CN210957841U - 一种应用于充电回路中的防电池反接电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电子电路的技术领域，尤其涉及一种应用于充电回路中的防电池反接电路，其包括锂电池；充电防反接组件，用于在锂电池正接时，可使外界电能正常传输至锂电池，在锂电池反接时可截断外界电能传输至锂电池；放电防反接组件，用于在锂电池正接时，可使锂电池的电能正常传输，在锂电池反接时，截止锂电池电能的输出。本实用新型具有无论在充电过程中，还是仅作用于放电过程，该电路都能够实现防止锂电池反接的效果。

Description

一种应用于充电回路中的防电池反接电路

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种应用于充电回路中的防电池反接电路。

背景技术

目前，常用的防反接保护电路主要有三种，一是利用二极管的单向导电性来实现，虽然接法简单，成本非常低，但在输入大电流情况下，考虑到二极管本身的压降，功耗是非常大的，也会发热，带来不必要的损失。二是利用桥堆，不论什么极性都能够正常工作，但功耗是单个二极管的两倍。这两种方法均只能用在小电流的电路中。且存在在锂电池电压还未降到保护点就不能继续工作的可能性。三是使用一个MOS管来进行保护，MOS管的内阻很小，一般在毫欧级，可以很好的避免压降和功耗过大的问题。但也存在安全隐患，如果MOS管被击穿，那么整个电路将完全不起作用。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：以上的三种方法都仅用于放电回路防反接，却难以应用于越来越多的设有充电功能的产品，像带太阳能板的路灯等，其不能在利用太阳能对锂电池充电的过程起到防反接的效果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种应用于充电回路中的防电池反接电路，解决在充电回路中不具有防反接的问题。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种应用于充电回路中的防电池反接电路，包括锂电池；充电防反接组件，用于在锂电池正接时，可使外界电能正常传输至锂电池，在锂电池反接时可截断外界电能传输至锂电池；放电防反接组件，用于在锂电池正接时，可使锂电池的电能正常传输，在锂电池反接时，截止锂电池电能的输出。

采用上述技术方案，当锂电池正接时，外界电能能通过充电防反接组件对锂电池正常充电，而锂电池能通过放电防反接组件正常进行电能的传输。

当锂电池在电路板上反接时，充电防反接组件会阻止外界电能传输至锂电池上，而放电防反接组件会截止锂电池传输的电能，针对此，当锂电池被反接时，外界电能传输不到锂电池内，而锂电池也不能进行电能的传输，针对此，便能在充电、放电过程中，均起到防反接的作用。

本实用新型进一步设置为：所述放电防反接组件上耦接有锂电保护模块，所述锂电保护模块用于防止锂电池被过度充电。

采用上述技术方案，可充型锂电池，由于自身的材料，导致锂电池不能被过冲、过放、过流、短路及超高温充放电，因此，设置的锂电保护模块能有效防止锂电池被过度充电，以免影响锂电池寿命。

本实用新型进一步设置为：所述充电防反接组件包括二极管D1、N型MOS管Q1、P型MOS管Q2、电阻R3、电阻R4，所述二极管D1的阳极耦接有供电模块、阴极耦接于锂电池的正极，所述锂电池的负极耦接于电阻R3，所述电阻R3的另一端耦接于所述P型MOS管Q2的栅极G，所述P型MOS管Q2的源极S耦接于二极管D1的阴极，所述P型MOS管Q2的漏极D耦接于所述电阻R4，所述电阻R4的另一端耦接于供电模块，所述N型MOS管Q1的栅极G耦接于P型MOS管Q2的漏极D，所述N型MOS管Q1的源极S耦接于供电模块，所述N型MOS管Q1的漏极D耦接于锂电池的负极。

采用上述技术方案，当锂电池正接，供电模块对锂电池充电时，P型MOS管Q2的栅极G为低电平，P型MOS管Q2的源极S为高电平，即P型MOS管Q2导通，此时，P型MOS管Q2的漏极D被拉高，从而导致N型MOS管Q1的栅极G为高，此时，N型MOS管Q1导通，通过此方式，便能快速有效对锂电池充电，利用N型MOS管Q1、P型MOS管Q2作为开关器件，由于MOS管的内阻很小，一般在毫安级，针对此，则可以避免压降和功耗过大的问题。

当锂电池反接时，P型MOS管Q2的栅极G为高电平，P型MOS管Q2的源极S为低电平，即P型MOS管Q2不导通，此时，P型MOS管Q2的漏极D被拉低，从而导致N型MOS管Q1的栅极G为低，继而使N型MOS管Q1不导通，针对此，锂电池的电能传输被截止，锂电池与供电模块之间不会形成通电回路，继而起到充电回路防反接的目的。

