CN211629885U - 一种电池电源双向防反接保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池电源双向防反接保护电路，包括保护电路的输入端以及输出端，位于所述输入端与所述输出端之间设置有中间点H端，位于所述输入端与所述中间点H端之间设置有第一保护电路，所述第一保护电路包括第一保护回路驱动管、第一功率回路开关管以及第一RC串联回路，位于所述中间点H端与所述输出端之间设置有第二保护回路，所述第二保护回路包括第二保护回路驱动管、第二功率回路开关管以及第二RC串联回路，所述第二功率回路开关管并联有第三RC串联回路，通过使用MOS管作为防反保护，保护电路漏电流极小，结构简单，制作成本低。

Description

一种电池电源双向防反接保护电路

技术领域

本实用新型涉及保护电路技术领域，具体涉及一种电池电源双向防反接保护电路。

背景技术

随着用电设备日益增多，可充电电池在设备的使用数量快速增长。在使用可充电电池时，电池的极性、充电电源的极性都必须正确连接，否则会损坏电池和充电电源，甚至烧毁用电设备。电池和电源防反接保护电路是保护电池和电源以及其它用电设备的必要电路。如今市场上的充电电池因为考虑到成本问题，在进行电路设计时很少有带有防反接保护功能，虽然有些充电电池带有防反接保护电路，但是防反接电路设计通常是基于CPU控制，具有制造成本高、占用CPU资源的缺点，除此之外，现有技术的防反接保护电路还存在以下不足之处的问题：

(1)使用控制器判断极性产生驱动信号，保护电路体积大、电路复杂、成本很高且电路功耗很大，无法在功率较小和成本要求高的场合应用；

(2)只具有电池防反接或电源防反接功能，不能使用一套电路同时完成电池和充电电源防反接保护并具有正常放电的功能。

实用新型内容

为此，本实用新型提供一种电池电源双向防反接保护电路，以解决现有技术中由于防反接保护电路使用控制器控制而导致保护电路的造价成本高、实用性差的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种电池电源双向防反接保护电路，包括保护电路的输入端以及输出端，位于所述输入端与所述输出端之间设置有中间点H端，位于所述输入端与所述中间点H端之间设置有第一保护电路，所述第一保护电路包括第一保护回路驱动管、第一功率回路开关管以及第一RC串联回路，位于所述中间点H端与所述输出端之间设置有第二保护回路，所述第二保护回路包括第二保护回路驱动管、第二功率回路开关管以及第二RC串联回路，所述第二功率回路开关管并联有第三RC串联回路。

可选的，所述第一保护回路驱动管和所述第二保护回路驱动管分别为N 沟道MOS管，所述第一功率回路开关管和所述第二功率回路开关管分别为P 沟道MOS管。

可选的，所述第一保护回路驱动管的栅极接所述输入端正极，所述第一保护回路驱动管的源极接所述输入端负极，所述第一保护回路驱动管的漏极接所述第一功率回路开关管的栅极，所述第一功率回路开关管的漏极接所述输入端正极，所述第一功率回路开关管的源极接所述中间点H端。

可选的，所述第二保护回路驱动管的栅极接所述输出端正极，所述第二保护回路驱动管的源极接所述输出端负极，所述第二保护回路驱动管的漏极接所述第二功率回路开关管的栅极，所述第二功率回路开关管的漏极接所述输出端正极，所述第二功率回路开关管的源极接所述中间点H端。

可选的，所述第一RC串联回路包括串接的第一电阻和第一电容，所述第一电阻和第一电容串联后并联在所述第一功率回路开关管的源极和栅极上；所述第二RC串联回路包括串接的第一电阻和第一电容，所述第一电阻和第一电容串联后并联在所述第二功率回路开关管的源极和栅极上；所述第三RC串联回路包括串接的第三电阻和第三电容，所述第三电阻和第三电容串联后并联在所述第二功率回路开关管的源极和漏极上。

