CN210985634U - 一种充电电池反接保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电池充电保护领域,公开了一种充电电池反接保护电路，包括电源输入端、电压输出端、电压采样单元、比较器、第二PMOS管P2和第一PMOS管P1；电源输入端分别电连接第一PMOS管P1的源极和第二PMOS管P2的源极和衬底，第二PMOS管P2的漏极电连接第一PMOS管P1的栅极，第一PMOS管P1的漏极电连接电压输出端，电压输出端电连接电压采样单元，电压采样单元电连接比较器，比较器的输出端电连接第二PMOS管P2的栅极。当电池反接时，比较器输出低电平信号控制第二PMOS管P2导通，第一PMOS管P1断开，实现反接保护，在电池正常接入时，第二PMOS管断开，无功率消耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池保护电路领域，具体涉及一种充电电池反接保护电路。
背景技术
随着电池电压规格的不断提升，对电池的充电保护越来越重要，特别是电池的防反接保护。在充电过程中，电池的正负极如果反接，电池内部发热严重，充电线路会产生大电流，如果不及时断开充电电源，会破环充电器内部的充电电路，甚至引发电力事故。
目前充电管理电路主要利用二极管的正向导通特性来实现防反保护。但此方案由于二极管的正向导通电压较大，在对电池充电时，会增加电路功耗，降低充电效率。
图1为现有充电电路的充电示意图，其中VIN是输入外部充电电压的电源输入端，BAT是充电管理电路输出电压的电压输出端，在充电时通过充电管理电路控制充电功率管M1的通断，当输出功率管M1 导通时，BAT处与VIN处导通，实现充电。
实用新型内容
鉴于背景技术的不足，本实用新型是提供了一种充电电池反接保护电路，所要解决的技术问题是现有充电电路采用二极管实现防反保护，增加了充电电路的功耗，降低充电效率。
为解决以上技术问题，本实用新型提供了如下技术方案：一种充电电池反接保护电路，包括电源输入端、电压输出端、用于检测充电电池是否反接的电压采样单元、比较器、第二PMOS管P2和第一PMOS 管P1；
电源输入端分别电连接第一PMOS管P1的源极和第二PMOS管P2 的源极和衬底，第二PMOS管P2的漏极电连接第一PMOS管P1的栅极，第一PMOS管P1的漏极电连接电压输出端，电压输出端电连接电压采样单元，电压采样单元电连接比较器，比较器的输出端电连接第二 PMOS管P2的栅极。
进一步，电压采样单元包括电阻R1和第一NMOS管N1，电阻R1 一端电连接电压输出端，电阻R1另一端分别电连接比较器的正向输入端和第一NMOS管N1的漏极，比较器的负向输入端接地，第一NMOS 管N1的栅极、源极和衬底短接后接地。
将第一NMOS管N1的栅极、源极和衬底短接后接地，此时第一 NMOS管N1相当于正极接地、负极接电阻R1的二极管。当电池正常接入时，第一NMOS管N1处于关断状态，无电流通过，对内部电路进行防静电保护。当电池反接时，第一NMOS管N1处于导通状态，电池、电阻R1和第一NMOS管N1构成回路，避免电池电流流入充电管理电路，进而保护充电管理电路，电阻R1用于限流。
作为改进，电源输入端和电压输出端之间电连接衬底电压切换单元，衬底电压切换单元被配置于改变第一PMOS管P1的衬底输入电压，包括第四PMSO管P4和第五PMOS管P5；第四PMSO管P4的源极电连接电源输入端，第四PMSO管P4的漏极电连接第五PMSO管P5的漏极，第四PMSO管P4的栅极电连接电压输出端，第五PMOS管P5的栅极电连接电源输入端，第五PMOS管P5的源极电连接电压输出端，第四 PMSO管P4的衬底与第五PMSO管P5的衬底均电连接第一PMOS管P1 的衬底。
本实用新型工作原理如下：电池正常接入时，电阻R1向比较器的正向输入端输入正向电压，比较器向第二PMOS管P2的栅极输入高电平信号，此时第二MOS管P2断开，第一PMOS管P1的导通受充电管理电路控制，电池正常充电。
电池反接接入时，电阻R1向比较器输入负向电压，比较器向第二PMOS管P2的栅极输入低电平信号，第二PMOS管P2导通，此时第一PMOS管P1的栅极电压被拉高为高电平，第一PMOS管P1断开，电源输入端与电压输出端断开，避免仍继续向电池充电，实现反接保护。
本实用新型与现有技术相比所具有的有益效果是：当电池反接时，比较器根据输入的采样电压控制第二PMOS管P2的导通，第二 PMOS管控制第一PMOS管断开，停止向电池充电，实现反接保护，而第一NMOS管N1和第二PMOS管P2在电池正常接入时不导通，没有功率消耗，进而降低整体充电电路的功耗，提高充电效率。
附图说明
本实用新型有如下附图：
图1为充电电路的示意图；
图2为本实用新型的电路图；
图3为本实用新型的应用电路图。
具体实施方式
现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