本实用新型进一步设置为：所述放电防反接组件包括P型MOS管Q3、电阻R1、电阻R2，所述P型MOS管Q3的源极S耦接于锂电池的正极，所述P型MOS管Q3的栅极G耦接于电阻R2，所述电阻R2的另一端耦接于锂电池的负极，所述P型MOS管Q3的漏极D耦接于电阻R1，所述电阻R1的另一端耦接于锂电池的负极。

采用上述技术方案，当锂电池反接时，P型MOS管Q2的栅极G为高，不导通，从而N型MOS管Q1的栅极G没有高电平，不能导通。P型MOS管Q3的栅极G为高，也不能导通，此时，锂电池不仅与后面的工作电路断开，充电防反接组件也不能与锂电池形成回路，通过此方式，便能够实现防止锂电池反接的作用。当锂电池正接时，P型MOS管Q3的栅极G为低，导通，从而使锂电池正常对工作电路进行供电。

本实用新型进一步设置为：所述锂电保护模块上的电源端VDD上耦接有电容C1，所述电容C1的另一端耦接于放电防反接组件。

采用上述技术方案，此时的电容C1具有稳定VDD电压的作用，进而便于锂电保护模块的稳定工作。

本实用新型进一步设置为：所述放电防反接组件上耦接有LDO稳压器，所述LDO稳压器的输入端耦接于放电防反接组件。

采用上述技术方案，LDO稳压器具有稳压的效果，其成本较低，噪音低。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

1.通过锂电池、N型MOS管Q1、P型MOS管Q2、P型MOS管Q3、太阳能芯片以及锂电保护模块的相互配合，在锂电池意外被反接在电路板上时，P型MOS管Q2的栅极G为高，不导通，从而N型MOS管Q1的栅极G没有高电平，不能导通。P型MOS管Q3的栅极G为高，也不能导通，此时，锂电池不仅与后面的工作电路断开，太阳能芯片也不能与锂电池形成回路，通过此方式，无论锂电池在充电过程中，还是仅作用于放电过程，该电路都能够实现防止锂电池反接的作用；

2.利用两个MOS管，分别控制锂电池的正负极，一旦锂电池反接，即使某个MOS管被击穿或者不能够正常工作，仍有一个MOS管起到保护作用，大大的增强了电路的安全性和可靠性。对于接在锂电池负极的N型MOS管Q1，其导通内阻比PMOS小，可以避免不必要的损耗。整个电路元件便宜易得，实用性强。

附图说明

图1是本实用新型中太阳能芯片与充电防反接组件的电路原理图。

附图标记：1、锂电池；2、充电防反接组件；21、太阳能芯片；3、放电防反接组件；4、LDO稳压器；5、锂电保护模块；6、单片机。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

一种应用于充电回路中的防电池反接电路，如图1所示，包括安装在电路板上的锂电池1、充电防反接组件2以及放电防反接组件3，锂电池1与充电防反接组件2以及放电防反接组件3相耦接，充电防反接组件2与放电防反接组件3能在锂电池1反接时，截止外界电能传输至锂电池1。

另外，由供电模块对锂电池1进行充电，在本实施例中，供电模块为太阳能芯片21，且锂电池1经放电防反接组件3对工作电路供电，工作电路为控制衣柜灯、台灯、或者路灯亮灭的单片机6。由于对锂电池1供电的是太阳能芯片21，而衣柜灯、台灯、或者路灯在工作时，会发出亮光，进而会持续提供光能到太阳能芯片21内，从而便于太阳能芯片21持续为锂电池1进行供电。

充电防反接组件2包括二极管D1、N型MOS管Q1、P型MOS管Q2、电阻R3、电阻R4。二极管D1的阳极耦接于太阳能芯片21的正极、阴极耦接于锂电池1的正极，锂电池1的负极耦接于电阻R3，电阻R3的另一端耦接于P型MOS管Q2的栅极G，P型MOS管Q2的源极S耦接于二极管D1的阴极，P型MOS管Q2的漏极D耦接于电阻R4，电阻R4的另一端耦接于太阳能芯片21的负极。

N型MOS管Q1的栅极G耦接于P型MOS管Q2的漏极D，N型MOS管Q1的源极S耦接于太阳能芯片21的负极，N型MOS管Q1的漏极D耦接于锂电池1的负极。

放电防反接组件3包括P型MOS管Q3、电阻R1、电阻R2，P型MOS管Q3的源极S耦接于锂电池1的正极，P型MOS管Q3的栅极G耦接于电阻R2，电阻R2的另一端耦接于锂电池1的负极，P型MOS管Q3的漏极D耦接于电阻R1，电阻R1的另一端耦接于锂电池1的负极，

