CN212114808U - 电池充放电保护电路及充放电保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池充放电保护电路及充放电保护装置，所述电路包括：测温模块、供电电路和控制芯片；测温模块与设置于电池内的测温元件连接，用于在电池的温度变化时向所述控制芯片发送温度变化信号；供电电路与测温模块连接，用于为所述测温模块持续供电；控制芯片的信号接收端与所述测温模块的信号输出端连接，用于接收所述温度变化信号，并在所述温度变化信号达到预设信号阈值时控制所述电池停止放电。本实用新型通过设置供电电路和测温模块，对电池内预先设置好的检测温度的测温元件进行复用，能够在检测到电池温度过高时停止进行放电，避免电池放电过程中因温度过高而发生损坏，提升电池的使用寿命，还能够减少占用电池接口引脚。

Description

电池充放电保护电路及充放电保护装置

技术领域

本实用新型涉及电路电子领域，尤其涉及电池充放电保护电路及充放电保护装置。

背景技术

在现有的电池保护电路中，通常在电池内部设置一个测温元件。在电池充电的过程中，通过测温元件对电池的温度进行监测，当温度达到预设温度值时，可以通过与电池连接并控制电池充电状态的充电芯片控制电池停止进行充电，以避免过温充电而导致电池损坏。

然而在电池放电的过程中温度同样会上升，此时充电芯片因电池未处于充电状态而未对电池温度进行监测，从而容易导致电池在放电过程中因温度过高而发生损坏。为使得电池在充放电过程中能够避免发生过温，现有技术中通常设置有两个测温元件，分别与控制电池充电和放电的电路连接，以在充电和放电的过程中对电池的温度进行监测并避免产生过温。而这种方式不仅需要在电池内部设置两个测温元件，提升了大量成本，还需要为两个测温元件分别提供相应的接口引脚，从而占用了电池有限的接口引脚数量。

因此，目前的电池充放电保护电路及充放电保护装置，仍有待改进。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种电池充放电保护电路及充放电保护装置，旨在解决现有的电池放电保护方式成本较高并且占据了接口引脚的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种电池充放电保护电路，包括：

测温模块，所述测温模块的温度检测端与设置于电池内的用于检测充电温度的测温元件连接；

供电电路，所述供电电路的输出端与所述测温模块连接，并用于为所述测温模块持续供电；

控制芯片，所述控制芯片的信号接收端与所述测温模块的信号输出端连接；

其中，所述测温模块根据所述测温元件检测电池的温度变化，并在电池的温度变化时向所述控制芯片发送温度变化信号；

所述控制芯片接收所述温度变化信号，并在所述温度变化信号达到预设信号阈值时控制所述电池停止放电。

可选地，所述供电电路具有第一输入端、第二输入端及电压输出端；

其中，所述第一输入端与电池的基准电压输出端连接，用于在电池为充电状态时输入基准电压至所述供电电路；

所述第二输入端与电池的系统电压输出端连接，用于在所述电池正常工作时输入系统电压至所述供电电路；

所述供电电路用于在电池为充电状态时从所述电压输出端输出所述基准电压，在电池为非充电状态时从所述电压输出端输出所述系统电压。

可选地，所述供电电路包括：

第一二极管，所述第一二极管的正极与电池的基准电压输出端连接，所述第一二极管的负极与所述电压输出端连接；

第一三极管，所述第一三极管的基极与电池的基准电压输出端连接，所述第一三极管的发射极与电池的系统电压输出端连接，所述第一三极管的集电极与所述电压输出端连接，所述第一三极管的基极接地。

可选地，所述第一三极管为PNP型三极管。

可选地，所述供电电路还包括第一电阻、第二电阻和第三电阻；

其中，所述第一二极管的负极通过所述第一电阻与所述电压输出端连接；

所述第一三极管的发射极通过所述第二电阻与电池的系统电压输出端连接；

所述第一三极管的基极通过所述第三电阻接地。

可选地，所述供电电路还包括：

第四电阻，所述第一三极管的基极通过所述第四电阻与所述第一三极管的发射极连接。

可选地，所述测温元件为热敏电阻；

所述测温模块包括第五电阻以及第六电阻；所述第五电阻的第一端与所述供电电路的电压输出端连接，所述第五电阻的第二端分别与所述第六电阻的第一端以及所述热敏电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端以及所述热敏电阻的第二端分别独立地接地；

