CN209658957U - 双负载电路驱动保护控制模块 - Google Patents

Abstract

一种双负载电路驱动保护控制模块包括电池组、电源电路，电源电路包括：器件供电电路、主控单元、电压检测电路、过充保护电路、开关电路、负载电路、短路保护电路，短路保护电路包括：比较器U5A、采样电阻R41、滤波电容C25、比较器U5B、采样电阻R44、滤波电容C20、开关管Q6；上述双负载电路驱动保护控制模块，若负载电路短路，分别通过采样电阻R41、R44进行采样，比较器U5A、U5B的正相输入端检测到高电位，二极管D8、D9导通，提供驱动电压给三极管Q6，三极管Q6导通，并将信号传输给主控单元U1，主控单U1控制驱动关断MOS管QM1、QS1，负载电路回路关断达成短路保护。

Description

双负载电路驱动保护控制模块

技术领域

本实用新型涉及一种直流供电电源，特别涉及一种双负载电路驱动保护控制模块。

背景技术

若电路发生故障，如发生短路，电路不经过负载，导线的电阻几乎可以忽略不计，因此瞬间产生的极大的电流，造成设备损坏或事故。短路电流会引起电器设备绝缘损坏产生强大的电动力，使电动机和电器设备产生机械性损坏，对电器设备和线路都会造成极大的损害，甚至引发火灾等。

若发生过载，电路中同时处于启动状态的负载引起的总电流超过线路能承受的额定电流，也会造成导线等受损坏。

对直流供电模块中的电池或电池组进行充电时容易造成过充，可能导致电池内压升高、电池变形、漏液等情况发生，电池的性能也会显著降低和损坏。

锂离子电池过充时，电池电压随极化增大而迅速上升，会引起正极活性物质结构的不可逆变化及电解液的分解，产生大量气体，放出大量的热，使电池温度和内压急剧增加，存在爆炸、燃烧等隐患。锂离子动力电池充放电电流大，不易散热，过充时更易造成安全性问题。

为防止过充，通常采用专用的充电电路，或者安装安全阀，以提供更大程度的过充保护；也可采用正温系数电阻器(PTC)，正温度系数电阻器可使电池过充而升温时增大电池的内阻，限制过充电流。也可采用专用的隔膜，电池发生异常使隔膜温度过高时，隔膜孔隙收缩闭塞，阻止锂离子的迁移，防止过充。上述方法有一定的效果，但过于复杂或繁琐，增加了电池的成本与复杂性。锂离子电池的充电如果采用专用充电器，充电电压一般会限制在4.2V以内。但是，如果不是采用专用充电器，或充电器失效造成电池严重过充电，将有可能造成电池起火、爆炸。电池的充电控制非常重要，否则，存在严重的安全问题。

发明内容

基于此，有必要提供一种可有效进行短路保护的双负载电路驱动保护控制模块。

一种双负载电路驱动保护控制模块，包括：电池单元串联形成的电池组、及与所述电池组连接的电源电路，不同电池单元或不同数量电池单元连接形成分组电池组，所述电池组的负极接入外部电源或充电器的负极连接端并接地，所述电源电路包括：与所述电池组连接并提供基准电压及器件驱动电源的器件供电电路、接入器件驱动电源并进行控制驱动的主控单元、与所述电池单元或分组电池组或电池组连接并检测电池单元或分组电池组或电池组电压且将检测信号传输给所述主控单元进行比较判断的电压检测电路、与所述主控单元及电池组连接的过充保护电路、与所述主控单元连接并受其控制工作状态导通而异常状态关断的开关电路、通过所述开关电路与所述电池组连接的负载电路、与所述主控单元及所述电池组连接的短路保护电路，所述过充保护电路包括：连接外部电源或充电器的连接端并接入所述主控单元且于工作状态导通的开关管Q4、与所述主控单元连接并受控过充状态关断而工作状态导通的开关管Q7、与所述开关管Q7连接并因开关管Q7关断引起关断且工作状态导通的开关管Q5，外部电源或充电器的连接端通过开关管Q5接入电池组；所述负载电路包括：第一负载电路、第二负载电路，所述开关电路包括：接入第一负载电路并连接所述主控单元受控于工作状态导通而因检测到过放或过流或短路或高温状态关断所述第一负载电路回路的开关管QM1、接入第二负载电路并连接所述主控单元受控制于工作状态导通而因检测到过放或过流或短路或高温状态关断所述第二负载电路回路的开关管QS1，所述短路保护电路包括：与所述主控单元连接并比较输入电压与基准电压以反馈给主控单元控制开关管QM1导通或关断以对第一负载电路回路进行短路保护的比较器U5A、接入所述比较器U5A的正相输入端并连接开关管QM1的采样电阻R41、与采样电阻R41连接的滤波电容C25、与所述主控单元连接并比较输入电压与基准电压以反馈给主控单元控制所述开关管QS1导通或关断以对第二负载电路回路进行短路保护的比较器U5B、接入所述比较器U5B的正相输入端并连接开关管QS1的采样电阻R44、与采样电阻R44连接的滤波电容C20、与所述比较器U5A或U5B的输出端连接并因短路检测受控驱动导通且接入所述主控单元将检测信号传输给主控单元进行控制的开关管Q6，所述比较器U5A、U5B输出端通过开关管Q6接入所述主控单元，采样电阻R41另一端通过限流电阻接入所述电池组，采样电阻R44另一端通过限流电阻接入所述电池组。

在优选的实施例中，所述开关管Q6为NPN三极管，所述比较器U5A的电源端接入器件驱动电源，所述比较器U5A的反相输入端通过电阻R42接入器件驱动电源、其反相输入端另通过电阻R43接地、其接地端接地、其输出端通过二极管D8单导通通过电阻R40接入到三极管Q6的基极；所述比较器U5B的电源端接入器件驱动电源、其反相输入端通过电阻R54接入器件驱动电源、反相输入端另分支通过电阻R56接地、其接地端接地、其输出端通过二极管D9单向导通通过电阻R40接入到三极管Q6的基极；三极管Q6的集电极接入所述主控单元的检测端、其集电极分支通过电阻R57接入器件驱动电源、其基极与反射极之间设置有电阻R39并通过发射极接地；采样电阻R41接入开关管QM1的源极、该端并分支通过限流电阻RS1接入电池组的负极，采样电阻R44接入开关管QS1的源极、该端并分支通过限流电阻RS2接入电池组的负极。

在优选的实施例中，所述第一负载电路、第二负载电路的正极分别接入电池组的正极，所述开关管QM1、QS1为N沟道增强型MOS管，所述MOS管QM1的栅极通过电阻R35接入所述主控单元的第一控制端、其漏极接入第一负载电路的负极、其栅极与源极之间设置有电阻R36、其源极与漏极之间设置有电容C18，所述MOS管QS1的栅极通过电阻R37接入所述主控单元的第二控制端、其漏极接入第二负载电路的负极、其栅极与源极之间设置有电阻R38、其源极与漏极之间设置有电容C23，所述主控单元的第一、二控制端为通过脉宽调节控制调节输出电压或功率的PWM控制端。

在优选的实施例中，所述MOS管Q5为P沟道增强型MOS管，所述三极管Q7、Q4为NPN型三极管，外部电源或充电器的正极连接端通过MOS管Q5、二极管D5单向导通接入所述电池组的正极，所述二极管D5正极接入所述MOS管Q5的漏极、其负极接入所述电池组的正极，所述MOS管Q5的栅极接入所述三极管Q7的集电极、其源极接入外部电源或充电器的连接端、其漏极接入二极管D5、其源极与栅极之间连接偏置电阻R28，所述三极管Q7的发射极接地、其基极接入所述主控单元并受主控单元控制，外部电源或充电器连接端的正极端通过电阻R26接入三极管Q4的基极，所述三极管Q4的集电极接入所述主控单元、其基极与发射极之间设置有电阻R27并通过发射极接地。

