CN212676902U - 一种基于温度检测的保护电路 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种基于温度检测的保护电路，包括检测电路和开关电路。检测电路分别与电池、开关电路连接，开关电路与连接器连接，开关电路用于控制电池与连接器之间的连通状态。在电池充电的过程中，检测电路中的温度监测单元实时监测电池的电芯温度，然后根据电池的电芯温度设定对应的充电过流检测电压，并根据充电过流检测电压控制开关电路的开关状态。由于保护电路能够实时根据电池的电芯温度灵活设定充电过流检测电压，保护功能更加完善，能够有效避免因大电流充电升温引起的安全事故。

Description

一种基于温度检测的保护电路

技术领域

本申请涉及充电技术领域，特别涉及一种基于温度检测的保护电路。

背景技术

在这个移动互联网的时代，手机的功能越来越多样化，手机在人们日常生活中扮演着重要的角色，人们对手机的频繁使用，也导致电池电量消耗过快。因此，快充技术对手机行业尤为重要，但快充技术大多采用大电流，使得电池保护板中的元器件及电池电芯温度会显著增加，高温影响电池的容量、循环和安全性能等特性，可能引起燃烧甚至爆炸的严重后果。

目前，常用的保护电路中，保护芯片实时监控电路的充电过流值，在充电过流值达到阈值时，立即启动保护，比如断开MOS管，切断充电回路。由于保护电路中设置的充电过流值的阈值为固定值，容易出现充电电路处于高温，但是充电过流值仍未达到阈值的情况，此时高温条件下的大电流充电很有可能引发安全事故。

实用新型内容

本申请的主要目的为提供一种基于温度检测的保护电路，旨在解决现有保护电路保护功能不完善、容易引发安全事故的弊端。

为实现上述目的，本申请提供了一种基于温度检测的保护电路，包括检测电路和开关电路；

所述检测电路分别与电池、所述开关电路连接，所述检测电路包括温度监测单元，所述温度监测单元用于采集所述电池的电芯温度，所述检测电路用于根据所述电池的电芯温度设定充电过流检测电压；

所述开关电路用于控制所述保护电路整体回路的连通状态。

进一步的，所述温度监测单元为热敏电阻，所述检测电路还包括第一保护芯片、第二保护芯片、第一电容和精密电阻；

所述第一电容的两端分别接于所述第一保护芯片的正、负电压输入端，所述第一电容用于防止所述保护电路的电压波动；

所述精密电阻的一端还与所述电池的负极连接，另一端与所述开关电路连接；

所述热敏电阻的一端与所述第一保护芯片的温度检测端子连接，另一端接地，用于检测所述电池的电芯温度；

所述第一保护芯片的精密电阻检测端子与所述精密电阻的一端连接；

所述第一保护芯片的充电控制端子与所开关电路连接；

所述第一电容并联在所述第二保护芯片上，并与所述开关电路连接。

进一步的，所述温度监测单元为热敏电阻，所述检测电路还包括第三保护芯片、第一电容和精密电阻；

所述第一电容的两端分别接于所述第三保护芯片的正、负电压输入端，所述第一电容用于防止所述保护电路的电压波动；

所述精密电阻的一端与所述电池的负极连接，另一端与所述开关电路连接；

所述热敏电阻的一端与所述第三保护芯片的温度检测端子连接，另一端接地，用于检测所述电池的电芯温度；

所述第三保护芯片与所述开关电路连接，用于控制所述开关电路的导通与关断；

所述第三保护芯片的精密电阻检测端子与所述精密电阻连接。

进一步的，所述检测电路还包括第一电阻，所述第一电阻的一端与所述电池的正极连接，另一端与所述第一保护芯片、所述第二保护芯片的正电源输入端连接。

进一步的，所述检测电路还包括第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第二保护芯片的端子间电压检测端子连接，另一端与所述开关电路连接。

