CN208939104U - 电池短路双重保护电路 - Google Patents
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Abstract
一种电池短路双重保护电路，包括电池保护芯片、充电MOS管和放电MOS管，以及并联于电池保护芯片的SRP脚和SRN脚之间的第一电阻构成的第一保护电路；当电池保护芯片检测到电池的对地电流高于短路门限值时，电池保护芯片控制充电MOS管和放电MOS管断开；还包括第一P沟道绝缘栅场效应管和控制电路构成的第二保护电路，第一P沟道绝缘栅场效应管的栅极与控制电路输出端连接，第一P沟道绝缘栅场效应管的源极与电池的正极连接，第一P沟道绝缘栅场效应管的漏极与负载的一端连接；当电池的正极电压低于预定值时，控制电路优选断开第一P沟道绝缘栅场效应管。本实用新型具有双重保护作用，免除了传统的需要移除负载或重新充电后才可以恢复工作的麻烦。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电池短路保护电路,尤其是一种电池短路双重保护电路。
背景技术
传统的电池短路保护电路，如图2所示，当电池保护芯片10检测到电池50的对地电流低于欠压门限值时，电池保护芯片10控制充电MOS管20和放电MOS管30断开，达到保护电池50的目的。可在保护之后，要想再恢复正常输出，需要完全移除负载，即移除电池保护芯片10后面的所有负载，如电阻、电容等；或者重新充电才能够恢复正常输出；但是，一般情况下，因产品都已经预先组装好的，要移除所有负载，实现起来比较困难；如果身边没有带上充电器或者带出的充电器不能正常工作，这样，在出现了一次短路后，就有可能导致产品不能正常工作。
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自动断开移除电池保护芯片后面的所有负载，自动恢复正常输出的电池短路双重保护电路。
本实用新型的技术方案是：提供一种电池短路双重保护电路，包括电池保护芯片、充电MOS管和放电MOS管，以及并联于电池保护芯片的SRP脚和SRN脚之间的第一电阻R1构成的第一保护电路；当电池保护芯片1检测到电池的对地电流高于短路门限值时，电池保护芯片控制充电MOS管和放电MOS管断开；还包括第一P沟道绝缘栅场效应管Q2和控制电路构成的第二保护电路，第一P沟道绝缘栅场效应管Q2的栅极与控制电路输出端连接，第一P沟道绝缘栅场效应管Q2的源极与电池的正极连接，第一P沟道绝缘栅场效应管Q2的漏极与负载4的一端连接；当电池5的正极电压低于预定值时，控制电路优选断开第一P沟道绝缘栅场效应管Q2。
作为对本实用新型的改进，所述控制电路包括第二P沟道绝缘栅场效应管Q1、第一三极管Q5、第二三极管Q6和第三三极管Q7，以及若干电阻；所述第二三极管Q6的发射极与控制器MCU的使能端EN连接，所述第二三极管Q6的基极与第三电阻R3和第四电阻R4的公共端连接，第三电阻R3的另一端与电池5的正极连接，第四电阻R4的另一端与第一三极管Q5集电极和第二电阻R2的公共端连接，所述第二三极管Q6的集电极与第六电阻R6一端连接；所述第一三极管Q5的基极通过第五电阻R5与第六电阻R6、第七电阻R7和第八电阻R8的公共端连接，所述第一三极管Q5的发射极与第二电阻R2的另一端、第七电阻R7的另一端连接并接地；第二P沟道绝缘栅场效应管Q1的源极接地，第二P沟道绝缘栅场效应管Q1的栅极与第八电阻R8的另一端连接，第二P沟道绝缘栅场效应管Q1的漏极与第九电阻R9和第三三极管Q7的基极的公共端连接，第九电阻R9的另一端与控制器MCU的使能端EN连接；第三三极管Q7的基极通过第十一电阻接地，第三三极管Q7的发射极接地，第三三极管Q7的集电极通过第十二电阻R12与第十电阻R10和第一P沟道绝缘栅场效应管Q2的栅极的公共端连接，第十电阻R10的另一端与第一P沟道绝缘栅场效应管Q2的源极连接。
作为对本实用新型的改进，根据电池所带的负载的不同，其负载会把电池电压拉低到不同的值，即根据本控制电路设定的值，就能够切断第一P沟道绝缘栅场效应管Q2，达到保护电池的目的，所述电池（5）的正极电压的预定值是大于等于0伏，小于等于二分之一的电池（5）的额定电压(该值的大小可根据第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4进行调节)。
