CN209658960U - 双重保护驱动控制电源模块 - Google Patents

Abstract

一种双重保护驱动控制电源模块包括电池组、电源电路，电源电路包括：第一保护电路、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，第一保护电路包括：电池检测电路、第一保护单元、充电控制电路、放电控制电路、第一保护驱动电路、负载电路检测电路，充电控制电路包括：电阻R33、开关管Q10；过充保护电路包括：工作状态导通且过充受控关断的开关管Q8、连接充电端工作状态导通且因开关管Q8关断而关断的开关管Q5；上述双重保护驱动控制电源模块，当电压过充时，主控单元检测到高电平，控制关断开关管Q8，开关管Q5的1脚与2脚电压电位相同，开关管Q5关断，充电电路正负回路关断，达成过充保护。

Description

双重保护驱动控制电源模块

技术领域

本实用新型涉及一种直流供电电源，特别涉及一种双重保护驱动控制电源模块。

背景技术

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。

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。

发明内容

基于此，有必要提供一种可有效进行过充保护的双重保护驱动控制电源模块。

一种双重保护驱动控制电源模块，包括：多个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地，

所述电源电路包括：与电池单元或分组电池组或电池组连接以控制进行保护的第一保护电路、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的开关电路、与所述开关电路连接并通过开关电路连接到电池组两端的负载电路，所述开关电路包括：与负载电路连接并接入所述主控单元并受控工作状态导通或异常状态断开以使负载电路回路连通或断开的开关管，

所述第一保护电路包括：与电池单元或分组电池组或电池组连接并受控进行电压采集的电池检测电路、与所述电池检测电路连接以控制检测电池单元或分组电池组或电池组电压并进行欠压或过压或过流保护的第一保护单元、与所述第一保护单元连接并接入主控单元的充电控制电路、与电池组及第一保护单元连接并接入主控单元的放电控制电路、与电池组连接并供电给第一保护单元的第一保护驱动电路、与负载电路连接并接入第一保护单元进行过流或短路检测的负载电路检测电路，

所述充电控制电路包括：接入所述第一保护单元的充电控制端的电阻R33、与电阻R33连接由第一保护单元驱动控制并接入主控单元的过充保护端将过充信号传输给主控单元的开关管Q10；

所述过充保护电路包括：与所述主控单元连接并工作状态导通且过充受控关断的开关管Q8、连接外部电源或充电器的负极连接端并工作状态导通且因开关管Q8关断而关断的开关管Q5，外部电源或充电器的负极连接端通过开关管Q5接入电池组负极。

在优选的实施例中，所述放电控制电路包括：与电池组连接并接入所述第一保护单元的放电控制端的开关管Q3、与开关管Q3连接的开关管Q4、与开关管Q4连接电阻R34、与电阻R34连接并接入主控单元的开关管Q11，所述负载电路检测电路包括：与负载电路的负极连接并根据负载电路数量进行相应设置且依次连接的双二极管、与双二极管的公共连接端连接并接入第一保护单元的放电异常状态开路检测端的电阻R54、一端接入第一保护单元的放电过流检测端且另一端接地的电阻R32；所述电池检测电路包括：与电池单元或分组电池组或电池组连接并接入第一保护单元的电池采样电阻、及与电池采样电阻连接并接地的滤波电容；所述第一保护驱动电路包括：与电池组正极连接的电阻R3、与电阻R3连接的二极管D11、与二极管D11连接并接入第一保护单元的电阻R4、与电阻R4连接并接地的滤波电容。

在优选的实施例中，所述开关管Q3、Q4为N沟道增强型MOS管，开关管Q11为NPN三极管，MOS管Q3的漏极接入电池组的正极、其栅极通过电阻R55接入第一保护单元的放电控制端、其发射极通过电阻R56接入MOS管Q4的栅极，器件驱动电源通过电阻R74接入MOS管Q4的漏极，MOS管Q4的漏极另通过电阻R34接入三极管Q11的基极、其栅极与发射极之间设置有电阻R57并通过发射极接地，器件驱动电源通过电阻R73接入三极管Q11的集电极，三极管Q11的发射极接地、其集电极另接入主控单元的过放保护端；所述开关管Q10为NPN三极管，第一保护单元的充电控制端通过二极管D16、电阻R33接入三极管Q10的基极，器件驱动电源通过电阻R72接入三极管Q10的集电极，三极管Q10的集电极另接入主控单元的过充保护端，所述负载电路检测电路还包括：与电阻R54连接的电容C29、与电阻R32并联连接并一端接地的电容C28，电容C29一端接入第一保护单元的放电异常状态开路检测端、其另一端接地，所述第一保护驱动电路的滤波电容包括并联连接的电容C26、C27，电阻R4输出接入第一保护单元的电源端、另通过电阻R27接入第一保护单元的放电外部控制端、还通过电阻R26接入第一保护单元的公共端；所述负载电路检测电路的双二极管包括：根据负载电路进行设置并接入负载电路的负极且首尾连接的二极管D12与D17、或首尾连接的二极管D13与D18，二极管D12的正极接入负载电路的负极并连接二极管D17的负极、其负极连接二极管D17的正极并接入电阻R54，二极管D13的正极接入负载电路的负极并连接二极管D18的负极、其负极连接二极管D18的正极并接入电阻R54。

在优选的实施例中，所述开关管Q8为PNP型三极管，所述开关管Q5为N沟道增强型MOS管，外部电源或充电器的负极连接端通过二极管D5接入所述MOS管Q5的源极，所述MOS管Q5的漏极接入电池组的负极、其栅极接入三极管Q8的集电极、其源极与栅极之间连接偏置电阻R47，三极管Q8的发射极通过电阻R30接入所述主控单元、其基极通过电阻R28接地。

