CN210693477U - 一种锂电池二级保护冗余电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种锂电池二级保护冗余电路，包括硬件二级保护电路，软件二级保护电路、三端保险丝电路，所述硬件二级保护电路包括芯片U1,所述芯片U1的V1‑V4引脚通过电阻与锂电芯组连接；所述软件二级保护电路包括单片机U2，所述单片机U2的VC1‑VC4引脚分别通过电阻连接到锂电芯组，所述三端保险丝电路包括三端保险丝F1、MOSFET Q9、电阻R24以及电容C10，本实用新型在传统硬件二级保护电路的基础上增加了软件二级保护电路，解决了传统二级保护电路只有硬件保护电路，存在安全隐患的问题，具有结构简单、安全性高的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及锂电池技术领域，具体涉及一种锂电池二级保护冗余电路。
背景技术
随着锂离子电池的发展，锂离子电池在各个领域的应用也越来越广泛，便携式笔记本,穿戴设备等都是随身携带的,对锂离子电池的安全性要求也越来越高.因此在设计过程中要考虑使用更多级的二级保护来提高电池的安全性。
目前锂离子电池的多级保护电路设计，业界通常常采用一级保护配合硬件二级保护的常规设计来实现，这种保护应用电路，一般是通过专用的二级保护IC，由于二级保护选型限制，二级保护电压只能选择固定值，这样也不利于设计。同时，在一级保护、硬件二级保护都失效的情况下，电池会产生过充情况，存在极大的安全风险。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型提出一种锂电池二级保护冗余电路，在于传统硬件二级保护电路的基础上增加了软件二级保护电路，与原有的硬件二级保护电路起到冗余作用，解决了传统二级保护电路只有硬件保护电路，存在安全隐患的问题，具有结构简单、安全性高的优点。
本实用新型通过以下技术方案实现：一种锂电池二级保护冗余电路，包括硬件二级保护电路，软件二级保护电路、三端保险丝电路，所述硬件二级保护电路包括芯片U1,所述芯片U1的V1-V4引脚通过电阻与锂电芯组连接，芯片U1的引脚8通过电阻R25与MOSFET Q9的G极连接，MOSFET Q9的D极与三端保险丝F1的4脚连接，芯片U1设置有过压保护值；
所述软件二级保护电路包括单片机U2，所述单片机U2的VC1-VC4引脚分别通过电阻连接到锂电芯组，单片机U2的引脚25通过电阻R10与MOSFET Q9 的G极连接，单片机U2设置有保护阈值；
所述三端保险丝电路包括三端保险丝F1、MOSFET Q9、电阻R24以及电容 C10，所述三端保险丝F1的引脚4与MOSFET Q9的D极连接，MOSFET Q9的G 极通过电阻R24和电容C10与MOSFET Q9的S极连接并接数字地。
进一步的，所述芯片U1的过压保护值为4.25V。
进一步的，所述芯片U1的引脚V1与地电平，引脚V1与引脚V2，引脚 V2与引脚V3，引脚V3与引脚V4之间通过二极管与电容连接。
进一步的，所述单片机U2的保护阈值为4.30V。
进一步的，所述单片机U2的VC1-VC4引脚分别通过电容C13-C16与地电平连接。
进一步的，所述单片机U2的引脚10-引脚13通过可变电阻与地电平连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型结构简单，具有使用方便、成本低、维护方便的优点；
2、本实用新型设置有硬件二级保护电路，能在硬件上实现二级电路保护，不用编写程序，具有使用方便，性能可靠的优点；
3、本实用新型设置有软件二级保护电路，过压保护值可以根据需要设置，在一级保护、硬件二级保护都失效情况下，当任意一节锂电芯电压超过软件二级保护电压时，软件二级保护启动，从而增强了锂离子电池的二级保护功能，具有设计简单、成本低、安全性高的特点。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为硬件二级保护电路的电路图；
图3为软件二级保护电路的电路图；
图4为三端保险丝电路的电路图。
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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1至图4，本实用新型提供的一种实施例：一种锂电池二级保护冗余电路，包括硬件二级保护电路，软件二级保护电路、三端保险丝电路，所述硬件二级保护电路包括芯片U1,所述芯片U1的V1-V4引脚通过电阻与锂电芯组连接，芯片U1的引脚8通过电阻R25与MOSFET Q9的G极连接，MOSFET Q9的D极与三端保险丝F1的4脚连接，芯片U1设置有过压保护值；
所述软件二级保护电路包括单片机U2，所述单片机U2的VC1-VC4引脚分别通过电阻连接到锂电芯组，单片机U2的引脚25通过电阻R10与MOSFET Q9 的G极连接，单片机U2设置有保护阈值；
所述三端保险丝电路包括三端保险丝F1、MOSFET Q9、电阻R24以及电容C10，所述三端保险丝F1的引脚4与MOSFET Q9的D极连接，MOSFET Q9的G 极通过电阻R24和电容C10与MOSFET Q9的S极连接并接数字地。
所述芯片U1的过压保护值为4.25V。
所述芯片U1的引脚V1与地电平，引脚V1与引脚V2，引脚V2与引脚V3，引脚V3与引脚V4之间通过二极管与电容连接。
所述单片机U2的保护阈值为4.30V。
所述单片机U2的VC1-VC4引脚分别通过电容C13-C16与地电平连接。
所述单片机U2的引脚10-引脚13通过可变电阻与地电平连接。