其中，所述热敏电阻、所述第五电阻以及所述第六电阻构成分压电路；

所述控制芯片的信号接收端还与所述第六电阻的第一端连接，以用于检测所述分压电路的输出电压，在所述分压电路的输出电压低于预设电压阈值时控制所述电池停止放电。

可选地，所述测温模块还包括：

第七电阻，所述控制芯片的信号接收端通过所述第七电阻与所述第六电阻的第一端连接。

此外，为实现上述目的，本实用新型还提供一种充放电保护装置，所述充放电保护装置包括与电池连接的电池充放电保护电路，所述电池充放电保护电路被配置为如上所述的电池充放电保护电路。由此，该充放电保护装置可以具有前面描述的电池充放电保护电路所具有的全部特征以及优点，在此不再赘述。

本实用新型通过设置供电模块和测温模块，对电池内预先设置好的检测充电过温的测温元件进行复用，以检测电池放电过程中的电池温度。电池无论处于充电状态还是非充电状态，供电模块均能够提供稳定电压以使测温模块正常运行。测温模块通过设置在电池内的测温元件能够对电池的温度进行准确测量，以使得电池的温度达到预设温度值时能够停止放电，以避免电池放电过程中因温度过高而发生损坏，提升电池的使用寿命，还能够减少占用电池接口引脚。

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为本实用新型电池充放电保护电路一实施例的模块示意图；

图2为本实用新型电池充放电保护电路一实施例的电路结构示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	电池	Q1	第一三极管
11	测温元件	R1	第一电阻
				20	测温模块	R2	第二电阻
21	分压电路	R3	第三电阻
				30	供电电路	R4	第四电阻
40	控制芯片	R5	第五电阻
				NTC	热敏电阻	R6	第六电阻
D1	第一二极管	R7	第七电阻

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

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，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)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，在本实用新型中涉及“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。

本实用新型提供一种电池充放电保护电路，应用于充放电保护装置中，该充放电保护装置与电池连接，能够检测电池工作时的温度，在温度过高时控制电池停止放电以避免高温损坏电池。

参见图1，在一实施例中，所述电池充放电保护电路包括测温模块20、供电电路30以及控制芯片40。测温模块20的温度检测端与设置于电池10内的用于检测电池10充电时温度的测温元件11连接。供电电路30的输出端与测温模块20连接，并用于为测温模块20持续供电。并且供电电路30在电池10为充电状态或非充电状态时能够为测温模块20进行供电，以使测温模块20在电池10为充电状态或非充电状态下均能够正常运行以检测电池10的温度。控制芯片40的信号接收端与测温模块20的信号输出端连接，测温模块20可以通过测温元件11检测电池10的温度变化，并在电池10的温度发生变化时持续向控制芯片40发送温度变化信号。控制芯片40在接收到测温模块20发送的温度变化信号后，可以根据温度变化信号来确定电池10的温度值。控制芯片40在温度变化信号达到预设信号阈值时可以确定电池10的温度达到预设温度，并控制电池10停止进行放电，以避免电池10放电过程中温度过高而影响电池10寿命或导致电池10损坏。

在上述实施例中，通过设置供电电路30，电池10无论处于充电状态还是非充电状态，供电电路30均能够提供稳定电压以使测温模块20正常运行。测温模块20通过设置在电池10内的测温元件11能够对电池10的温度进行准确测量，以使得控制芯片40在确定电池10的温度达到预设温度值时能够控制电池10停止放电以保护电池10。

需要说明的是，电池10通常与电池保护板连接，电池保护板上设置有充电芯片，可以在电池10充电过程中通过测温元件11实时监测电池10温度，并在温度过高时停止对电池10进行充电。由于上述实现充电保护的电路结构为本领域常规的技术手段，在此不再赘述。通过电池保护板上的充电保护电路以及本申请中的测温放电保护电路对测温元件11进行复用，能够对电池10的温度进行实时监测，并在温度过高时控制电池10停止充电和放电。并且本申请中的电池充放电保护电路能够与上述充电保护电路共用同一个测温元件11，从而避免设置多个测温元件11，降低电路成本，还能够减少测温元件11占用的电池10接口引脚，以使电池10能够通过该空置下来的接口引脚实现更多功能。