在优选的实施例中，所述负载电路包括：分别通过开关电路接入电池组两端的第一负载电路、第二负载电路；所述开关电路的开关管包括：与第一负载电路连接并接入所述主控单元并受控工作状态导通或异常状态断开以使第一负载电路回路连通或断开的开关管QM1、与第二负载电路连接并接入所述主控单元并受控工作状态导通或异常状态断开以使第二负载电路回路连通或断开的开关管QS1；所述电源电路还包括：与所述电池组连接并接入所述主控单元通过主控单元控制负载电路根据其操作动作进行运转的启动电路，所述启动电路包括：与所述电池组连接并接收启动或关停动作将动作信号传输给主控单元驱动开关管QM1控制第一负载电路的负载启动或停止的主启动电路、与所述电池组或器件供电电路连接并接收相应操作动作将操作信号传输给主控单元通过主控单元驱动开关管QS1控制第二负载电路的负载根据相应的操作进行运转的地刷启动电路。

在优选的实施例中，所述主启动电路包括：与所述电池组连接并接收启动或关停动作将动作信号传输给主控单元驱动开关管QM1控制第一负载电路的负载启动或停止的启动开关SW3、与所述电池组连接并接收调档动作将动作信号传输给主控单元驱动开关管QM1控制第一负载电路的负载调转至相应档位功率工作的档位开关SW2；所述电池组正极通过二极管D10、电阻R53接入启动开关SW3或档位开关SW2一端，启动开关SW3或档位开关SW2该端另通过电容C24接地，档位开关SW2串联电阻R50后并联在启动开关SW3的两端，启动开关SW3另一端通过电阻R2接入主控单元，启动开关SW3另一端另通过二极管D14、电阻R49接入基准电压，电阻R2接入主控单元的一端另通过电阻R1接地，电阻R1两端并联稳压管ZD1，启动开关SW3另一端另接入其他功能板或控制板；所述开关管QM1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，所述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，第一负载电路的正极通过熔断器F1接入电池组的正极，MOS管QM1的漏极接入第一负载电路的负极，主控单元的第一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，所述地刷启动电路包括：与所述电池组或器件供电电路连接并接收相应操作动作将操作信号传输给主控单元通过主控单元控制第二负载电路的负载根据相应的操作进行运转的地刷开关SW1、与地刷开关SW1一端连接的二极管D2、与二极管D2连接并接入器件驱动电源的电阻R14、与地刷开关SW1一端连接并接入器件供电电路或电池组的电阻R52，所述器件供电电路包括：与电池组连接并输出基准电压的开关管Q9、与开关管Q9连接并接入主控单元的开关管Q12、与开关管Q9连接的电阻R10、与电阻R10连接并输出器件驱动电源的稳压器U8，开关管Q9一端另通过电阻R51接入连接外部电源或充电器的充电端；第二负载电路的正极接入电池组的正极，开关管QS1的1脚接入所述主控单元的第二控制端、其2脚通过限流电阻接入所述电池组的负极、其3脚接入第二负载电路的负极。

在优选的实施例中，所述电池组正极经过熔断器F1、通过电阻R7、电阻R52接入地刷开关SW1的一端，地刷开关SW1该端另接入所述主控单元，地刷开关SW1该端还接入二极管D2的负极、并通过二极管D2、电阻R14接入器件驱动电源，地刷开关SW1另一端接地；所述开关管Q9为PNP三极管，所述开关管Q12为NPN三极管，电池组的正极通过熔断器F1接入三极管Q9的发射极，三极管Q9的集电极通过二极管D1、电阻R10接入稳压器U8的输入端，二极管D1的负极通过电阻R10接入稳压器U4的输入端，三极管Q9的发射极与基极之间设置有电阻R7，三极管Q9的基极另通过电阻R51、二极管D15接入外部电源或充电器的负极连接端，地刷开关SW1的一端通过电阻R52接入三极管Q9的基极，三极管Q9的集电极接入二极管D1的正极、其基极通过电阻R8接入三极管Q12的集电极，稳压器U4的输出端输出器件驱动电源电压、其输入端另通过电容C8接地、输出端另通过电容C9接地、其接地端接地，三极管Q9的集电极输出基准电压，三极管Q12的基极通过电阻R9接入所述主控单元、其基极与发射极之间设置有电阻R11并通过发射极接地，电阻R11两端并联有滤波电容C20；所述开关管QS1为N沟道增强型MOS管，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，主控单元的第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，所述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，第二负载电路的正极通过熔断器F1接入电池组的正极，所述MOS管QS1的源极接入电池组的负极。

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、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、与外接电源或充电器的充电端连接并接入所述主控单元由主控单元根据检测进行控制的充电端检测保护电路、与电池组连接的ESD电压防护电路，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的热敏电阻NTC、并联在所述热敏电阻NTC两端的滤波电容C12，所述热敏电阻NTC一端接入所述主控单元并分支接入器件驱动电源、另一端接地；所述过流保护电路包括：接入负载回路并接入所述主控单元通过主控单元控制进行过流保护的电流采样电阻、与电流采样电阻连接的滤波电容；所述比较电压提供电路包括：分压电阻R20、R22，电阻R20接入基准电压，电阻R20、R22的公共端接入主控单元；所述充电端检测保护电路包括：依次连接的电阻R31、R29，所述电阻R31另一端接入外接电源或充电器的充电端或连接端，电阻R29接入器件驱动电源，电阻R31、R29的公共连接端接入主控单元；所述ESD电压防护电路包括：接入外接电源或充电器的充电端或连接端与电池组之间的瞬态电压抑制器TVS、并联在瞬态电压抑制器TVS两端的电阻R21。

在优选的实施例中，所述过流保护电路的电流采样电阻包括：通过开关管QM1与第一负载电路连接的电流采样电阻R45、通过开关管QS1与第二负载电路连接的电流采样电阻R46，所述过流保护电路的滤波电容包括：与电流采样电阻R45连接的滤波电容C21、与电流采样电阻R46连接的滤波电容C22，所述比较电压提供电路还包括：并联在电阻R22两端的电容C13，电阻R22一端接入主控单元、另一端接地，所述ESD电压防护电路还包括：并联在瞬态电压抑制器TVS两端的电容C14，所述充电端检测保护电路还包括：接入电阻R31与外接电源或充电器的负极连接端的二极管D3，二极管D3的正极与电阻R31连接，所述第一负载电路包括：设置在第一负载电路的正负极之间并并联连接的电容C16、二极管D6、及瞬态电压抑制器TVS1，瞬态电压抑制器TVS1、二极管D6的负极接入电池组的正极，所述主控单元通过限流电阻接入到充电指示装置，所述第一保护单元的过放检测延时端通过电容C15接地、其充电检测延时端通过电容C19接地、其放电过流检测延时端通过电容C25接地。