在优选的实施例中，所述电压检测电路包括：检测电池单元或分组电池组或电池组的电池检测单元、与分组电池组的正极连接并接入所述电池检测单元的分组电池组电压采样电阻、与所述分组电池组电压采样电阻连接并相应设置的延时保护电容、与所述电池检测单元连接并接入所述主控单元且因过压或欠压受控关断的开关管Q10、与所述开关管Q10连接的采样电阻R13、与电池组连接并通过采样电阻R13接入开关管Q10的开关管Q8、与开关管Q8连接并通过采样电阻R13接入开关管Q10的开关管Q3、与电池单元连接并受所述主控单元控制关断的开关管Q11、与开关管Q11连接并由基准电压驱动且另一端接地的开关管Q9、与开关管Q11连接并接入所述主控单元的采样电阻R50、及与采样电阻R50连接的滤波电容C24，所述开关管Q10与所述电池检测单元的输出驱动端连接，所述开关管Q11接入电池单元的一端分支接入所述电池检测单元。

在优选的实施例中，所述开关管Q8为P沟道增强型MOS管，开关管Q3、Q10为N沟道增强型MOS管，MOS管Q8的源极接入所述电池组的正极、其漏极通过采样电阻R13接入MOS管Q10的栅极、其栅极通过电阻R73接入MOS管Q3的漏极、其源极与栅极之间设置有电阻R74，所述MOS管Q3的源极由所述电池检测单元的公共端电压驱动、其栅极通过电阻R31/稳压管ZD2/采样电阻R13接入MOS管Q10的栅极、其源极与栅极之间设置有电阻R34，所述MOS管Q10的漏极接入所述主控单元、其漏极另通过电阻R72接入器件驱动电源、其源极接地、其栅极与源极之间设置有电阻R21，所述电池检测单元的输出驱动端通过稳压管ZD2、采样电阻R13接入MOS管Q10的栅极；所述开关管Q11为P沟道增强型MOS管，所述开关管Q9为NPN三极管，所述MOS管Q11的源极接入电池单元的正极、源极分支支路接入所述电池检测单元的公共端、其栅极通过电阻R6接入三极管Q9的集电极、其漏极通过采样电阻R50接入所述主控单元、其源极与栅极之间设置有电阻R5，三极管Q9的基极通过电阻R33接入基准电压、其基极与发射极之间设置有电阻R4并通过发射极接地，滤波电容C24另一端接地。

在优选的实施例中，所述分组电池组电压采样电阻根据不同分组电池组进行相应设置，包括：与第N分组电池组相应设置的第N电压采样电阻；所述延时保护电容包括：与第N电压采样电阻连接并相应设置的电容CVN；第一电压采样电阻一端与依次2个电池单元串联形成第一分组电池组连接、另一端接入所述电池检测单元的检测端，电容CV1一端与第一电压采样电阻连接并接入到所述电池检测单元的第一检测端、另一端接入所述电池检测单元的公共端；第N电压采样电阻一端与依次串联的N+1电池单元形成第N分组电池组连接、另一端接入所述电池检测单元的第N检测端，电容CV(N+1)一端与第N+1电压采样电阻连接并接入到所述电池检测单元的检测端、另一端与第N电压采样电阻连接并接入所述电池检测单元的第N检测端，电池组的正极通过采样电阻RV5接入所述电池检测单元的检测端，电池检测单元的电源端通过电阻R47接入电池组的正极、另通过电容C14接入该电池检测单元的公共端。

在优选的实施例中，所述电源电路还包括：接入基准电压并接入所述主控单元以提供电池单元或分组电池组或电池组的比较电压的比较电压提供电路、与所述器件供电电路连接并接入所述主控单元由主控单元根据操作控制负载启动或停止或加减档工作的启动电路；所述器件供电电路包括：与所述电池组连接的开关管Q2、与所述开关管Q2连接的单向开关管D1、与所述单向开关管连接的稳压器U2、与所述开关管Q2连接的开关管Q1，所述稳压器U2的输出端输出器件驱动电源，开关管Q2输出基准电压，外部电源或充电器连接端通过单向开关管D3接入开关管Q1，所述主控单元通过单向开关管D2接入开关管Q1，所述启动电路包括：与所述器件供电电路连接并接收操作并将操作信号传输给主控单元控制第一负载电路的负载进行启动或停止或分档工作的启动开关SW1、与所述器件供电电路连接并接收操作并将操作信号传输给主控单元控制第二负载电路的负载进行启动或停止或分档工作的启动开关SW2。

在优选的实施例中，所述开关管Q2为P沟道增强型MOS管Q2，所述开关管Q1为NPN三极管Q1，所述单向开关管D1、D3、D2为二极管；MOS管Q2的源极经熔断器F1接入电池组的正极、其栅极与源极之间设置有电阻R9，外部电源或充电器的正极连接端经过电阻R30、二极管D3单向导通、经电阻R14接入到三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极经电阻R11接入MOS管Q2的栅极；所述主控单元输出提供器件驱动电源的相对低电压或负电压、经二极管D2单向导通、经电阻R14接入到三极管Q1的基极，三极管的基极与发射极之间设置有电阻R15并通过发射极接地；所述MOS管Q2的栅极另通过电阻R48接入启动开关SW1、SW2的一端，启动开关SW1、SW2该端另通过二极管D4、电阻R2接入所述主控单元的启动检测端，主控单元的启动检测端另通过电阻R1接入器件驱动电源；所述MOS管Q2的漏极输出基准电压、并经二极管D1单向导通、通过电阻R10接入到稳压器U2的输入端，所述稳压器U2的输出端输出器件驱动电源，所述稳压器U2输入端分支支路经电容C8接地、稳压器U2的接地端接地、其输出端经电容C9接地；所述比较电压提供电路包括：通过接入MOS管的漏极接入基准电压的电阻R7、与电阻R7连接并另一端接地的电阻R8、并联在电阻R8两端的电容C2，电阻R7与电阻R8的连接公共端输出比较电压接入所述主控单元的比较基准端。

在优选的实施例中，所述电源电路还包括：与所述主控单元连接并检测回路电流的过流保护电路、与电池组或电池单元相应设置以检测电池组或电池单元温度并反馈给所述主控单元控制进行过温保护的高温保护电路，所述高温保护电路包括：与电池组或电池单元相应设置以检测电池组或电池单元温度并与所述主控单元连接将检测信号反馈给所述主控单元进行控制的热敏电阻NTC1、并联在所述热敏电阻NTC1两端的滤波电容C13，所述热敏电阻NTC1一端接入所述主控单元并分支通过电阻R23接入器件驱动电源、其另一端接地；所述过流保护电路包括：连接开关管QM1并接入所述主控单元以通过该主控单元控制进行过流保护的采样电阻R45、与采样电阻R45连接的滤波电容C21、连接开关管QS1并接入所述主控单元的采样电阻R46、与采样电阻R46连接的滤波电容C22；所述采样电阻R45接入主控单元的检测端、其另一端通过开关管QM1接入到负载电路的负极、另一端另通过电流电阻RS1接入电池组的负极；所述采样电阻R46接入主控单元的检测端、其另一端通过开关管QS1接入到负载电路的负极、另一端另通过电流电阻RS2接入电池组的负极；所述热敏电阻NTC1一端通过电阻R23接入器件驱动电源、该端延伸出一条支路接入所述主控单元，外部电源或外接充电器的正极连接端另通过瞬态电压抑制器TVS接地，瞬态电压抑制器TVS两端并联有电容C19，瞬态电压抑制器TVS的负极接入外部电源或外接充电器的正极连接端、正极接地。

上述双负载电路驱动保护控制模块，通过主控单元控制，当第一负载电路、第二负载电路短路时，分别通过采样电阻R41、R44进行采样，比较器U5A、U5B的正相输入端检测到高电位，二极管D8、D9导通，提供驱动电压给三极管Q6，三极管Q6导通，并将信号传输给主控单元U1，主控单U1控制驱动关断MOS管QM1、QS1，负载电路回路关断达成短路保护；电路设计简单，性能稳定有效，通过主控单元控制保护开关管通断即可实现短路保护或负载电路保护，迅速进行反应或响应，能迅速、可靠切断回路，切断电源供电，提高短路保护可靠性和稳定性。

