CN207530530U - 一种电池保护电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电池保护电路及电子设备，包括充电端子、放电端子、充放电共用端子、放电保护单元、充电保护单元以及保护芯片，充放电共用端子与电池的第一输出端子连接；放电保护单元的第一端子与电池的第二输出端子连接，第二端子与放电端子连接；充电保护单元，充电保护单元的第一端子与放电保护单元的第一端子连接，第二端子与充电端子连接；保护芯片，保护芯片的放电控制端子与放电保护单元的第三端子连接，第一放电检测端子通过第一电阻与放电端子连接；保护芯片的充电控制端子与充电保护单元的第三端子连接，充电检测端子通过第二电阻与充电端子连接。本实用新型提供的电池保护电路，可以提升充电保护电路的电池保护性能。

Description

一种电池保护电路及电子设备

技术领域

本实用新型涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种电池保护电路及电子设备。

背景技术

电池保护电路作为电子设备中必不可少的一部分，可以实现对电池的放电过流保护和充电过流保护，从而提升电池的稳定性。为满足用户对电子设备的充电速度的要求，通常将电池充电时电池保护电路中充放电通路的充电电流提高，使得充放电通路中充电电流远远大于放电电流，因而为降低电池充电过程中热功耗，又需要将电池保护电路中充放电通路的阻抗降低。

但是，由于电池保护电路中保护芯片的电压门限值固定，充放电通路的阻抗降低，会导致电池在放电时充放电通路中放电电流门限值升高，即上述电压门限值与充放电通路中的总阻抗的比值升高，这样，若电池在放电时发生过流事件，保护芯片可能存在因放电电流门限值过高而无法及时对电池进行保护，而导致电池保护电路保护电池的性能降低。

可见，目前的电池保护电路在电池放电时，存在因阻抗过低而引起放电电流门限值过高，进而导致其电池保护性能降低的问题。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种电池保护电路及电子设备，以解决目前的电池保护电路在电池放电时，存在因阻抗过低而引起放电电流门限值过高，进而导致其电池保护性能降低的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种电池保护电路，应用于包括电池的电子设备，所述电池保护电路包括：

放电端子、充电端子以及与所述电池的第一输出端子连接的充放电共用端子；

放电保护单元，所述放电保护单元的第一端子与所述电池的第二输出端子连接，且所述放电保护单元的第二端子与所述放电端子连接；

充电保护单元，所述充电保护单元的第一端子与所述放电保护单元的第一端子连接，且所述充电保护单元的第二端子与所述充电端子连接；

保护芯片，所述保护芯片的放电控制端子与所述放电保护单元的第三端子连接；所述保护芯片的第一放电检测端子通过第一电阻与所述放电端子连接；所述保护芯片的充电控制端子与所述充电保护单元的第三端子连接；所述保护芯片的充电检测端子通过第二电阻与所述充电端子连接。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种电子设备，包括电池以及上述的电池保护电路，所述电池保护电路与所述电池连接。

本实用新型实施例中，电池保护电路包括充电端子、放电端子、充放电共用端子、放电保护单元、充电保护单元以及保护芯片，充放电共用端子与电池的第一输出端子连接；放电保护单元的第一端子与电池的第二输出端子连接，且放电保护单元的第二端子与放电端子连接；充电保护单元，充电保护单元的第一端子与放电保护单元的第一端子连接，且充电保护单元的第二端子与充电端子连接；保护芯片，保护芯片的放电控制端子与放电保护单元的第三端子连接；保护芯片的第一放电检测端子通过第一电阻与放电端子连接；保护芯片的充电控制端子与充电保护单元的第三端子连接；保护芯片的电检测端子通过第二电阻与充电端子连接。这样，充电保护电路的充电通路和放电通路分离设置，可以通过单独设置放电通路的阻抗使放电电流门限值合理，从而提升充电保护电路的电池保护性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例中一种电池保护电路的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中另一种电池保护电路的结构示意图；

图3是本实用新型实施例中另一种电池保护电路的结构示意图。

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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，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。

