CN208923882U - 一种通过单片机自关断节能电路模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型所公开的一种通过单片机自关断节能电路模块，包括主控芯片MCU、电阻R1、电阻R2、电容C1、PMOS管Q1和NPN三极管Q2，PMOS管Q1源极、电阻R1的一端相连与电池正极相连，PMOS管Q1的栅极、电阻R1的另一端、电容C1的一端、电阻R2的一端均与三极管Q2的集电极相连，电容C1的另一端、电阻R2的另一端、三极管Q2的发射极与电池负极相连，三极管Q2的基极通过输出接口PW DOWN与主控芯片MCU的输出脚Pin4相连，PMOS管Q1的漏极通过供电端VCC与主控芯片MCU的输入脚Pin1相连。其在开启自关断保护时。

Description

一种通过单片机自关断节能电路模块

技术领域

本实用新型涉及一种电池保护板应用领域，尤其是一种通过单片机自关断节能电路模块。

背景技术

锂电池由于具有工作电压高，能量密度大，自放电率低，重量轻，绿色环保等优点，已经在数码产品等领域广泛应用。

锂电池保护板一般通过MCU检测控制电芯电压与充放电回路的工作电流、电压，一切正常情况下主电路MOS开关管导通，使电芯和保护电路处于正常工作状态，当电芯电压或回路中的工作电流超过MCU中比较电路预设值时，将主电路MOS开关管关断，即关闭电芯放电或充电回路，以保证使用者与电芯的安全；但是现有技术中，当保护板执行保护功能时，电池包仍给MCU供电，MCU持续工作，消耗锂电池能量，缩短了电池的使用寿命。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决上述技术的不足而设计的一种提升电池使用寿命的一种通过单片机自关断节能电路模块。

本实用新型所设计的一种通过单片机自关断节能电路模块，包括主控芯片MCU、电阻R1、电阻R2、电容C1、PMOS管Q1和NPN三极管Q2，PMOS管Q1源极、电阻R1的一端相连与电池正极相连，PMOS管Q1的栅极、电阻R1的另一端、电容C1的一端、电阻R2的一端均与三极管Q2的集电极相连，电容C1的另一端、电阻R2的另一端、三极管Q2的发射极与电池负极相连，三极管Q2的基极通过输出接口PW DOWN与主控芯片MCU的输出脚Pin4相连，PMOS管Q1的漏极通过供电端VCC与主控芯片MCU的输入脚Pin1相连。

还包括三端正电压稳压器U2，PMOS管Q1的漏极与三端正电压稳压器U2的输入端相连，三端正电压稳压器U2的输出端与主控芯片MCU的输入脚Pin1相连，三端正电压稳压器U2的接地端与电池负极相连。

进一步优选，还包括电阻R4，PMOS管Q1的漏极通过电阻R4与三端正电压稳压器U2输入端相连。

进一步优选，还包括电阻R3，电阻R3连接在三极管Q2的基极与主控芯片MCU的输出脚Pin4之间。

上结构在自关断保护时，当主控芯片MCU检测到电池欠压等异常时，通过输出脚Pin4经输出接口PW DOWN输出低电平，三极管Q2基极电压与三极管Q2发射极电压之差小于三极管Q2发射结的初始导通电压，三极管Q2截止，电池通过串联的电阻R1给电容C1充电，电容C1两端电压由0V逐渐增加至电池电压，电阻R1两端电压逐渐减小至0V，当电阻R1两端电压降低至小于PMOS管Q1的门域电压VGS(th)时，PMOS管Q1截止，三端正电压稳压器U2输出端停止输出5V，停止给主控芯片MCU供电，主控芯片MCU停止工作，达到节省电池能量的目的。

本实用新型所设计的一种通过单片机自关断节能电路模块，在电池处于欠压等异常状态下，主控芯片MCU通过三极管Q2和PMOS管Q1的配合工作的作用下，实现自动关断主控芯片MCU供电脚电压，使电池无法对MCU进行供电，以致主控芯片MCU停止工作，达到节省电池能量的效果，提升了电池的使用寿命，且自关断主控芯片MCU保护电池的性能较佳。

附图说明

图1是实施例1的整体结构示意图。

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，所描述的实施例仅仅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所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：

如图1所示，本实施例所描述的一种通过单片机自关断节能电路模块，包括主控芯片MCU、三端正电压稳压器U2、电阻R1、电阻R2、电容C1、PMOS管Q1和NPN三极管Q2，PMOS管Q1源极、电阻R1的一端与电池正极相连，PMOS管Q1的栅极、电阻R1的另一端、电容C1的一端、电阻R2的一端均与三极管Q2的集电极相连，三端正电压稳压器U2的接地端、电容C1的另一端、电阻R2的另一端、三极管Q2的发射极和和主控芯片MCU的引脚Pin5与电池负极相连，三极管Q2的基极通过输出接口PW DOWN与主控芯片MCU的输出脚Pin4相连，PMOS管Q1的漏极与三端正电压稳压器U2的输入端相连，三端正电压稳压器U2的输出端通过供电端VCC与主控芯片MCU的输入脚Pin1相连。三端正电压稳压器主要将电池电压转换为5V给主控芯片MCU供电，防止对主控芯片MCU进行过压供电。通过输出接口PW DOWN控制三极管Q2的通断，进而控制PMOS管Q1的通断，进而控制主控芯片MCU是否工作，通过控制电容C1的大小使主控芯片MCU能初始上电工作的。