工作原理：芯片U1的V1-V4引脚通过电阻与锂电芯组连接，以便硬件二级保护电路采样各节锂电芯的电压，硬件二级保护电路的第8脚通过电阻R25 与控制用MOSFET Q9的G极连接，MOSFET Q9的D极与三端保险丝F1的4脚连接，芯片U1的过压保护值为4.25V，当芯片U1检测到B1-B4任意电压≥4.25V 时，硬件二级保护电路启动二级保护，其第8脚输出一个高电平，MOSFET Q9 是一颗N沟道的MOSFET，当VGS为高电平时，MOSFET Q9的D极与S极导通，三端保险丝F1的4脚被短路到AGND,即锂电芯组负极，三端保险丝F1内部加热丝发热，内部熔断1脚与3脚之间的连接合金，切断正极主回路，也就切断了充电主回路，充电器停止向电芯组充电，起到防止电芯过压作用。
同理，软件二级保护电路中的芯片单片机U2的VC1-VC4分别连接到锂电芯组，以便芯片单片机U2采样各节锂电芯的电压，芯片单片机U2的第25脚通过电阻R10与控制用MOSFET Q9的G极连接，芯片单片机U2通过编程设置过压保护电压值为4.30V，此电压也可以根据实际应用做对应调整，当芯片单片机U2检测到B1-B4任意电压≥4.30V时，芯片单片机U2启动二级保护，其第25脚输出一个高电平，控制用MOSFET Q9导通，熔断三端保险丝F1，切断充电回路，充电器停止向电芯组充电，起到防止电芯过压作用。
硬件二级保护电路与软件二级保护电路的过压保护值可以设置成相同数值，这样设置后，硬件二级保护电路与软件二级保护电路就起到了冗余的功能，当硬件二级保护电路失效时，软件二级保护电路仍然可以起到保护作用，同理，当软件二级保护电路失效时，硬件二级保护电路也仍然可以起到保护作用。如此设计，增强了锂离子电池二次保护功能，提高的锂离子电池的安全性。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (6)
1.一种锂电池二级保护冗余电路，包括硬件二级保护电路，软件二级保护电路、三端保险丝电路，其特征在于，
所述硬件二级保护电路包括芯片U1,所述芯片U1的V1-V4引脚通过电阻与锂电芯组连接，芯片U1的引脚8通过电阻R25与MOSFET Q9的G极连接，MOSFET Q9的D极与三端保险丝F1的4脚连接，芯片U1设置有过压保护值；
所述软件二级保护电路包括单片机U2，所述单片机U2的VC1-VC4引脚分别通过电阻连接到锂电芯组，单片机U2的引脚25通过电阻R10与MOSFET Q9的G极连接，单片机U2设置有保护阈值；
所述三端保险丝电路包括三端保险丝F1、MOSFET Q9、电阻R24以及电容C10，所述三端保险丝F1的引脚4与MOSFET Q9的D极连接，MOSFET Q9的G极通过电阻R24和电容C10与MOSFET Q9的S极连接并接数字地。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池二级保护冗余电路，其特征在于：所述芯片U1的过压保护值为4.25V。
3.根据权利要求1所述的一种锂电池二级保护冗余电路，其特征在于：所述芯片U1的引脚V1与地电平，引脚V1与引脚V2，引脚V2与引脚V3，引脚V3与引脚V4之间通过二极管与电容连接。
4.根据权利要求1所述的一种锂电池二级保护冗余电路，其特征在于：所述单片机U2的保护阈值为4.30V。
5.根据权利要求1所述的一种锂电池二级保护冗余电路，其特征在于：所述单片机U2的VC1-VC4引脚分别通过电容C13-C16与地电平连接。
6.根据权利要求1所述的一种锂电池二级保护冗余电路，其特征在于：所述单片机U2的引脚10-引脚13通过可变电阻与地电平连接。
Priority Applications (1)
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| CN201921201319.5U CN210693477U (zh) | 2019-07-26 | 2019-07-26 | 一种锂电池二级保护冗余电路 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201921201319.5U CN210693477U (zh) | 2019-07-26 | 2019-07-26 | 一种锂电池二级保护冗余电路 |
Publications (1)
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ID=70900555
Family Applications (1)
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| CN201921201319.5U Active CN210693477U (zh) | 2019-07-26 | 2019-07-26 | 一种锂电池二级保护冗余电路 |
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| CN (1) | CN210693477U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112230700A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-01-15 | 许继电源有限公司 | 一种输出电压控制装置 |
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2019
- 2019-07-26 CN CN201921201319.5U patent/CN210693477U/zh active Active
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