在放电防反接组件3上耦接有锂电保护模块5，锂电保护模块5为锂电保护IC，型号为DW03A，锂电保护IC耦接于电阻R1与电阻R2之间，锂电保护IC的1脚耦接于电阻R1，2脚耦接于电阻R2，在1脚与2脚之间耦接有电容C1，电容C1的存在用于稳定VDD电压，进而便于锂电保护模块5的稳定工作，锂电保护IC的4、5脚耦接于太阳能芯片21的负极。

为了能够保证锂电池1的工作时间较久，同时噪音降低，在电阻R1远离锂电保护IC的一侧上耦接有LDO稳压器4，LDO稳压器4的输入端耦接于P型MOS管Q3的漏极D，LDO稳压器4的输出端耦接于单片机6，LDO稳压器4的接地端耦接于太阳能芯片21的负极，并耦接于单片机6。

实施原理：当锂电池1因意外被反接在电路板上时，P型MOS管Q2的栅极G为高，P型MOS管Q2不导通，从而N型MOS管Q1的栅极G没有高电平，也不能导通。同时，P型MOS管Q3的栅极G为高，也不能导通，此时，锂电池1不仅与后面的单片机6断开，太阳能芯片21也不能与锂电池1形成回路，通过此方式，便能够实现防止锂电池1反接的作用。

当锂电池1正接，太阳能电池对锂电池1充电时，P型MOS管Q2的栅极G为低电平，P型MOS管Q2的源极S为高电平，即P型MOS管Q2导通，此时，P型MOS管Q2的漏极D被拉高，从而导致N型MOS管Q1的栅极G为高，此时，N型MOS管Q1导通，通过此方式，便能快速有效对锂电池1充电，利用N型MOS管Q1、P型MOS管Q2作为开关器件，由于MOS管的内阻很小，一般在毫安级，针对此，则可以避免压降和功耗过大的问题。整个电路元件便宜易得，实用性强。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种应用于充电回路中的防电池反接电路，其特征在于，包括锂电池（1）；

充电防反接组件（2），用于在锂电池（1）正接时，可使外界电能正常传输至锂电池（1），在锂电池（1）反接时可截断外界电能传输至锂电池（1）；

放电防反接组件（3），用于在锂电池（1）正接时，可使锂电池（1）的电能正常传输，在锂电池（1）反接时，截止锂电池（1）电能的输出。

2.根据权利要求1所述的一种应用于充电回路中的防电池反接电路，其特征在于，所述放电防反接组件（3）上耦接有锂电保护模块（5），所述锂电池（1）、充电防反接组件（2）均与锂电保护模块（5）相耦接，所述锂电保护模块（5）用于防止锂电池（1）被过度充电。

3.根据权利要求1所述的一种应用于充电回路中的防电池反接电路，其特征在于，所述充电防反接组件（2）包括二极管D1、N型MOS管Q1、P型MOS管Q2、电阻R3、电阻R4，所述二极管D1的阳极耦接有供电模块、阴极耦接于锂电池（1）的正极，所述锂电池（1）的负极耦接于电阻R3，所述电阻R3的另一端耦接于所述P型MOS管Q2的栅极G，所述P型MOS管Q2的源极S耦接于二极管D1的阴极，所述P型MOS管Q2的漏极D耦接于所述电阻R4，所述电阻R4的另一端耦接于供电模块，所述N型MOS管Q1的栅极G耦接于P型MOS管Q2的漏极D，所述N型MOS管Q1的源极S耦接于供电模块，所述N型MOS管Q1的漏极D耦接于锂电池（1）的负极。

4.根据权利要求1所述的一种应用于充电回路中的防电池反接电路，其特征在于，所述放电防反接组件（3）包括P型MOS管Q3、电阻R1、电阻R2，所述P型MOS管Q3的源极S耦接于锂电池（1）的正极，所述P型MOS管Q3的栅极G耦接于电阻R2，所述电阻R2的另一端耦接于锂电池（1）的负极，所述P型MOS管Q3的漏极D耦接于电阻R1，所述电阻R1的另一端耦接于锂电池（1）的负极。

5.根据权利要求2所述的一种应用于充电回路中的防电池反接电路，其特征在于，所述锂电保护模块（5）上的电源端VDD上耦接有电容C1，所述电容C1的另一端耦接于放电防反接组件（3）。

6.根据权利要求1所述的一种应用于充电回路中的防电池反接电路，其特征在于，所述放电防反接组件（3）上耦接有LDO稳压器（4），所述LDO稳压器（4）的输入端耦接于放电防反接组件（3）。

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