CN206506281U - 电池低电压保护电路及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种电池低电压保护电路及电子设备，其中该电池低电压保护电路包括缓启电路、第一开关电路、第二开关电路、采样反馈电路；第一开关电路，切断或接通电池输出至负载的电源；缓启电路，延时预设时间后开启第一开关电路，接通电池输出至负载的电源；第二开关电路，切断第一开关电路；采样反馈电路，检测第一开关电路输出电压，并输出至第二开关电路，在第一开关电路输出电压低于预设电压阈值时，第二开关电路切断第一开关电路，电池停止输出电能。本实用新型技术方案降低了技术成本及功耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池充电领域，特别涉及一种电池低电压保护电路及应用该电池低电压保护电路的电子设备。
背景技术
现在的电子设备，尤其是便携式电子设备，例如手机、平板电脑等，都配备有锂电池，以方便移动使用。在锂电池电量不足时，其电池电压会下降，这时需要切断锂电池的电能输出，避免低电压造成电子设备工作异常甚至损坏。
现有技术通常是采用集成电路来实现这一功能，通过集成电路将采集的模拟电压信号，转换成数字电压信号，在通过判断后，输出控制信号，以切断锂电池的电能输出。但是这种方案成本、功耗都比较高。
实用新型内容
本实用新型的主要目的是提出一种电池低电压保护电路，旨在降低技术成本及功耗。
为实现上述目的，本实用新型提出的电池低电压保护电路，包括缓启电路、第一开关电路、第二开关电路、采样反馈电路；其中，
所述第一开关电路，切断或接通电池输出至负载的电源；
所述缓启电路，延时预设时间后开启第一开关电路，接通电池输出至负载的电源；
所述第二开关电路，切断所述第一开关电路；
所述采样反馈电路，检测所述第一开关电路输出电压，并输出至所述第二开关电路，在所述第一开关电路输出电压低于预设电压阈值时，所述第二开关电路切断所述第一开关电路，电池停止输出电能。
优选地，所述电池低电压保护电路还包括电源输出开关电路，所述电源输出开关电路切断或接通电池输出至所述第一开关电路的电源。
优选地，所述电源输出开关电路的输入端与所述电池正极输出端连接，所述电源开关电路的输出端与所述第一开关电路的输入端连接，所述第一开关电路的输出端连接负载；所述采样反馈电路的采样端与所述第一开关电路的输出端连接，所述采样反馈电路的接地端与所述电池负极输出端连接，所述采样反馈电路的输出端与所述第二开关电路的受控端连接，所述第二开关电路的输入端与所述第一开关电路的受控端连接，所述第二开关电路的输出端与所述电池负极输出端连接；所述缓启电路的输入端与所述电源输出开关电路的输出端连接，所述缓启电路的接地端与所述电池负极输出端连接，所述缓启电路的输出端与所述第一开关电路的受控端连接。
优选地，所述采样反馈电路包括第一稳压管、及第一电阻，所述第一稳压管的阳极与所述第一开关电路连接，所述第一稳压管的阴极与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述第二开关电路连接。
优选地，所述采样反馈电路还包括第二电阻、第一电容、及第二电容，所述第二电阻的第一端与所述第一电阻的第二端连接，所述第二电阻的第二端接地，所述第一电容的第一端与所述第二电阻的第一端连接，所述第一电容的第二端接地，所述第二电容并联于所述第一电容的第一端和第二端之间。
优选地，所述缓启电路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻及第三电容，所述第三电阻的第一端与电池连接，所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与所述第三电容的第一端连接，所述第三电容的第二端接地；所述第四电阻的第一端还与所述第一开关电路连接；所述第五电阻的第一端与所述第三电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端与所述第三电容的第二端连接。
优选地，所述电池低电压保护电路包括第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述第一开关电路的输出端连接，所述第一二极管的阴极与所述电池负极输出端连接。
优选地，所述电源输出开关电路包括按键开关，所述按键开关的输入端与所述电池正极输出端连接，所述按键开关的输出端与所述第一开关电路的输入端连接。
本实用新型还提出一种电子设备，所述电子设备包括如上所述的电池低电压保护电路，电池低电压保护电路该包括缓启电路、第一开关电路、第二开关电路、采样反馈电路；其中，所述第一开关电路，切断或接通电池输出至负载的电源；所述缓启电路，延时预设时间后开启第一开关电路，接通电池输出至负载的电源；所述第二开关电路，切断所述第一开关电路；所述采样反馈电路，检测所述第一开关电路输出电压，并输出至所述第二开关电路，在所述第一开关电路输出电压低于预设电压阈值时，所述第二开关电路切断所述第一开关电路，电池停止输出电能。
本实用新型技术方案通过设置缓启电路、第一开关电路、第二开关电路及采样反馈电路，实现了一种电池低电压保护电路。在电池正常对外供电时，缓启电路在延时预设时间后，开启第一开关电路，电池通过第一开关电路给负载供电，采样反馈电路检测到电池输出电压过低时，驱动第二开关电路导通，使得第一开关电路关断，从而防止电池输出低电压输出至负载，造成设备工作的异常。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本实用新型电池低电压保护电路一实施例的功能模块图；