请参见图1，图1是本实用新型实施例中一种电池保护电路的结构示意图，应用于包括电池的电子设备，所述电池保护电路包括：

放电端子P1、充电端子P2以及与所述电池的第一输出端子连接的充放电共用端子P0；

放电保护单元10，所述放电保护单元10的第一端子与所述电池的第二输出端子连接，且第二端子与所述放电端子P1连接；

充电保护单元20，所述充电保护单元20的第一端子与所述放电保护单元 10的第一端子连接，且第二端子与所述充电端子P2连接；

保护芯片30，所述保护芯片30的放电控制端子DO与所述放电保护单元 10的第三端子连接；所述保护芯片30的第一放电检测端子VM1通过第一电阻R1与所述放电端子P1连接；所述保护芯片30的充电控制端子CO与所述充电保护单元20的第三端子连接；所述保护芯片30的充电检测端子VM2通过第二电阻R2与所述充电端子P2连接。

本实用新型实施例中，上述电池的第一输出端子可以为电池的正极B+且第二输出端子为负极B-，当电池放电时，保护芯片30通过放电控制端子DO 输出控制信号控制放电保护单元10导通，使电池、电池保护电路以及负载之间形成放电电流回路，即B+→P0→负载→P1→放电保护单元10的第二端子→放电保护单元10的第一端子→B-，则电池放电时保护芯片30的放电电流门限值为保护芯片30中预设的电压门限值与放电保护单元10的阻抗的比值，若放电电流回路中的电流值大于或者等于上述放电电流门限值，则发生放电过流事件，保护芯片30通过放电控制端子DO输出控制信号控制放电保护单元10关断，使放电电流回路断开，实现对电池的放电过流保护。

而当电池充电时，保护芯片30通过充电控制端子CO输出控制信号控制充电保护单元20导通，使电池、电池保护电路以及充电设备之间形成充电电流回路，即P0→B+→B-→充电保护单元20的第一端子→充电保护单元20的第二端子→P2，则电池充电时保护芯片30的充电电流门限值为保护芯片30 的预设电压门限值与充电保护单元20的阻抗的比值，若充电电流回路中的电流值大于或者等于上述充电电流门限值，则发生充电过流事件，保护芯片30 通过充电控制端子CO输出控制信号控制充电保护单元20关断，使充电电流回路断开，实现对电池的充电过流保护。

其中，由于放电电流回路和充电电流回路为两个分离的通路，故可以分别设置放电保护单元10的阻抗和充电保护单元20的阻抗，使放电电流门限值与充电电流门限值，例如：可以设置放电保护单元10的阻抗大于充电保护单元 20的阻抗，使得放电电流门限值小于充电电流门限值，从而在发生放电过流事件时，电池保护电路可以及时响应以保护电池，提升电池保护电路的保护性能。

当然，上述电池保护电路还可以包括连接于电池的第一输出端子与充放电共用端子之间的保险丝F1；以及一端与电池的正极B+连接且另一端与保护芯片30的正电源输入端VDD连接的电阻R3；以及一端与电池的负极B-连接且另一端与保护芯片30的负电源输入端子VSS连接的电容C1；以及电池标识识别端子ID和连接于电池标识识别端子ID与放电保护单元的第二端子之间电阻R4；并联连接于充放电共用端子P0与放电端子P1之间的电容C2等，在此不再一一赘述。

另外，在电池放电时，负载连接于充放电共用端子P0和放电端子P1之间；而在电池充电时，充电设备连接于充放电共用端子P0和充电端子P2之间。

需要说明的是，上述以电池的第一输出端子为正极B+且第二输出端子为负极B-为例进行说明，上述电池的第一输出端子也可以为电池的负极B-且第二输出端子为正极B+，且电池保护电路对电池放电时的过流保护以及对电池充电时的过流保护的实现原理，与所述第一输出端子为正极B+且第二输出端子为负极B-的原理类似，在此不再进行赘述。

本实用新型实施例中，上述放电保护单元10可以是任何由保护芯片30 的放电控制端子DO输出的控制信号控制导通或者关断的电路或者元器件，从而可以在电池放电时且未发生放电过流事件下，使放电电流回路导通；且若发生放电过流事件，使放电电流回路断开。

