CN208939105U - 一种带电量显示的锂电池保护板 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种带电量显示的锂电池保护板，带电量显示的锂电池保护板上设置有保护电路和连接端，电池保护电路包括保护芯片以及与保护芯片电性连接的复位电阻，保护电路还包括电压显示电路；电压显示电路包括控制芯片以及与控制芯片电性连接的电量显示电路和电池启动电路。该带电量显示的锂电池保护板通过电压显示电路的四个LED灯的灯亮以及灯灭状态来表示电池的不同电压状态，相比传统方式，显示方式多样灵活，精度高；通过设计复位电阻使得电池的电源在发生过流过放保护后不需要进行充电激活即可恢复输出，使用更加方便；另外电压显示电路在不工作时，电池与控制芯片之间不存在回路，电压显示电路不耗电，达到了省电节能的效果。

Description

一种带电量显示的锂电池保护板

技术领域

本实用新型涉及锂电池保护技术领域，具体地，涉及一种带电量显示的锂电池保护板。

背景技术

锂电池保护板，顾名思义锂电池保护板主要是针对可充电(一般指锂电池)起保护作用的集成电路板。锂电池(可充型)之所以需要保护，是由它本身特性决定的。由于锂电池本身的材料决定了它不能被过充、过放、过流、短路及超高温充放电，因此锂电池锂电组件总会跟着一块带采样电阻的保护板和一片电流保险器出现。

现有的锂电池保护板存在以下缺点：

1.现有的锂电池保护板通常采用比较器的方式显示电量，显示方式单一，不灵活；

2.现有的锂电池保护板在电池的过放或过流后会断开与负载的连接，电池的电源不会恢复，需要充电激活，繁琐不便；

3.现有锂电池保护板采用以比较器为主要器件的模拟电路只要连接电池就会损耗电池的电量，不够省电。

因此，需提供一种带电量显示的锂电池保护板，以解决现有技术的不足。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种带电量显示锂电池保护板。

本实用新型的技术方案如下：一种带电量显示锂电池保护板，所述带电量显示的锂电池保护板上设置有保护电路和连接端，所述保护电路包括电压转换电路和电池保护电路，所述电池保护电路包括保护芯片，所述连接端包括电池正极端B+、电池负极端B-、输出负极端P-,第一电池引脚B1；所述保护电路还包括电压显示电路，所述电压转换电路与所述电压显示电路电性连接；其中，所述电压显示电路包括控制芯片以及与所述控制芯片电性连接的电量显示电路和电池启动电路。

进一步地，所述电量显示电路用于显示所述电池的电压状态，所述电量显示电路包括第一LED灯、第二LED灯、第三LED灯和第四LED灯，所述第一LED灯的阳极与所述控制芯片的第四引脚连接、所述第一LED灯的阴极接地，所述第二LED灯的阳极与所述控制芯片的第五引脚连接、所述第二LED灯的阴极接地，所述第三LED灯的阳极与所述控制芯片的第七引脚连接、所述第三LED灯的阴极接地，所述第四LED灯的阳极与所述控制芯片的第六引脚连接、所述第四LED灯的阴极接地，所述控制芯片的第一引脚和第三引脚均与所述电压转换电路连接，所述控制芯片的第十引脚接地。

进一步地，所述电池启动电路用于启动所述电池与所述控制芯片之间的连接，所述电池启动电路包括显示开关、第十五电阻、第五MOS管和第六三极管，所述电池正极端B+与所述第五MOS管的源极连接，所述第五MOS管的漏极与所述控制芯片的第八引脚连接，所述第五MOS管的栅极与所述第六三极管的集电极连接，所述第十五电阻并联在所述第五MOS管的栅极和源极两端，所述第六三极管的发射极接地，所述第六三极管的基极与所述控制芯片的第九引脚连接，所述显示开关的一端与所述控制芯片的第二引脚连接，所述显示开关的另一端接地。

进一步地，所述电池保护电路还包括与所述保护芯片电性连接的复位电阻，所述复位电阻用于在一电池发生过放，过流保护事件解除后进行自恢复；所述电池保护电路还包括第一MOS管和第二MOS管，所述第一电池引脚B1与所述保护芯片的第四引脚连接，所述电池正极端B+与所述保护芯片的第五引脚连接，所述电池负极端B-与所述保护芯片的第六引脚连接，所述第一MOS管的栅极与所述保护芯片的第二引脚连接，所述第一MOS管的源极分别与所述保护芯片的第三引脚和所述输出负极端P-连接，所述第一MOS管的源极还与所述复位电阻的一端连接，所述复位电阻的另一端与所述保护芯片的第六引脚连接，所述第一MOS管的漏极与所述第二MOS管的漏极连接，所述第二MOS管的源极与所述电池负极端B-连接，所述第二MOS管的栅极与所述保护芯片的第一引脚连接。