图2为本实用新型电池低电压保护电路一实施例的结构示意图。
附图标号说明：
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
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
本实用新型提出一种电池低电压保护电路。
在本实用新型实施例中，参照图1及图2所示，该电池低电压保护电路包括缓启电路100、第一开关电路200、第二开关电路300、采样反馈电路400；其中，
所述第一开关电路200，切断或接通电池输出至负载的电源；所述缓启电路100，延时预设时间后开启第一开关电路200，接通电池输出至负载的电源；所述第二开关电路300，切断所述第一开关电路200；所述采样反馈电路400，检测所述第一开关电路200输出电压，并输出至所述第二开关电路300，在所述第一开关电路200输出电压低于预设电压阈值时，所述第二开关电路300切断所述第一开关电路200，电池停止输出电能。
需要说明的是，本实施例中，第一开关电路200包括第一MOS管Q1，第一MOS管Q1中带有防反二极管；开关电路包括第二MOS管Q2及第六电阻R6，第二MOS管Q2中也带有防反二极管。
其中，第一MOS管Q1的源极与电池连接，第一MOS管Q1的漏极与负载连接，第一MOS管Q1的栅极经所述第六电阻R6与所述第二MOS管Q2漏极连接，第二MOS管Q2的源极接地，第二MOS管Q2的栅极与采样反馈电路400连接。本实施例中，第一MOS管Q1为NMOS管，第二MOS管Q2为PMOS管。
在采样反馈电路400检测到电池输出电压过低时，输出控制信号至所述第二MOS管Q2的栅极，使得第二MOS管Q2关断，第一MOS管Q1的栅极接地，使得第一MOS管Q1也关断，电池停止输出电能。
本实用新型技术方案通过设置缓启电路100、第一开关电路200、第二开关电路300及采样反馈电路400，实现了一种电池低电压保护电路。在电池正常对外供电时，缓启电路100在延时预设时间后，开启第一开关电路200，电池通过第一开关电路200给负载供电，采样反馈电路400检测到电池输出电压过低时，驱动第二开关电路300导通，使得第一开关电路200关断，从而防止电池输出低电压输出至负载，造成设备工作的异常。
进一步地，所述电池低电压保护电路还包括电源输出开关电路500，所述电源输出开关电路500切断或接通电池输出至所述第一开关电路200的电源。本市实施中，所述电源输出开关电路500包括按键开关SW1，所述按键开关SW1的输入端与所述电池正极输出端BAT+连接，所述按键开关SW1的输出端与所述第一开关电路200的输入端连接。该按键开关SW1为手动开关，经手动闭合后，缓启电路100开始工作，延时预设时间后，第一开关电路200导通，电池开始给负载供电。其中，VOUT+和VOUT-为给负载供电的两个输出端。
进一步地，所述电源输出开关电路500的输入端与所述电池正极输出端BAT+连接，所述电源输出开关电路500的输出端与所述第一开关电路200的输入端连接，所述第一开关电路200的输出端连接负载；所述采样反馈电路400的采样端与所述第一开关电路200的输出端连接，所述采样反馈电路400的接地端与所述电池负极输出端BAT-连接，所述采样反馈电路400的输出端与所述第二开关电路300的受控端连接，所述第二开关电路300的输入端与所述第一开关电路200的受控端连接，所述第二开关电路300的输出端与所述电池负极输出端BAT-连接；所述缓启电路100的输入端与所述电源输出开关电路500的输出端连接，所述缓启电路100的接地端与所述电池负极输出端BAT-连接，所述缓启电路100的输出端与所述第一开关电路200的受控端连接。
请继续参照图2，具体地，所述采样反馈电路400包括第一稳压管ZD1、及第一电阻R1，所述第一稳压管ZD1的阳极与所述第一开关电路200连接，所述第一稳压管ZD1的阴极与所述第一电阻R1的第一端连接，所述第一电阻R1的第二端与所述第二开关电路300连接。
需要说明的是，在电池输出电压低于预设阈值时，第一稳压管ZD1截止，此时无电流流过第一稳压管ZD1。
进一步地，所述采样反馈电路400还包括第二电阻R2、第一电容C1、及第二电容C2，所述第二电阻R2的第一端与所述第一电阻R1的第二端连接，所述第二电阻R2的第二端接地，所述第一电容C1的第一端与所述第二电阻R2的第一端连接，所述第一电容C1的第二端接地，所述第二电容C2并联于所述第一电容C1的第一端和第二端之间。
具体地，所述缓启电路100包括第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5及第三电容C3，所述第三电阻R3的第一端与电池连接，所述第三电阻R3的第二端与所述第四电阻R4的第一端连接，所述第四电阻R4的第二端与所述第三电容C3的第一端连接，所述第三电容C3的第二端接地；所述第四电阻R4的第一端还与所述第一开关电路200连接；所述第五电阻R5的第一端与所述第三电阻R3的第一端连接，所述第五电阻R5的第二端与所述第三电容C3的第二端连接。
进一步地，所述电池低电压保护电路包括第一二极管D1，所述第一二极管D1的阳极与所述第一开关电路200的输出端连接，所述第一二极管D1的阴极与所述电池负极输出端BAT-连接。
现结合图2，对本实用新型实施例方案作进一步阐述：
在未接通按键开关SW1时，第三电容C3通过第三电阻R3、第四电阻R4、及第五电阻R5回路进行充电，充电时间可以通过调整第三电容C3、第三电阻R3、第四电阻R4、及第五电阻R5的参数来设定。