上述双重保护驱动控制电源模块，通过主控单元控制，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Q8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，判断电池单元或分组电池组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Q8，当开关管Q8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。

另主控单元根据过流、过放、短路检测通过控制开关电路导通或关断进行保护。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的双重保护驱动控制电源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重保护驱动控制电源模块，包括：多个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-接地。

本实施例的电源电路包括：与电池单元或分组电池组或电池组连接以控制进行保护的第一保护电路、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U7、与主控单元U7及电池组连接的过充保护电路、与主控单元U7连接的开关电路、与开关电路连接并通过开关电路连接到电池组两端的负载电路。

本实施例的开关电路包括：与负载电路连接并接入主控单元并受控工作状态导通或异常状态断开以使负载电路回路连通或断开的开关管。

本实施例的第一保护电路包括：与电池单元或分组电池组或电池组连接并受控进行电压采集的电池检测电路、与电池检测电路连接以控制检测电池单元或分组电池组或电池组电压并控制进行欠压或过压或过流保护的第一保护单元U7、与第一保护单元U7连接并接入主控单元U7的充电控制电路、与电池组及第一保护单元U7连接并接入主控单元U7的放电控制电路、与电池组连接并供电给第一保护单元的第一保护驱动电路、与负载电路连接并接入第一保护单元进行过流或短路检测的负载电路检测电路。

本实施例的充电控制电路包括：接入第一保护单元U1的充电控制端CHC的电阻R33、与电阻R33连接由第一保护单元U1驱动控制并接入主控单元U7的过充保护端即14脚将过充信号传输给主控单元U7的开关管Q10。

本实施例的主控单元U7的14脚，外部中断输入引脚INT1作为本实施例的过充保护端。

本实施例的过充保护电路包括：与主控单元U7连接并工作状态导通且过充受控关断的开关管Q8、连接外部电源或充电器的负极连接端并工作状态导通且因开关管Q8关断而关断的开关管Q5。外部电源或充电器的负极连接端CH-通过开关管Q5接入电池组负极B-。

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。

本实施例的主控单元为芯片U7，优选的，本实施例的主控单元U7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U7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U7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。

本实施例的第一保护单元为芯片U1，可以采用HTL6017系列芯片，当然不限于该系列或该型号的芯片，只要能实施本芯片在本实施例的电源电路中的功能即可，对电池单元或分组电池组或电池组的电压检测，对电池、电路进行保护。

本实施例的双重保护即本实施例的第一保护单元U1与主控单元U7都可实现过流或短路保护、过放保护等。

本实施例的第一保护单元U1根据HTL6017系列芯片进行说明，仅为进行具体说明，不为限定之用。

本实施例的第一保护单元U1可通过对外接电容的设置对保护延迟时间进行设置，如通过改变外接电容大小设置过充、过放、过流等保护延迟时间。

第一保护单元U1的1脚为充电控制端CHC；其2脚为放电过流或短路后负载是否开路检测端即放电异常状态开路检测端VMON；3脚为放电控制端DHC；4脚空脚端NC；5脚为放电过流检测端VC；6脚为过放检测延时端CUVT，该端通过电容C15接地，7脚为充电检测延时端COCT，该端通过接电容C19后接地；8脚为放电过流检测延时端COCT，该端通过接电容C25后接地；9脚为接地端VSS；10脚为温度检测端TS，可接负温度系数热敏电阻；本实施例中，10脚温度检测端TS通过接电阻R23后接地；11脚为外部电阻偏置输出端，可以设定或调节保护温度点；12脚为空脚端NC，不连接；13脚为第一选择保护端SEL1，可选择保护不同串电池单元组成的分组电池组或电池组；本实施例的第一保护单元U1的13脚，选择保护端SEL1通过接入电阻R25后接地；14脚为第二选择保护端SEL2，可根据保护的不同电池组或分组电池组设置为电源端或公共端或接地端；15脚为电池检测端VC1，本实施例的电池检测端VC1检测第一节或第一串电池单元，接入第一节电池单元的正极、第二节电池单元的负极；16脚为电池检测端VC2，本实施例的第一保护单元U1的电池检测端VC2检测第一分组电池组的参数如电压，第一分组电池组第一分组电池组由第一节电池单元与第二节电池单元串联形成；17脚为电池检测端VC3，本实施例的第一保护单元U1的电池检测端VC3检测第二分组电池组的参数如电压，本实施例的第二分组电池组由第一节(即第一串)、第二节(即第二串)、第三节(即第三串)电池单元串联形成；18脚为电池检测端VC4，本实施例的第一保护单元U1的电池检测端VC4检测第三分组电池组的参数如电压，第三分组电池组由第一节、第二节、第三节、第四节电池单元串联形成；19脚为电池检测端VC5，本实施例的第一保护单元U1的电池检测端VC5检测第四分组电池组的参数如电压，第四分组电池组由第一节、第二节、第三节、第四节、第五节电池单元串联形成；20脚为电池检测端VC6，本实施例的第一保护单元U1的电池检测端VC6检测电池组的参数如电压，电池组由第一节、第二节、第三节、第四节、第五节、第六节电池单元串联形成；21脚为电池检测端VC7；22脚为芯片电源端VCC；23脚为放电外部控制端DCTL；24脚为充电外部控制端CCTL。

第一保护单元U1的3脚作为放电控制端DHC；第一保护单元的2脚作为放电异常状态开路检测端VMON。

进一步，本实施例的第一保护电路的放电控制电路包括：与电池组连接并接入第一保护单元U1的放电控制端的开关管Q3、与开关管Q3连接的开关管Q4、与开关管Q4连接电阻R34、与电阻R34连接并接入主控单元的开关管Q11。

