CN203983966U - 一种单节锂离子电池大电流输出控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种单节锂离子电池大电流输出控制电路，而提供一种能够保持多个MOS管的一致性，可靠性高的控制电路。包括锂离子电池控制芯片U2、低压差线性稳压器U1、信号转换N沟道MOS管Q1、信号转换N沟道MOS管Q3、信号转换P沟道MOS管Q2、信号转换P沟道MOS管Q4、主功率N沟道MOS管Q5和主功率N沟道MOS管Q6，本实用新型的控制电路通过锂离子电池控制芯片对电池进行电压、放电电流监控，并产生相应的控制信号，该控制信号用于驱动信号转换MOS管，通过MOS管的开关来实现对主回路功率MOS管的开关控制，进而实现各种保护功能，电路工作可靠，电子器件少，尺寸小，成本低。
Description
技术领域
本实用新型涉及电学技术领域，特别是涉及一种单节锂离子电池大电流输出控制电路。
背景技术
锂离子电池被广泛应用于生活中。随着智能电子产品，如电脑、手机、PAD等的发展，对锂离子电池的要求越来越高。
锂离子电池组在使用时必须安装保护电路，其中起到开关作用的是MOS管，信号转换的MOS管的导通电压Vgs小于2V，中主功率的MOS管的导通电压Vgs一般在2V-3V,而锂离子电池组使用电压范围基本为3V以上，因此无法使用单节锂离子电池电压直接驱动主功率MOS。当设备要求主功率输出时，往往采用多个信号转换MOS管并联，这样就存在MOS的一致性问题。当外部发生短路时，控制芯片发出关断指令，由于多个MOS管的不一致性，因此存在某个管子关断较慢，即在较长时间类流过的电流较大，存在损坏的风险。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种能够保持多个MOS管的一致性，可靠性高的单节锂离子电池大电流输出控制电路。
为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是：
一种单节锂离子电池大电流输出控制电路，包括锂离子电池控制芯片U2、低压差线性稳压器U1、信号转换N沟道MOS管Q1、信号转换N沟道MOS管Q3、信号转换P沟道MOS管Q2、信号转换P沟道MOS管Q4、主功率N沟道MOS管Q5和主功率N沟道MOS管Q6，所述低压差线性稳压器U1的输入端与锂离子电芯正极连接，所述低压差线性稳压器U1的接地端Vss与锂离子电芯负极B-连接；所述信号转换N沟道MOS管Q1的漏极与电阻R1一端连接，所述信号转换N沟道MOS管Q3的漏极与电阻R4一端连接，所述电阻R1和电阻R4的另一端与所述低压差线性稳压器U1的输出端连接；所述信号转换N沟道MOS管Q1的栅极与所述锂离子电池控制芯片U2的充电控制端CO连接，所述信号转换N沟道MOS管Q3的栅极与所述锂离子电池控制芯片U2的放电控制端DO连接，所述信号转换N沟道MOS管Q1和所述信号转换N沟道MOS管Q3的源极分别与锂离子电芯负极B-连接；所述信号转换P沟道MOS管Q2的漏极与电阻R2一端连接，所述信号转换P沟道MOS管Q4的漏极与电阻R5一端连接，所述电阻R2和电阻R5的另一端与所述低压差线性稳压器U1的输出端Vout连接；所述信号转换P沟道MOS管Q2的栅极与所述信号转换N沟道MOS管Q1的漏极连接，所述信号转换P沟道MOS管Q4的栅极与所述信号转换N沟道MOS管Q3的漏极连接；所述信号转换P沟道MOS管Q2的源极一路通过电阻R3与锂离子电芯负极B-连接，另一路与所述锂离子电池控制芯片U2的充电控制端CC连接；所述信号转换P沟道MOS管Q4的源极一路通过电阻R6与锂离子电芯负极B-连接，另一路与所述锂离子电池控制芯片U2的放电控制端DC连接；所述主功率N沟道MOS管Q5的栅极与所述锂离子电池控制芯片U2的充电控制端CC连接，所述主功率N沟道MOS管Q6的栅极与所述锂离子电池控制芯片U2的放电控制端DC连接，所述主功率N沟道MOS管Q5的漏极与所述主功率N沟道MOS管Q6的漏极相连，所述主功率N沟道MOS管Q5的源极与锂离子电池的输入负极B-连接，所述主功率N沟道MOS管Q6的源极与锂离子电池的输出负极P-连接；所述锂离子电池控制芯片U2的输入端Vdd通过电阻R7与锂离子电芯正极B+连接；所述锂离子电池控制芯片U2的接地端Vss与锂离子电芯负极B-连接，所述锂离子电池控制芯片U2的电流检测端VM通过所述电阻R8与锂离子电池负极P-连接。所述锂离子电芯正极与锂离子电池正极电气上为同一点。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型的控制电路通过锂离子电池控制芯片对电池进行电压、放电电流监控，并产生相应的控制信号，该控制信号用于驱动信号转换MOS管，通过MOS管的开关来实现对主回路功率MOS管的开关控制，进而实现各种保护功能，电路工作可靠，电子器件少，尺寸小，成本低。