另电压检测电路检测电池单元或分组电池组或电池组电压，正常放电状态时，连接负载电路与电池组的保护开关管导通，当电池单元或分组电池组或电池组电压放电到低于设定电压或正常工作电压或额定工作电压时，开关管输出低电位给主控单元，主控单元控制关断保护开关管，负载回路关断，工作停止，达成放电保护。

另正常充电工作时，与外部电源或充电器连接的开关管Q5导通，开关管Q7、Q4导通，进行正常充电工作，当电池充满电后，电压达到预设过充保护值时，主控单元检测到高电平信号，判断电池单元或电池组处于电压过充状态，主控单元输出控制信号关断开关管Q7，当开关管Q7关断时，开关管Q5的1脚与2脚电压电位相同，开关管Q5关断，电池充电电路正负回路关断，充电停止，达成过充保护，电路设计简单，性能稳定有效，通过主控单元控制开关管通断即可实现过充保护。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的双负载电路驱动保护控制模块的电源电路的部分电路原理图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型一实施例的双负载电路驱动保护控制模块，包括：电池单元串联形成的电池组、及与电池组连接的电源电路。电池组从电源电路的B+/B-端接入。

本实施例中，不同电池单元或不同数量电池单元连接形成分组电池组。如两个电池单元或两节电池串联形成第一分组电池组；依次三个电池单元或三节电池串联形成第二分组电池组，依次类推。

本实施例的电池组的负极B-接入外部电源或充电器的负极连接端CH-并接地。本实施例的电源电路包括：与电池组连接并提供基准电压及器件驱动电源的器件供电电路、接入器件驱动电源并进行控制驱动的主控单元U1、与电池单元或分组电池组或电池组连接并检测电池单元或分组电池组或电池组电压且将检测信号传输给主控单元进行比较判断的电压检测电路、与主控单元U1及电池组连接的过充保护电路、与主控单元U1连接并受其控制工作状态导通而异常状态关断的开关电路、通过开关电路与电池组连接的负载电路、与主控单元U1及电池组连接的短路保护电路。

本实施例的过充保护电路包括：连接外部电源或充电器的连接端并接入主控单元U1且于工作状态导通的开关管Q4、与主控单元U1连接并受控过充状态关断而工作状态导通的开关管Q7、与开关管Q7连接并因开关管Q7关断引起关断且工作状态导通的开关管Q5。外部电源或充电器的连接端通过开关管Q5接入电池组。

进一步，本实施例中，CH+/CH-为外接电源或外接充电器的连接端。电池组的负极B-通过开关管Q5、单向导通管D5接入外部电源或充电器的负极连接端CH-，电池组负极B-接地。

进一步，本实施例的负载电路包括：第一负载电路、第二负载电路。本实施例的开关电路包括：接入第一负载电路并连接主控单元U1受控于工作状态导通而因检测到过放或过流或短路或高温状态关断第一负载电路回路的开关管QM1、接入第二负载电路并连接所述主控单元受控制于工作状态导通而因检测到过放或过流或短路或高温状态关断第二负载电路回路的开关管QS1。

进一步，本实施例的短路保护电路包括：与主控单元U1连接并比较输入电压与基准电压以反馈给主控单元控制开关管QM1导通或关断以对第一负载电路回路进行短路保护的比较器U5A、接入比较器U5A的正相输入端并连接开关管QM1的采样电阻R41、与采样电阻R41连接的滤波电容C25、与主控单元U1连接并比较输入电压与基准电压以反馈给主控单元控制开关管QS1导通或关断以对第二负载电路回路进行短路保护的比较器U5B、接入比较器U5B的正相输入端并连接开关管QS1的采样电阻R44、与采样电阻R44连接的滤波电容C20、与比较器U5A或U5B的输出端连接并因短路检测受控驱动导通且接入主控单元将检测信号传输给主控单元进行控制的开关管Q6。

进一步，本实施例中器件供电电路所提供的器件驱动电源为本实施例的芯片或电子器件所需5V电源。当然也可根据具体的电路需要提供相应的驱动电源或供电电源。另本实施例中器件供电电路还提供基准电压VCC。

本实施例的工作状态主要指正常工作状态，非过充、过压、欠压、过温、过流等非正常态工作状态即异常状态。

本实施例的主控单元为芯片U1，优选的，本实施例的主控单元U1采用型号为KF8V204的芯片，但不限于该芯片，只要能实施本实施例的功能电路即可。

本实施例的主控单元U1针对KF8V204型号芯片进行说明，仅为说明清楚，不为限定之用。

主控单元U1的1脚为电源端VDD，接入器件驱动电源端+5V，并通过电容C11接地；20脚为公共接地端，接地；2脚为具有带上拉和电平变化中断功能的双向输入输出端口P0.5；3脚可为具有带上拉和电平变化中断功能的双向输入输出端口P0.4，也可为ADC输入通道AN3；4脚可作为编程电压输入端MODE，也可作为外部复位信号输入端RST，也可作为具有带电平变化中断功能的输入端口P0.3；5脚为双向输入输出端口P1.5；6脚为双向输入输出端口P1.4；7脚可作为外部中断输入引脚INT2，也可作为ADC输入通道AN7，也可作为双向输入输出端口P1.3；8脚为双向输入输出端口P1.6；9脚为双向输入输出端口P1.7；10脚可为双向输入输出端口P2.7，也可作为ADC输入通道AN11；11脚可为双向输入输出端口P2.6，也可为ADC输入通道AN10；12脚可为双向输入输出端口P2.5，也可为ADC输入通道AN9；13脚可为双向输入输出端口P2.4，也可为ADC输入通道AN8；14脚可为双向输入输出端口P1.2，也可为ADC输入通道AN6，也可作为外部中断输入引脚INT1；15脚可为双向输入输出端口P1.1，也可为ADC输入通道AN5；16脚可为双向输入输出端口P1.0，也可为ADC输入通道AN4；17脚可为具有带上拉和电平变化中断功能的双向输入输出端口P0.2，也可为ADC输入通道AN2，也可作为T0时钟输入，也可作为外部中断输入引脚INT0；18脚可为具有带上拉和电平变化中断功能的双向输入输出端口P0.1，也可为编程时钟输入SPCLK，也可作为ADC输入通道AN1，也可作为AD外部参考电压输入ADVRIN，也可作为PWM输出PWM2；19脚可为具有带上拉和电平变化中断功能的双向输入输出端口P0.0，也可为编程数据输入SPDAT，也可作为ADC输入通道AN0，也可作为PWM输出PWM1。

进一步，本实施例的滤波电容C25一端接入比较器U5A的正相输入端，另一端接地。滤波电容C20一端接入比较器U5B的正相输入端，另一端接地。本实施例的比较器U5A的输出端、比较器U5B的输出端连接后通过开关管Q6接入主控单元U1。采样电阻R41另一端通过限流电阻RS1接入电池组的负极B-。采样电阻R44另一端通过限流电阻RS2接入电池组B-。

进一步，本实施例的开关管Q6为NPN三极管。本实施例的比较器U5A的电源端接入器件驱动电源、其反相输入端通过电阻R42接入器件驱动电源+5V、其反相输入端另通过电阻R43接地、其接地端接地、其输出端通过二极管D8单向导通通过电阻R40接入到三极管Q6的基极。本实施例的比较器U5B的电源端接入器件驱动电源+5V、其反相输入端通过电阻R54接入器件驱动电源+5V、其反相输入端另分支通过电阻R56接地、其接地端接地，其输出端通过二极管D9单向导通通过电阻R40接入到三极管Q6的基极。

三极管Q6的集电极接入主控单元U1的7脚作为本实施例的短路检测端，其发射极与基极之间设置有电阻R39并通过发射极接地。

采样电阻R41接入开关管QM1的源极、该端并分支通过限流电阻RS1接入电池组的负极B-。采样电阻R44接入开关管QS1的源极、该端并分支通过限流电阻RS2接入电池组的负极B-。

