CN205248766U - 一种过压断电的控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种过压断电的控制电路，包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R7、电阻R8、MOS管Q1、MOS管Q2和单向导通元件；电阻R4和电阻R7依次串联连接，单向导通元件的一端连接至电阻R4和电阻R7的串联连接端，单向导通元件的另一端通过电阻R2接地；MOS管Q1的栅极通过电阻R1连接至单向导通元件的另一端，MOS管Q1的源极接地，MOS管Q1的漏极通过电阻R8接地；MOS管Q2的栅极连接至MOS管Q1的漏极，MOS管Q2的栅极还通过电阻R3连接至电阻R4的非串联连接端，MOS管Q2的源极接地，MOS管Q2的漏极用于连接电池的负极；电阻R4的非串联连接端用于连接电池的正极。本实用新型可以避免充电器故障、用错而导致损坏产品或充电器的现象发生。
Description
技术领域
本实用新型属于过压保护技术领域，更具体地，涉及一种过压断电的控制电路。
背景技术
当今世界，锂电池已经在动力交通、储能设备、医疗机械等各个领域得到的广泛应用。作为一种储能器件，虽然锂电池使用技术已经日渐成熟，但不可避免地在使用中也要注意锂电池过充、过放，以及可能会出现的起始过压充电问题。锂电池的充电电压并不是越高越好，而是必须控制在一定的范围之内。一味儿的高电压大电流充电只会导致电池内部极化反应，造成不可逆转的损伤。
目前市面上所出售的保护板对于充电输入过压的技术处理方法，一般是在输入端添加稳压管、TVS管，或使用接插件防呆，或规定一对一地使用专用充电器防止串用。这样的处理方法固然好，但使用稳压管的方法，实属过压后引起短路来限制前端输入而保护电池，这对充电器的设计有较高的要求。使用接插件防呆的方法，由于充电器的生产厂家如此众多，而且同一厂家的充电器虽然不同型号之间充电电压不同，但是接口是相同的，而此时你如果有了多款不同电压的电池产品，难保不会有插错的时候。况且充电器厂家良莠不齐，产品质量无法把控，充电器的输出都是从市电220V转换而来，当充电器出现故障时，输出电压可能会骤增。
现有技术中所实现的输入过压保护的方法主要有四种：
(1)直接接入相应电压的稳压管或TVS管；然而，过压后稳压管会直接导通，较大的短路电流可能会损伤充电设备。
(2)使用比较器来比较电压大小，最后断开输入。然而，比较器需要单独供电，增加了复杂性。
(3)直接接入芯片内，由芯片来判断是否过压。然而，增加了复杂性，而且芯片需要供电。
(4)使用专用接插件防呆，一对一专用充电器。然而，对于同一生产厂家生产出来的充电器，无法相互之间防呆。
现今市面上所实现的输入过压保护功能，要么是使用比较器来比较电压，最后断开输入，要么是直接接入芯片内，由芯片来判断是否过压。而这两种方法中，采用比较器的方法则比较器需要单独供电，增加了复杂性；直接接入芯片，则使用芯片会引起成本的增加。
实用新型内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种过压断电的控制电路，其目的在于可以避免充电器故障、用错而导致损坏产品或充电器的现象发生。
本实用新型提供了一种过压断电的控制电路，包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R7、电阻R8、MOS管Q1、MOS管Q2和单向导通元件；所述电阻R4和所述电阻R7依次串联连接，所述单向导通元件的一端连接至所述电阻R4和所述电阻R7的串联连接端，所述单向导通元件的另一端通过所述电阻R2接地；所述MOS管Q1的栅极通过所述电阻R1连接至所述单向导通元件的另一端，所述MOS管Q1的源极接地，所述MOS管Q1的漏极通过所述电阻R8接地；所述MOS管Q2的栅极连接至所述MOS管Q1的漏极，所述MOS管Q2的栅极还通过所述电阻R3连接至所述电阻R4的非串联连接端，所述MOS管Q2的源极接地，所述MOS管Q2的漏极用于连接电池的负极；所述电阻R4的非串联连接端用于连接电池的正极。
更进一步地，所述MOS管Q1和所述MOS管Q2均为NMOS管。
更进一步地，所述单向导通元件为二极管D1，所述二极管D1的阴极连接至所述电阻R4和所述电阻R7的串联连接端，所述二极管D1的阳极通过电阻R2接地；二极管D1的阳极还通过所述电阻R1连接至MOS管Q1的栅极。
本实用新型提供的过压断电的控制电路是一种外围电路简单，反应速度快，所用元器件成本低廉，无需供电使用的电路；能够自动检测输入电压，当输入电压大于一定的阈值时，会断开输入从而起到双向保护的作用。
附图说明
图1是本实用新型提供的过压断电的控制电路的具体电路图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。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。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本实用新型应用于瑞巴斯项目的小型BMS控制板上，旨在以最简单的方式实现当充电器接入时，自动判断充电器的输出电压是否符合我司电池产品的充电规格。避免了充电器故障、用错而导致损坏产品或充电器的现象发生。不需要使用任何芯片，结构简单，节约成本。