如图2所示，一种充电电池反接保护电路，包括电源输入端VIN、电压输出端BAT、用于检测充电电池是否反接的电压采样单元1、比较器C1、第二PMOS管P2和第一PMOS管P1；
电源输入端VIN分别电连接第一PMOS管P1的源极和第二PMOS 管P2的源极和衬底，第二PMOS管P2的漏极电连接第一PMOS管P1 的栅极，第一PMOS管P1的漏极电连接电压输出端BAT，电压输出端 BAT电连接电压采样单元1，电压采样单元1电连接比较器C1，比较器C1的输出端电连接第二PMOS管P2的栅极。
进一步，电压采样单元1包括电阻R1和第一NMOS管N1，电阻 R1一端电连接电压输出端BAT，电阻R1另一端分别电连接比较器C1 的正向输入端和第一NMOS管N1的漏极，比较器C1的负向输入端接地，第一NMOS管N1的栅极、源极和衬底短接后接地。
将第一NMOS管N1的栅极、源极和衬底短接后接地，此时第一 NMOS管N1相当于正极接地、负极接电阻R1的二极管。当电池正常接入时，第一NMOS管N1处于关断状态，无电流通过，对内部电路进行防静电保护。当电池反接时，第一NMOS管N1处于导通状态，电池、电阻R1和第一NMOS管N1构成回路，避免电池电流流入充电管理电路，进而保护充电管理电路，电阻R1用于限流。
如图3所示，电源输入端VIN和电压输出端BAT之间电连接衬底电压切换单元，衬底电压切换单元用于从外接电压和输出电压中选择高电位作为第一PMOS管P1的衬底电压，以避免输出电压高于外接电压时第一PMOS管P1出现衬底漏电。
衬底电压切换单元包括第四PMSO管P4和第五PMOS管P5；第四 PMSO管P4的源极电连接电压输入端VIN，第四PMSO管P4的漏极电连接第五PMSO管P5的漏极，第四PMSO管P4的栅极电连接电压输出端，第五PMOS管P5的栅极电连接电源输入端，第五PMOS管P5的源极电连接电压输出端BAT，第四PMSO管P4的衬底与第五PMSO管P5 的衬底均电连接第一PMOS管P1的衬底。
本实用新型工作原理如下：电池正常接入时，电阻R1向比较器的正向输入端输入正向电压，比较器向第二PMOS管P2的栅极输入高电平信号，此时第二MOS管P2断开，第一PMOS管P1的导通受充电管理电路控制，电池正常充电。另外，第一NMOS管N1和第二PMOS 管P2在电池正常接入时不导通，没有功率消耗，进而降低整体充电电路的功耗，提高充电效率
电池反接接入时，电阻R1向比较器输入负向电压，比较器向第二PMOS管P2的栅极输入低电平信号，第二PMOS管P2导通，此时第一PMOS管P1的栅极电压被拉高为高电平，第一PMOS管P1断开，电源输入端与电压输出端断开，避免仍继续向电池充电，实现反接保护。
上述依据本实用新型为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (3)
1.一种充电电池反接保护电路，其特征在于：包括电源输入端、电压输出端、电压采样单元、比较器、第二PMOS管P2和第一PMOS管P1，所述电源输入端分别电连接第一PMOS管P1的源极和第二PMOS管P2的源极和衬底，所述第二PMOS管P2的漏极电连接第一PMOS管P1的栅极，所述第一PMOS管P1的漏极电连接电压输出端，所述电压输出端电连接电压采样单元，所述电压采样单元电连接比较器，所述比较器的输出端电连接第二PMOS管P2的栅极；所述电压采样单元被配置于检测充电电池是否反接、并向比较器输入采样电压，所述比较器根据输入的采样电压控制第二PMOS管P2通断。
2.根据权利要求1所述的充电电池反接保护电路，其特征在于：所述电压采样单元包括电阻R1和第一NMOS管N1，所述电阻R1一端电连接电压输出端，所述电阻R1另一端分别电连接比较器的正向输入端和第一NMOS管N1的漏极，所述比较器的负向输入端接地，所述第一NMOS管N1的栅极、源极和衬底短接后接地。
3.根据权利要求1所述的充电电池反接保护电路，其特征在于：所述电源输入端和电压输出端之间电连接衬底电压切换单元，所述衬底电压切换单元被配置于改变第一PMOS管P1的衬底输入电压，包括第四PMSO管P4和第五PMOS管P5，所述第四PMSO管P4的源极电连接电源输入端，第四PMSO管P4的漏极电连接第五PMSO管P5的漏极，第四PMSO管P4的栅极电连接电压输出端，第五PMOS管P5的栅极电连接电源输入端，第五PMOS管P5的源极电连接电压输出端，第四PMSO管P4的衬底与第五PMSO管P5的衬底均电连接第一PMOS管P1的衬底。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114678937A (zh) * | 2022-04-22 | 2022-06-28 | 上海筱珈科技有限公司 | 一种多电池管理电路和方法 |
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