本实施例的比较器U5A、比较器U5B分别根据第一负载电路回路、第二负载电路回路的检测电压进行工作，不是同时工作，根据各自的负载电路进行工作。

比较器U5A的输出端通过二极管D8导通、经电阻R40通过三极管Q6接入主控单元U1。本实施例，优选的，比较器U5A的输出端通过三极管Q6接入主控单元U1的7脚作为本实施例的短路检测端。比较器U5A将检测到的电参数如电压与基准值比较，判断是否过压以判断是否短路，将检测判断信号传输给主控单元U1进行控制。

比较器U5A的电源端接入器件供电电路提供的器件驱动电源端+5V，比较器U5A的反相输入端通过电阻R42接入器件驱动电源端+5V，另分支通过接入电阻R41接地。本实施例的比较器U5A、U5B优选的，可以选用型号为LM321的放大器，但不限于此型号，只要实现比较放大功能即可。

当负载短路时，通过采样电阻R41进行电流采样，比较器U5A的3脚即正相输入端检测到高电位，二极管D8导通，提供驱动电压给三极管Q6，三极管Q6导通，并将信号传输给主控单元U1，主控单U1控制驱动关断MOS管QM1、MOS管QS1，负载电路回路关断达成短路保护。

三极管Q6的集电极接入主控单元U1的7脚作为本实施例的短路检测端，其发射极与基极之间设置有电阻R39并通过发射极接地。

采样电阻R41接入开关管QM1的源极、该端并分支通过限流电阻RS1接入电池组的负极B-。采样电阻R44接入开关管QS1的源极、该端并分支通过限流电阻RS2接入电池组的负极B-。

比较器U5B的输出端通过二极管D9导通、经电阻R40通过三极管Q6接入主控单元U1。本实施例，优选的，比较器U5B的输出端通过三极管Q6接入主控单元U1的7脚作为本实施例的短路检测端。比较器U5B将检测到的电参数如电压与基准值比较，判断是否过压以判断是否短路，将检测判断信号传输给主控单元U1进行控制。

比较器U5B的电源端接入器件供电电路提供的器件驱动电源端+5V，比较器U5B的反相输入端通过电阻R54接入器件驱动电源端+5V，反相输入端另分支通过接入电阻R41接地。本实施例的比较器U5B优选的，可以选用型号为LM321的放大器，但不限于此型号，只要实现比较放大功能即可。

当负载短路时，通过采样电阻R44进行电流采样，比较器U5B的5脚即正相输入端检测到高电位，二极管D9导通，提供驱动电压给三极管Q6，三极管Q6导通，并将信号传输给主控单元U1，主控单U1控制驱动关断MOS管QM1、MOS管QS1，负载电路回路关断达成短路保护。

进一步，本实施例的开关管Q5通过单向导通开关管D5接入电池组的正极B+。开关管Q5为MOS管Q5，MOS管Q5的2脚为MOS管Q5的源极、其接入外部电源或充电器连接端，MOS管Q5的1脚为MOS管Q5的栅极，MOS管Q5的3脚为MOS管Q5的漏极。优选的，本实施例的开关管Q5为P沟道MOS管Q5。MOS管Q5的源极连接外部电源或充电器连接端CH+。MOS管Q5的源极与栅极之间连接偏置电阻R28。偏置电阻R28为MOS管Q5提供偏置电压，同时起到泻放电阻的作用，保护栅极G-源极S。优选的，本实施例的MOS管Q5为P沟道增强型MOS管。

进一步，本实施例的开关管Q7为三极管Q7。优选的，三极管Q7为NPN型三极管。MOS管Q5的源极接入外部电源或充电器连接端的正极端CH+、其栅极通过电阻R29接入三极管Q7的集电极。三极管Q7的发射极接地、其基极通过电阻R25接入主控单元U1。

进一步，本实施例的单向导通开关管D5为二极管D5。二极管D5正极接入MOS管Q5的漏极、其负极通过熔断器F1接入电池组的正极B+。三极管Q7的基极通过电阻R25接入主控单元U1的13脚作为过充保护控制端。

进一步，本实施例的开关管Q4为三极管Q4，三极管Q4优选为NPN三极管。三极管Q4的基极接入外部电源或充电器连接端的正极端CH+、其发射极接地、其集电极接入主控单元U1。优选的，本实施例的三极管Q4的集电极接入主控单元U1的17脚，作为充电检测端。外部电源或充电器正极连接端CH+通过电阻R26接入三极管Q4的基极。

进一步，本实施例的三极管Q4基极通过电阻R26连接外部电源或充电器连接端的正极端CH+，其基极与发射极之间设置有下拉电阻R27、并通过发射极接地。

器件驱动电源+5V通过电阻R16接入主控单元U1的4脚，即具有电平变化中断功能的输入端口P0.3，主控单元U1的该端口另通过电容C1接地。

本实施例的单向导通开关管D5为二极管D5。MOS管Q5的漏极通过二极管D5、熔断器F1接入电池组的正极B+。二极管D5正极接入MOS管Q5的漏极、其负极接入电池组的正极B+。

正常充电工作时，本实施例的MOS管Q5导通，三极管Q7、Q4导通。当电池充满电后，电压达到或超过预设过充保护值如25.5V左右时，主控单元U1的13脚检测到高电平信号，判断电池单元或或分组电池组或电池组处于电压过充状态，主控单元U1输出控制信号关断三极管Q7，当三极管Q7关断时，MOS管Q5的1脚与2脚电压电位相同，即MOS管Q5的栅极与源极电位相同，MOS管Q5关断，电池充电电路正负回路关断，充电停止，达成过充保护。

本实施例的电压检测电路包括：检测电池单元或分组电池组或电池组的电池检测单元U2、与分组电池组的正极连接并接入电池检测单元U2的分组电池组电压采样电阻、与分组电池组电压采样电阻连接并相应设置的电容、与电池检测单元U2连接并接入主控单元U1且因过压或欠压受控关断的开关管Q10、与开关管Q10连接的采样电阻R13、与电池组连接并通过采样电阻R13接入开关管Q10的开关管Q8、与开关管Q8连接并通过采样电阻R13接入开关管Q10的开关管Q3。开关管Q10与电池检测单元U2的输出驱动端OV连接。

本实施例的电池检测单元U2为芯片U2，可以采用BM3051系列芯片，当然不限于该芯片，只要能实施本实施例的电源电路中的电池单元或分组电池组或电池组的电压检测、实现保护即可。

本实施例的电池检测单元U2针对BM3051系列芯片进行说明，仅为进行具体说明，不为限定之用。

电压检测电路还包括：与电池单元正极BC1连接并受主控单元U1控制关断的开关管Q11、与开关管Q11连接并由基准电压驱动且另一端接地的开关管Q9、与开关管Q11连接并接入主控单元U1的采样电阻R50、及与采样电阻R50连接的滤波电容C24。开关管Q11一端接入电池单元BC1并分支接入电池检测单元U2。电池单元BC1为第一节电池或第一串电池形成的电池单元。

开关管Q11为P沟道增强型MOS管，开关管Q9为NPN三极管。MOS管Q11的源极接入电池单元的正极BC1、源极分支支路接入电池检测单元U2的公共端VSS、其栅极通过电阻R58接入三极管Q9的集电极、其漏极通过采样电阻R50接入主控单元U1、其源极与栅极之间设置有电阻R5。三极管Q9的其基极与发射极之间设置有电阻R4并通过发射极接地、其基极通过电阻R33接入基准电压VCC，滤波电容C24另一端接地。优选的，本实施例的MOS管Q11的漏极通过采样电阻R50接入主控单元U1的12脚作为电池单元电压检测端及控制端，通过主控单元U1采集电池单元的电压。

