CN207603264U - 一种电池充电电路内部的esd保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池充电电路内部的ESD保护电路，电池充电电路包括充放电模块、电池模块;ESD保护电路包括电感、电容、ESD二极管、电阻、电子开关、恒流电路；电感的一端连接充放电模块的正极，另一端连接电池模块的正极；电容的第一连接端连接电池模块的正极；ESD二极管的负极连接电容的第二连接端，其正极接地；电阻与ESD二极管并联；电子开关包括控制端、第一端、第二端；控制端连接ESD二极管的负极；第二端接地；恒流电路的输入端与充放电模块的正极连接，输出端与电子开关的第一端连接。当电池充电过程中遭受ESD干扰时，本实用新型使电池充电状态免受ESD干扰信号的影响，提高产品充电过程的稳定性及可靠性。

Description

一种电池充电电路内部的ESD保护电路

技术领域

本实用新型涉及电池充电技术领域，具体地说，是涉及一种电池充电电路内部的ESD保护电路。

背景技术

各国家、地区对ESD有明确的标准。尤其是在可穿戴产品如:蓝牙耳机、腕带、智能手环、手表、无线手柄等与用户日常生活相关密切的产品上，静电问题更是备受关注。在产品设计过程中，ESD设计也是在最优先考虑的部分，在设计之初便对其进行相当详尽的评估。如何解决好ESD问题已经成为一个重要的课题。

现有技术也是从多方面多角度的对产品进行ESD防护，列举如下：

首先，多数采用被动式（增加被动元件，如：并联ESD二极管、放电管等）方法，这种方法的缺陷是，由于ESD等元件有自身导通电压限制，在ESD干扰来临时电压可能会超出正常工作电压，影响信号正常通信。其仅能够做到元件不被损坏，不能保证产品正常工作。

其次，采用衰减（串联电阻等）方法的。这种方法与并联电容、ESD二极管相结合使用，能够更好的抑制ESD带来的干扰。但这种方法的缺陷是不能用在大电流充放电电路上。因为串联电阻太小达不到抗干扰要求，过大又会影响电路充放电效果，增加无用功耗。

另外，有的产品采用增加绝缘的方法。这种方法与电路设计关系不大，主要是在结构上根据材料、形状等组合，增加爬电距离、绝缘强度。让电路主体与ESD干扰源相互隔离。然而，这种方法的缺陷也是相当明显的，就是受材质、体积限制过于明显。在微、小型产品中几乎不容易实现。

电池充电电路通过判断电池线路的电压来转换充电阶段，随着电压的升高依次是涓流、恒流、恒压三个阶段；当ESD干扰充电电池正极时，导致电池线路电压变化，从而导致充电控制系统对三个充电状态的误判，造成充电状态混乱。

而充电控制系统判断是否充电完成的标准是检测恒压阶段的充电电流是否小于某一数值。如果是，表示充电完成，则停止对电池充电。当ESD干扰充电电池正极时，导致电池线路电压变化，进而影响系统输出的充电电流大小。容易造成电池还未充满却停止充电的异常。

由此可见，工作电流大，且信号质量敏感的小型产品电池充电电路，需要一种更有效的方法解决ESD干扰的问题。

发明内容

本实用新型提供一种电池充电电路内部的ESD保护电路，实现ESD干扰缓冲和快速反应，提高充电过程的可靠性，提高产品续航时间的一致性。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种电池充电电路内部的ESD保护电路，所述电池充电电路包括充放电模块、电池模块;所述充放电模块包括正极、负极；所述电池模块包括正极、负极；所述ESD保护电路包括电感、电容、ESD二极管、电阻、电子开关、恒流电路；

