CN212627252U - 基于功率mosfet的锂电池保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池技术领域，具体公开了一种基于功率MOSFET的锂电池保护电路，N型MOSFET管V2的漏极和栅极分别连接充电输入端VIN+、VIN‑，N型MOSFET管V2的源极连接充电输出端的正极VOUT+，N型MOSFET管V2的栅极通过电阻R3连接三极管V3的发射极，三极管V3的基极连接电阻R5、R6组成的串联电路的连接端，阻R5、R6相互未连接的两端分别连接充电输出端VOUT+、VOUT‑，电阻R5、R6组成的串联电路的连接端还通过电阻R10连接可变电阻R8。本实用新型电路结构简单，成本较低，且通过基于电阻的电压检测电路和基于三极管、MOSFET控制电压变化的电路，可靠性好。

Description

基于功率MOSFET的锂电池保护电路

技术领域：

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及基于功率MOSFET的锂电池保护电路。

背景技术：

铅酸电池具有安全、便宜、易维护的特点，因此目前仍然广泛的应用于电动自行车。但是铅酸电池污染大、笨重、循环次数少，随着世界各国对环保要求越来越高，铅酸电池的使用会越来越受到限制。磷酸铁锂电池作为一种新型的环保电池，开始逐步的应用到电动车中，并且将成为发展趋势。通常，由于磷酸铁锂电池的特性，在应用中需要对其充放电过程进行保护，以免过充过放或过热，以保证电池安全的工作。现有的充放电保护电路一般要用到保护芯片或者基于微处理器的充放电检测保护电路，其设计相对复杂，成本较高，可靠性较差。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供基于功率MOSFET的锂电池保护电路，以解决现有的锂电池充放电保护电路一般要用到保护芯片或者基于微处理器的充放电检测保护电路，其设计相对复杂，成本较高，可靠性较差的问题。

本实用新型由如下技术方案实施：基于功率MOSFET的锂电池保护电路，包括N型MOSFET管V2、三极管V3，所述N型MOSFET管V2的漏极和栅极分别连接充电输入端VIN+、VIN-，所述N型MOSFET管V2的源极连接充电输出端的正极VOUT+，所述N型MOSFET管V2的栅极通过电阻R3连接三极管V3的发射极，所述三极管V3的基极连接电阻R5、R6组成的串联电路的连接端，所述阻R5、R6相互未连接的两端分别连接充电输出端VOUT+、VOUT-，所述电阻R5、R6组成的串联电路的连接端还通过电阻R10连接可变电阻R8，所述可变电阻R8两端分别通过电阻R7、R9连接充电输出端VOUT+、VOUT-。

优选的，所述充电输入端VIN-、VIN+还分别连接电阻R1两端、稳压二极管V1正负极。

优选的，所述三极管V3的发射极和基极上分别连接二极管V4的正负极和电容C1的正负极。

优选的，所述三极管V3的集电极通过电阻R4连接充电输出端的负极VOUT-。

优选的，所述充电输出端VOUT+、VOUT-之间还连接电解电容C2、C3并联组成的输出滤波电路，以及输出电阻R11。

优选的，所述N型MOSFET的漏极和源极之间连接电阻R2。

优选的，所述三极管V3为NPN三极管。

本实用新型的优点：

本实用新型整个电路输入输出形成负反馈，即当充电输出电压有变大的趋势时，电路自动调整到输出电压往减小的趋势发展，正好抵消充电输出电压的增加，不用充电保护芯片或者基于微处理器的充放电检测保护电路，其电路结构简单，成本较低，且通过基于电阻的电压检测电路和基于三极管、MOSFET控制电压变化的电路，可靠性好。

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获得其他的附图。

图1为本实用新型的电路原理框图。

图2为本实用新型的电路原理图。

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。

如图1、2所示，基于功率MOSFET的锂电池保护电路，包括N型MOSFET管V2、三极管V3，所述N型MOSFET管V2的漏极和栅极分别连接充电输入端VIN+、VIN-，所述N型MOSFET管V2的源极连接充电输出端的正极VOUT+，所述N型MOSFET管V2的栅极通过电阻R3连接三极管V3的发射极，所述三极管V3的基极连接电阻R5、R6组成的串联电路的连接端，所述阻R5、R6相互未连接的两端分别连接充电输出端VOUT+、VOUT-，所述电阻R5、R6组成的串联电路的连接端还通过电阻R10连接可变电阻R8，所述可变电阻R8两端分别通过电阻R7、R9连接充电输出端VOUT+、VOUT-。