开关管Q8为P沟道增强型MOS管；开关管Q3、Q10为N沟道增强型MOS管。MOS管Q8的源极接入电池组的正极B+、其漏极通过采样电阻R13接入MOS管Q10的栅极、其栅极通过电阻R73接入MOS管Q3的漏极、其源极与栅极之间设置有电阻R74。MOS管Q3的源极由电池检测单元U2的公共端电压VSS1驱动，其栅极通过电阻R31、稳压管ZD2、采样电阻R13接入MOS管Q10的栅极，其源极与栅极之间设置有电阻R34。MOS管Q10的漏极接入主控单元U1、其栅极与源极之间设置有电阻R24并通过源极接地。器件驱动电源+5V通过电阻R72接入MOS管Q10的漏极。稳压管ZD2的正极与电阻R13连接、负极与电阻R31连接或接入电池检测单元U2的输出驱动端OV。电池检测单元U2的输出驱动端OV通过稳压管ZD2、采样电阻R13接入MOS管Q10的栅极。

电池检测单元U2的8脚即输出驱动端OV通过MOS管Q10接入主控单元U1的14脚作为电池电压检测端及控制端。本实施例的电池检测单元U2的8脚即输出驱动端OV通过稳压管ZD2、电阻R13接入到MOS管Q10的栅极。

分组电池组电压采样电阻根据不同分组电池组进行相应设置，包括：与第N分组电池组相应设置的第N电压采样电阻。延时保护电容与分组电池组电压采样电阻连接并相应设置，包括：与第N电压采样电阻连接并相应设置的电容CVN。

第一电压采样电阻RV1一端与依次2个电池单元串联形成第一分组电池组连接、另一端接入电池检测单元的检测端。本实施例的电池检测单元U2的检测端包括：第1检测端BAT1、第2检测端BAT2、第3检测端BAT3、第4检测端BAT4、第5检测端BAT5。

电容CV1一端与第一电压采样电阻RV1连接、并接入到电池检测单元U2的第一检测端BAT1，电容CV1另一端接入电池检测单元U2的公共端VSS。

第N电压采样电阻一端与依次串联的N+1电池单元形成第N分组电池组连接、另一端接入电池检测单元U2的第N检测端。电容CV(N+1)一端与第N+1电压采样电阻连接并接入到电池检测单元U2的检测端、另一端与第N电压采样电阻连接并接入电池检测单元U2的第N检测端。即从电容CV2开始至与接入电池组的CVN，电容CV2一端与第2电压采样电阻连接并接入到电池检测单元U2的第2检测端BAT2，另一端与第1电压采样电阻连接并接入电池检测单元U2的第1检测端BAT1。

电池组的正极B+通过采样电阻RV5接入电池检测单元U2的检测端。电池检测单元U2的电源端VDD通过电阻R20接入电池组的正极B+、另通过电容C14接入该电池检测单元U2的公共端VSS。

进一步，本实施例的电压检测电路的电池检测单元U2的电源端VDD通过电阻R47接入电池组的正极B+，另分支通过电容C14接入电池检测单元U2的公共接地端VSS。电池检测单元U2的输出驱动端OV通过稳压管ZD2、电阻R12接入MOS管Q10的栅极。MOS管Q10的栅极与源极之间设置有电阻R24、其漏极接入主控单元U1的14脚，作为电池单元或分组电池组或电池组的电压检测端及控制端。

本实施例的电池组采用6个串联连接的电池单元组成的电池组进行说明，仅做说明，不做限定之用。

分组电池组电压采样电阻接入电池检测单元的电池检测端。依次串联的2个电池单元组成第一分组电池组。第一电压采样电阻RV1一端接入第一分组电池组的正极BC2，其另一端接入电池检测单元U2的第1检测端BAT1。

电容CV1一端与第一电压采样电阻RV1连接、其另一端接入电池检测单元U2的公共端VSS。进一步，本实施例的电容CV1一端与第一电压采样电阻RV1的输出端连接并接入电池检测单元U2第1检测端BAT1，另一端接入电池检测单元U2的公共端VSS。

依次串联的3个电池单元组成第二分组电池组。第二分组电池组电压采样电阻RV2一端接入第二分组电池组的正极BC3，其另一端接入电池检测单元U2的第2检测端BAT2。电容CV2一端与第二分组电池组电压采样电阻RV2的输出端连接、其另一端与第一电压采样电阻RV1的输出端连接并接入电池检测单元U2第1检测端BAT1。进一步，本实施例的电容CV2一端与第二分组电池组电压采样电阻RV2的输出端连接并接入电池检测单元U2的第2检测端BAT2、其另一端与第一电压采样电阻RV1的输出端连接并接入电池检测单元U2第1检测端BAT1。

依次串联的四个电池单元组成第三分组电池组。第三分组电池组电压采样电阻RV3一端接入第三分组电池组的正极BC4，其另一端接入电池检测单元U2的第3检测端BAT3。电容CV3一端与第三分组电池组电压采样电阻RV3连接、其另一端与第一分组电池组电压采样电阻RV2的输出端连接并接入电池检测单元U2第2检测端BAT2。进一步，本实施例的电容CV3一端与第三分组电池组电压采样电阻RV3的输出端连接并接入电池检测单元U2的第3检测端BAT3、其另一端接入第二分组电池组电压采样电阻RV2的输出端并接入电池检测单元U2第2检测端BAT2。

依次串联的五个电池单元组成第四分组电池组。第四分组电池组电压采样电阻RV4一端接入第四分组电池组的正极BC5，其另一端接入电池检测单元U2的第四电池检测端BAT4。电容CV4一端与第四分组电池组电压采样电阻RV4连接、其另一端与第三分组电池组电压采样电阻RV3连接。进一步，本实施例的电容CV4一端与第四分组电池组电压采样电阻RV4输出端连接并接入电池检测单元U2的第四电池检测端BAT4、其另一端与第三分组电池组电压采样电阻RV3的输出端连接并接入电池检测单元U2第3检测端BAT3。

依次串联的六个电池单元组成本实施例的电池组。电池组电压采样电阻RV5一端接入电池组的正极B+，其另一端接入电池检测单元U2的第五电池检测端BAT5。电容CV5一端与电池组电压采样电阻RV5连接、其另一端与第四分组电池组电压采样电阻RV4连接。进一步，本实施例的电容CV5一端与电池组电压采样电阻RV5接入电池检测单元U2的第五电池检测端BAT5、其另一端与第四分组电池组电压采样电阻RV4的输出端连接并接入电池检测单元U2第4检测端BAT4。

本实施例的第一负载电路的正极M+、第二负载电路的正极S+接入电池组的正极B+。开关管QM1的1脚接入主控单元U1的19脚即第一控制端PWM1，其2脚通过限流电阻接入电池组的负极B-，其3脚接入第一负载电路的负极M-。开关管QS1的1脚接入主控单元U1的18脚即第二控制端PWM2，其2脚通过限流电阻接电池组的负极B-，其3脚接入第二负载电路的负极S-。

进一步，本实施例的开关管QM1、QS1为N沟道增强型MOS管。MOS管QM1通过电阻R35接入主控单元U1的19脚即第一控制端PWM1。

MOS管QM1的1脚为栅极，其2脚为源极、其3脚为漏极。MOS管QS1的1脚为栅极，其2脚为源极、其3脚为漏极。

本实施例的MOS管QS1的栅极通过电阻R37接入主控单元U1的18脚即第二控制端PWM2。主控单元的第一、二控制端为通过脉宽调节控制调节输出电压或功率的PWM控制端。

进一步，本实施例的MOS管QM1的栅极与源极之间设置有电阻R36、其源极与漏极之间设置有电容C18。MOS管QS1的栅极与源极之间设置有电阻R38、其源极与漏极之间设置有电容C23。第一负载电路的正极M+、第二负载电路的正极S+通过熔断器F1接入电池组的正极B+。

本实施例的MOS管QM1、MOS管QS1自带有寄生二极管，防止VDD过压的情况下，烧坏MOS管。过压时，二极管先反向击穿，将大电流直接到地，从而避免MOS管被烧坏。同时防止MOS管的源极和漏极反接时烧坏MOS管，也可以在电路有反向感生电压时，为反向感生电压提供通路，避免反向感生电压击穿MOS管。

