压比较器比较后，也向MOSFET管发出低电平，断开放电电路，停止放电。从而在多节锂离子电池串联使用时，任何一节电池都不会受到过放电的损坏，而且当整组电池的电压低于一个设定的电压时，放电电路也会自动断开，由于这个设定电压低于电池组所有单节电池的放电限制电压之和，所以它会在每节电池都未达到设定的放电限制电压时，使放电电路断开，避免电池组在一个没有意义的低电压下继续工作，从而使电池组的使用更加安全和经济。
附图说明
图1是过放电保护电路的电路原理图。
具体实施方式
实施例1
图1示出了本实用新型的一个实施例中动力锂离子电池的过放电保护电路2的大致结构。
过放电保护电路具有作为输出端口的正极端子102和负极端子103，放电时，其分别与负载连接。电池单元101是由多节锂离子充电电池串联而成的电池组，放电控制开关105由MOSFET管构成，放电控制开关105连接在电池单元101的负极与负极端子103之间。在所述每一节电池的正负极两端连接有一个可将每节电池的实际电压与设定的该节电池的放电限制电压进行比较并分别输出比较结果的多个差动电路21，差动电路21的数量与所述锂离子充电电池数量相应。所有这些差动电路21的比较结果分别输入过放电逻辑电路22，过放电逻辑电路22的输出端连接一个电压比较器23，电压比较器23可以将过放电逻辑电路22输出的电压信号与一个低于设定的相当于所述多个放电限制电压之和的电压进行比较，这个电压可以人为调节。电压比较器23的输出端与作为放电控制开关105使用的MOSFET管的栅极连接。所有这些差动电路21构成了过放电保护电路2的过放电电压检测部分，过放电逻辑电路22和电压比较器23构成了过放电保护电路2的过放电逻辑控制部分。
当每一节电池的实际电压都高于设定的放电限制电压时，差动电路21向过放电逻辑电路22提供单节电池的实际电压，这些实际电压信号经过过放电逻辑电路22的运算后输出到电压比较器23，与一个低于设定的相当于所述多个放电限制电压之和的电压进行比较，如果高于该电压，则向MOSFET管发出高电平，MOSFET管导通，电池组正常放电。如果低于该电压，则向MOSFET管发出低电平，MOSFET管断开，停止放电。当任何一节电池的实际电压低于设定的放电限制电压时，相应的差动电路21就会向过放电逻辑电路22发出低电平，过放电逻辑电路22经过运算和电压比较器23比较后，也向MOSFET管发出低电平，断开放电电路，停止放电。从而在电池组放电时，任何一节电池都不会受到过放电的损坏，而且当整组电池的电压低于一个设定的电压时，放电电路也会自动断开，由于这个设定电压低于电池组所有单节电池设定的放电限制电压之和，所以它会在每节电池都未达到设定的放电限制电压时，使电路断开，避免电池组在一个没有意义的低电压下继续工作，从而使电池组的使用更加安全和经济。
该过放电保护电路特别适合由四节以上锂离子电池串联而成的动力电池使用。
实施例2
结合图1，使用过放电保护电路的电池，其过放电保护电路具有输出端口正极端子102和负极端子103，放电时，其分别与负载连接。电池单元101是由多节锂离子充电电池串联而成的电池组，放电控制开关105由MOSFET管构成，放电控制开关105连接在电池单元101的负极与负极端子103之间。在所述每一节电池的正负极两端连接有一个可将每节电池的实际电压与设定的该节电池的放电限制电压进行比较并分别输出比较结果的多个差动电路21，差动电路21的数量与所述锂离子充电电池数量相应。所有这些差动电路21的比较结果分别输入过放电逻辑电路22，过放电逻辑电路22的输出端连接一个电压比较器23，电压比较器23可以将过放电逻辑电路22输出的电压信号与一个低于设定的相当于所述多个放电限制电压之和的电压进行比较，这个电压可以人为调节。电压比较器23的输出端与作为放电控制开关105使用的MOSFET管的栅极连接。所有这些差动电路21构成了过放电保护电路2的过放电电压检测部分，过放电逻辑电路22和电压比较器23构成了过放电保护电路2的过放电逻辑控制部分。
当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.过放电保护电路，包括输出端口和电池单元，电池单元是由多节锂离子充电电池串联而成的电池组；其特征在于：所述过放电保护电路还包括在输出端口和电池单元之间连接的放电控制开关，可将电池的电压与设定电压进行比较并输出比较结果的过放电电压检测部，根据所述过放电电压检测部的输出信号控制所述放电控制开关通/断的过放电逻辑控制部。
2.根据权利要求1所述的过放电保护电路，其特征在于：所述过放电电压检测部包括连接在所述每一节电池的正负极两端、可将每一节电池的实际电压与设定的该节电池的放电限制电压进行比较并分别输出比较结果的多个差动电路。
3.根据权利要求2所述的过放电保护电路，其特征在于：所述过放电逻辑控制部包括可根据所述这些差动电路的输出信号进行逻辑运算的过放电逻辑电路和可将所述过放电逻辑电路输出的电压信号与一个设定的相当于所述多个放电限制电压之和的电压进行比较并输出比较结果的电压比较器。
4.根据权利要求1至3任一项所述的过放电保护电路，其特征在于：所述放电控制开关由MOSFET管构成。
5.使用过放电保护电路的电池，具有过放电保护电路，其包括输出端口和电池单元，电池单元是由多节锂离子充电电池串联而成的电池组；其特征在于：所述过放电保护电路还包括在输出端口和电池单元之间连接的放电控制开关，可将电池的电压与设定电压进行比较并输出比较结果的过放电电压检测部，根据所述过放电电压检测部的输出信号控制所述放电控制开关通/断的过放电逻辑控制部。
6.根据权利要求5所述的使用过放电保护电路的电池，其特征在于：所述过放电电压检测部包括连接在所述每一节电池的正负极两端、可将每一节电池的实际电压与设定的该节电池的放电限制电压进行比较并分别输出比较结果的多个差动电路。
7.根据权利要求6所述的使用过放电保护电路的电池，其特征在于：所述过放电逻辑控制部包括可根据所述这些差动电路的输出信号进行逻辑运算的过放电逻辑电路和可将所述过放电逻辑电路输出的电压信号与一个设定的相当于所述多个放电限制电压之和的电压进行比较并输出比较结果的电压比较器。
8.根据权利要求5至7任一项所述的使用过放电保护电路的电池，其特征在于：所述放电控制开关由MOSFET管构成。
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