CN211861816U - 电池保护电路及电子烟 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电池保护电路及电子烟，其中，该电池保护电路包括电源输入端、充电电路、电池、电池保护芯片及电源输出电路；电池保护电路还包括第一MOS管、第二MOS管和第三MOS管；电源输入端与充电电路的输入端连接，充电电路的输出端与电池的正极连接，第一MOS管和第二MOS管连接于电源输入端和充电电路之间，第三MOS管连接于电池的负极与电池保护芯片的放电保护端连接，电池保护芯片的充电保护端与第二MOS管的控制端连接，电源输出电路的输入端与电池的正极连接，电源输出电路的输出端连接负载；电池保护芯片，用于在电池过充或者过放时，控制第一MOS管和第二MOS管的开启/关闭。本实用新型技术方案降低了电子烟中电池保护电路的设计成本。

Description

电池保护电路及电子烟

技术领域

本实用新型涉及电子烟技术领域，特别涉及一种电池保护电路及电子烟。

背景技术

在电子烟的飞速发展中，电子烟行业越来越规范，对产品的质量和产品的安全性提出越来越高的要求，目前电子烟的锂电池保护电路一般是由锂电池保护IC、充电NMOS管和放电NMOS管组成。

然而电子烟在充电时的电流较小，放电时的电流较大，对充电NMOS管和放电NMOS管要求就比较高，要选用大封装大电流的NMOS管，如果按照传统的锂电池保护电路，就会造成不必要的设计浪费，提升了成本。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种电池保护电路及电子烟，旨在降低电子烟中电池保护电路的设计成本。

为实现上述目的，本实用新型提出的电池保护电路，所述电池保护电路包括电源输入端、充电电路、电池、电池保护芯片及电源输出电路；

所述电池保护电路还包括第一MOS管、第二MOS管和第三MOS管；所述电源输入端与所述充电电路的输入端连接，所述充电电路的输出端与所述电池的正极连接，所述第一MOS管和第二MOS管连接于所述电源输入端和所述充电电路之间，所述第三MOS管连接于所述电池的负极与所述电池保护芯片的放电保护端连接，所述电池保护芯片的充电保护端与所述第二MOS管的控制端连接，所述电源输出电路的输入端与所述电池的正极连接，所述电源输出电路的输出端连接负载；

所述充电电路，用于控制所述电源输入端输入直流电源为所述电池进行充电；

所述电池保护电路，用于在所述电池过充或者过放时，控制所述第一MOS管和所述第二MOS管的开启/关闭；

所述电源输出电路，用于控制所述电池的直流电源输出至负载。

可选地，所述第一MOS管和所述第二MOS管的电流范围为0-2A。

可选地，所述电池保护电路还包括第一电阻、第二电阻和第一电容；

所述电池保护芯片具有充电保护引脚、放电保护引脚、正电源输入引脚、负电源输入引脚和过流/短路检测引脚，所述电池保护芯片的负电源输入引脚和第一电容的第一端的公共端与所述电池的负极连接，所述第一电容的第二端与所述电池保护芯片的正电源输入引脚连接，且与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述充电电路的输出端连接，所述电池保护芯片的放电保护引脚与所述第三MOS管的栅极连接，所述电池保护芯片的过流/短路检测引脚与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端接地，所述第三MOS管的源极与所述电池的负极连接，所述第三MOS管的漏极接地。

可选地，所述电池保护电路还包括第三电阻和第四电阻，所述第一MOS管的漏极和所述第三电阻的第一端的公共端与所述电源输入端连接，所述第一MOS管的源极与所述充电电路的输入端连接，所述第一MOS管的栅极和所述第二MOS管的漏极的公共端与所述第三电阻的第二端连接，所述第二MOS管的源极接地，所述第二MOS管的栅极与所述电池保护芯片的充电保护引脚连接，且连接于所述第四电阻的第一端，所述第四电阻的第二端接地。

