CN202930922U - 锂电池保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种锂电池保护电路，包括用于当电池的输出电压降低时，切断电池与负载的联系的欠压保护模块，该模块的输入端与电池连接，输出端与负载连接；用于当电池充电电压升高时，切断电池与负载的联系的过压保护模块，该模块输入端与负载连接，输出端与电池连接；用于当电池充电电流增大时，切断电池与负载的联系的过充电电流保护模块，该模块输入端与负载连接，输出端与电池连接；用于当电池放电电流增大时，切断电池与负载的联系的过放电电流保护模块，该模块输入端与电池连接，输出端与负载连接。当充电电流或电压增大，以及输出电流过大或输出电压过小时，切断电池与负载的联系，使电池不再充放电，提高电池的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种锂电池保护电路。
背景技术
锂电池是一种充电电池，主要靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，锂离子在两个电极之间往返嵌入和脱嵌，充电时，锂离子从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态，放电时则相反。
锂电池过度充放电会对正负极造成永久性破坏。过度放电会导致负极碳片层结构出现塌陷，而塌陷会造成充电过程中锂离子无法插入；过度充电会使过多的锂离子嵌入负极碳结构，而造成其中部分锂离子再也无法释放出来。另外锂离子电池充电和放电电流太大也会对电池产生损害。
实用新型内容
本实用新型的主要目的是提供一种锂电池保护电路，旨在提高锂电池的使用寿命。
本实用新型提出一种锂电池保护电路，所述锂电池保护电路连接在电池和负载之间，包括:
用于当电池的输出电压降低时，切断电池与负载的联系的欠压保护模块，所述欠压保护模块的输入端与所述电池连接，输出端与所述负载连接；
用于当电池的充电电压升高时，切断电池与负载的联系的过压保护模块，所述过压保护模块的输入端与所述负载连接，输出端与所述电池连接；
用于当电池的充电电流增大时，切断电池与负载的联系的过充电电流保护模块，所述过充电电流保护模块的输入端与所述负载连接，输出端与所述电池连接；
用于当电池的放电电流增大时，切断电池与负载的联系的过放电电流保护模块，所述过放电电流保护模块的输入端与所述电池连接，输出端与所述负载连接。
优选地，所述欠压保护模块包括第一三端稳压管、第一电阻、第二电阻和继电器，其中：
所述第一三端稳压管输入端与所述继电器线圈的一端相连，输出端连接在所述第一电阻和第二电阻之间，接地端直接接地；所述第二电阻一端与所述继电器线圈的另一端相连，所述第二电阻的另一端经所述第一电阻接地；所述继电器开关连接在所述电池的正极和第二电阻之间，所述继电器的线圈的控制端与其开关相连。
优选地，所述过压保护模块包括第二三端稳压管，第三电阻、第四电阻、第五电阻、硅控制开关以及所述欠压模块中的所述第一三段稳压管和继电器，其中：
所述第二三端稳压管输入端经所述第三电阻与硅控制开关的阳极触发端相连，输出端连接在所述第四电阻和第五电阻之间，接地端直接接地；所述硅控制开关的阳极与所述欠压保护模块相连，阴极接地，阴极触发端与所述过充电电流模块和过放电电流模块相连；所述第五电阻一端与所述过充电电流模块和过放电电流模块相连，另一端经所述第四电阻接地。
优选地，所述过充电电流保护模块包括第一三极管、第六电阻、第七电阻以及所述过压保护模块中的硅控制开关、第一三端稳压管和继电器，其中：
所述所述第一三级管的集电极经所述第六电阻与所述硅控制开关的阴极触发端相连，发射极与所述第五电阻相连，基极与所述第七电阻相连；所述第七电阻一端与所述第二电阻相连，另一端与所述第一三极管的发射极相连。
优选地，所述过放电电流保护模块包括第二三极管以及所述充电电流保护模块中的第六电阻、第七电阻硅控制开关、第一三端稳压管和继电器，其中：
所述第二三极管的发射极与所述第二电阻相连，集电极经所述第六电阻与所述硅控制开关的阴极触发端相连，基极与所述第五电阻相连。
优选地，所述第一三极管与第二三极管均为PNP管。
优选地，其特征在于，还包括一发光二极管，所述二极管一端与所述电池正极相连，另一端与所述继电器相连。
优选地，所述欠压保护模块还包括一第一电容，所述第一电容一端与所述第一三端稳压管的输出端相连，另一端接地。
优选地，所述过压保护模块还包括一第二电容，所述第二电容一端与所述第二三端稳压管的输出端相连，一端接地。
优选地，所述过充电电流保护模块和过放电电流保护模块还包括第三电容，所述第三电容一端与所述硅控制开关的阴极触发端相连，另一端接地。