2、本实用新型的控制电路通过分立器件实现自动控制，控制电路简单、功耗小。
附图说明
图1所示为本实用新型单节锂离子电池大电流输出控制电路的原理图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
图1所示为本实用新型单节锂离子电池大电流输出控制电路的原理图，包括锂离子电池控制芯片U2、低压差线性稳压器U1、信号转换N沟道MOS管Q1、信号转换N沟道MOS管Q3、信号转换P沟道MOS管Q2、信号转换P沟道MOS管Q4、主功率N沟道MOS管Q5和主功率N沟道MOS管Q6，所述低压差线性稳压器U1的输入端Vin与锂离子电芯正极B+连接，所述低压差线性稳压器U1的接地端Vss与锂离子电芯负极B-连接；所述信号转换N沟道MOS管Q1的漏极与电阻R1一端连接，所述信号转换N沟道MOS管Q3的漏极与电阻R4一端连接，所述电阻R1和电阻R4的另一端与所述低压差线性稳压器U1的输出端Vout连接；所述信号转换N沟道MOS管Q1的栅极与所述锂离子电池控制芯片U2的充电控制端CO连接，所述信号转换N沟道MOS管Q3的栅极与所述锂离子电池控制芯片U2的放电控制端DO连接，所述信号转换N沟道MOS管Q1和所述信号转换N沟道MOS管Q3的源极分别与锂离子电芯负极B-连接；所述信号转换P沟道MOS管Q2的漏极与电阻R2一端连接，所述信号转换P沟道MOS管Q4的漏极与电阻R5一端连接，所述电阻R2和电阻R5的另一端与所述低压差线性稳压器U1的输出端Vout连接；所述信号转换P沟道MOS管Q2的栅极与所述信号转换N沟道MOS管Q1的漏极连接，所述信号转换P沟道MOS管Q4的栅极与所述信号转换N沟道MOS管Q3的漏极连接；所述信号转换P沟道MOS管Q2的源极一路通过电阻R3与锂离子电芯负极B-连接，另一路与所述锂离子电池控制芯片U2的充电控制端CC连接；所述信号转换P沟道MOS管Q4的源极一路通过电阻R6与锂离子电芯负极B-连接，另一路与所述锂离子电池控制芯片U2的放电控制端DC连接；所述主功率N沟道MOS管Q5的栅极与所述锂离子电池控制芯片U2的充电控制端CC连接，所述主功率N沟道MOS管Q6的栅极与所述锂离子电池控制芯片U2的放电控制端DC连接，所述主功率N沟道MOS管Q5的漏极与所述主功率N沟道MOS管Q6的漏极相连，所述主功率N沟道MOS管Q5的源极与锂离子电池的输入负极B-连接，所述主功率N沟道MOS管Q6的源极与锂离子电池的输出负极P-连接；所述锂离子电池控制芯片U2的输入端Vdd通过电阻R7与锂离子电芯正极B+连接；所述锂离子电池控制芯片U2的接地端Vss与锂离子电芯负极B-连接，所述锂离子电池控制芯片U2的电流检测端VM通过所述电阻R8与锂离子电池负极P-连接。所述锂离子电芯正极B+与锂离子电池正极P+电气上为同一点。
当锂离子电池控制芯片U2检测到电池工作状态正常时，充电控制端CO、放电控制端DO端输出为电芯电压，对应的信号转换N沟道MOS管Q1、信号转换N沟道MOS管Q3的栅极和源极电压差为电芯电压，使信号转换N沟道MOS管Q1、信号转换N沟道MOS管Q3导通，信号转换P沟道MOS管Q2、信号转换P沟道MOS管Q4的栅极电压为B-,源极分别通过电阻R2、电阻R5上拉至5V,所述信号转换P沟道MOS管Q2、所述信号转换P沟道MOS管Q4的栅极和源极电压差为-5V，信号转换P沟道MOS管Q2、信号转换P沟道MOS管Q4导通，此时信号转换P沟道MOS管Q2、信号转换P沟道MOS管Q4的漏极电压为5.0V,使锂离子电池控制芯片的充电控制端CC、放电控制端DC的电压为5.0V,主功率N沟道MOS管Q5、主功率N沟道MOS管Q6的栅极和源极电压差为5.0V,主功率N沟道MOS管Q5、主功率N沟道MOS管Q6完全导通，导通后电阻极低可达到毫欧姆级，电池可正常充电、放电。