可选地，所述充电电路包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第一电感和充电芯片；

所述充电芯片具有正电源输入引脚、输入电压反馈引脚、电荷泵增压引脚、开关引脚、充电电流检测引脚、蓄电池引脚、充电状态输出引脚、开关输入引脚和热敏电阻输入引脚；

所述第五电阻的第一端、所述第二电容的第一端和所述第六电阻的第一端均与所述充电芯片的正电源输入引脚连接，所述第五电阻的第二端与第七电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端与所述第八电阻的第一端连接，且与所述充电芯片的输入电压反馈引脚连接，所述第七电阻的第二端、所述第八电阻的第二端和所述第二电容的第二端均接地，所述第三电容连接于所述充电芯片的电荷泵增压引脚和开关引脚之间，所述第一电感的第一端与所述充电芯片的开关引脚连接，所述第一电感的第二端与所述第九电阻的第一端连接，且与所述充电芯片的充电电流检测引脚连接，所述第九电阻的第二端与所述第四电容的第一端连接，且与所述充电芯片的蓄电池引脚连接，所述第四电容的第二端接地，所述第五电容的第一端与所述充电芯片的开关输入引脚连接，所述第五电容的第二端和所述充电芯片的热敏电阻输入引脚均接地。

可选地，所述负载为发热丝。

可选地，所述第一MOS管为NMOS管，第二MOS管为PMOS管，第三MOS管为NMOS管。

可选地，所述电池为锂离子电池、镍氢电池或者镍铬电池。

本实用新型还提出一种电子烟，所述电子烟包括如上所述的电池保护电路，所述电池保护电路包括电源输入端、充电电路、电池、电池保护芯片及电源输出电路；

所述电池保护电路还包括第一MOS管、第二MOS管和第三MOS管；所述电源输入端与所述充电电路的输入端连接，所述充电电路的输出端与所述电池的正极连接，所述第一MOS管和第二MOS管连接于所述电源输入端和所述充电电路之间，所述第三MOS管连接于所述电池的负极与所述电池保护芯片的放电保护端连接，所述电池保护芯片的充电保护端与所述第二MOS管的控制端连接，所述电源输出电路的输入端与所述电池的正极连接，所述电源输出电路的输出端连接负载；

所述充电电路，用于控制所述电源输入端输入直流电源为所述电池进行充电；

所述电池保护电路，用于在所述电池过充或者过放时，控制所述第一MOS管和所述第二MOS管的开启/关闭；

所述电源输出电路，用于控制所述电池的直流电源输出至负载。

本实用新型技术方案针对相关技术中电池保护电路中放电电流较大，需要选用大封装大电流的开关管，导致成本增加，同时由于放电回路需要多个开关管串联，导致效率降低的问题。本方案中的电池保护电路通过设置在电池输出端的电池保护芯片对电池过充/过放的检测，以控制设置在电源输入端的第一MOS管和第二MOS管的开启/关闭，以此使得对电池充放电的保护，同时采用开关管来控制电源输入端，减少了放电回路的开关管使用，以此降低电池保护电路的设计成本，提高了的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型电池保护电路一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型电池保护电路一实施例的电路结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	电源输入端	C3	第三电容
20	充电电路	C4	第四电容
				30	电池	C5	第五电容
40	电池保护芯片	R1	第一电阻
				50	电源输出电路	R2	第二电阻
60	负载	R3	第三电阻
				L1	第一电感	R4	第四电阻
U1	充电芯片	R5	第五电阻
				Q1	第一MOS管	R6	第六电阻
Q2	第二MOS管	R7	第七电阻
				Q3	第三MOS管	R8	第八电阻
C1	第一电容	R9	第九电阻
				C2	第二电容

本实用新型目的的实现、功能特点及可点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种电池保护电路及电子烟。

在本实用新型一实施例中，如图1所示，该电池保护电路包括电源输入端10、充电电路20、电池30、电池保护芯片40及电源输出电路50；

所述电池保护电路还包括第一MOS管Q1、第二MOS管Q2和第三MOS管Q3；所述电源输入端10与所述充电电路20的输入端连接，所述充电电路20的输出端与所述电池30的正极连接，所述第一MOS管Q1和第二MOS管Q2连接于所述电源输入端10和所述充电电路20之间，所述第三MOS管Q3连接于所述电池30的负极与所述电池保护芯片40的放电保护端连接，所述电池保护芯片40的充电保护端与所述第二MOS管Q2的控制端连接，所述电源输出电路50的输入端与所述电池30的正极连接，所述电源输出电路50的输出端连接负载60；

所述充电电路20，用于控制所述电源输入端10输入直流电源为所述电池30进行充电；

所述电池保护芯片40，用于在所述电池30过充或者过放时，控制所述第一MOS管Q1和所述第二MOS管Q2的开启/关闭；

所述电源输出电路50，用于控制所述电池30的直流电源输出至负载60。

本实施例中，电源输入端10可以是输入5V的直流电源，经充电电路20的电源处理，输出处理后的直流电源至电池30，以给电池30进行充电。电池保护芯片40连接于电池30的负极，可以通过电池保护芯片40检测电池30充电过程中的过充，或者检测池电放电过程中的过放等故障，并在电池保护芯片40检测到过充、过放等故障时，控制连接在电源输入端10和充电电路20之间的第一MOS管Q1和第二MOS管Q2关断，提升了电子烟中电池保护电路的安全性。