本实用新型所提出的锂电池保护电路，用于当电池的输出电压降低时，切断电池与负载的联系的欠压保护模块；用于当电池充电电压升高时，切断电池与负载的联系的过压保护模块；用于当电池充电电流增大时，切断电池与负载的联系的过充电电流模块；用于当电池放电电流增大时，切断池与负载的联系的过放电电流保护模块。当电池充电电流或电压增大，以及输出电流增大或输出电压减小时，切断电池与负载的联系，使电池不再充放电，提高电池的使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型锂电池保护电路的连接示意图。
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例就本实用新型的技术方案做进一步的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
参照图1，图1为本实用新型锂电池保护电路示意图。
本实施例所提出的锂电池保护电路，连接在电池E和负载RL之间，包括：用于当电池E的输出电压降低时，切断电池E与负载RL的联系的欠压保护模块10，该欠压保护模块10的输入端与电池E连接，输出端与负载RL连接；用于当电池E充电电压升高时，切断电池E与负载RL的联系的过压保护模块20，该过压保护模块20的输入端与负载RL连接，输出端与电池E连接；用于当电池E充电电流增大时，切断电池E与负载RL的联系的过充电电流保护模块30，该过充电电流保护模块30输入端与负载RL连接，输出端与电池E连接；用于当电池E放电电流增大时，切断池与负载RL的联系的过放电电流保护模块40，该过放电电流保护模块40输入端与电池E连接，输出端与负载RL连接。
在本实施例中，欠压保护模块10包括第一三端稳压管T1、第一电阻R1、第二电阻R2和继电器J。
其中，第一三端稳压管T1的输入端与继电器J线圈的一端相连，输出端连接在第一电阻R1和第二电阻R2之间，接地端直接接地；第二电阻R2一端与继电器J线圈的另一端相连，所述第二电阻R2的另一端经所述第一电阻R1接地；继电器J的开关连接在电池E的正极和第二电阻R2之间，继电器J的线圈的控制端与其开关相连。
该锂电池保护电路连接在电池E和负载RL之间，当电池E充电电流或电压增大，以及输出电流增大或输出电压降低时，切断电池E与负载RL的联系，使电池E不再充放电，提高电池E的使用寿命。
当电池E的输出电压降低时，第一电阻R1和第二电阻R2的分压低于第一三端稳压管T1内部的基准电压，该第一三端稳压管T1的输出端呈现高阻状态，继电器J的线圈失去供电，而使得继电器J的开关断开，切断了电池E和负载RL之间的联系，达到欠压保护的目的。
在本实施例中，过压保护模块20包括第二三端稳压管T2，第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、硅控制开关SCS以及欠压模块中的第一三端稳压管T1和继电器J。
其中，第二三端稳压管T2的输入端经第三电阻R3与硅控制开关SCS的阳极触发端相连，输出端连接在第四电阻R4和第五电阻R5之间，接地端直接接地；硅控制开关SCS的阳极与第一三端稳压管T1的输出端相连，阴极直接接地；第五电阻R5一端经第四电阻R4接地。
当锂电池E的充电电压升高时，第四电阻R4和第五电阻R5的分压高于第二三端稳压管T2内部的基准电压，该第二三端稳压管T2导通并呈现低阻态；第二三端稳压管T2的输出端通过第三电阻R3触发硅控制开关SCS的阳极触发端，硅控制开关SCS导通并锁定；硅控制开关SCS将第一三端稳压管T1的输出端电压降至基准电压以下，第一三端稳压管T1的输出端呈现高阻态，继电器J的线圈失去供电，而使得继电器J的开关断开，切断了电池E与负载RL的联系。
在本实施例中，过充电电流保护模块30包括第一三极管Q1、第六电阻R6、第七电阻R7以及过压保护模块20中的硅控制开关SCS、第一三端稳压管T1和继电器J。
其中，第一三级管的集电极经第六电阻R6与硅控制开关SCS的阴极触发端相连，发射极与第五电阻R5相连，基极与第七电阻R7相连；第七电阻R7一端与第二电阻R2相连，另一端与所述第一三极管Q1的发射极相连。在本实施例中，第一三极管Q1为PNP管。
当电池E的充电电流增大时，第七电阻R7上的电压增大，此时第一三级管上发射极电压大于集电极电压大于基极电压，第一三极管Q1导通；电源通过第一三极管Q1，第六电阻R6触发硅控制开关SCS的阴极触发端，该硅控制开关SCS导通并锁定；硅控制开关SCS将第一三端稳压管T1的输出端电压降至基准电压以下，第一三端稳压管T1的输出端呈现高阻态，继电器J的线圈失去供电，而使得继电器J的开关断开，切断了电池E与负载RL的联系，达到过充电电流保护的目的。
在本实施例中，过放电电流保护模块40包括第二三极管Q2以及充电电流保护模块中的第六电阻R6、第七电阻R7、硅控制开关SCS、第一三端稳压管T1和继电器J。
其中，第二三极管Q2的发射极与第二电阻R2相连，集电极经第六电阻R6与硅控制开关SCS的阴极触发端相连，基极与第五电阻R5相连。