进一步，本实施例的开关管Q3、Q4为N沟道增强型MOS管；开关管Q11为NPN三极管。MOS管Q3的漏极接入电池组的正极B+、其栅极通过电阻R55接入第一保护单元U1的放电控制端DHC、其发射极通过电阻R56接入MOS管Q4的栅极。器件驱动电源通过电阻R74接入MOS管Q4的漏极，MOS管Q4的漏极另通过电阻R34接入三极管Q11的基极、其栅极与发射极之间设置有电阻R57并通过发射极接地。器件驱动电源+5V通过电阻R73接入三极管Q11的集电极，三极管Q11的发射极接地、其集电极另接入主控单元U7的过放保护端即14脚。

本实施例的第一保护电路的负载电路检测电路包括：与负载电路的负极连接并根据负载电路数量进行相应设置且依次连接的双二极管、与双二极管的公共连接端连接并接入第一保护单元U1的放电异常状态开路检测端VMON的电阻R54、一端接入第一保护单元U1的放电过流检测端VCS且另一端接地的电阻R32。

进一步，本实施例的负载电路检测电路还包括：与电阻R54连接的电容C29、与电阻R32并联连接并一端接地的电容C28。电容C29一端接入第一保护单元U1的放电异常状态开路检测端VMON、其另一端接地。

进一步，本实施例的负载电路检测电路的双二极管包括：根据负载电路进行设置并接入负载电路的负极且首尾连接的二极管D12与D17、或首尾连接的二极管D13与D18。二极管D12的正极接入负载电路中的第一负载电路的负极M-，并连接二极管D17的负极、其负极连接二极管D17的正极并接入电阻R54。二极管D13的正极接入负载电路中的第二负载电路的负极S-，并连接二极管D18的负极、其负极连接二极管D18的正极并接入电阻R54。

当负载短路时，第一负载电路的负极端M-通过接入D12的正极接入负载电路检测电路，第二负载电路的负极端S-通过接入D13的正极接入负载电路检测电路，通过采样电阻R32接入第一保护单元U1的放电过流检测端，将检测到的放电电流与放电标准范围电流进行比较，进行过流或短路检测，通过电阻R54接入第一保护单元U1的放电异常状态开路检测端VMON检测负载回路的状态。

进一步，本实施例的电池检测电路包括：与电池单元或分组电池组或电池组连接并接入第一保护单元的电池采样电阻、及与电池采样电阻连接并接地的滤波电容。

本实施例的电池组采用6个串联连接的电池单元组成进行说明。当然本实施例的电池组可根据需要设定需要数量、或选择合适的规格进行串联组成，不限于上述说明的6个电池单元串联组成的电池组。本实施例仅用6个串联连接的电池单元组成电池组进行说明，仅为表述清楚，不为限定之用。

本实施例的电池检测电路的电池采样电阻包括：与第一节电池单元形成的电池单元的正极BC1连接并接入第一保护单元U1的电池检测端VC1的电池采样电阻RV1、与第一分组电池组的正极BC2连接并接入第一保护单元U1的电池检测端VC2的电池采样电阻RV2、与第二分组电池组的正极BC3连接并接入第一保护单元U1的电池检测端VC3的电池采样电阻RV3、与第三分组电池组的正极BC4连接并接入第一保护单元U1的电池检测端VC4的电池采样电阻RV4、与第四分组电池组的正极BC5连接并接入第一保护单元U1的电池检测端VC5的电池采样电阻RV5、与电池组的正极BC6连接并接入第一保护单元U1的电池检测端VC6的电池采样电阻RV6、与电池组的正极BC6连接并接入第一保护单元U1的电池检测端VC7的电池采样电阻RV7。

本实施例的电池检测电路的滤波电容包括：与电池采样电阻RV1连接的滤波电容CV1、与电池采样电阻RV2连接的滤波电容CV2、与电池采样电阻RV3连接的滤波电容CV3、与电池采样电阻RV4连接的滤波电容CV4、与电池采样电阻RV5连接的滤波电容CV5、与电池采样电阻RV6连接的滤波电容CV6、与电池采样电阻RV7连接的滤波电容CV7。

进一步，本实施例的滤波电容CV1一端接入第一保护单元U1的电池检测端VC1、另一端接地；滤波电容CV2一端接入第一保护单元U1的电池检测端VC2、另一端接地；滤波电容CV3一端接入第一保护单元U1的电池检测端VC3、另一端接地；滤波电容CV4一端接入第一保护单元U1的电池检测端VC4、另一端接地；滤波电容CV5一端接入第一保护单元U1的电池检测端VC5、另一端接地；滤波电容CV6一端接入第一保护单元U1的电池检测端VC6、另一端接地；滤波电容CV7一端接入第一保护单元U1的电池检测端VC7、另一端接地。

进一步，本实施例的第一保护驱动电路包括：与电池组正极B+连接的电阻R3、与电阻R3连接的二极管D11、与二极管D11连接并接入第一保护单元U1的电阻R4、与电阻R4连接并接地的滤波电容。

进一步，本实施例的第一保护驱动电路U1的滤波电容包括：并联连接的电容C26、C27。电容C26或C27一端与电阻R4连接、另一端接入公共端。电阻R4输出接入第一保护单元U1的电源端VCC、该端另通过电阻R27接入第一保护单元U1的放电外部控制端DCTL、还通过电阻R26接入第一保护单元U1的第二选择保护端SEL2；第二选择保护端SEL2可根据需要作为电源端或公共端。本实施例的第一保护单元U1的第一选择保护端SEL1可作为公共端通过电阻R25接地。

进一步，本实施例的开关管Q10为NPN三极管。第一保护单元U1的充电控制端CHC通过二极管D16、电阻R33接入三极管Q10的基极。器件驱动电源+5V通过电阻R72接入三极管Q10的集电极，三极管Q10的集电极另接入主控单元U7的14脚，该脚作为本实施例的过充保护端。

进一步，本实施例的开关管Q8为PNP型三极管，开关管Q5为N沟道增强型MOS管。外部电源或充电器的负极连接端CH-通过二极管D5接入MOS管Q5的源极，MOS管Q5的漏极接入电池组的负极B-、其栅极接入三极管Q8的集电极、其源极与栅极之间连接偏置电阻R47。三极管Q8的发射极通过电阻R30接入主控单元U7的13脚作为充电控制端、其基极通过电阻R28接地。