进一步地，所述电压转换电路与所述电池连接，用于将所述电池的电压进行降压给所述电压显示电路供电；所述电压转换电路包括降压芯片，所述电池正极端B+与所述电池的正极连接，所述电池正极端B+与所述降压芯片的第二引脚连接，所述降压芯片的第一引脚接地，所述降压芯片的第三引脚与所述电压显示电路电性连接。

进一步地，所述带电量显示的锂电池保护板上开设有若干个过孔，若干个所述过孔分为第一区域过孔和第二区域过孔，所述第一区域过孔为所述电池负极端B-，第二区域过孔为所述输出负极端P-。

进一步地，所述带电量显示的锂电池保护板上设置有第一焊盘、第二焊盘、第三焊盘和第四焊盘，所述第一焊盘和所述第二焊盘并联连接，所述第一焊盘和所述第二焊盘均为所述输出负极端P-的焊盘；所述第三焊盘和所述第四焊盘并联连接，所述第三焊盘和所述第四焊盘均为所述电池正极端B+的焊盘。

本实用新型的有益效果为：该带电量显示的锂电池保护板通过电压显示电路的四个LED灯的灯亮以及灯灭状态来表示电池的不同电压状态，相比传统方式，显示方式多样灵活，精度高；通过设计复位电阻使得电池的电源在发生过流过放保护后不需要进行充电激活即可恢复输出，使用更加方便；另外电压显示电路在不工作时，电池与控制芯片之间不存在回路，电压显示电路不耗电，达到了省电节能的效果。

附图说明：

图1为本实用新型的带电量显示的锂电池保护板的电路原理图；

图2为本实用新型的电压转换电路图；

图3为本实用新型的电池保护电路图；

图4为本实用新型的电压显示电路图；

图5为本实用新型的带电量显示的锂电池保护板的结构示意图。

附图标记：10-保护电路、11-电压转换电路、12-电池保护电路、13-电压显示电路、131-电量显示电路、132-电池启动电路、21-第一区域过孔、22-第二区域过孔、31-第一焊盘、32-第二焊盘、33-第三焊盘、34-第四焊盘。

具体实施方式

为了使本实用新型的实用新型目的，技术方案及技术效果更加清楚明白，下面结合具体实施方式对本实用新型做进一步的说明。应理解，此处所描述的具体实施例，仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参照图1到图4，一种带电量显示的锂电池保护板，所述带电量显示的锂电池保护板上设置有保护电路10和连接端，所述保护电路10包括电压转换电路11和电池保护电路12，所述电池保护电路12包括保护芯片U3，所述连接端包括电池正极端B+、电池负极端B-、输出负极端P-,第一电池引脚B1；所述保护电路10还包括电压显示电路13，所述电压转换电路11与所述电压显示电路13电性连接；其中，所述电压显示电路13包括控制芯片U1以及与所述控制芯片U1电性连接的电量显示电路131和电池启动电路132。

请参照图2，所述电压转换电路11与一电池连接，用于将所述电池的电压进行降压并给所述电压显示电路13供电。所述电压转换电路11包括降压芯片U2，所述电池正极端B+与所述电池的正极连接，所述电池正极端B+与所述降压芯片U2的第二引脚连接，所述降压芯片U2的第一引脚接地，所述降压芯片U2的第三引脚与所述电压显示电路13电性连接。在本实施例中，所述电池采用两节锂电池串联而成，所述电池的电压范围为6-8.4V，所述降压芯片U2的型号优选为MCP33，所述降压芯片U2的第三引脚输出电压为3.3V，所述3.3V电压为所述电压显示电路13的所述控制芯片U1供电。

请参照图4，所述电量显示电路131用于显示所述电池的电压状态，所述电量显示电路131包括第一LED灯D1、第二LED灯D2、第三LED灯D3和第四LED灯D4，所述第一LED灯D1的阳极与所述控制芯片U1的第四引脚连接、所述第一LED灯D1的阴极接地，所述第二LED灯D2的阳极与所述控制芯片U1的第五引脚连接、所述第二LED灯D2的阴极接地，所述第三LED灯D3的阳极与所述控制芯片U1的第七引脚连接、所述第三LED灯D3的阴极接地，所述第四LED灯D4的阳极与所述控制芯片U1的第六引脚连接、所述第四LED灯D4的阴极接地，所述控制芯片U1的第一引脚和第三引脚均与所述电压转换电路11中所述降压芯片U2的第三引脚连接，所述控制芯片U1的第十引脚接地。