一并参见图1和图2，上述实施例中，电池10具有基准电压输出端和系统电压输出端，分别用于输出基准电压和系统电压。供电电路30具有第一输入端、第二输入端及电压输出端。其中，第一输入端与电池10的基准电压输出端连接，用于在电池10为充电状态时输入基准电压至供电电路30。第二输入端与电池10的系统电压输出端连接，用于在电池10正常工作时输入系统电压至供电电路30。上述基准电压为电池10在充电时充电芯片内部的比较电压，系统电压为电池正常工作时输出的系统电压。供电电路30在电池10为充电状态时，从电压输出端输出基准电压，在电池10为非充电状态时，从电压输出端输出系统电压。

进一步地，上述供电电路30包括第一二极管D1和第一三极管Q1，电池10的基准电压输出端与第一二极管D1的正极连接，第一二极管D1的负极与电压输出端连接。电池10的基准电压输出端还与第一三极管Q1的基极连接，第一三极管Q1的发射极与电池10的系统电压输出端连接，第一三极管Q1的集电极与电压输出端连接，第一三极管Q1的基极接地。电池10在充电状态时，电池10的基准电压输出端输出基准电压，第一三极管Q1的基极接收到高电平。第一三极管Q1为PNP型三极管，基极接收到高电平信号时第一三极管Q1截止。此时电池10的基准电压输出端输出的基准电压通过第一二极管D1输出至电压输出端。电池10在非充电状态时，电池10的基准电压输出端不输出电压，此时第一三极管Q1的基极接收到低电平信号，第一三极管Q1导通，电池10的系统电压输出端输出的系统电压通过第一三极管Q1输出至电压输出端。从而实现电池10充电时电压输出端输出基准电压，电池10非充电状态时电压输出端输出系统电压。

进一步地，在上述实时例中，供电电路还包括第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3，第一二极管D1的负极通过第一电阻R1与电压输出端连接。第一三极管Q1的发射极通过第二电阻R2与电池10的系统电压输出端连接；第一三极管Q1的基极通过第三电阻R3接地。上述第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3能够起到限流作用，以避免电路元件因电流过大而发生损坏。

供电电路还可以包括第四电阻R4，第一三极管Q1的基极通过第四电阻R4与第一三极管Q1的发射极连接。第四电阻R4能够为第一三极管Q1提供静态工作点，并保障三极管可靠关断。

继续参照图1和图2，上述实施例中的测温元件11可以为热敏电阻NTC，热敏电阻NTC的工作特性为电阻值随温度升高而减小。测温模块20包括由第五电阻R5以及第六电阻R6，其中，第五电阻R5、第六电阻R6和热敏电阻NTC构成分压电路21。第五电阻R5的第一端与电压输出端连接，第五电阻R5的第二端分别与第六电阻R6的第一端以及热敏电阻NTC的第一端连接，第六电阻R6的第二端以及热敏电阻NTC的第二端分别独立地接地。在分压电路21中，第五电阻R5为上电阻，第六电阻R6和热敏电阻NTC并联形成下电阻。在电池10温度升高时，热敏电阻NTC阻值降低，第六电阻R6和热敏电阻NTC并联形成的下电阻的等效电阻值也降低。第五电阻R5阻值不变，则分压电路21的输出电压也降低。相反地，在电池10温度降低时，热敏电阻NTC阻值增大，分压电路21的下电阻阻值也增大，分压电路21的输出电压也增加。控制芯片40的信号接收端与第六电阻R6的第一端连接，可以检测分压电路21下电阻两端的电压，即分压电路21的输出电压。在电池10温度升高时，分压电路21的输出电压持续降低，在分压电路21的输出电压低于预设电压阈值时，控制芯片40可以确定电池10的温度达到预设温度值，并控制所述电池10停止放电，以避免过温导致电池10发生损坏。