可选的，如图2所示，上述放电保护单元10可以为一MOS管Q1，所述 MOS管Q1的栅极与所述保护芯片30的放电控制端子DO连接，所述MOS 管Q1的源极与所述电池的第二输出端子连接，以及所述MOS管Q1的漏极与所述放电端子P1连接；所述MOS管Q1设置有一寄生二极管D1，所述寄生二极管D1的正极与所述MOS管Q1的源极连接，所述寄生二极管D1的负极与所述MOS管Q1的漏极连接。

本实施方式中，在电池正常放电时，上述保护芯片30的放电控制端子DO 输出高电平，MOS管Q1的源极与栅极之间导通，使放电电流回路导通；当发生放电过流事件时，保护芯片30的放电控制端子DO输出低电平，MOS管 Q1的源极与栅极之间截止，则放电电流回路断开，从而可以及时对电池进行保护，且电路简单可靠。

其中，由于电池在放电过程中放电电流回路中的电流通常较小，MOS管 Q1可以选择具有较大阻抗的MOS管，使电池保护电路具有较低的放电电流门限值，从而可以避免电池放电时因放电电流门限值过高而导致无法及时保护电池。

需要说明的是，若上述电池的第一输出端子为正极B+且第二输出端子为负极B-，则MOS管Q1可以选择N沟道MOS管，如图2所示；若上述电池的第一输出端子为电池的负极B-且第二输出端子为正极B+，则MOS管Q2 可以选择P沟道MOS管。

或者，可选的，所述放电保护单元10可以由至少两个MOS管Q1组成，所述至少两个MOS管Q1相互串联形成串联支路；所述保护芯片30的放电控制端子DO与至少两个MOS管Q1中每一MOS管Q1的栅极连接；所述串联支路中的第一个MOS管Q1的源极与所述电池的第二输出端子连接，且最后一个MOS管Q1的漏极与所述放电端子P1连接；所述至少两个MOS管Q1 中每一MOS管Q1设置有与其对应的寄生二极管D1，且每一MOS管Q1的漏极与其对应的寄生二极管D1的负极连接，每一MOS管Q1的源极与其对应的寄生二极管D1的正极连接。

本实施方式中，放电保护单元10由至少两个MOS管Q1串联连接组成，可以通过增加串联的MOS管Q1来提升放电保护单元10的阻抗，使电池保护电路具有较低的放电电流门限值，进一步提升电池保护电路在电池放电时的过流保护性能。

例如：如图3所示，放电保护单元10由两个MOS管Q1串联连接组成，当电池正常放电时，保护芯片30的放电控制端子DO同时向两个MOS管Q1 输出高电平，两个MOS管Q1均处于导通，使放电电流回路导通；而当发生过流事件时，保护芯片30的放电控制端子DO同时向两个MOS管Q1输出低电平，两个MOS管Q1均处于截止，使放电电流回路断开，实现对电池的放电过流保护。

本实用新型实施例中，上述充电保护单元20可以是任何由保护芯片30 的充电控制端子CO输出的控制信号控制导通或者关断的电路或者元器件，从而可以在电池充电时且未发生充电过流事件下，使充电电流回路导通；且若发生充电过流事件，使充电电流回路断开。

可选的，如图2所示，所述充电保护单元20为一MOS管Q2，所述MOS 管Q2的栅极与所述保护芯片30的充电控制端子连接，所述MOS管Q2的源极与所述放电保护单元10的第一端子连接，以及所述MOS管Q2的漏极与所述充电端子P2连接；所述MOS管Q2设置有寄生二极管D2，所述寄生二极管D2的正极与所述MOS管Q2的漏极连接，所述寄生二极管D2的负极与所述MOS管Q2的源极连接。

本实施方式中，在电池正常充电时，上述保护芯片30的充电控制端子CO 输出高电平，MOS管Q2的源极与栅极之间导通，使充电电流回路导通；当发生充电过流事件时，保护芯片30的充电控制端子CO输出低电平，MOS管 Q1的源极与栅极之间截止，则充电电流回路断开，从而可以及时对电池进行保护，且电路简单可靠。

其中，由于电池在充电过程中充电电流回路中的电流通常较大，MOS管 Q2可以选择具有较小阻抗的MOS管，使电池保护电路具有较高的充电电流门限值，从而减少电池保护电路发生误动作。