当放电电流增大时，第七电阻R7上的电压增大，此时第二三极管Q2上发射极电压大于集电极电压大于基极电压，第二三极管Q2导通；电源通过第二三极管Q2，第六电阻R6触发硅控制开关SCS的阴极触发端，该硅控制开关SCS导通并锁定；硅控制开关SCS将第一三端稳压管T1的输出端电压降至基准电压以下，第一三端稳压管T1的输出端呈现高阻态，继电器J的线圈失去供电，而使得继电器J的开关断开，切断了电池E与负载RL的联系，达到过充电电流保护的目的。
在本实施例中，该锂电池保护电路还包括一发光二极管D，该发光二极管D一端与电池E正极相连，另一端与继电器J相连。该发光二级管用于指示继电器J的工作状态，当继电器J闭合时，发光二极管D变亮，当继电器J断开时，发光二极管D变暗。
在本实施例中，欠压保护模块10还包括一第一电容C1，该第一电容C1一端与第一三端稳压管T1的输出端相连，另一端接地。过压保护模块20还包括一第二电容C2，该第二电容C2一端与第二三端稳压管T2的输出端相连，一端接地。过充电电流保护模块30和过放电电流保护模块40还包括第三电容C3，该第三电容C3一端与硅控制开关SCS的阴极触发端相连，另一端接地。该第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3均用于防止干扰。
在本实施例中，该锂电池保护电路还包括第八电阻R8、第九电阻R9和第十电阻R10，起限流作用。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种锂电池保护电路，其特征在于，所述锂电池保护电路连接在电池和负载之间，包括:
用于当电池的输出电压降低时，切断电池与负载的联系的欠压保护模块，所述欠压保护模块的输入端与所述电池连接，输出端与所述负载连接；
用于当电池的充电电压升高时，切断电池与负载的联系的过压保护模块，所述过压保护模块的输入端与所述负载连接，输出端与所述电池连接；
用于当电池的充电电流增大时，切断电池与负载的联系的过充电电流保护模块，所述过充电电流保护模块的输入端与所述负载连接，输出端与所述电池连接；
用于当电池的放电电流增大时，切断电池与负载的联系的过放电电流保护模块，所述过放电电流保护模块的输入端与所述电池连接，输出端与所述负载连接。
2.根据权利要求1所述的锂电池保护电路，其特征在于，所述欠压保护模块包括第一三端稳压管、第一电阻、第二电阻和继电器，其中：
所述第一三端稳压管输入端与所述继电器线圈的一端相连，输出端连接在所述第一电阻和第二电阻之间，接地端直接接地；所述第二电阻一端与所述继电器线圈的另一端相连，所述第二电阻的另一端经所述第一电阻接地；所述继电器开关连接在所述电池的正极和第二电阻之间，所述继电器的线圈的控制端与其开关相连。
3.根据权利要求2所述的锂电池保护电路，其特征在于，所述过压保护模块包括第二三端稳压管，第三电阻、第四电阻、第五电阻、硅控制开关以及所述欠压模块中的所述第一三端稳压管和继电器，其中：
所述第二三端稳压管输入端经所述第三电阻与硅控制开关的阳极触发端相连，输出端连接在所述第四电阻和第五电阻之间，接地端直接接地；所述硅控制开关的阳极与所述第一三端稳压管的输出端相连，阴极接地；所述第五电阻一端经所述第四电阻接地。
4.根据权利要求3所述的锂电池保护电路，其特征在于，所述过充电电流保护模块包括第一三极管、第六电阻、第七电阻以及所述过压保护模块中的硅控制开关、第一三端稳压管和继电器，其中：
所述第一三级管的集电极经所述第六电阻与所述硅控制开关的阴极触发端相连，发射极与所述第五电阻相连，基极与所述第七电阻相连；所述第七电阻一端与所述第二电阻相连，另一端与所述第一三极管的发射极相连。
5.根据权利要求4所述的锂电池保护电路，其特征在于，所述过放电电流保护模块包括第二三极管以及所述充电电流保护模块中的第六电阻、第七电阻硅控制开关、第一三端稳压管和继电器，其中：
所述第二三极管的发射极与所述第二电阻相连，集电极经所述第六电阻与所述硅控制开关的阴极触发端相连，基极与所述第五电阻相连。
6.根据权利要求5所述的锂电池保护电路，其特征在于，所述第一三极管与第二三极管均为PNP管。
7.根据权利要求5所述的锂电池保护电路，其特征在于，还包括一发光二极管，所述二极管一端与所述电池正极相连，另一端与所述继电器相连。
8.根据权利要求2所述的锂电池保护电路，其特征在于，所述欠压保护模块还包括一第一电容，所述第一电容一端与所述第一三端稳压管的输出端相连，另一端接地。
9.根据权利要求3所述的锂电池保护电路，其特征在于，所述过压保护模块还包括一第二电容，所述第二电容一端与所述第二三端稳压管的输出端相连，一端接地。
10.根据权利要求4或5所述的锂电池保护电路，所述过充电电流保护模块和过放电电流保护模块还包括第三电容，所述第三电容一端与所述硅控制开关的阴极触发端相连，另一端接地。
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