本实施例中，所述充电输入端VIN-、VIN+还分别连接电阻R1两端、稳压二极管V1正负极。

本实施例中，所述三极管V3的发射极和基极上分别连接二极管V4的正负极和电容C1的正负极。

本实施例中，所述三极管V3的集电极通过电阻R4连接充电输出端的负极VOUT-。

本实施例中，所述充电输出端VOUT+、VOUT-之间还连接电解电容C2、C3并联组成的输出滤波电路，以及输出电阻R11。

本实施例中，所述N型MOSFET的漏极和源极之间连接电阻R2。

本实施例中，所述三极管V3为NPN三极管。

本实用新型的工作原理是：

充电输入端VIN+、VIN-为充电输入端，可以是12V到72V电压范围的锂电池，经过N型MOSFET管V2及其并联的电阻R2后，输出到充电输出端VOUT+给锂电池充电。其中，电阻R7、R8、R9组成输出电压检测电路，检测的电压值通过电阻R10给NPN三极管V3，当充电电压大于正常范围，上述检测电路检测的充电电压值较大，NPN三极管V3基极得到较大检测电压后其导通程度增加(由NPN三极管特性决定)，因此NPN三极管V3的集电极和发射极之间的电阻Rce就较小，而电阻R1、电阻R3、电阻Rce、电阻R4相当于组成串联分压电路，因此N型MOSFET管V2的栅极上的电压此时较小，因此MOSFET管V2导通程度减小(由N型MOSFET管特性决定)，因此MOSFET管V2的漏极和源极之间的电阻增大，相当于串联在VIN+和VOUT+之间的电阻增大，因此输出电压向着相反的趋势减小，以抵消瞬间充电输出电压的增高，避免充电电压过大对电池造成的损害。

综上，如图2所示，整个电路输入输出形成负反馈，即当充电输出电压有变大的趋势时，电路自动调整到输出电压往减小的趋势发展，正好抵消充电输出电压的增加，不用充电保护芯片或者基于微处理器的充放电检测保护电路，其电路结构简单，成本较低，且通过基于电阻的电压检测电路和基于三极管、MOSFET控制电压变化的电路，可靠性好。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.基于功率MOSFET的锂电池保护电路，其特征在于：包括N型MOSFET管V2、三极管V3，所述N型MOSFET管V2的漏极和栅极分别连接充电输入端VIN+、VIN-，所述N型MOSFET管V2的源极连接充电输出端的正极VOUT+，所述N型MOSFET管V2的栅极通过电阻R3连接三极管V3的发射极，所述三极管V3的基极连接电阻R5、R6组成的串联电路的连接端，所述阻R5、R6相互未连接的两端分别连接充电输出端VOUT+、VOUT-，所述电阻R5、R6组成的串联电路的连接端还通过电阻R10连接可变电阻R8，所述可变电阻R8两端分别通过电阻R7、R9连接充电输出端VOUT+、VOUT-。

2.根据权利要求1所述的基于功率MOSFET的锂电池保护电路，其特征在于：所述充电输入端VIN-、VIN+还分别连接电阻R1两端、稳压二极管V1正负极。

3.根据权利要求1所述的基于功率MOSFET的锂电池保护电路，其特征在于：所述三极管V3的发射极和基极上分别连接二极管V4的正负极和电容C1的正负极。

4.根据权利要求1所述的基于功率MOSFET的锂电池保护电路，其特征在于：所述三极管V3的集电极通过电阻R4连接充电输出端的负极VOUT-。

5.根据权利要求1所述的基于功率MOSFET的锂电池保护电路，其特征在于：所述充电输出端VOUT+、VOUT-之间还连接电解电容C2、C3并联组成的输出滤波电路，以及输出电阻R11。

6.根据权利要求1所述的基于功率MOSFET的锂电池保护电路，其特征在于：所述N型MOSFET的漏极和源极之间连接电阻R2。

7.根据权利要求1所述的基于功率MOSFET的锂电池保护电路，其特征在于：所述三极管V3为NPN三极管。

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