当电源输出开关SW1接通时，第三电容C3两端电压为0V(伏特)，电池通过第三电阻R3对第三电容C3充电，此时第一MOS管Q1就导通。
第一MOS管Q1导通时，Vout+有电压输出，同时第一稳压管ZD1检测Vout+输出电压是否大于第一稳压管ZD1的耐压值，如果Vout+输出电压大于第一稳压管ZD1的耐压值，电流会通过ZD1，从而导致第二MOS管Q2也导通，因为Q2导通，进而第一MOS管Q1和第二MOS管Q2通过第一稳压管ZD1形成自锁；如果Vout+输出电压不大于第一稳压管ZD1的耐压值，电流基本上不会通过第一稳压管ZD1，因而第二MOS管Q2不导通，第一MOS管Q1会因第三电容C3被充满后切断，此时Vout+无输出，从而保护电池过放；
当关掉按键开关SW1去更换电池时，第三电容C3通过第三电阻R3、第四电阻R4、及第五电阻R5组成的回路放电，放电时间可以调整第三电容C3、第四电阻R4、第五电阻R5的参数来设定，最后第三电容C3两端的电压为0V。
更换电池后，再次接通按键开关SW1。
本实用新型还提出一种电子设备，该电子设备包括上述，该电池低电压保护电路的具体结构参照上述实施例，由于本电子设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
本电子设备可以具有电池的便携式电子设备，尤其是是使用干电池的电子设备，例如遥控器、电子钟等。
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，凡是在本实用新型的发明构思下，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/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种电池低电压保护电路，其特征在于，包括缓启电路、第一开关电路、第二开关电路、及采样反馈电路；其中，
所述第一开关电路，切断或接通电池输出至负载的电源；
所述缓启电路，延时预设时间后开启第一开关电路，接通电池输出至负载的电源；
所述第二开关电路，切断所述第一开关电路；
所述采样反馈电路，检测所述第一开关电路输出电压，并输出至所述第二开关电路，在所述第一开关电路输出电压低于预设电压阈值时，所述第二开关电路切断所述第一开关电路，电池停止输出电能。
2.如权利要求1所述的电池低电压保护电路，其特征在于，所述电池低电压保护电路还包括电源输出开关电路，所述电源输出开关电路切断或接通电池输出至所述第一开关电路的电源。
3.如权利要求2所述的电池低电压保护电路，其特征在于，所述电源输出开关电路的输入端与所述电池正极输出端连接，所述电源开关电路的输出端与所述第一开关电路的输入端连接，所述第一开关电路的输出端连接负载；所述采样反馈电路的采样端与所述第一开关电路的输出端连接，所述采样反馈电路的接地端与所述电池负极输出端连接，所述采样反馈电路的输出端与所述第二开关电路的受控端连接，所述第二开关电路的输入端与所述第一开关电路的受控端连接，所述第二开关电路的输出端与所述电池负极输出端连接；所述缓启电路的输入端与所述电源输出开关电路的输出端连接，所述缓启电路的接地端与所述电池负极输出端连接，所述缓启电路的输出端与所述第一开关电路的受控端连接。
4.如权利要求1所述的电池低电压保护电路，其特征在于，所述采样反馈电路包括第一稳压管、及第一电阻，所述第一稳压管的阳极与所述第一开关电路连接，所述第一稳压管的阴极与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述第二开关电路连接。
5.如权利要求4所述的电池低电压保护电路，其特征在于，所述采样反馈电路还包括第二电阻、第一电容、及第二电容，所述第二电阻的第一端与所述第一电阻的第二端连接，所述第二电阻的第二端接地，所述第一电容的第一端与所述第二电阻的第一端连接，所述第一电容的第二端接地，所述第二电容并联于所述第一电容的第一端和第二端之间。
6.如权利要求1所述的电池低电压保护电路，其特征在于，所述缓启电路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻及第三电容，所述第三电阻的第一端与电池连接，所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与所述第三电容的第一端连接，所述第三电容的第二端接地；所述第四电阻的第一端还与所述第一开关电路连接；所述第五电阻的第一端与所述第三电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端与所述第三电容的第二端连接。
7.如权利要求3所述的电池低电压保护电路，其特征在于，所述电池低电压保护电路包括第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述第一开关电路的输出端连接，所述第一二极管的阴极与所述电池负极输出端连接。
8.如权利要求3所述的电池低电压保护电路，其特征在于，所述电源输出开关电路包括按键开关，所述按键开关的输入端与所述电池正极输出端连接，所述按键开关的输出端与所述第一开关电路的输入端连接。
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1-8任意一项所述的电池低电压保护电路。
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