当锂离子电池控制芯片U2检测到异常状态（电压过高、过低、放电电流过大）时，锂离子电池控制芯片U2的控制端CO或控制端DO输出为B-，对应的会使信号转换N沟道MOS管Q1或信号转换N沟道MOS管Q3关断，进一步使信号转换P沟道MOS管Q2或信号转换P沟道MOS管Q4关断，最终使主功率N沟道MOS管Q5或主功率N沟道MOS管Q6的栅极和源极电压差为零，从而使其关断，切断放电或充电回路，实现保护功能。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (1)
1.一种单节锂离子电池大电流输出控制电路，其特征在于，包括锂离子电池控制芯片U2、低压差线性稳压器U1、信号转换N沟道MOS管Q1、信号转换N沟道MOS管Q3、信号转换P沟道MOS管Q2、信号转换P沟道MOS管Q4、主功率N沟道MOS管Q5和主功率N沟道MOS管Q6，所述低压差线性稳压器U1的输入端与锂离子电芯正极连接，所述低压差线性稳压器U1的接地端与锂离子电芯负极连接；所述信号转换N沟道MOS管Q1的漏极与电阻R1一端连接，所述信号转换N沟道MOS管Q3的漏极与电阻R4一端连接，所述电阻R1和电阻R4的另一端与所述低压差线性稳压器U1的输出端连接；所述信号转换N沟道MOS管Q1的栅极与所述锂离子电池控制芯片U2的充电控制端CO连接，所述信号转换N沟道MOS管Q3的栅极与所述锂离子电池控制芯片U2的放电控制端DO连接，所述信号转换N沟道MOS管Q1和所述信号转换N沟道MOS管Q3的源极分别与锂离子电芯负极连接；所述信号转换P沟道MOS管Q2的漏极与电阻R2一端连接，所述信号转换P沟道MOS管Q4的漏极与电阻R5一端连接，所述电阻R2和电阻R5的另一端与所述低压差线性稳压器U1的输出端连接；所述信号转换P沟道MOS管Q2的栅极与所述信号转换N沟道MOS管Q1的漏极连接，所述信号转换P沟道MOS管Q4的栅极与所述信号转换N沟道MOS管Q3的漏极连接；所述信号转换P沟道MOS管Q2的源极一路通过电阻R3与锂离子电芯负极连接，另一路与所述锂离子电池控制芯片U2的充电控制端CC连接；所述信号转换P沟道MOS管Q4的源极一路通过电阻R6与锂离子电芯负极连接，另一路与所述锂离子电池控制芯片U2的放电控制端DC连接；所述主功率N沟道MOS管Q5的栅极与所述锂离子电池控制芯片U2的充电控制端CC连接，所述主功率N沟道MOS管Q6的栅极与所述锂离子电池控制芯片U2的放电控制端DC连接，所述主功率N沟道MOS管Q5的漏极与所述主功率N沟道MOS管Q6的漏极相连，所述主功率N沟道MOS管Q5的源极与锂离子电池的输入负极连接，所述主功率N沟道MOS管Q6的源极与锂离子电池的输出负极-连接；所述锂离子电池控制芯片U2的输入端通过电阻R7与锂离子电芯正极连接；所述锂离子电池控制芯片U2的接地端与锂离子电芯负极连接，所述锂离子电池控制芯片U2的电流检测端通过所述电阻R8与锂离子电池负极连接；所述锂离子电芯正极与锂离子电池正极电气上为同一点。
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|---|---|---|---|---|
| CN106712174A (zh) * | 2016-12-23 | 2017-05-24 | 天津力神特种电源科技股份公司 | 锂离子蓄电池组供电及通信自动切换方法 |
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2013
- 2013-12-27 CN CN201320895349.7U patent/CN203983966U/zh not_active Expired - Lifetime
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| CN106712174B (zh) * | 2016-12-23 | 2020-12-15 | 天津力神特种电源科技股份公司 | 锂离子蓄电池组供电及通信自动切换方法 |
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