上述结构的工作原理如下：

一、启动状态

1.当电池接入保护板时，电池通过串联的电阻R1给电容C1充电，电容C1两端电压由0V逐渐增加至电池电压(放电电阻R2的阻值远远大于电阻R1的阻值)，电阻R1两端电压由电池电压逐渐减小至0。

2.电池接入保护板瞬间，电阻R1两端电压为电池电压大于PMOS管Q1的门域电压VGS(th)，PMOS管Q1导通，当三端正电压稳压器U2输入端电压大于7V时，三端正电压稳压器U2输出端输出5V，给主控芯片MCU供电，主控芯片MCU正常工作，主控芯片MCU第一时间通过输出脚Pin4输出高电平经输出接口PW DOWN输入至三极管Q2的基极，三极管Q2基极电压与三极管Q2发射极电压之差大于三极管Q2发射极的初始导通电压，三极管Q2导通，电阻R1两端电压为电池电压，Q1持续导通，电池持续给主控芯片MCU供电，主控芯片MCU持续工作，从电池接入保护板至三极管导通时间为t1。

3.与此同时，当电阻R1两端电压降低至小于PMOS管Q1的门域电压VGS(th)时，PMOS管Q1截止，从电池接入保护板至PMOS管Q1截止的时间为t2。

4.通过调整电阻R1与电容C1的参数改变t2，使得t2＞t1。主控芯片MCU正常启动工作。

二、自关断保护

1.当主控芯片MCU检测到电池欠压等异常时，通过输出脚Pin4经输出接口PW DOWN输出低电平，三极管Q2基极电压与三极管Q2发射极电压之差小于三极管Q2发射结的初始导通电压，三极管Q2截止，电池通过串联的电阻R1给电容C1充电，电容C1两端电压由0V逐渐增加至电池电压，电阻R1两端电压逐渐减小至0V，当电阻R1两端电压降低至小于PMOS管Q1的门域电压VGS(th)时，PMOS管Q1截止，三端正电压稳压器U2输出端停止输出5V，停止给主控芯片MCU供电，主控芯片MCU停止工作，达到节省电池能量的目的。

三、重启恢复

1.主控芯片MCU自关断后，断开电池，电容C1通过电阻R2放电。

2.电池重新接入保护板，重复所述(一)启动状态，主控芯片MCU上电复位，重新正常工作。

本实施例中，还包括电阻R4，PMOS管Q1的漏极通过电阻R4与三端正电压稳压器U2输入端相连，三端正电压稳压器U2输出端与主控芯片MCU的输入脚Pin1相连。其电阻R4为限流电阻，限制流过三端稳压器U2的电流，保护三端稳压器U2。

本实施例中，还包括电阻R3，电阻R3连接在三极管Q2的基极与主控芯片MCU的输出脚Pin4之间。电阻R3为限流电阻，其限制流过三极管Q2的电流，保护三极管Q2。

本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种通过单片机自关断节能电路模块，其特征在于，包括主控芯片MCU、电阻R1、电阻R2、电容C1、PMOS管Q1和NPN三极管Q2，PMOS管Q1源极、电阻R1的一端相连与电池正极相连，PMOS管Q1的栅极、电阻R1的另一端、电容C1的一端、电阻R2的一端均与三极管Q2的集电极相连，电容C1的另一端、电阻R2的另一端、三极管Q2的发射极与电池负极相连，三极管Q2的基极通过输出接口PW DOWN与主控芯片MCU的输出脚Pin4相连，PMOS管Q1的漏极通过供电端VCC与主控芯片MCU的输入脚Pin1相连。

2.根据权利要求1所述的一种通过单片机自关断节能电路模块，其特征在于，还包括三端正电压稳压器U2，PMOS管Q1的漏极与三端正电压稳压器U2的输入端相连，三端正电压稳压器U2的输出端与主控芯片MCU的输入脚Pin1相连，三端正电压稳压器U2的接地端与电池负极相连。

3.根据权利要求1所述的一种通过单片机自关断节能电路模块，其特征在于，还包括电阻R4，PMOS管Q1的漏极通过电阻R4与三端正电压稳压器U2输入端相连。

4.根据权利要求1所述的一种通过单片机自关断节能电路模块，其特征在于，还包括电阻R3，电阻R3连接在三极管Q2的基极与主控芯片MCU的输出脚Pin4之间。