电池组过充时，MOS管Q3导通、MOS管Q4导通、MOS管Q11输出高频信号给主控单元U7的11脚，主控单元U7控制关断MOS管Q8，MOS管Q5的1脚与2脚电压电位相同，即MOS管Q5的栅极G与源极S电位相同，MOS管Q5关断，关断充电电路，停止充电。

正常充电工作时，本实施例的MOS管Q5导通，三极管Q8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，电池单元或电池组处于电压过充状态，主控单元U7的11脚检测到高电平信号，主控单元U7输出控制信号关断三极管Q8，当三极管Q8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G与源极S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。

进一步，本实施例的负载电路包括：分别通过开关电路接入电池组两端的第一负载电路、第二负载电路。第一负载电路的负载接入M+、M-两端；第二负载电路的负载接入S+、S-两端。

本实施例的开关电路的开关管包括：与第一负载电路连接并接入主控单元U7并受控工作状态导通或异常状态断开以使第一负载电路回路连通或断开的开关管QM1、与第二负载电路连接并接入主控单元U7并受控工作状态导通或异常状态断开以使第二负载电路回路连通或断开的开关管QS1。

本实施例的电源电路还包括：与电池组连接并接入主控单元U7通过主控单元U7控制负载电路根据其操作动作进行运转的启动电路。启动电路包括：与电池组连接并接收启动或关停动作将动作信号传输给主控单元驱动开关管QM1控制第一负载电路的负载启动或停止的主启动电路、与电池组或器件供电电路连接并接收相应操作动作将操作信号传输给主控单元通过主控单元驱动开关管QS1控制第二负载电路的负载根据相应的操作进行运转的地刷启动电路。

进一步，本实施例的主启动电路包括：与电池组连接并接收启动或关停动作将动作信号传输给主控单元驱动开关管QM1控制第一负载电路的负载启动或停止的启动开关SW3、与电池组连接并接收调档动作将动作信号传输给主控单元驱动开关管QM1控制第一负载电路的负载调转至相应档位功率工作的档位开关SW2。

本实施例的电池组正极B+通过二极管D10、电阻R53接入启动开关SW3或档位开关SW2一端。启动开关SW3或档位开关SW2该端另通过电容C24接地。档位开关SW2串联电阻R50后并联在启动开关SW3的两端。启动开关SW3另一端通过电阻R2接入主控单元U7的3脚，作为启动操作检测端。启动开关SW3另一端另通过二极管D14、电阻R49接入基准电压VCC。电阻R2接入主控单元的一端另通过电阻R1接地。电阻R1两端并联稳压管ZD1。启动开关SW3另一端可另接入其他功能板或控制板，作为功能分板或小板的连接端。

进一步，优选的，本实施例的开关管QM1为N沟道增强型MOS管。MOS管QM1的栅极通过电阻R35接入主控单元U7的19脚即第一控制端PWM1。

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。第一负载电路的正极M+通过熔断器F1接入电池组的正极B+。MOS管QM1的漏极接入第一负载电路的负极M-。主控单元U7的第一控制端PWM1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，本实施例的地刷启动电路包括：与电池组或器件供电电路连接并接收相应操作动作将操作信号传输给主控单元U7通过主控单元U7控制第二负载电路的负载根据相应的操作进行运转的地刷开关SW1、与地刷开关SW1一端连接的二极管D2、与二极管D2连接并接入器件驱动电源的电阻R14、与地刷开关SW1一端连接并接入器件供电电路或电池组的电阻R52。

进一步，本实施例的电池组正极B+经过熔断器F1、通过电阻R7、电阻R52接入地刷开关SW1的一端。地刷开关SW1该端另接入主控单元U7的5脚，作为地刷开关操作检测端。地刷开关SW1该端还接入二极管D2的负极、并通过二极管D2、电阻R14接入器件驱动电源+5V。地刷开关SW1另一端接地。

进一步，本实施例的器件供电电路包括：与电池组连接并输出基准电压的开关管Q9、与开关管Q9连接并接入主控单元U7的开关管Q12、与开关管Q9连接的电阻R10、与电阻R10连接并输出器件驱动电源的稳压器U8。开关管Q9一端另通过电阻R51接入连接外部电源或充电器的充电端。第二负载电路的正极S+接入电池组的正极B+。开关管QS1的1脚接入主控单元U7的第二控制端PWM2、其2脚通过限流电阻接入电池组的负极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Q9为PNP三极管；开关管Q12为NPN三极管。电池组的正极B+通过熔断器F1接入三极管Q9的发射极，三极管Q9的集电极通过二极管D1、电阻R10接入稳压器U8的输入端VIN。三极管Q9的集电极端输出基准电压VCC。本实施例的二极管D1的负极通过电阻R10接入稳压器U4的输入端VIN。三极管Q9的发射极与基极之间设置有电阻R7，三极管Q9的基极另通过电阻R51、二极管D15接入外部电源或充电器的负极连接端CH-。

地刷开关SW1的一端通过电阻R52接入三极管Q9的基极。三极管Q9的集电极接入二极管D1的正极、其基极通过电阻R8接入三极管Q12的集电极。稳压器U4的输出端VOUT输出器件驱动电源电压+5V、其输入端另通过电容C8接地、输出端另通过电容C9接地、其接地端接地。

三极管Q12的基极通过电阻R9接入主控单元U7的2脚、其基极与发射极之间设置有电阻R11并通过发射极接地。电阻R11两端并联有滤波电容C20。开关管QS1为N沟道增强型MOS管。

MOS管QS1的栅极通过电阻R37接入主控单元U7的第二控制端PWM2。主控单元U7的第二控制端PWM2为通过脉宽调节控制调节输出电压或功率的PWM控制端。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。第二负载电路的正极S+通过熔断器F1接入电池组的正极B+。MOS管QS1的源极接入电池组的负极B-。本实施例中，MOS管QS1的源极通过电流电阻RS2接入电池组的负极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-，电池组的负极B-通过MOS管Q5连接外部电源或充电器连接端的负极CH-，电池组的负极B-接地。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U7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，本实施例的电源电路还包括：与主控单元U7连接并检测回路电流的过流保护电路。本实施例的过流保护电路包括：接入负载回路并接入主控单元U7通过主控单元控制进行过流保护的电流采样电阻、与电流采样电阻连接的滤波电容。