或者，可选的，所述充电保护单元20由相互并联的至少两个MOS管Q2 组成，所述至少两个MOS管Q2中每一MOS管Q2的栅极与所述保护芯片的充电控制端子CO连接，每一MOS管Q2的源极与所述放电保护单元10的第一端子连接，以及每一MOS管Q2的漏极与所述充电端子P2连接；所述至少两个MOS管Q2中每一MOS管Q2设置有对应的寄生二极管D2，且每一MOS管Q2的漏极与其对应的寄生二极管D2的正极连接，每一MOS管Q2的源极与其对应的寄生二极管D2的负极连接。

本实施方式中，充电保护单元20由相互并联的至少两个MOS管Q2组成，从而可以降低充电保护单元20的阻抗，同时可以提升充电保护单元20的稳定性。

例如：如图3所示，充电保护单元20由两个MOS管Q2并联连接组成，当电池正常充电时，保护芯片30的充电控制端子CO同时向两个MOS管Q2 输出高电平，两个MOS管Q2均处于导通，使充电电流回路导通；而当发生过流事件时，保护芯片30的充电控制端子CO同时向两个MOS管Q2输出低电平，两个MOS管Q2均处于截止，使充电电流回路断开，实现对电池的充电过流保护。

需要说明的是，本实用新型实施例中仅以如图2所示放电保护单元10为一MOS管Q1且充电保护单元20为一MOS管Q2；以及如图3所示放电保护单元10由至少两个MOS管Q1组成且充电保护单元20由至少两个MOS管 Q2组成为例进行说明，上述电池保护电路中也可以是放电保护单元10为一 MOS管Q1且充电保护单元20由至少两个MOS管Q2组成，或者放电保护单元10有至少两个MOS管Q1组成且充电保护单元20为一MOS管Q2，在此不再进行赘述。

另外，上述放电保护单元10也可以是至少两个相互并联连接的MOS管 Q1，例如：可以选择各MOS管Q1的阻抗为大阻抗的MOS管；上述充电保护单元20也可以是至少两个相互串联连接的MOS管Q2，例如：可以选择各 MOS管Q2的阻抗为低阻抗的MOS管，仅需满足电池保护电路可以及时对电池进行放电过流保护以及充电过流保护。

本实用新型实施例中，上述保护芯片30通过第一放电检测端子VM1检测放电保护单元10第二端子的电压，并将第一放电检测端子VM1检测电压与负电源输入端子VSS的压差，与放电保护单元10的阻抗的比值作为放电电流回路的电流，实现对放电电流回路中电流的检测。

可选的，上述电池保护电路还设置有第三电阻R5，所述第三电阻R5的第一端子与所述电池的第二输出端子连接，且所述第三电阻R5的第二端子与所述放电保护单元10的第一端子之间；所述保护芯片30还设置有第二放电检测端子Rsns，且所述保护芯片30的第二放电检测端子Rsns与所述第三电阻R5 的第二端子连接。这样，电池保护电路也可以通过保护芯片30的第一放电检测端子VM1和第二放电检测端子Rsns，实现对放电电流回路中电流的检测，且检测更准确。

本实用新型实施例中，电池保护电路包括充电端子、放电端子、充放电共用端子、放电保护单元、充电保护单元以及保护芯片，充放电共用端子与电池的第一输出端子连接；放电保护单元的第一端子与电池的第二输出端子连接，且放电保护单元的第二端子与放电端子连接；充电保护单元，充电保护单元的第一端子与放电保护单元的第一端子连接，且充电保护单元的第二端子与充电端子连接；保护芯片，保护芯片的放电控制端子与放电保护单元的第三端子连接；保护芯片的第一放电检测端子通过第一电阻与放电端子连接；保护芯片的充电控制端子与充电保护单元的第三端子连接；保护芯片的充电检测端子通过第二电阻与充电端子连接。这样，充电保护电路的充电通路和放电通路分离设置，可以通过单独设置放电通路的阻抗使放电电流门限值合理，从而提升充电保护电路的电池保护性能。