本实施例中，所述第一MOS管Q1和所述第二MOS管Q2的电流范围为0-2A。可以理解的是，第一MOS管Q1和第二MOS管Q2的电流可以选用0.5A、1A、2A等，根据实际应用情况选用，此处不做限制。

需要说明的是，相关技术中是电子烟中的电池保护电路是通过串联在电池30负极的多个开关管，控制电池30在过充过放时的回路通断，以达到对电子烟中电路的保护。电子烟中存在充电电流小，放电电流大的问题，那么采用此种方案就会对充电开关管和放电开关管有较高要求，选用大封装大电流的开关管，造成不必要的设计浪费，提升了成本。本方案则是通过选用小电流的第一MOS管Q1和第二MOS管Q2，设置于电源输入端10和充电电路20之间，以通过电池保护芯片40对过充/过放的检测，控制第一MOS管Q1和第二MOS管Q2的开启/关断，实现了对电子烟中电池30充放电的保护，同时降低了电子烟中电池保护电路的设计成本。此外，用于在电池30的负极设置一个MOS管，提升了电子烟的性能。

进一步地，电池保护电路正常工作时，电源输入端10输入的5V直流电源经过第一MOS管Q1至充电电路20，电池保护芯片40的充电保护引脚和放电保护引脚输出高电平，放电保护引脚控制第三MOS管Q3打开正常放电至负载60，充电保护引脚控制第二MOS管Q2和第一MOS管Q1也打开，给电池30正常充电。

当电池保护芯片40检测到电池30过充时，电池保护芯片40的充电保护引脚输出低电平，放电保护引脚输出高电平，充电保护引脚控制第二MOS管Q2和第一MOS管Q1关闭，放电保护引脚控制第三MOS管Q3打开，此时5V直流电源不能通过充电电路20给电池30充电，可以放电给负载60供电。

当电池保护芯片40检测到电池30过放时，电池保护芯片40的放电保护引脚输出低电平，充电保护引脚输出高电平，放电保护引脚控制第三MOS管Q3关闭，充电保护引脚控制第二MOS管Q2和第一MOS管Q1打开，此时5V直流电源可以通过充电电路20给电池30充电。

可以理解的是，电池保护电路中的负载60可以是电子烟中的发热丝，通过电池30给发热丝供电，使得发热丝释放热能配合电子烟中的雾化器工作。

上述实施例中，所述第一MOS管Q1为NMOS管，第二MOS管Q2为PMOS管，第三MOS管Q3为NMOS管。具体地，第一MOS管Q1和第三MOS管Q3可以选用型号为SMD SOT-23 2N7002的开关管；第二MOS管Q2可以选用型号为SMD SOT-23AM3401的开关管。

本实用新型技术方案针对相关技术中电池保护电路中放电电流较大，需要选用大封装大电流的开关管，导致成本增加，同时由于放电回路需要多个开关管串联，导致效率降低的问题。本方案中的电池保护电路通过设置在电池30输出端的电池保护芯片40对电池30过充/过放的检测，以控制设置在电源输入端10的第一MOS管Q1和第二MOS管Q2的开启/关闭，以此使得对电池30充放电的保护，同时采用开关管来控制电源输入端10，减少了放电回路的开关管使用，以此降低电池保护电路的设计成本，提高了的效率。

在一实施例中，如图2所示，所述电池保护电路还包括第一电阻R1、第二电阻R2和第一电容C1；

所述电池保护芯片40具有充电保护引脚、放电保护引脚、正电源输入引脚、负电源输入引脚和过流/短路检测引脚，所述电池保护芯片40的负电源输入引脚和第一电容C1的第一端的公共端与所述电池30的负极连接，所述第一电容C1的第二端与所述电池保护芯片40的正电源输入引脚连接，且与所述第一电阻R1的第一端连接，所述第一电阻R1的第二端与所述充电电路20的输出端连接，所述电池保护芯片40的放电保护引脚与所述第三MOS管Q3的栅极连接，所述电池保护芯片40的过流/短路检测引脚与所述第二电阻R2的第一端连接，所述第二电阻R2的第二端接地，所述第三MOS管Q3的源极与所述电池30的负极连接，所述第三MOS管Q3的漏极接地。