所述电感的一端连接所述充放电模块的所述正极，另一端连接所述电池模块的所述正极；

所述电容包括第一连接端、第二连接端；所述第一连接端连接所述电池模块的所述正极；

所述ESD二极管的负极连接所述电容的所述第二连接端；其正极接地；

所述电阻的一端与所述ESD二极管的负极连接；另一端接地；

所述电子开关包括控制端、第一端、第二端；所述控制端连接所述ESD二极管的负极；所述第二端接地；

所述恒流电路包括输入端和输出端；所述输入端与所述充放电模块的所述正极连接；所述输出端与所述电子开关的所述第一端连接。

优选的，所述电子开关为N沟道MOS管；其栅极为所述控制端；其漏极为所述第一端；其源极为所述第二端。

优选的，所述电子开关为NPN型三极管；其基极为所述控制端；其集电极为所述第一端；其发射极为所述第二端。

与现有技术相比，本实用新型的电池充电电路内部的ESD保护电路的优点和积极效果是：当电池充电过程中，其正极遭受ESD干扰信号时，本实用新型的电感阻隔ESD干扰信号，使充放电模块免受高压冲击；该干扰信号通过电容击穿ESD二极管流入地，且电阻两端的电压使充放电模块通过恒流电路与地形成通路，对电池充电电路的电压和电流进行微调，使电池充电状态免受ESD干扰信号的影响。提高产品充电过程的稳定性及可靠性，提高产品续航时间的一致性。

附图说明

图1是本实用新型所提出的一种电池充电电路内部的ESD保护电路的实施例一的电路图；

图2是本实用新型所提出的一种电池充电电路内部的ESD保护电路的实施例二的电路图。

图中，

1、电池模块；101、正极；102、负极；2、恒流电路；201、输入端；202、输出端；3、充放电模块；301、正极；302、负极；4、第一连接端；5、第二连接端；Q1、MOS管；Q2、三极管；L、电感；C、电容；D、ESD二极管；R、电阻。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的一种电池充电电路内部的ESD保护电路的具体实施方式作进一步详细地说明。

参照图1和图2，电池充电电路包括电池模块1、ESD保护电路、充放电模块3。电池模块1包括待充电电池及电池保护板，且包括接口正极101、负极102；充放电模块3包括正极301和负极302接口；ESD保护电路包括电感L、电容C、ESD二极管D、电阻R、电子开关及恒流电路2；电感L一端连接电池模块1的正极101，另一端连接充放电模块3的正极301；当电池模块1的正极101遭受高频高压的ESD干扰信号时，由电感L阻隔该ESD干扰信号，缓冲其对充放电模块3的正极301的冲击。电容C包括第一连接端4及第二连接端5；第一连接端4与电池模块1的正极101连接；第二连接端5与ESD二极管D的负极连接；ESD二极管D的正极接地。高频高压的ESD干扰信号通过电容C而击穿ESD二极管D，使ESD干扰信号的高能量通过地消耗。电阻R一端连接ESD二极管D的负极，另一端与地连接；电子开关包括控制端、第一端、第二端；恒流电路2包括输入端201和输出端202；电子开关的控制端与ESD二极管D的负极连接，第一端与恒流电路2的输出端202连接，第二端接地；恒流电路2的输入端201与充放电模块3的正极301连接。

当电池模块1的正极101无高频高压的ESD干扰信号时，电池充电电路正常工作，电阻R将电子开关的控制极拉低，使电子开关处于截止状态，恒流电路2处于断路状态，充电电流I1注入电池模块1的正极101为充电电池充电。

当电池模块1的正极101遭受高频高压的ESD干扰信号，且电池充电处于涓流充电或者恒流充电阶段时，电感L阻隔该ESD干扰信号，使充放电模块3的正极301的电压不会发生突变，缓冲该ESD干扰信号对充放电模块3的正极301的冲击；该ESD干扰信号通过电容C，并击穿ESD二极管D，将干扰能量通过地消耗，使电池模块1免受高能量的ESD干扰信号的损坏；电阻R的两端的压差驱动电子开关导通，使充放电模块3的正极301通过恒流电路2和电子开关与地构成通路，产生恒定电流I2，使充放电模块3的正极301的电压有小幅下降。避免了电池模块1在涓流充电或者恒流充电阶段时高频高压的ESD干扰信号对充放电模块3的正极301的电压产生干扰。使电池充电保持涓流充电或者恒流充电状态。