请参照图4，所述电池启动电路132用于启动所述电池与所述控制芯片之间的连接，所述电池启动电路132包括显示开关S1、第十五电阻R15、第五MOS管和第六三极管Q6，所述电池正极端B+与所述第五MOS管的源极连接，所述第五MOS管Q5的漏极与所述控制芯片U1的第八引脚连接，所述第五MOS管Q5的栅极与所述第六三极管Q6的集电极连接，所述第十五电阻R15并联在所述第五MOS管Q5的栅极和源极两端，所述第六三极管Q6的发射极接地，所述第六三极管Q6的基极与所述控制芯片U1的第九引脚连接，所述显示开关S1的一端与所述控制芯片U1的第二引脚连接，所述显示开关S1的另一端接地。

请参照图4，其中，所述控制芯片U1的型号为FNK9984-1，所述第六三极管Q6为NPN三极管，型号为S8085，所述第五MOS管Q5为P沟道MOSFET，型号为FNK3047。在本实施例中，所述第六三极管Q6不导通时，由于所述第十五电阻R15并联在所述第五MOS管Q5的栅极和源极两端，所以使得第五MOS管Q5栅极的电压与源极的电压相同，所述第五MOS管Q5栅极和源极之间的电压Vgs＝0(V),所述第五MOS管Q5不导通，当所述控制芯片U1的第九引脚发出高电平时，所述第六三极管Q6的基极处于高电位，所述第六三极管Q6导通，由于所述第六三极管Q6的发射极接地，所述第五MOS管Q5的栅极电压被拉到地，为0V，而所述第五MOS管Q5的源极电压为所述电池电压，此时所述第五MOS管Q5栅极和源极之间的电压Vgs满足所述第五MOS管Q5的导通条件，所述电池的电压通过第五MOS管Q5再经所述控制芯片U1的第八引脚传递给所述控制芯片U1检测，所述控制芯片U1通过所述电量显示电路131中所述第一LED灯D1、所述第二LED灯D2、所述第三LED灯D3和所述第四LED灯D4的亮灯状态来显示所述电池的电压电量情况。

请参照图4，在一种实施例中，当所述控制芯片U1的第四引脚、第五引脚、第六引脚和第七引脚均输出高电平时，所述第一LED灯D1、所述第二LED灯D2、所述第三LED灯D3和所述第四LED灯D4均亮灯时，所述电池的电压大于8.3V，说明所述电池电池状态为100％。当所述控制芯片U1的第四引脚、第五引脚和第七引脚均输出高电平，而第六引脚输出低电平时，所述第一LED灯D1、所述第二LED灯D2和所述第三LED灯D3均亮灯，所述第四LED灯D4不亮时，所述电池的电压大于7.9V且小于8.3V，说明所述电池的电池状态为75％-100％。当所述控制芯片U1的第四引脚和第五引脚输出高电平，而第六引脚和第七引脚均输出低电平时，所述第一LED灯D1和所述第二LED灯D2均亮灯，所述第三LED灯D3和所述第四LED灯D4均不亮时，说明所述电池的电池状态为50％-75％。所述第一LED灯D1、所述第二LED灯D2均亮灯，所述第三LED灯D3和所述第四LED灯D4不亮时，说明所述电池的电池状态为50％-75％。当所述控制芯片U1的第四引脚输出高电平，而第五引脚、第六引脚和第七引脚均输出低电平时，所述第一LED灯亮灯D1，所述第二LED灯D2、所述第三LED灯D3和所述第四LED灯D4均不亮时，说明所述电池的电池状态为25％-50％。当所述控制芯片U1的第四引脚输出方波，而第五引脚、第六引脚和第七引脚均输出低电平时，所述第一LED灯闪烁D1，所述第二LED灯D2、所述第三LED灯D3和所述第四LED灯D4不亮时，说明所述电池的电池状态为0-25％。其中，所述显示开关S1一端设置在所述控制芯片U1的第二引脚，另一端接地，所述第二引脚为所述控制芯片U1的中断引脚，在不按下所述显示开关S1的情况下，所述电池启动电路132与所述控制芯片U1断开，所述控制芯片U1不损耗所述电池的电量，所述控制芯片U1进入休眠状态。同时所述电池启动电路132中的所述第六三极管Q6和所述第五MOS管Q5不导通，所述第六三极管Q6、所述第五MOS管Q5和所述第十五电阻R15组成的电路不耗电，从而达到节能省电的效果。