本实施例中，所述电池保护电路还包括第三电阻R3和第四电阻R4，所述第一MOS管Q1的漏极和所述第三电阻R3的第一端的公共端与所述电源输入端10连接，所述第一MOS管Q1的源极与所述充电电路20的输入端连接，所述第一MOS管Q1的栅极和所述第二MOS管Q2的漏极的公共端与所述第三电阻R3的第二端连接，所述第二MOS管Q2的源极接地，所述第二MOS管Q2的栅极与所述电池保护芯片40的充电保护引脚连接，且连接于所述第四电阻R4的第一端，所述第四电阻R4的第二端接地。

在一实施例中，如图2所示，所述充电电路20包括第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第一电感L1和充电芯片U1；

所述充电芯片U1具有正电源输入引脚、输入电压反馈引脚、电荷泵增压引脚、开关引脚、充电电流检测引脚、蓄电池引脚、充电状态输出引脚、开关输入引脚和热敏电阻输入引脚；

所述第五电阻R5的第一端、所述第二电容C2的第一端和所述第六电阻R6的第一端均与所述充电芯片U1的正电源输入引脚连接，所述第五电阻R5的第二端与第七电阻R7的第一端连接，所述第六电阻R6的第二端与所述第八电阻R8的第一端连接，且与所述充电芯片U1的输入电压反馈引脚连接，所述第七电阻R7的第二端、所述第八电阻R8的第二端和所述第二电容C2的第二端均接地，所述第三电容C3连接于所述充电芯片U1的电荷泵增压引脚和开关引脚之间，所述第一电感L1的第一端与所述充电芯片U1的开关引脚连接，所述第一电感L1的第二端与所述第九电阻R9的第一端连接，且与所述充电芯片U1的充电电流检测引脚连接，所述第九电阻R9的第二端与所述第四电容C4的第一端连接，且与所述充电芯片U1的蓄电池引脚连接，所述第四电容C4的第二端接地，所述第五电容C5的第一端与所述充电芯片U1的开关输入引脚连接，所述第五电容C5的第二端和所述充电芯片U1的热敏电阻输入引脚均接地。

上述实施例中，锂电池保护芯片40的型号为SMD SOT23-6 BMB201B10，其中，如图2所示，OC引脚为充电保护引脚，OD引脚为放电保护引脚，VDD引脚为正电源输入引脚，VSS引脚为负电源输入引脚，CSI引脚为过流/短路检测引脚。充电芯片U1的型号为SMD TDFN-10LP28300AQVF，其中，VIN引脚为正电源电压输入引脚，REG引脚为输入电压调节回路的输入电压反馈引脚，BST引脚为内部电荷泵增压引脚，SW引脚为开关引脚，RS引脚为充电电流检测引脚，BAT引脚为蓄电池引脚，STAT引脚为充电状态输出引脚，PMIN引脚为开关输入引脚，NTC引脚为热敏电阻输入引脚。

上述实施例中，电源输出电路50可以是由电阻、电容和MOS管组成的成熟的电路，以控制电池30的直流电源输出至负载60，为负载60供电。

此外，电池30可以是锂离子电池、镍氢电池或者镍铬电池中的一种，根据实际应用情况选用，此处不做限制。

本实用新型还提出一种电子烟，所述电子烟包括如上所述的电池保护电路，所述电池保护电路包括电源输入端10、充电电路20、电池30、电池保护芯片40及电源输出电路50；

所述电池保护电路还包括第一MOS管Q1、第二MOS管Q2和第三MOS管Q3；所述电源输入端10与所述充电电路20的输入端连接，所述充电电路20的输出端与所述电池30的正极连接，所述第一MOS管Q1和第二MOS管Q2连接于所述电源输入端10和所述充电电路20之间，所述第三MOS管Q3连接于所述电池30的负极与所述电池保护芯片40的放电保护端连接，所述电池保护芯片40的充电保护端与所述第二MOS管Q2的控制端连接，所述电源输出电路50的输入端与所述电池30的正极连接，所述电源输出电路50的输出端连接负载60；