当电池模块1的正极101遭受高频高压的ESD干扰信号，且电池充电处于恒压充电阶段时，电感L阻隔该ESD干扰信号，使充放电模块3的正极301的电压不会发生突变；该ESD干扰信号通过电容C，并击穿ESD二极管D，将干扰能量通过地消耗，使电池模块1免受高能量的ESD干扰信号的损坏；电阻R的两端的压差驱动电子开关导通，使充放电模块3的正极301通过恒流电路2和电子开关与地形成通路，产生恒定电流I2，使充放电模块3的正极301上的电流有小幅增加，避免充放电模块3根据充放电模块3的正极301上的电流的变化终止充电，使电池充电保持恒压充电状态直到充电电池充满电。

下面通过两个具体的实施例，对本实用新型的电池充电电路内部的ESD保护电路的具体电路设计和工作原理进行进一步的阐述。

实施例一，参照图1，本实施例中的电子开关为N沟道的MOS管Q1，其栅极G为电子开关的控制端，漏极D为第一端，源极S为第二端。当电池模块1的正极101遭受高频高压的ESD干扰信号时，电阻R两端的压差使N沟道的MOS管Q1漏极D与源极S连通，使充放电模块3的正极301通过恒流电路2与地形成通路，恒流电路2从充放电模块3汲取恒定电流I2，使处于涓流或者恒流充电状态的充放电模块3的正极301上的电压有小幅下降、处于恒压充电状态的充放电模块3的正极301上的电流有小幅增大，避免了充放电模块3根据其正极301上的电压或者电流由于ESD干扰信号产生的变化而控制充电状态的变化，提高了产品充电过程的稳定性及可靠性，提高产品续航时间的一致性。

实施例二，参照图2，本实施例的中的电子开关为NPN型三极管Q2，其基极B为电子开关的控制端，集电极C为第一端，发射极E为第二端。当电池模块1的正极101遭受高频高压的ESD干扰信号时，电阻R两端的压差使NPN型三极管Q2的集电极C与发射极E连通，使充放电模块3的正极301通过恒流电路2与地形成通路，恒流电路2从充放电模块3汲取恒定电流I2，使处于涓流或者恒流充电状态的充放电模块3的正极301上的电压有小幅下降、处于恒压充电状态的充放电模快3的正极301上的电流有小幅增大，避免了充放电模块3根据其正极301上的电压或者电流由于ESD干扰信号产生的变化而控制充电状态的变化，提高了产品充电过程的稳定性及可靠性，提高产品续航时间的一致性。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种电池充电电路内部的ESD保护电路，所述电池充电电路包括充放电模块、电池模块;所述充放电模块包括正极、负极；所述电池模块包括正极、负极，其特征在于，包括：

电感，其一端连接所述电池模块的所述正极，另一端连接所述充放电模块的所述正极；

电容，其包括第一连接端、第二连接端；所述第一连接端连接所述电池模块的所述正极；

ESD二极管，其负极连接所述电容的所述第二连接端；其正极接地；

电阻，其一端与所述ESD二极管的负极连接；另一端接地；

电子开关，其包括控制端、第一端、第二端；所述控制端连接所述ESD二极管的负极；所述第二端接地；

恒流电路，其包括输入端和输出端；所述输入端与所述充放电模块的所述正极连接；所述输出端与所述电子开关的所述第一端连接。

2.根据权利要求1所述的电池充电电路内部的ESD保护电路，其特征在于，所述电子开关为N沟道MOS管；其栅极为所述控制端；其漏极为所述第一端；其源极为所述第二端。

3.根据权利要求1所述的电池充电电路内部的ESD保护电路，其特征在于，所述电子开关为NPN型三极管；其基极为所述控制端；其集电极为所述第一端；其发射极为所述第二端。