请参照图3，所述电池保护电路12包括保护芯片、复位电阻RS、第一MOS管Q1和第二MOS管Q2，所述第一电池引脚B1与所述保护芯片U3的第四引脚连接，所述电池正极端B+与所述保护芯片U3的第五引脚连接，所述电池负极端B-与所述保护芯片U3的第六引脚连接，所述第一MOS管Q1的栅极与所述保护芯片U3的第二引脚连接，所述第一MOS管Q1的源极分别与所述保护芯片U3的第三引脚和所述输出负极端P-连接，所述第一MOS管Q1的源极还与所述复位电阻RS的一端连接，所述复位电阻RS的另一端与所述保护芯片U3的第六引脚连接，所述第一MOS管Q1的漏极与所述第二MOS管Q2的漏极连接，所述第二MOS管Q2的源极与所述电池负极端B-连接，所述第二MOS管Q2的栅极与所述保护芯片U3的第一引脚连接。其中，所述保护芯片U3的型号为HY2120-HB，所述第一MOS管Q1和所述第二MOS管Q2的型号为PSMN1R5-30YL，所述电池正极端B+与所述电池的正极连接，所述电池负极端B-与所述电池的负极连接，所述输出负极端P-与所述电池输出的负极连接，所述第一电池引脚B1与所述电池的两串联电池的中间连接，所述复位电阻RS的阻值为1MΩ。在本实施例中，所述保护芯片U3正常工作时，所述保护芯片U3的第一引脚和第二引脚同时输出高电平，所述第一MOS管Q1与所述第二MOS管A2同时导通，所述电池的充电和放电都可以同时进行；所述保护芯片U3过放或者过流保护发生后，所述保护芯片U3的第一引脚输出低电平，所述第二MOS管是关闭的，所述电池负极端B-与所述输出负极端P-之间断开，所述保护芯片U3的第三引脚是过流检测脚，它侦测到所述输出负极端P-和所述电池负极端B-之间的电位差为V_P-B-，若V_P-B-＞0.2V，会继续关闭所述第二MOS管Q2，不让恢复所述电池与所述电池保护电路的连接。由于所述复位电阻RS一端连接所述输出负极端P-，另一端与所述保护芯片U3的第六引脚连接，可以保证第二MOS管Q2在断开的情况下,所述保护芯片U3的第三引脚不会悬空，而被所述复位电阻RS下拉到零电位，从而释放过流保护，所述电池恢复与所述电池保护电路12的连接。通过设置所述复位电阻RS使得所述电池在发生过流过放保护后不需要进行充电激活即可恢复所述电池与所述电池保护电路12的连接，方便易用。

请参照图5，所述带电量显示的锂电池保护板上开设有若干个过孔，若干个所述过孔分为第一区域过孔21和第二区域过孔22，所述第一区域过孔21为所述电池负极端B-，第二区域过孔22为所述输出负极端P-；所述带电量显示的锂电池保护板上设置有第一焊盘31、第二焊盘32、第三焊盘33和第四焊盘34，所述第一焊盘31和所述第二焊盘32并联连接，所述第一焊盘31和所述第二焊盘32均为所述输出负极端P-的焊盘；所述第三焊盘33和所述第四焊盘34并联连接，所述第三焊盘33和所述第四焊盘34均为所述电池正极端B+的焊盘。在本实施例中，所述第一区域过孔21和所述第二区域过孔22让PCB正反面同时过电流，增强过流能力，降低大电流经过时烧坏线路的风险；所述输出负极端P-通过所述第一焊盘31和所述第二焊盘32双焊盘并联，所述电池正极端B+通过所述第三焊盘33和所述第四焊盘34双焊盘并联，使得所述带电量显示的锂电池保护板的过流能力增大，降低大电流经过时烧坏线路的风险。

本实用新型的有益效果为：该带电量显示的锂电池保护板通过电压显示电路的四个LED灯的灯亮以及灯灭状态来表示电池的不同电压状态，相比传统方式，显示方式多样灵活，精度高；通过设计复位电阻使得电池的电源在发生过流过放保护后不需要进行充电激活即可恢复输出，使用更加方便；另外电压显示电路在不工作时，电池与控制芯片之间不存在回路，电压显示电路不耗电，达到了省电节能的效果。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (7)