本实用新型由于采用了在原有保护电路中增加了由第一P沟道绝缘栅场效应管Q2和控制电路构成的第二保护电路，第一P沟道绝缘栅场效应管Q2的栅极与控制电路输出端连接，第一P沟道绝缘栅场效应管Q2的源极与电池的正极连接，第一P沟道绝缘栅场效应管Q2的漏极与负载4的一端连接；当电池5的正极电压低于预定值时，控制电路优选断开第一P沟道绝缘栅场效应管Q2；这样，当电路出现了短路情况时，负载4的正极P+与地短接，此时,负载4的正极P+变为0V（或者第二三极管Q6的电压低于2.7V，即电池5的电压低于6V），这个时候第二三极管PNP Q6导通，进而MCU的使能端EN的3.3V的电平会到达第二P沟道绝缘栅场效应管 Q1的栅极，使得第二P沟道绝缘栅场效应管Q1导通，就会把第三三极管Q7的基极拉地，导致第三三极管Q7断开，因此第一P沟道绝缘栅场效应管Q2的VGS的电压为0，所以第一P沟道绝缘栅场效应管 Q2断开，达到了切断输出的目的。同时第一三极管Q5导通，让第二三极管Q6一直处于导通中，即使得第一P沟道绝缘栅场效应管 Q2是一直处于断开中。在排除故障后，控制器MCU会获取电池的正极B+或负载4的正极P+ 无电压，产品就可以做出相关的指示动作。如一段时间后，控制器MCU_EN变为0，短路即可以解除，之后控制器MCU_EN再变为1，可以重新充放电，达到了双重保护的目的，免除了传统的需要移除负载或重新充电后才可以恢复工作的麻烦。
附图说明
图1是本实用新型一种实施例的原理结构示意图；
图2是现有的短路保护电路的原理结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体案例对本实用新型进行说明。
本实用新型提供一种电池短路双重保护电路，包括电池保护芯片1、充电MOS管2和放电MOS管3，以及并联于电池保护芯片1的SRP脚和SRN脚之间的第一电阻R1构成的第一保护电路；当电池保护芯片1检测到电池5的对地电流高于短路门限值时，电池保护芯片1控制充电MOS管2和放电MOS管3断开；还包括第一P沟道绝缘栅场效应管Q2和控制电路6构成的第二保护电路，第一P沟道绝缘栅场效应管Q2的栅极与控制电路6输出端连接，第一P沟道绝缘栅场效应管Q2的源极与电池5的正极连接，第一P沟道绝缘栅场效应管Q2的漏极与负载4的一端连接；当电池5的正极电压低于预定值时，控制电路6优选断开第一P沟道绝缘栅场效应管Q2。
优选的，所述控制电路6包括第二P沟道绝缘栅场效应管Q1、第一三极管Q5、第二三极管Q6和第三三极管Q7，以及若干电阻；所述第二三极管Q6的发射极与控制器MCU的使能端EN连接，所述第二三极管Q6的基极与第三电阻R3和第四电阻R4的公共端连接，第三电阻R3的另一端与电池5的正极连接，第四电阻R4的另一端与第一三极管Q5集电极和第二电阻R2的公共端连接，所述第二三极管Q6的集电极与第六电阻R6一端连接；所述第一三极管Q5的基极通过第五电阻R5与第六电阻R6、第七电阻R7和第八电阻R8的公共端连接，所述第一三极管Q5的发射极与第二电阻R2的另一端、第七电阻R7的另一端连接并接地；第二P沟道绝缘栅场效应管Q1的源极接地，第二P沟道绝缘栅场效应管Q1的栅极与第八电阻R8的另一端连接，第二P沟道绝缘栅场效应管Q1的漏极与第九电阻R9和第三三极管Q7的基极的公共端连接，第九电阻R9的另一端与控制器MCU的使能端EN连接；第三三极管Q7的基极通过第十一电阻接地，第三三极管Q7的发射极接地，第三三极管Q7的集电极通过第十二电阻R12与第十电阻R10和第一P沟道绝缘栅场效应管Q2的栅极的公共端连接，第十电阻R10的另一端与第一P沟道绝缘栅场效应管Q2的源极连接。
优选的，所述电池5的正极电压的预定值是大于等于0伏，小于等于二分之一的电池（5）的额定电压(该值的大小可根据第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4进行调节)。
正常工作时，控制器MCU_EN输出高电平3.3V，控制第三三极管Q7导通，继而可控制第一P沟道绝缘栅场效应管Q2导通，电池保护芯片1正常工作，此时能够正常待载。