过流保护电路的电流采样电阻包括：通过开关管QM1与第一负载电路连接的电流采样电阻R45、通过开关管QS1与第二负载电路连接的电流采样电阻R46。过流保护电路的滤波电容包括：与电流采样电阻R45连接的滤波电容C21、与电流采样电阻R46连接的滤波电容C22。

滤波电容C21一端接入主控单元U7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U7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U7的15脚检测到高电位，主控单元U7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U7的16脚检测到高电位，主控单元U7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U7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，调节负载输出不同档位功率。

本实施例中，主控单元U7可根据档位开关SW2的操作控制第一负载电路的负载的输出功率，实现不同档位功率的调节或切换。

本实施例中，主控单元U7也可根据地刷开关SW1的操作控制第二负载电路的负载的输出功率，实现对第二负载电路的负载进行不同档位功率的调节或切换。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。

进一步，本实施例的双重保护驱动控制电源模块还包括：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U7连接、检测电池组或电池单元温度以反馈给主控单元U7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U7连接将检测信号反馈给主控单元U7进行控制的热敏电阻NTC，并联在热敏电阻NTC两端的滤波电容C12。

热敏电阻NTC一端通过电阻R18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U7的10脚，热敏电阻NTC另一端接地。主控单元U7的10脚即双向输入输出端口P2.6作为温度检测端，检测热敏电阻NTC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NTC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U7的10脚检测到低电位，主控单元U7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：接入基准电压VCC并接入主控单元U7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：分压电阻R20、R22。电阻R20一端接入基准电压VCC。电阻R20、R22的公共端接入主控单元U7的12脚，作为基准比较端。

进一步，本实施例的比较电压提供电路还包括：并联在电阻R22两端的电容C13。电阻R22一端接入U7的12脚、另一端接地。

进一步，本实施例的电源电路还包括：与电池组连接的ESD(Electro-Staticdischarge静电释放)电压防护电路。

本实施例的ESD电压防护电路包括：接入外接电源或充电器的充电端或连接端与电池组之间的瞬态电压抑制器TVS、并联在瞬态电压抑制器TVS两端的电阻R21。瞬态电压抑制器TVS的负极通过熔断器F1接入电池组的正极B+、其负极接入外接电源或充电器的负极连接端CH-。

进一步，本实施例的ESD电压防护电路还包括：并联在瞬态电压抑制器TVS两端的电容C14。

进一步，本实施例的电源电路还包括：与外接电源或充电器的充电端连接并接入主控单元由主控单元根据检测进行控制的充电端检测保护电路。

本实施例的充电端检测保护电路包括：依次连接的电阻R31、R29。电阻R31另一端接入外接电源或充电器的充电端或连接端。电阻R29接入器件驱动电源+5V。电阻R31、R29的公共连接端接入主控单元U7。

进一步，优选的，本实施例的电阻R31、R29的公共连接端接入主控单元U7的17脚，作为充电端检测端。

进一步，本实施例的充电端检测保护电路还包括：接入电阻R31与外接电源或充电器的负极连接端的二极管D3。二极管D3的正极与电阻R31连接。

进一步，本实施例的第一负载电路包括：设置在第一负载电路的正负极之间并并联连接的电容C16、二极管D6、及瞬态电压抑制器TVS1。瞬态电压抑制器TVS1、二极管D6的负极通过熔断器F1接入电池组的正极B+。

进一步，本实施例的主控单元U7通过限流电阻接入到充电指示装置。主控单元U7的6、8、9脚分别通过限流电阻接入到充电指示装置，以分别指示不同的指示灯点亮指示，通过不同的指示灯或不同显示或指示方式指示充电不同情况或状态。本实施例的充电指示装置可根据需要设置不同指示方式，如不同灯指示，充电容量比例显示等。

本实施例中，采用设置不同指示灯进行不同充电状态或充电容量比例进行显示或指示。如设置LED1、LED2、LED3指示到达的不同充电容量。LED1通过限流电阻R15接入主控单元U7的6脚，即双向输入输出端口P1.4，通过主控单元U7控制进行点亮显示。LED2通过限流电阻R16接入主控单元U7的8脚，即双向输入输出端口P1.6，通过主控单元U7控制进行点亮显示。LED3通过限流电阻R5接入主控单元U7的17脚，即双向输入输出端口P1.7，通过主控单元U7控制进行点亮显示。

本实施例的第一负载电路可为主电机电路，第二负载电路可为地刷电路。本实施例的启动开关SW3可启动第一负载电路的负载进行工作，或控制第一负载电路的负载停止工作。档位开关SW2通过不同操作，或主控单元U7根据不同检测，控制对第一负载电路的负载进行加档工作或减档工作，或对调节其输出档位功率。

本实施例的地刷开关SW1可通过不同操作，或主控单元U7根据检测到地刷开关SW1的操作，对第二负载电路的负载启动、调档或换挡、或关停控制。如主控单元U7检测到地刷开关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U7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。主控单元U7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U7根据设定的不同启动或关停方式，控制18脚通过PWM控制方式输出不同功率，以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。

本实施例的主控单元U7接入地刷开关SW1的一端，地刷开关SW1的另一端接地。地刷开关SW1接入主控单元U7的一端通过二极管D2、电阻R14接入器件驱动电源+5V，该端还通过电阻R52接入三极管Q9的基极。

当第一保护单元U1或主控单元U7检测到第一负载电路或第二负载电路短路，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。第一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U7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U7控制进行运转。

本实施例的双重保护驱动控制电源模块还包括：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第一保护单元U1或第一保护单元U1数量，以对电池单元或分组电池组或电池组逐一进行检测。第一保护单元U1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U7控制进行过充或过放保护，通过主控单元U7对负载电路回路进行保护；同时通过第一保护单元U1对负载电路进行检测，通过第一保护单元对负载电路进行过流或短路保护，从而实现双重保护。