1.一种带电量显示的锂电池保护板，所述带电量显示的锂电池保护板上设置有保护电路和连接端，所述保护电路包括电压转换电路和电池保护电路，所述电池保护电路包括保护芯片，所述连接端包括电池正极端B+、电池负极端B-、输出负极端P-,第一电池引脚B1，其特征在于，

所述电池保护电路还包括与所述保护芯片电性连接的复位电阻，所述复位电阻用于在一电池发生过放，过流保护事件解除后进行自恢复；

所述保护电路还包括电压显示电路，所述电压转换电路与所述电压显示电路电性连接；

其中，所述电压显示电路包括控制芯片以及与所述控制芯片电性连接的电量显示电路和电池启动电路，所述电量显示电路用于显示所述电池的电压状态；所述电池启动电路用于启动所述电池与所述控制芯片之间的连接。

2.如权利要求1所述的带电量显示的锂电池保护板，其特征在于，所述电量显示电路包括第一LED灯、第二LED灯、第三LED灯和第四LED灯，所述第一LED灯的阳极与所述控制芯片的第四引脚连接、所述第一LED灯的阴极接地，所述第二LED灯的阳极与所述控制芯片的第五引脚连接、所述第二LED灯的阴极接地，所述第三LED灯的阳极与所述控制芯片的第七引脚连接、所述第三LED灯的阴极接地，所述第四LED灯的阳极与所述控制芯片的第六引脚连接、所述第四LED灯的阴极接地，所述控制芯片的第一引脚和第三引脚均与所述电压转换电路连接，所述控制芯片的第十引脚接地。

3.如权利要求1所述的带电量显示的锂电池保护板，其特征在于，所述电池启动电路包括显示开关、第十五电阻、第五MOS管和第六三极管，所述电池正极端B+与所述第五MOS管的源极连接，所述第五MOS管的漏极与所述控制芯片的第八引脚连接，所述第五MOS管的栅极与所述第六三极管的集电极连接，所述第十五电阻并联在所述第五MOS管的栅极和源极两端，所述第六三极管的发射极接地，所述第六三极管的基极与所述控制芯片的第九引脚连接，所述显示开关的一端与所述控制芯片的第二引脚连接，所述显示开关的另一端接地。

4.如权利要求1所述的带电量显示的锂电池保护板，其特征在于，所述电池保护电路还包括第一MOS管和第二MOS管，所述第一电池引脚B1与所述保护芯片的第四引脚连接，所述电池正极端B+与所述保护芯片的第五引脚连接，所述电池负极端B-与所述保护芯片的第六引脚连接，所述第一MOS管的栅极与所述保护芯片的第二引脚连接，所述第一MOS管的源极分别与所述保护芯片的第三引脚和所述输出负极端P-连接，所述第一MOS管的源极还与所述复位电阻的一端连接，所述复位电阻的另一端与所述保护芯片的第六引脚连接，所述第一MOS管的漏极与所述第二MOS管的漏极连接，所述第二MOS管的源极与所述电池负极端B-连接，所述第二MOS管的栅极与所述保护芯片的第一引脚连接。

5.如权利要求1所述的带电量显示的锂电池保护板，其特征在于，所述电压转换电路与所述电池连接，所述电压转换电路用于将所述电池的电压进行降压；所述电压转换电路包括降压芯片，所述电池正极端B+与所述电池的正极连接，所述电池正极端B+与所述降压芯片的第二引脚连接，所述降压芯片的第一引脚接地，所述降压芯片的第三引脚与所述电压显示电路电性连接。

6.如权利要求1所述的带电量显示的锂电池保护板，其特征在于，所述带电量显示的锂电池保护板上开设有若干个过孔，若干个所述过孔分为第一区域过孔和第二区域过孔，所述第一区域过孔为所述电池负极端B-，第二区域过孔为所述输出负极端P-。

7.如权利要求1所述的带电量显示的锂电池保护板，其特征在于，所述带电量显示的锂电池保护板上还设置有第一焊盘、第二焊盘、第三焊盘和第四焊盘，所述第一焊盘和所述第二焊盘并联连接，所述第一焊盘和所述第二焊盘均为所述输出负极端P-的焊盘；所述第三焊盘和所述第四焊盘并联连接，所述第三焊盘和所述第四焊盘均为所述电池正极端B+的焊盘。