当电路出现了短路情况时，负载4的正极P+与地短接，此时,负载4的正极P+变为0V（或者第二三极管Q6的电压低于2.7V，即电池5的电压低于6V），这个时候第二三极管PNP Q6导通，进而MCU的使能端EN的3.3V的电平会到达第二P沟道绝缘栅场效应管 Q1的栅极，使得第二P沟道绝缘栅场效应管Q1导通，就会把第三三极管Q7的基极拉地，导致第三三极管Q7断开，因此第一P沟道绝缘栅场效应管Q2的VGS的电压为0，所以第一P沟道绝缘栅场效应管 Q2断开，达到了切断输出的目的。同时第一三极管Q5导通，让第二三极管Q6一直处于导通中，即使得第一P沟道绝缘栅场效应管 Q2是一直处于断开中。在排除故障后，控制器MCU会获取电池的正极B+(P+)无电压，产品就可以做出相关的指示动作。如一段时间后，控制器MCU_EN变为0，短路即可以解除，之后控制器MCU_EN再变为1，可以重新充放电，达到了双重保护的目的。
本实用新型中，所述第一三极管Q5和第三三极管Q7可以是NPN三极管。
所述第二三极管Q6可以是PNP三极管。
本实用新型中的电池保护芯片1可以采用型号为BQ76930、S-8254等芯片。
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 (5)
1.一种电池短路双重保护电路，包括电池保护芯片（1）、充电MOS管（2）和放电MOS管（3），以及并联于电池保护芯片（1）的SRP脚和SRN脚之间的第一电阻（R1）构成的第一保护电路；当电池保护芯片（1）检测到电池（5）的对地电流高于短路门限值时，电池保护芯片（1）控制充电MOS管（2）和放电MOS管（3）断开；其特征在于：还包括第一P沟道绝缘栅场效应管（Q2）和控制电路（6）构成的第二保护电路，第一P沟道绝缘栅场效应管（Q2）的栅极与控制电路（6）输出端连接，第一P沟道绝缘栅场效应管（Q2）的源极与电池（5）的正极连接，第一P沟道绝缘栅场效应管（Q2）的漏极与负载（4）的一端连接；当电池（5）的正极电压低于预定值时，控制电路（6）断开第一P沟道绝缘栅场效应管（Q2）。
2.根据权利要求1所述的电池短路双重保护电路，其特征在于：所述控制电路（6）包括第二P沟道绝缘栅场效应管（Q1）、第一三极管（Q5）、第二三极管（Q6）和第三三极管（Q7），以及若干电阻；所述第二三极管（Q6）的发射极与控制器（MCU）的使能端（EN）连接，所述第二三极管（Q6）的基极与第三电阻（R3）和第四电阻（R4）的公共端连接，第三电阻（R3）的另一端与电池（5）的正极连接，第四电阻（R4）的另一端与第一三极管（Q5）集电极和第二电阻（R2）的公共端连接，所述第二三极管（Q6）的集电极与第六电阻（R6）一端连接；所述第一三极管（Q5）的基极通过第五电阻（R5）与第六电阻（R6）、第七电阻（R7）和第八电阻（R8）的公共端连接，所述第一三极管（Q5）的发射极与第二电阻（R2）的另一端、第七电阻（R7）的另一端连接并接地；第二P沟道绝缘栅场效应管（Q1）的源极接地，第二P沟道绝缘栅场效应管（Q1）的栅极与第八电阻（R8）的另一端连接，第二P沟道绝缘栅场效应管（Q1）的漏极与第九电阻（R9）和第三三极管（Q7）的基极的公共端连接，第九电阻（R9）的另一端与控制器（MCU）的使能端（EN）连接；第三三极管（Q7）的基极通过第十一电阻接地，第三三极管（Q7）的发射极接地，第三三极管（Q7）的集电极通过第十二电阻（R12）与第十电阻（R10）和第一P沟道绝缘栅场效应管（Q2）的栅极的公共端连接，第十电阻（R10）的另一端与第一P沟道绝缘栅场效应管（Q2）的源极连接。
3.根据权利要求1或2所述的电池短路双重保护电路，其特征在于：所述电池（5）的正极电压的预定值是大于等于0伏，小于等于二分之一的电池（5）的额定电压。
4.根据权利要求2所述的电池短路双重保护电路，其特征在于：所述第一三极管（Q5）和第三三极管（Q7）是NPN三极管。
5.根据权利要求2所述的电池短路双重保护电路，其特征在于：所述第二三极管（Q6）是PNP三极管。
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