进一步，本实施例的MOS管QM1的源极通过限流电阻RS1接入电池组的负极B-。本实施例的MOS管QS1的源极通过限流电阻RS2接入电池组的负极B-。

正常放电工作状态时，如给负载供电时，驱动MOS管QM1，连通第一负载电路回路，驱动第一负载电路连接的负载工作；驱动MOS管QS1，连通第二负载电路回路，驱动第二负载电路连接的负载工作。当检测到电池电压放电到低至或低于预设过放电压时如16V左右时，主控单元U1控制驱动关断MOS管QM1、MOS管QS1，第一负载电路、第二负载电路回路关断，工作停止，达成放电保护。

进一步，本实施例的器件供电电路包括：与电池组连接的开关管Q2、与开关管Q2连接的单向开关管D1、与单向开关管D1连接的稳压器U2、与开关管Q2及主控单元U1连接的开关管Q1。稳压器U2的输出端输出器件驱动电源。开关管Q1输出基准电压VCC。外部电源或充电器连接端通过单向开关管D2接入开关管Q1。主控单元U1通过单向开关管D2接入开关管Q1。本实施例中，开关管Q2与单向开关管D1连接一端输出基准电压VCC。

进一步，本实施例的开关管Q2为MOS管Q2。本实施例优选的，开关管Q2为P沟道增强型MOS管Q2。开关管Q1为NPN三极管Q1；单向开关管D1为二极管D1；单向开关管D3为二极管D3；单向开关管D2为二极管D2。外部电源或充电器的正极连接端CH+、经过电阻R30、二极管D3单向导通、经电阻R14接入到三极管Q1的基极。主控单元输出提供给器件供电电路以输出器件驱动电源的相对低电压或负电压、经二极管D2单向导通、经电阻R14接入到三极管Q1的基极。

三极管Q1的集电极经电阻R11接入MOS管Q2的源极；MOS管Q2的栅极经过电阻R48接入到启动开关SW1、SW2一端。MOS管Q2的栅极与源极之间设置有电阻R9。

进一步，本实施例的三极管Q1的基极与发射极之间设置有电阻R15并通过发射极接地。MOS管Q2的漏极输出基准电压VCC、其漏极经二极管D1单向导通、电阻R10接入到稳压器U2的输入端，稳压器U2输出端输出器件驱动电源+5V。二极管D1正极与MOS管Q2的漏极连接、负极通过电阻R10接入到稳压器U2的输入端VIN。稳压器U2的输入端引出一条支路经电容C8接地、其接地端接地、其输出端经电容C9接地。

进一步，本实施例的启动电路包括：与器件供电电路连接并接收操作并将操作信号传输给主控单元U1控制第一负载电路的负载进行启动或停止或分档工作的启动开关SW1、与器件供电电路连接并接收操作并将操作信号传输给主控单元U1控制第二负载电路的负载进行启动或停止或分档工作的启动开关SW2。

启动开关SW1可控制第一负载电路的负载进行启动或停止工作，或进行调档操作以驱动负载进行分档工作。如主控单元U1检测到启动开关SW1按压一次，则控制进入一档工作状态，设定时间内检测到按压两次则控制进入二挡工作状态，依此类推，设定时间内检测到按压三次则控制进入三挡工作状态等。也可设定为按压一次，主控单元U1控制进入一档工作状态，连续按压两次则控制进入二挡工作状态，依此类推。当然也可设定为其他分档或分级启动方式。也可以采用启动后，驱动负载进行工作，延续设定时间后，按压启动开关SW1，判断为停止操作，主控单元U1控制关断MOS管QM1，切断第一负载电路，负载停止工作。当然也可采用按压几次启动开关SW1设定为停止工作，也可采用其他设定方式。

同样，启动开关SW2可控制第二负载电路的负载进行启动或停止工作，或进行调档操作以驱动负载进行分档工作。

主控单元U1可采用PWM控制方式调节不同输出波宽以调节不同输出电压，调节不同输出功率。本实施例中，主控单元U1根据设定的不同启动或关停方式，驱动其19脚即第一控制端通过PWM控制方式输出不同功率，以对第一负载电路的负载进行分档或分级控制。可用于多个负载中，如多个电机中，根据不同档位控制电机输出不同功率，如调节吸尘器等不同功率使用。

同样，主控单元U1根据设定的不同启动或关停方式，驱动其18脚即第二控制端通过PWM控制方式输出不同功率，以进行第二负载电路的负载分档或分级控制。

本实施例中，启动开关SW1、SW2一端经电阻R48接入器件供电电路中。进一步，本实施例的启动开关SW1、SW2一端经电阻R48接入MOS管Q2的栅极，启动开关SW1、SW2的该端经二极管D4、电阻R2接入主控单元U1的3脚，作为启动检测端。主控单元U1的3脚即启动检测端另通过电阻R1接入器件驱动电源中。启动开关SW1另一端接地、启动开关SW2的另一端通过电阻R51接地。

进一步，本实施例的电源电路还包括：接入基准电压VCC并接入主控单元U1以提供电池单元或分组电池组或电池组的比较电压的比较电压提供电路。本实施例的比较电压提供电路包括：通过连接MOS管Q2的漏极接入基准电压VCC的电阻R7、一端与电阻R7连接且另一端接地的电阻R8、并联在电阻R8两端的电容C2。电阻R7输出端即电阻R7与电阻R8的公共端接入主控单元U1的11脚，作为比较基准电压端。

器件驱动电源+5V通过电阻R16接入主控单元U1的充电控制端即4脚，主控单元U1的4脚另通过电容C1接地。器件驱动电源+5V通过电阻R17接入主控单元U1的5脚。主控单元U1的电源端VDD接入器件驱动电源+5V、其另通过电容C11接入其公共端并接地。

连接外部电源或充电器的正极连接端CH+另通过瞬态电压抑制器TVS接地，瞬态电压抑制器TVS两端并联有电容C19。瞬态电压抑制器TVS的负极接入外部电源或外接充电器的正极连接端、其正极接地。

进一步，本实施例的双负载电路驱动保护控制模块还包括：与电池单元或分组电池组或电池组相应设置、并与主控单元U1连接、检测电池组或电池单元温度以反馈给主控单元U1进行过温保护的高温保护电路。

进一步，本实施例的高温保护电路包括：与电池单元或分组电池组或电池组相应设置以检测电池单元或分组电池组或电池组温度、并与主控单元U1连接将检测信号反馈给主控单元U1进行控制的热敏电阻NTC1，并联在热敏电阻NTC1两端的滤波电容C13。

热敏电阻NTC1一端通过电阻R23接入器件驱动电源端+5V、该端分支出一条支路接入主控单元U1的10脚作为温度检测端，以检测电池单元或分组电池组或电池组过温，并进行控制。热敏电阻NTC1另一端接地。主控单元U1的10脚即双向输入输出端口P2.6为温度检测端，检测热敏电阻NTC1因温度变化引起的阻值变化带来的电位变化。

当电池在充电或放电时，当电池表面体温度达到或超过预设的过温温度范围如55-70度时，热敏电阻NTC1随检测的电池单元或分组电池组或电池组的温度上升而阻值降低，主控单元U1的10脚检测到低电位，主控单元U1控制驱动关断MOS管QM1、MOS管QS1，电池回路关断，停止充电或放电，达到高温保护功能。

进一步，本实施例的电源电路还包括：与主控单元U1连接并检测回路电流的过流保护电路。过流保护电路包括：连接开关管QM1并接入主控单元U1以通过主控单元根据过流检测进行过流保护的采样电阻R45、与采样电阻R45连接的滤波电容C21、连接开关管QS1并接入主控单元U1以通过主控单元根据过流检测进行过流保护的采样电阻R46、与采样电阻R46连接的滤波电容C22。

滤波电容C21一端接入主控单元U1的过流检测端即15脚，另一端接地。采样电阻R45一端接入主控单元的15脚进行过流检测，采样电阻R45另一端接入MOS管QM1的源极、并通过MOS管QM1接入第一负载电路的负极M-，同时通过限流电阻RS1接入电池组的负极B-。滤波电容C22一端接入主控单元U1的过流检测端即16脚，另一端接地。采样电阻R46一端接入主控单元的16脚进行过流检测，采样电阻R46另一端接入MOS管QS1的源极、并通过MOS管QS1接入第二负载电路的负极S-，同时通过限流电阻RS2接入电池组的负极B-。