本实用新型的双重保护驱动控制电源模块，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U7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U7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U7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U7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U7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U7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 (10)

1.一种双重保护驱动控制电源模块，其特征在于，包括：多个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地，

所述电源电路包括：与电池单元或分组电池组或电池组连接以控制进行保护的第一保护电路、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的开关电路、与所述开关电路连接并通过开关电路连接到电池组两端的负载电路，所述开关电路包括：与负载电路连接并接入所述主控单元并受控工作状态导通或异常状态断开以使负载电路回路连通或断开的开关管，

所述第一保护电路包括：与电池单元或分组电池组或电池组连接并受控进行电压采集的电池检测电路、与所述电池检测电路连接以控制检测电池单元或分组电池组或电池组电压并进行欠压或过压或过流保护的第一保护单元、与所述第一保护单元连接并接入主控单元的充电控制电路、与电池组及第一保护单元连接并接入主控单元的放电控制电路、与电池组连接并供电给第一保护单元的第一保护驱动电路、与负载电路连接并接入第一保护单元进行过流或短路检测的负载电路检测电路，

所述充电控制电路包括：接入所述第一保护单元的充电控制端的电阻R33、与电阻R33连接由第一保护单元驱动控制并接入主控单元的过充保护端将过充信号传输给主控单元的开关管Q10；

所述过充保护电路包括：与所述主控单元连接并工作状态导通且过充受控关断的开关管Q8、连接外部电源或充电器的负极连接端并工作状态导通且因开关管Q8关断而关断的开关管Q5，外部电源或充电器的负极连接端通过开关管Q5接入电池组负极。

2.根据权利要求1所述的双重保护驱动控制电源模块，其特征在于，所述放电控制电路包括：与电池组连接并接入所述第一保护单元的放电控制端的开关管Q3、与开关管Q3连接的开关管Q4、与开关管Q4连接电阻R34、与电阻R34连接并接入主控单元的开关管Q11，所述负载电路检测电路包括：与负载电路的负极连接并根据负载电路数量进行相应设置且依次连接的双二极管、与双二极管的公共连接端连接并接入第一保护单元的放电异常状态开路检测端的电阻R54、一端接入第一保护单元的放电过流检测端且另一端接地的电阻R32；所述电池检测电路包括：与电池单元或分组电池组或电池组连接并接入第一保护单元的电池采样电阻、及与电池采样电阻连接并接地的滤波电容；所述第一保护驱动电路包括：与电池组正极连接的电阻R3、与电阻R3连接的二极管D11、与二极管D11连接并接入第一保护单元的电阻R4、与电阻R4连接并接地的滤波电容。

3.根据权利要求2所述的双重保护驱动控制电源模块，其特征在于，所述开关管Q3、Q4为N沟道增强型MOS管，开关管Q11为NPN三极管，MOS管Q3的漏极接入电池组的正极、其栅极通过电阻R55接入第一保护单元的放电控制端、其发射极通过电阻R56接入MOS管Q4的栅极，器件驱动电源通过电阻R74接入MOS管Q4的漏极，MOS管Q4的漏极另通过电阻R34接入三极管Q11的基极、其栅极与发射极之间设置有电阻R57并通过发射极接地，器件驱动电源通过电阻R73接入三极管Q11的集电极，三极管Q11的发射极接地、其集电极另接入主控单元的过放保护端；所述开关管Q10为NPN三极管，第一保护单元的充电控制端通过二极管D16、电阻R33接入三极管Q10的基极，器件驱动电源通过电阻R72接入三极管Q10的集电极，三极管Q10的集电极另接入主控单元的过充保护端，所述负载电路检测电路还包括：与电阻R54连接的电容C29、与电阻R32并联连接并一端接地的电容C28，电容C29一端接入第一保护单元的放电异常状态开路检测端、其另一端接地，所述第一保护驱动电路的滤波电容包括并联连接的电容C26、C27，电阻R4输出接入第一保护单元的电源端、另通过电阻R27接入第一保护单元的放电外部控制端、还通过电阻R26接入第一保护单元的公共端；所述负载电路检测电路的双二极管包括：根据负载电路进行设置并接入负载电路的负极且首尾连接的二极管D12与D17、或首尾连接的二极管D13与D18，二极管D12的正极接入负载电路的负极并连接二极管D17的负极、其负极连接二极管D17的正极并接入电阻R54，二极管D13的正极接入负载电路的负极并连接二极管D18的负极、其负极连接二极管D18的正极并接入电阻R54。

4.根据权利要求1所述的双重保护驱动控制电源模块，其特征在于，所述开关管Q8为PNP型三极管，所述开关管Q5为N沟道增强型MOS管，外部电源或充电器的负极连接端通过二极管D5接入所述MOS管Q5的源极，所述MOS管Q5的漏极接入电池组的负极、其栅极接入三极管Q8的集电极、其源极与栅极之间连接偏置电阻R47，三极管Q8的发射极通过电阻R30接入所述主控单元、其基极通过电阻R28接地。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的双重保护驱动控制电源模块，其特征在于，所述负载电路包括：分别通过开关电路接入电池组两端的第一负载电路、第二负载电路；所述开关电路的开关管包括：与第一负载电路连接并接入所述主控单元并受控工作状态导通或异常状态断开以使第一负载电路回路连通或断开的开关管QM1、与第二负载电路连接并接入所述主控单元并受控工作状态导通或异常状态断开以使第二负载电路回路连通或断开的开关管QS1；所述电源电路还包括：与所述电池组连接并接入所述主控单元通过主控单元控制负载电路根据其操作动作进行运转的启动电路，所述启动电路包括：与所述电池组连接并接收启动或关停动作将动作信号传输给主控单元驱动开关管QM1控制第一负载电路的负载启动或停止的主启动电路、与所述电池组或器件供电电路连接并接收相应操作动作将操作信号传输给主控单元通过主控单元驱动开关管QS1控制第二负载电路的负载根据相应的操作进行运转的地刷启动电路。