基于上述电池保护电路，本实用新型实施例还提供一种电子设备，包括电池以及上述的电池保护电路，所述电池保护电路与所述电池连接。

由于电子设备本体的结构是现有技术，电池保护电路在上述实施例中已进行详细说明，因此，本实施例中对于具体的电子设备的结构不再赘述。

本实用新型实施例中，上述电子设备可以是移动终端，例如：手机、平板电脑(Tablet Personal Computer)、膝上型电脑(Laptop Computer)、个人数字助理(personaldigital assistant，简称PDA)、移动上网装置(Mobile Internet Device，MID)或可穿戴式设备(Wearable Device)等，还可以是其它电子设备，如数码相机、电子书、导航仪等。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种电池保护电路，应用于包括电池的电子设备，其特征在于，所述电池保护电路包括：

放电端子、充电端子以及与所述电池的第一输出端子连接的充放电共用端子；

放电保护单元，所述放电保护单元的第一端子与所述电池的第二输出端子连接，且所述放电保护单元的第二端子与所述放电端子连接；

充电保护单元，所述充电保护单元的第一端子与所述放电保护单元的第一端子连接，且所述充电保护单元的第二端子与所述充电端子连接；

保护芯片，所述保护芯片的放电控制端子与所述放电保护单元的第三端子连接；所述保护芯片的第一放电检测端子通过第一电阻与所述放电端子连接；所述保护芯片的充电控制端子与所述充电保护单元的第三端子连接；所述保护芯片的充电检测端子通过第二电阻与所述充电端子连接。

2.根据权利要求1所述的电池保护电路，其特征在于，所述放电保护单元为一MOS管Q1，所述MOS管Q1的栅极与所述保护芯片的放电控制端子连接，所述MOS管Q1的源极与所述电池的第二输出端子连接，以及所述MOS管Q1的漏极与所述放电端子连接；所述MOS管Q1设置有寄生二极管D1，所述寄生二极管D1的正极与所述MOS管Q1的源极连接，所述寄生二极管D1的负极与所述MOS管Q1的漏极连接。

3.根据权利要求1所述的电池保护电路，其特征在于，所述放电保护单元由至少两个MOS管Q1组成，所述至少两个MOS管Q1相互串联形成串联支路；所述保护芯片的放电控制端子与至少两个MOS管Q1中每一MOS管Q1的栅极连接；所述串联支路中的第一个MOS管Q1的源极与所述电池的第二输出端子连接，且最后一个MOS管Q1的漏极与所述放电端子连接；所述至少两个MOS管Q1中每一MOS管Q1设置有与其对应的寄生二极管D1，且每一MOS管Q1的漏极与其对应的寄生二极管D1的负极连接，每一MOS管Q1的源极与其对应的寄生二极管D1的正极连接。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电池保护电路，其特征在于，所述充电保护单元为一MOS管Q2，所述MOS管Q2的栅极与所述保护芯片的充电控制端子连接，所述MOS管Q2的源极与所述放电保护单元的第一端子连接，以及所述MOS管Q2的漏极与所述充电端子连接；所述MOS管Q2设置有寄生二极管D2，所述寄生二极管D2的正极与所述MOS管Q2的漏极连接，所述寄生二极管D2的负极与所述MOS管Q2的源极连接。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的电池保护电路，其特征在于，所述充电保护单元由相互并联的至少两个MOS管Q2组成，所述至少两个MOS管Q2中每一MOS管Q2的栅极与所述保护芯片的充电控制端子连接，每一MOS管Q2的源极与所述放电保护单元的第一端子连接，以及每一MOS管Q2的漏极与所述充电端子连接；所述至少两个MOS管Q2中每一MOS管Q2设置有对应的寄生二极管D2，且每一MOS管Q2的漏极与其对应的寄生二极管D2的正极连接，每一MOS管Q2的源极与其对应的寄生二极管D2的负极连接。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的电池保护电路，其特征在于，所述保护电路还设置有第三电阻，所述第三电阻的第一端子与所述电池的第二输出端子连接，且所述第三电阻的第二端子与所述放电保护单元的第一端子之间；所述保护芯片还设置有第二放电检测端子，且所述保护芯片的第二放电检测端子与所述第三电阻的第二端子连接。

7.一种电子设备，包括电池，其特征在于，所述电子设备还包括如权利要求1至6中任一项所述的电池保护电路，所述电池保护电路与所述电池连接。