当第一负载电路回路电流过大时，通过采样电阻R45，主控单元U1的15脚检测到高电位，主控单元U1控制驱动关断MOS管QM1、QS1，回路关断达到过流保护。若第二负载电路回路电流过大时，通过采样电阻R46，主控单元U1的16脚检测到高电位，主控单元U1控制驱动关断MOS管QM1、QS1，回路关断达到过流保护。

MOS管QM1的源极与栅极之间设置的偏置电阻R36为MOS管QM1提供偏置电压，同时起到泻放电阻的作用，保护栅极G-源极S。MOS管QS1的源极与栅极之间设置的偏置电阻R38为MOS管QS1提供偏置电压，同时起到泻放电阻的作用，保护栅极G-源极S。

主控单元U1可采用PWM(脉冲宽度调制Pulse Width Modulation)控制方式调节不同输出波宽以调节不同输出电压，调节不同输出功率。主控单元U1驱动其19、18脚即第一控制端PWM1、第二控制端PWM2通过PWM控制方式调节输出电压以输出不同功率，以进行加档或减档控制，以控制第一负载电路的负载、第二负载电路的负载根据不同档位操作以不同档位功率进行运转。本实施例可根据不同档位控制电机输出不同功率，如调节吸尘器等不同功率使用。

本实施例的第一负载电路包括：并联连接的电容C16与二极管D6。二极管D6的负极经过熔断器F1接入电池组正极B+，其正极接入MOS管QM1的漏极。电池组正极B+接负载正极，电池组负极B-接负载负极。负载电路两端接负载，可根据需要接多个负载，通过主控单元U1控制进行运转。本实施例的第二负载电路包括：并联连接的电容C17与二极管D7。二极管D7的负极经过熔断器F1接入电池组正极B+，其正极接入MOS管QS1的漏极。电池组正极B+接负载正极，电池组负极B-接负载负极。负载电路两端接负载，可根据需要接多个负载，通过主控单元U1控制进行运转。

本实施例的双负载电路驱动保护控制模块还包括：装载电池组的装载框。装载框中设置有装载电池单元的装载腔。装载腔形成有限位并装设电池单元的装载工位。装载框可采用塑胶材料注塑成型，当然也可根据需要采用其他材料进行成型。

为保证各个电池单元安全性，避免任意电池单元出现过压或欠压，则根据电池单元个数设置相应数量的分组电池组电压采样电阻、及采样滤波电容，并根据相应的分组电池组采用相应型号的电池检测单元U2或电池检测单元U2数量，以对电池单元或分组电池组或电池组逐一进行检测。电池检测单元U2驱动分组电池组电压采样电阻采集相应的电池单元或分组电池组或电池组的电压，并将检测到的电压与预设正常电压或工作电压范围进行比较，判断过压或欠压，通过主控单元U1控制进行过充或过放保护。

本实用新型的双负载电路驱动保护控制模块，通过电压检测单元检测电池单元组成的不同分组电池组的电压，进行过压或欠压检测判断，并通过主控单元U1根据检测到的电池电压对与外部电源或充电器连接的过充保护电路、或负载电路连接的开关电路进行控制，通过关断充电回路、或负载回路以对电池单元或电池组进行过充或过放保护，可进行单支过充电保护或单支过放电保护，也可对电池组进行整体过充电保护或过放电保护；通过过流保护电路检测回路中的电流，通过主控单元U1控制关断负载回路进行放电过流保护；通过高温保护电路检测电池单元或电池组的温度，判断是否超过设定的正常工作温度或充电温度，通过主控单元U1控制断开充电回路或负载回路进行过温保护。充电时，若检测到过压、或过流，判断过充、或过温、或过流，则主控单元U1关断充电回路，且充电时，机器(负载)无法工作。机器工作时，主控单元U1控制检测电池组总电压、电池单元过放电压、电池温度、负载电流，若判断过放、或过温、或过流，主控单元U1关断放电回路。如果出现电池单元过放保护或单支电池过放电保护，必须充电后机器才能再次工作。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本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，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种双负载电路驱动保护控制模块，其特征在于，包括：电池单元串联形成的电池组、及与所述电池组连接的电源电路，不同电池单元或不同数量电池单元连接形成分组电池组，所述电池组的负极接入外部电源或充电器的负极连接端并接地，所述电源电路包括：与所述电池组连接并提供基准电压及器件驱动电源的器件供电电路、接入器件驱动电源并进行控制驱动的主控单元、与所述电池单元或分组电池组或电池组连接并检测电池单元或分组电池组或电池组电压且将检测信号传输给所述主控单元进行比较判断的电压检测电路、与所述主控单元及电池组连接的过充保护电路、与所述主控单元连接并受其控制工作状态导通而异常状态关断的开关电路、通过所述开关电路与所述电池组连接的负载电路、与所述主控单元及所述电池组连接的短路保护电路，所述过充保护电路包括：连接外部电源或充电器的连接端并接入所述主控单元且于工作状态导通的开关管Q4、与所述主控单元连接并受控过充状态关断而工作状态导通的开关管Q7、与所述开关管Q7连接并因开关管Q7关断引起关断且工作状态导通的开关管Q5，外部电源或充电器的连接端通过开关管Q5接入电池组；所述负载电路包括：第一负载电路、第二负载电路，所述开关电路包括：接入第一负载电路并连接所述主控单元受控于工作状态导通而因检测到过放或过流或短路或高温状态关断所述第一负载电路回路的开关管QM1、接入第二负载电路并连接所述主控单元受控制于工作状态导通而因检测到过放或过流或短路或高温状态关断所述第二负载电路回路的开关管QS1，所述短路保护电路包括：与所述主控单元连接并比较输入电压与基准电压以反馈给主控单元控制开关管QM1导通或关断以对第一负载电路回路进行短路保护的比较器U5A、接入所述比较器U5A的正相输入端并连接开关管QM1的采样电阻R41、与采样电阻R41连接的滤波电容C25、与所述主控单元连接并比较输入电压与基准电压以反馈给主控单元控制所述开关管QS1导通或关断以对第二负载电路回路进行短路保护的比较器U5B、接入所述比较器U5B的正相输入端并连接开关管QS1的采样电阻R44、与采样电阻R44连接的滤波电容C20、与所述比较器U5A或U5B的输出端连接并因短路检测受控驱动导通且接入所述主控单元将检测信号传输给主控单元进行控制的开关管Q6，所述比较器U5A、U5B输出端通过开关管Q6接入所述主控单元，采样电阻R41另一端通过限流电阻接入所述电池组，采样电阻R44另一端通过限流电阻接入所述电池组。

2.根据权利要求1所述的双负载电路驱动保护控制模块，其特征在于，所述开关管Q6为NPN三极管，所述比较器U5A的电源端接入器件驱动电源，所述比较器U5A的反相输入端通过电阻R42接入器件驱动电源、其反相输入端另通过电阻R43接地、其接地端接地、其输出端通过二极管D8单导通通过电阻R40接入到三极管Q6的基极；所述比较器U5B的电源端接入器件驱动电源、其反相输入端通过电阻R54接入器件驱动电源、反相输入端另分支通过电阻R56接地、其接地端接地、其输出端通过二极管D9单向导通通过电阻R40接入到三极管Q6的基极；三极管Q6的集电极接入所述主控单元的检测端、其集电极分支通过电阻R57接入器件驱动电源、其基极与反射极之间设置有电阻R39并通过发射极接地；采样电阻R41接入开关管QM1的源极、该端并分支通过限流电阻RS1接入电池组的负极，采样电阻R44接入开关管QS1的源极、该端并分支通过限流电阻RS2接入电池组的负极。

3.根据权利要求1所述的双负载电路驱动保护控制模块，其特征在于，所述第一负载电路、第二负载电路的正极分别接入电池组的正极，所述开关管QM1、QS1为N沟道增强型MOS管，所述MOS管QM1的栅极通过电阻R35接入所述主控单元的第一控制端、其漏极接入第一负载电路的负极、其栅极与源极之间设置有电阻R36、其源极与漏极之间设置有电容C18，所述MOS管QS1的栅极通过电阻R37接入所述主控单元的第二控制端、其漏极接入第二负载电路的负极、其栅极与源极之间设置有电阻R38、其源极与漏极之间设置有电容C23，所述主控单元的第一、二控制端为通过脉宽调节控制调节输出电压或功率的PWM控制端。