所述充电电路20，用于控制所述电源输入端10输入直流电源为所述电池30进行充电；

所述电池保护电路，用于在所述电池30过充或者过放时，控制所述第一MOS管Q1和所述第二MOS管Q2的开启/关闭；

所述电源输出电路50，用于控制所述电池30的直流电源输出至负载60。

该电池保护电路的具体结构参照上述实施例，由于本电子烟采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的方案构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种电池保护电路，其特征在于，所述电池保护电路包括电源输入端、充电电路、电池、电池保护芯片及电源输出电路；

所述电池保护电路还包括第一MOS管、第二MOS管和第三MOS管；所述电源输入端与所述充电电路的输入端连接，所述充电电路的输出端与所述电池的正极连接，所述第一MOS管和第二MOS管连接于所述电源输入端和所述充电电路之间，所述第三MOS管连接于所述电池的负极与所述电池保护芯片的放电保护端连接，所述电池保护芯片的充电保护端与所述第二MOS管的控制端连接，所述电源输出电路的输入端与所述电池的正极连接，所述电源输出电路的输出端连接负载；

所述充电电路，用于控制所述电源输入端输入直流电源为所述电池进行充电；

所述电池保护芯片，用于在所述电池过充或者过放时，控制所述第一MOS管和所述第二MOS管的开启/关闭；

所述电源输出电路，用于控制所述电池的直流电源输出至负载。

2.如权利要求1所述的电池保护电路，其特征在于，所述第一MOS管和所述第二MOS管的电流范围为0-2A。

3.如权利要求2所述的电池保护电路，其特征在于，所述电池保护电路还包括第一电阻、第二电阻和第一电容；

所述电池保护芯片具有充电保护引脚、放电保护引脚、正电源输入引脚、负电源输入引脚和过流/短路检测引脚，所述电池保护芯片的负电源输入引脚和第一电容的第一端的公共端与所述电池的负极连接，所述第一电容的第二端与所述电池保护芯片的正电源输入引脚连接，且与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述充电电路的输出端连接，所述电池保护芯片的放电保护引脚与所述第三MOS管的栅极连接，所述电池保护芯片的过流/短路检测引脚与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端接地，所述第三MOS管的源极与所述电池的负极连接，所述第三MOS管的漏极接地。

4.如权利要求3所述的电池保护电路，其特征在于，所述电池保护电路还包括第三电阻和第四电阻，所述第一MOS管的漏极和所述第三电阻的第一端的公共端与所述电源输入端连接，所述第一MOS管的源极与所述充电电路的输入端连接，所述第一MOS管的栅极和所述第二MOS管的漏极的公共端与所述第三电阻的第二端连接，所述第二MOS管的源极接地，所述第二MOS管的栅极与所述电池保护芯片的充电保护引脚连接，且连接于所述第四电阻的第一端，所述第四电阻的第二端接地。

5.如权利要求2所述的电池保护电路，其特征在于，所述充电电路包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第一电感和充电芯片；

所述充电芯片具有正电源输入引脚、输入电压反馈引脚、电荷泵增压引脚、开关引脚、充电电流检测引脚、蓄电池引脚、充电状态输出引脚、开关输入引脚和热敏电阻输入引脚；

所述第五电阻的第一端、所述第二电容的第一端和所述第六电阻的第一端均与所述充电芯片的正电源输入引脚连接，所述第五电阻的第二端与第七电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端与所述第八电阻的第一端连接，且与所述充电芯片的输入电压反馈引脚连接，所述第七电阻的第二端、所述第八电阻的第二端和所述第二电容的第二端均接地，所述第三电容连接于所述充电芯片的电荷泵增压引脚和开关引脚之间，所述第一电感的第一端与所述充电芯片的开关引脚连接，所述第一电感的第二端与所述第九电阻的第一端连接，且与所述充电芯片的充电电流检测引脚连接，所述第九电阻的第二端与所述第四电容的第一端连接，且与所述充电芯片的蓄电池引脚连接，所述第四电容的第二端接地，所述第五电容的第一端与所述充电芯片的开关输入引脚连接，所述第五电容的第二端和所述充电芯片的热敏电阻输入引脚均接地。

6.如权利要求1所述的电池保护电路，其特征在于，所述负载为发热丝。

7.如权利要求1至6任意一项所述的电池保护电路，其特征在于，所述第一MOS管为NMOS管，第二MOS管为PMOS管，第三MOS管为NMOS管。

8.如权利要求1至6任意一项所述的电池保护电路，其特征在于，所述电池为锂离子电池、镍氢电池或者镍铬电池。

9.一种电子烟，其特征在于，所述电子烟包括如权利要求1至8任意一项所述的电池保护电路。

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