本实用新型具有如下优点：

(1)本实用新型使用MOS管作为防反保护，保护电路漏电流极小，无论是在防反工作或是电路正常工作以及长时间待机过程中都不会损耗电池电量，电路结构简单，使用器件少，体积小，成本低，安全可靠；

(2)实现电池和充电电源防反接保护的同时不影响对用电设备的供电效果，可以同时用于电池防反接以及充电电源防反接场合。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本实用新型实施例的电池正接原理图；

图2为本实用新型实施例的电池反接原理图；

图3为本实用新型实施例的电源极性正接原理图；

图4为本实用新型实施例的电源极性反接原理图；

图5为本实用新型实施例的保护电路结构示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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。

如图1所示，本实用新型提供了一种电池电源双向防反接保护电路，包括保护电路的输入端IN以及输出端OUT，位于输入端IN与输出端OUT之间设置有中间点H端H，位于输入端IN与中间点H端H之间设置有第一保护电路，第一保护电路包括第一保护回路驱动管Q1、第一功率回路开关管Q3以及第一 RC串联回路，位于中间点H端H与输出端OUT之间设置有第二保护回路，第二保护回路包括第二保护回路驱动管Q2、第二功率回路开关管Q4以及第二RC串联回路，第二功率回路开关管Q4并联有第三RC串联回路。

第一保护回路驱动管Q1和第二保护回路驱动管Q2分别为N沟道MOS管，第一功率回路开关管Q3和第二功率回路开关管Q4分别为P沟道MOS管。

第一保护回路驱动管Q1的栅极接输入端IN正极，第一保护回路驱动管Q1 的源极接输入端IN负极，第一保护回路驱动管Q1的漏极接第一功率回路开关管Q3的栅极，第一功率回路开关管Q3的漏极接输入端IN正极，第一功率回路开关管Q3的源极接中间点H端H。

第二保护回路驱动管Q2的栅极接输出端OUT正极，第二保护回路驱动管Q2 的源极接输出端OUT负极，第二保护回路驱动管Q2的漏极接第二功率回路开关管Q4的栅极，第二功率回路开关管Q4的漏极接输出端OUT正极，第二功率回路开关管Q4的源极接中间点H端H。

第一RC串联回路包括串接的第一电阻R1和第一电容C1，第一电阻R1和第一电容C1串联后并联在第一功率回路开关管Q3的源极和栅极上；第二RC串联回路包括串接的第二电阻R2和第二电容C2，第二电阻R2和第二电容C2串联后并联在第二功率回路开关管Q4的源极和栅极上；第三RC串联回路包括串接的第三电阻R3和第三电容C3，第三电阻R3和第三电容C3串联后并联在第二功率回路开关管Q4的源极和漏极上。

如图2所示，当电池极性正确连接时Q1的栅源电压为电池电压，所以Q1导通，此时Q3的栅极与电池负极等电位，由于Q3体二极管的存在Q3源极为电池正极电位，所以Q3栅源电压为负的电池电压，所以Q3导通，故电池正向连接时电路从电池端到保护电路H端自然导通；同样，当电池端到保护电路H端导通后，H端电压为电池电压，在接通瞬间，电池电压通过辅助RC回路放电，使得输出端出现一个高电平脉冲，Q2的栅极电压被拉高，使得Q2导通，Q2导通后，开关管Q4的栅极被拉倒电池的负端，所以Q4导通，电池电压传送到输出端。

如图3所示，当电池极性错误连接时Q1的栅源电压为负的电池电压，所以 Q1不能导通，此时Q3的没有负的栅源电压作为驱动，所以Q3不能导通，故电池反向连接时电路从电池端到保护电路H端不能导通，所以电压不能传递到输出端。

如图4所示，当电池极性和电源极性都正确连接。Q2的栅源电压为电池电压，所以Q2导通，此时Q4的栅极与电池负极等电位，由于Q4体二极管的存在 Q4源极为电池正极电位，所以Q4栅源电压为负的电池电压，所以Q4导通，故电池正向连接时电路从电池端到保护电路H端自然导通。同理，Q4的栅源电压为充电电源电压，所以Q2导通，此时Q4的栅极与电源负极等电位，由于Q4体二极管的存在Q4源极为充电电源正极电位，所以Q4栅源电压为负的充电电源电压，所以Q4导通，故充电电源正向连接时电路从电池端到保护电路H端自然导通。从而，从充电电源端到电池端的充电通路的导通，充电电源为电池充电。