4.根据权利要求1所述的双负载电路驱动保护控制模块，其特征在于，所述开关管Q5为P沟道增强型MOS管，所述开关管Q7、Q4为NPN型三极管，外部电源或充电器的正极连接端通过开关管Q5、二极管D5单向导通接入所述电池组的正极，所述二极管D5正极接入所述开关管Q5的漏极、其负极接入所述电池组的正极，所述开关管Q5的栅极接入所述开关管Q7的集电极、其源极接入外部电源或充电器的连接端、其漏极接入二极管D5、其源极与栅极之间连接偏置电阻R28，所述开关管Q7的发射极接地、其基极接入所述主控单元并受主控单元控制，外部电源或充电器连接端的正极端通过电阻R26接入三极管Q4的基极，所述三极管Q4的集电极接入所述主控单元、其基极与发射极之间设置有电阻R27并通过发射极接地。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的双负载电路驱动保护控制模块，其特征在于，所述电压检测电路包括：检测电池单元或分组电池组或电池组的电池检测单元、与分组电池组的正极连接并接入所述电池检测单元的分组电池组电压采样电阻、与所述分组电池组电压采样电阻连接并相应设置的延时保护电容、与所述电池检测单元连接并接入所述主控单元且因过压或欠压受控关断的开关管Q10、与所述开关管Q10连接的采样电阻R13、与电池组连接并通过采样电阻R13接入开关管Q10的开关管Q8、与开关管Q8连接并通过采样电阻R13接入开关管Q10的开关管Q3、与电池单元连接并受所述主控单元控制关断的开关管Q11、与开关管Q11连接并由基准电压驱动且另一端接地的开关管Q9、与开关管Q11连接并接入所述主控单元的采样电阻R50、及与采样电阻R50连接的滤波电容C24，所述开关管Q10与所述电池检测单元的输出驱动端连接，所述开关管Q11接入电池单元的一端分支接入所述电池检测单元。

6.根据权利要求5所述的双负载电路驱动保护控制模块，其特征在于，所述开关管Q8为P沟道增强型MOS管，开关管Q3、Q10为N沟道增强型MOS管，MOS管Q8的源极接入所述电池组的正极、其漏极通过采样电阻R13接入MOS管Q10的栅极、其栅极通过电阻R73接入MOS管Q3的漏极、其源极与栅极之间设置有电阻R74，所述MOS管Q3的源极由所述电池检测单元的公共端电压驱动、其栅极通过电阻R31/稳压管ZD2/采样电阻R13接入MOS管Q10的栅极、其源极与栅极之间设置有电阻R34，所述MOS管Q10的漏极接入所述主控单元、其漏极另通过电阻R72接入器件驱动电源、其源极接地、其栅极与源极之间设置有电阻R21，所述电池检测单元的输出驱动端通过稳压管ZD2、采样电阻R13接入MOS管Q10的栅极；所述开关管Q11为P沟道增强型MOS管，所述开关管Q9为NPN三极管，所述MOS管Q11的源极接入电池单元的正极、源极分支支路接入所述电池检测单元的公共端、其栅极通过电阻R6接入三极管Q9的集电极、其漏极通过采样电阻R50接入所述主控单元、其源极与栅极之间设置有电阻R5，三极管Q9的基极通过电阻R33接入基准电压、其基极与发射极之间设置有电阻R4并通过发射极接地，滤波电容C24另一端接地。

7.根据权利要求1至4任意一项所述的双负载电路驱动保护控制模块，其特征在于，所述电源电路还包括：接入基准电压并接入所述主控单元以提供电池单元或分组电池组或电池组的比较电压的比较电压提供电路、与所述器件供电电路连接并接入所述主控单元由主控单元根据操作控制负载启动或停止或加减档工作的启动电路；所述器件供电电路包括：与所述电池组连接的开关管Q2、与所述开关管Q2连接的单向开关管D1、与所述单向开关管连接的稳压器U2、与所述开关管Q2连接的开关管Q1，所述稳压器U2的输出端输出器件驱动电源，开关管Q2输出基准电压，外部电源或充电器连接端通过单向开关管D3接入开关管Q1，所述主控单元通过单向开关管D2接入开关管Q1，所述启动电路包括：与所述器件供电电路连接并接收操作并将操作信号传输给主控单元控制第一负载电路的负载进行启动或停止或分档工作的启动开关SW1、与所述器件供电电路连接并接收操作并将操作信号传输给主控单元控制第二负载电路的负载进行启动或停止或分档工作的启动开关SW2。

8.根据权利要求7所述的双负载电路驱动保护控制模块，其特征在于，所述开关管Q2为P沟道增强型MOS管Q2，所述开关管Q1为NPN三极管Q1，所述单向开关管D1、D3、D2为二极管；MOS管Q2的源极经熔断器F1接入电池组的正极、其栅极与源极之间设置有电阻R9，外部电源或充电器的正极连接端经过电阻R30、二极管D3单向导通、经电阻R14接入到三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极经电阻R11接入MOS管Q2的栅极；所述主控单元输出提供器件驱动电源的相对低电压或负电压、经二极管D2单向导通、经电阻R14接入到三极管Q1的基极，三极管的基极与发射极之间设置有电阻R15并通过发射极接地；所述MOS管Q2的栅极另通过电阻R48接入启动开关SW1、SW2的一端，启动开关SW1、SW2该端另通过二极管D4、电阻R2接入所述主控单元的启动检测端，主控单元的启动检测端另通过电阻R1接入器件驱动电源；所述MOS管Q2的漏极输出基准电压、并经二极管D1单向导通、通过电阻R10接入到稳压器U2的输入端，所述稳压器U2的输出端输出器件驱动电源，所述稳压器U2输入端分支支路经电容C8接地、稳压器U2的接地端接地、其输出端经电容C9接地；所述比较电压提供电路包括：通过接入MOS管的漏极接入基准电压的电阻R7、与电阻R7连接并另一端接地的电阻R8、并联在电阻R8两端的电容C2，电阻R7与电阻R8的连接公共端输出比较电压接入所述主控单元的比较基准端。

9.根据权利要求1至4任意一项所述的双负载电路驱动保护控制模块，其特征在于，所述电源电路还包括：与所述主控单元连接并检测回路电流的过流保护电路、与电池组或电池单元相应设置以检测电池组或电池单元温度并反馈给所述主控单元控制进行过温保护的高温保护电路，所述高温保护电路包括：与电池组或电池单元相应设置以检测电池组或电池单元温度并与所述主控单元连接将检测信号反馈给所述主控单元进行控制的热敏电阻NTC1、并联在所述热敏电阻NTC1两端的滤波电容C13，所述热敏电阻NTC1一端接入所述主控单元并分支通过电阻R23接入器件驱动电源、其另一端接地；所述过流保护电路包括：连接开关管QM1并接入所述主控单元以通过该主控单元控制进行过流保护的采样电阻R45、与采样电阻R45连接的滤波电容C21、连接开关管QS1并接入所述主控单元的采样电阻R46、与采样电阻R46连接的滤波电容C22；所述采样电阻R45接入主控单元的检测端、其另一端通过开关管QM1接入到负载电路的负极、另一端另通过电流电阻RS1接入电池组的负极；所述采样电阻R46接入主控单元的检测端、其另一端通过开关管QS1接入到负载电路的负极、另一端另通过电流电阻RS2接入电池组的负极；所述热敏电阻NTC1一端通过电阻R23接入器件驱动电源、该端延伸出一条支路接入所述主控单元，外部电源或外接充电器的正极连接端另通过瞬态电压抑制器TVS接地，瞬态电压抑制器TVS两端并联有电容C19，瞬态电压抑制器TVS的负极接入外部电源或外接充电器的正极连接端、正极接地。