6.根据权利要求5所述的双重保护驱动控制电源模块，其特征在于，所述主启动电路包括：与所述电池组连接并接收启动或关停动作将动作信号传输给主控单元驱动开关管QM1控制第一负载电路的负载启动或停止的启动开关SW3、与所述电池组连接并接收调档动作将动作信号传输给主控单元驱动开关管QM1控制第一负载电路的负载调转至相应档位功率工作的档位开关SW2；所述电池组正极通过二极管D10、电阻R53接入启动开关SW3或档位开关SW2一端，启动开关SW3或档位开关SW2该端另通过电容C24接地，档位开关SW2串联电阻R50后并联在启动开关SW3的两端，启动开关SW3另一端通过电阻R2接入主控单元，启动开关SW3另一端另通过二极管D14、电阻R49接入基准电压，电阻R2接入主控单元的一端另通过电阻R1接地，电阻R1两端并联稳压管ZD1，启动开关SW3另一端另接入其他功能板或控制板；所述开关管QM1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，所述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，第一负载电路的正极通过熔断器F1接入电池组的正极，MOS管QM1的漏极接入第一负载电路的负极，主控单元的第一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。

7.根据权利要求5所述的双重保护驱动控制电源模块，其特征在于，所述地刷启动电路包括：与所述电池组或器件供电电路连接并接收相应操作动作将操作信号传输给主控单元通过主控单元控制第二负载电路的负载根据相应的操作进行运转的地刷开关SW1、与地刷开关SW1一端连接的二极管D2、与二极管D2连接并接入器件驱动电源的电阻R14、与地刷开关SW1一端连接并接入器件供电电路或电池组的电阻R52，所述器件供电电路包括：与电池组连接并输出基准电压的开关管Q9、与开关管Q9连接并接入主控单元的开关管Q12、与开关管Q9连接的电阻R10、与电阻R10连接并输出器件驱动电源的稳压器U8，开关管Q9一端另通过电阻R51接入连接外部电源或充电器的充电端；第二负载电路的正极接入电池组的正极，开关管QS1的1脚接入所述主控单元的第二控制端、其2脚通过限流电阻接入所述电池组的负极、其3脚接入第二负载电路的负极。

8.根据权利要求7所述的双重保护驱动控制电源模块，其特征在于，所述电池组正极经过熔断器F1、通过电阻R7、电阻R52接入地刷开关SW1的一端，地刷开关SW1该端另接入所述主控单元，地刷开关SW1该端还接入二极管D2的负极、并通过二极管D2、电阻R14接入器件驱动电源，地刷开关SW1另一端接地；所述开关管Q9为PNP三极管，所述开关管Q12为NPN三极管，电池组的正极通过熔断器F1接入三极管Q9的发射极，三极管Q9的集电极通过二极管D1、电阻R10接入稳压器U8的输入端，二极管D1的负极通过电阻R10接入稳压器U4的输入端，三极管Q9的发射极与基极之间设置有电阻R7，三极管Q9的基极另通过电阻R51、二极管D15接入外部电源或充电器的负极连接端，地刷开关SW1的一端通过电阻R52接入三极管Q9的基极，三极管Q9的集电极接入二极管D1的正极、其基极通过电阻R8接入三极管Q12的集电极，稳压器U4的输出端输出器件驱动电源电压、其输入端另通过电容C8接地、输出端另通过电容C9接地、其接地端接地，三极管Q9的集电极输出基准电压，三极管Q12的基极通过电阻R9接入所述主控单元、其基极与发射极之间设置有电阻R11并通过发射极接地，电阻R11两端并联有滤波电容C20；所述开关管QS1为N沟道增强型MOS管，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，主控单元的第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，所述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，第二负载电路的正极通过熔断器F1接入电池组的正极，所述MOS管QS1的源极接入电池组的负极。

9.根据权利要求5所述的双重保护驱动控制电源模块，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、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、与外接电源或充电器的充电端连接并接入所述主控单元由主控单元根据检测进行控制的充电端检测保护电路、与电池组连接的ESD电压防护电路，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的热敏电阻NTC、并联在所述热敏电阻NTC两端的滤波电容C12，所述热敏电阻NTC一端接入所述主控单元并分支接入器件驱动电源、另一端接地；所述过流保护电路包括：接入负载回路并接入所述主控单元通过主控单元控制进行过流保护的电流采样电阻、与电流采样电阻连接的滤波电容；所述比较电压提供电路包括：分压电阻R20、R22，电阻R20接入基准电压，电阻R20、R22的公共端接入主控单元；所述充电端检测保护电路包括：依次连接的电阻R31、R29，所述电阻R31另一端接入外接电源或充电器的充电端或连接端，电阻R29接入器件驱动电源，电阻R31、R29的公共连接端接入主控单元；所述ESD电压防护电路包括：接入外接电源或充电器的充电端或连接端与电池组之间的瞬态电压抑制器TVS、并联在瞬态电压抑制器TVS两端的电阻R21。

10.根据权利要求9所述的双重保护驱动控制电源模块，其特征在于，所述过流保护电路的电流采样电阻包括：通过开关管QM1与第一负载电路连接的电流采样电阻R45、通过开关管QS1与第二负载电路连接的电流采样电阻R46，所述过流保护电路的滤波电容包括：与电流采样电阻R45连接的滤波电容C21、与电流采样电阻R46连接的滤波电容C22，所述比较电压提供电路还包括：并联在电阻R22两端的电容C13，电阻R22一端接入主控单元、另一端接地，所述ESD电压防护电路还包括：并联在瞬态电压抑制器TVS两端的电容C14，所述充电端检测保护电路还包括：接入电阻R31与外接电源或充电器的负极连接端的二极管D3，二极管D3的正极与电阻R31连接，所述第一负载电路包括：设置在第一负载电路的正负极之间并并联连接的电容C16、二极管D6、及瞬态电压抑制器TVS1，瞬态电压抑制器TVS1、二极管D6的负极接入电池组的正极，所述主控单元通过限流电阻接入到充电指示装置，所述第一保护单元的过放检测延时端通过电容C15接地、其充电检测延时端通过电容C19接地、其放电过流检测延时端通过电容C25接地。