本实用新型中，在输入端使用较少的元器件自动检测输入电压，当持续的输入电压大于一定的峰值后，会断开输入，从而起了双向保护，保护了电池与充电器。成本低，性能可靠，无需复杂操作。
本实用新型提供的过压断电的控制电路的具体电路结构如图1所示，包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R7、电阻R8、MOS管Q1、MOS管Q2和二极管D1；电阻R4和电阻R7依次串联连接，二极管D1的阴极连接至电阻R4和电阻R7的串联连接端，二极管D1的阳极通过电阻R2接地；MOS管Q1的栅极通过电阻R1连接至二极管D1的阳极；MOS管Q1的源极接地，MOS管Q1的漏极通过电阻R8接地；MOS管Q2的栅极连接至MOS管Q1的漏极，MOS管Q2的栅极还通过电阻R3连接至电阻R4的非串联连接端；MOS管Q2的源极接地，MOS管Q2的漏极用于连接电池的负极；电阻R4的非串联连接端用于连接电池的正极。
本实用新型提供的过压断电的控制电路的工作原理如下：
(一)保护启动条件
①一般的小型电源产品供电电压主要为24V，充电电压最高不超过32V
②当客户使用错误或者损坏的充电设备接入我司电池产品时(即蓝色A、B两点代表接入我司产品)，
假设此时充电设备的输出电压大于32V，根据电阻R4、电阻R5的分压，在端点5的地方会产生一个21V的电压。
由于二极管D1的BZX84C15(15V稳压管)两端的电压为21V，远超了15V耐压值，所以稳压管将剩余的6V电压引导到了端点1。此时端点1由于电阻R2的下拉作用，所以端点1所剩的实际电压为3V。
③这个3V电压经过R1传导到了端点9，即MOS管Q1元器件2N7002(NMOS管)的G极。
2N7002的G极受到3V电压的驱动，于是将MOS管两端的D、S极进行导通。此时端点3的电压被强制下拉到0V(GND)。
④端点3即Q2(NMOS管)的G极，当G极被强制下拉到0V时，Q2NMOS管截止，断开总回路。
此时充电器是不能给电池进行充电的，防止了电压忽升过高而损坏电池。
(二)正常工作状态
本电路只有当输入电压大于一定值的情况下才会开启保护，其余时间均为正常工作状态。
正常状态的运作原理是当充电器的输入电压小于30V时，由于电阻R4与电阻R7的分压，二极管D1稳压管两端的电压小于17V。二极管D1两端电压如果小于15V，二极管D1则不导通，端点1电压为零。二极管D1两端电压处于15～17V之间，多出来的电压部分将引导到端点1，此时由于电阻R2的下拉作用，所以端点1的电压依然为零。端点1的电压为零即代表MOS管Q1的G极电压为零，MOS管Q1不导通。所以根据电阻R3和电阻R8的分压，NMOS管Q2的G极电压范围为10～15V，NMOS管Q2开启，电池能够正常充电。
(三)工作启动条件
本电路只有当电压大于一定的阈值才会开启保护。阈值可以通过调整R4、R7的阻值来进行控制，也可以替换D1稳压管的稳压值来进行控制。
在本实用新型中，将稳压管作为电压测量原件。稳压管在不损坏的前提下，一端在超过其耐受的电压值之后会将剩余的电压值导到另一端。重点利用这导出的剩余电压值作为判断标准。
本实用新型结构简单，使用元器件少，成本低廉。反应迅速，无需供电，不损害输入系统。不需要采用任何芯片，低功耗。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种过压断电的控制电路，其特征在于，包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R7、电阻R8、MOS管Q1、MOS管Q2和单向导通元件；
所述电阻R4和所述电阻R7依次串联连接，所述单向导通元件的一端连接至所述电阻R4和所述电阻R7的串联连接端，所述单向导通元件的另一端通过所述电阻R2接地；
所述MOS管Q1的栅极通过所述电阻R1连接至所述单向导通元件的另一端，所述MOS管Q1的源极接地，所述MOS管Q1的漏极通过所述电阻R8接地；
所述MOS管Q2的栅极连接至所述MOS管Q1的漏极，所述MOS管Q2的栅极还通过所述电阻R3连接至所述电阻R4的非串联连接端，所述MOS管Q2的源极接地，所述MOS管Q2的漏极用于连接电池的负极；所述电阻R4的非串联连接端用于连接电池的正极。
2.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述MOS管Q1和所述MOS管Q2均为NMOS管。
3.如权利要求1或2所述的控制电路，其特征在于，所述单向导通元件为二极管D1，所述二极管D1的阴极连接至所述电阻R4和所述电阻R7的串联连接端，所述二极管D1的阳极通过电阻R2接地；二极管D1的阳极还通过所述电阻R1连接至MOS管Q1的栅极。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN106300252A (zh) * | 2016-07-29 | 2017-01-04 | 东莞酷派软件技术有限公司 | 一种漏电检测方法、装置及终端设备 |
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2015
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