进一步地，上述测温模块20中还可以包括第七电阻R7，控制芯片40的信号接收端通过第七电阻R7与第六电阻R6的第一端连接，以防止电流过大而损坏控制芯片40。

本实用新型还提供一种充放电保护装置，该充放电保护装置包括与电池连接的电池充放电保护电路，该电池充放电保护电路的结构可参照上述实施例，在此不再赘述。理所应当地，由于本实施例的充放电保护装置采用了上述电池充放电保护电路的技术方案，因此该充放电保护装置具有上述电池充放电保护电路所有的有益效果。

以上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，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种电池充放电保护电路，其特征在于，包括：

电池保护板，所述电池保护板与电池连接，所述电池保护板上设置有充电芯片；

测温模块，所述测温模块的温度检测端与设置于电池内的用于检测充电温度的测温元件连接；

供电电路，所述供电电路的输出端与所述测温模块连接，并用于为所述测温模块持续供电；

控制芯片，所述控制芯片的信号接收端与所述测温模块的信号输出端连接；

其中，所述充电芯片根据所述测温元件检测电池温度，并在电池的温度过高时停止对电池进行充电；

所述测温模块根据所述测温元件检测电池的温度变化，并在电池的温度变化时向所述控制芯片发送温度变化信号；

所述控制芯片接收所述温度变化信号，并在所述温度变化信号达到预设信号阈值时控制所述电池停止放电。

2.如权利要求1所述的电池充放电保护电路，其特征在于，所述供电电路具有第一输入端、第二输入端及电压输出端；

其中，所述第一输入端与电池的基准电压输出端连接，用于在电池为充电状态时输入基准电压至所述供电电路；

所述第二输入端与电池的系统电压输出端连接，用于在所述电池正常工作时输入系统电压至所述供电电路；

所述供电电路用于在电池为充电状态时从所述电压输出端输出所述基准电压，在电池为非充电状态时从所述电压输出端输出所述系统电压。

3.如权利要求2所述的电池充放电保护电路，其特征在于，所述供电电路包括：

第一二极管，所述第一二极管的正极与电池的基准电压输出端连接，所述第一二极管的负极与所述电压输出端连接；

第一三极管，所述第一三极管的基极与电池的基准电压输出端连接，所述第一三极管的发射极与电池的系统电压输出端连接，所述第一三极管的集电极与所述电压输出端连接，所述第一三极管的基极接地。

4.如权利要求3所述的电池充放电保护电路，其特征在于，所述第一三极管为PNP型三极管。

5.如权利要求4所述的电池充放电保护电路，其特征在于，所述供电电路还包括第一电阻、第二电阻和第三电阻；

其中，所述第一二极管的负极通过所述第一电阻与所述电压输出端连接；

所述第一三极管的发射极通过所述第二电阻与电池的系统电压输出端连接；

所述第一三极管的基极通过所述第三电阻接地。

6.如权利要求4所述的电池充放电保护电路，其特征在于，所述供电电路还包括：

第四电阻，所述第一三极管的基极通过所述第四电阻与所述第一三极管的发射极连接。

7.如权利要求2～6中任一项所述的电池充放电保护电路，其特征在于，所述测温元件为热敏电阻；

所述测温模块包括第五电阻以及第六电阻；所述第五电阻的第一端与所述供电电路的电压输出端连接，所述第五电阻的第二端分别与所述第六电阻的第一端以及所述热敏电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端以及所述热敏电阻的第二端分别独立地接地；

其中，所述热敏电阻、所述第五电阻以及所述第六电阻构成分压电路；

所述控制芯片的信号接收端还与所述第六电阻的第一端连接，用于检测所述分压电路的输出电压，在所述分压电路的输出电压低于预设电压阈值时控制所述电池停止放电。

8.如权利要求7所述的电池充放电保护电路，其特征在于，所述测温模块还包括：

第七电阻，所述控制芯片的信号接收端通过所述第七电阻与所述第六电阻的第一端连接。

9.一种充放电保护装置，其特征在于，所述充放电保护装置包括与电池连接的电池充放电保护电路，所述电池充放电保护电路被配置为如权利要求1～8任一项所述的电池充放电保护电路。

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