如图5所示，当充电电源极性错误连接时Q2的栅源电压为负的充电电源电压，所以Q2不能导通，此时Q4的没有负的栅源电压作为驱动，所以Q4不能导通，故电池反向连接时电路从充电电源端到保护电路H端不能自然导通，故而电源无法为电池充电。同样的道理，当电池极性连接错误时，电池端到保护电路H端不能导通，充电电源同样不能为电池充电。所以电池和充电电源任意一个极性接错，都不能完成充电。

本实用新型使用MOS管作为防反保护，保护电路漏电流极小，无论是在防反工作或是电路正常工作以及长时间待机过程中都不会损耗电池电量，电路结构简单，使用器件少，体积小，成本低，安全可靠；实现电池和充电电源防反接保护的同时不影响对用电设备的供电效果，可以同时用于电池防反接以及充电电源防反接场合。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种电池电源双向防反接保护电路，包括保护电路的输入端(IN)以及输出端(OUT)，其特征在于，位于所述输入端(IN)与所述输出端(OUT)之间设置有中间点H端(H)，位于所述输入端(IN)与所述中间点H端(H)之间设置有第一保护电路；所述第一保护电路包括第一保护回路驱动管(Q1)、第一功率回路开关管(Q3)以及第一RC串联回路，位于所述中间点H端(H)与所述输出端(OUT)之间设置有第二保护回路，所述第二保护回路包括第二保护回路驱动管(Q2)、第二功率回路开关管(Q4)以及第二RC串联回路，所述第二功率回路开关管(Q4)并联有第三RC串联回路。

2.根据权利要求1所述的一种电池电源双向防反接保护电路，其特征在于，所述第一保护回路驱动管(Q1)和所述第二保护回路驱动管(Q2)分别为N沟道MOS管，所述第一功率回路开关管(Q3)和所述第二功率回路开关管(Q4)分别为P沟道MOS管。

3.根据权利要求1所述的一种电池电源双向防反接保护电路，其特征在于，所述第一保护回路驱动管(Q1)的栅极接所述输入端(IN)正极，所述第一保护回路驱动管(Q1)的源极接所述输入端(IN)负极，所述第一保护回路驱动管(Q1)的漏极接所述第一功率回路开关管(Q3)的栅极，所述第一功率回路开关管(Q3)的漏极接所述输入端(IN)正极，所述第一功率回路开关管(Q3)的源极接所述中间点H端(H)。

4.根据权利要求1所述的一种电池电源双向防反接保护电路，其特征在于，所述第二保护回路驱动管(Q2)的栅极接所述输出端(OUT)正极，所述第二保护回路驱动管(Q2)的源极接所述输出端(OUT)负极，所述第二保护回路驱动管(Q2)的漏极接所述第二功率回路开关管(Q4)的栅极，所述第二功率回路开关管(Q4)的漏极接所述输出端(OUT)正极，所述第二功率回路开关管(Q4)的源极接所述中间点H端(H)。

5.根据权利要求1所述的一种电池电源双向防反接保护电路，其特征在于，所述第一RC串联回路包括串接的第一电阻(R1)和第一电容(C1)，所述第一电阻(R1)和第一电容(C1)串联后并联在所述第一功率回路开关管(Q3)的源极和栅极上；所述第二RC串联回路包括串接的第二电阻(R2)和第二电容(C2)，所述第二电阻(R2)和第二电容(C2)串联后并联在所述第二功率回路开关管(Q4)的源极和栅极上；所述第三RC串联回路包括串接的第三电阻(R3)和第三电容(C3)，所述第三电阻(R3)和第三电容(C3)串联后并联在所述第二功率回路开关管(Q4)的源极和漏极上。

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