进一步的，所述保护电路还包括连接器，所述开关电路包括第一MOS管和第二MOS管；

所述第一MOS管的S极与所述精密电阻连接，所述第二MOS管的S极与所述连接器连接；

所述第一MOS管的D极与所述第二MOS管的D极连接；

所述第一MOS管的G极与所述第二保护芯片的放电控制端子连接；

所述第二MOS管的G极与所述第二保护芯片的充电控制端子连接。

进一步的，所述第一保护芯片的端子间电压检测端子与所述第二电阻连接，所述第一保护芯片的充电控制端子与所述第二MOS管的G极连接。

进一步的，所述保护电路还包括连接器，所述连接器的正极端与所述电池的正极连接，连接器的负极端与所述开关电路连接。

进一步的，所述精密电阻的电阻值为0.001—0.01欧姆。

进一步的，所述开关电路还包括第二电容，所述第二电容一端与所述第一MOS管的S极连接，另一端与所述第二MOS管的S极连接。

本申请中提供的一种基于温度检测的保护电路，包括检测电路和开关电路。检测电路分别与电池、开关电路连接，开关电路与连接器连接，开关电路用于控制电池与连接器之间的连通状态。在电池充电的过程中，检测电路中的温度监测单元实时监测电池的电芯温度，然后实时根据电池的电芯温度设定对应的充电过流检测电压，并根据充电过流检测电压控制开关电路的开关状态。由于本申请的保护电路能够实时根据电池的电芯温度灵活设定充电过流检测电压，保护功能更加完善，能够有效避免因大电流充电升温引起的安全事故。

附图说明

图1是本申请一实施例中具有双保护芯片的基于温度检测的保护电路的电路功能框图；

图2是本申请一实施例中具有单保护芯片的基于温度检测的保护电路的电路功能框图。

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

参照图1、图2，本申请一实施例中提供了一种基于温度检测的保护电路，包括检测电路1和开关电路2；

所述检测电路1分别与电池、所述开关电路2连接，所述检测电路1包括温度监测单元，所述温度监测单元用于采集所述电池的电芯温度，所述检测电路1用于根据所述电池的电芯温度设定充电过流检测电压；

所述开关电路2用于控制所述保护电路整体回路的连通状态。

本实施例中，基于温度检测的保护电路包括检测电路1和开关电路2。检测电路1与电池的正负极连接，并与开关电路2连接。其中，检测电路1中设置有温度监测单元，温度监测单元用于检测电池的电芯温度，并将电芯温度反馈到检测电路1的处理芯片。开关电路2与连接器J1连接，通过连接器J1与外接设备，比如手机，平板电脑内的电路板连接，从而控制电池与外接设备的电路板之间的连通状态。检测电路1的处理芯片中预先存储有电芯温度与充电过流检测电压映射表，该映射表中电芯温度与充电过流检测电压的对应关系，本领域技术人员可以通过常规技术手段进行实验得到，比如电芯温度-20℃对应充电过流检测电压0.015V，电芯温度-5℃对应充电过流检测电压0.014V，……，电芯温度70℃对应充电过流检测电压0.01V。优选的，电芯温度的范围为-20℃～70℃，每隔15℃设定一个对应的充电过流检测电压。检测电路1在监测电池的电芯温度的过程中，会实时根据电芯温度设定对应的充电过流检测电压，假定为第一充电过流检测电压；同时监测充电电路当前的充电过流检测电压，假定为第二充电过流检测电压。检测电路1中的处理芯片实时比对第一充电过流检测电压与第二充电过流检测电压之间的大小关系。如果第一充电过流检测电压大于第二充电过流检测电压，则说明当前保护电路正常工作。如果第一充电过流检测电压小于第二充电过流检测电压，则说明当前充电电路中的最大电流值已达到或超出保护芯片所设定的充电过流值范围，检测电路1控制开关电路2断开，使得电池断开与连接器之间的连通，停止充电。本实施例的基于温度检测的保护电路能够实时根据电池的电芯温度灵活设定充电过流检测电压，保护功能更加完善，能够有效避免因大电流充电升温引起的安全事故。

参照图1，一实施例中，所述温度监测单元为热敏电阻RT1，所述检测电路1还包括第一保护芯片U2、第二保护芯片U1、第一电容C1和精密电阻RS1；

所述第一电容C1的两端分别接于所述第一保护芯片U2的正、负电压输入端，所述第一电容C1用于防止所述保护电路的电压波动；

所述精密电阻RS1的一端还与所述电池的负极连接，另一端与所述开关电路2连接；

所述热敏电阻RT1的一端与所述第一保护芯片U2的温度检测端子TS1连接，另一端接地，用于检测所述电池的电芯温度；

所述第一保护芯片U2的精密电阻RS1检测端子VINI与所述精密电阻RS1的一端连接；

所述第一保护芯片U2的充电控制端子CO与所开关电路2连接；

所述第一电容C1并联在所述第二保护芯片U1上，并与所述开关电路2连接。

本实施例中，温度监测单元为热敏电阻RT1，并且检测电路1中还包括第一保护芯片U2、第二保护芯片U1、第一电容C1和精密电阻RS1。具体地，第一电容C1的两端分别接于第一保护芯片U2的正、负电压输入端。在充电过程中，第一电容C1可以防止保护电路的电压波动，使电路的电压保持稳定。精密电阻RS1的一端还与电池的负极连接，另一端则与开关电路2连接。精密电阻RS1起采样作用，即第一保护芯片U2通过检测流经精密电阻RS1上的电流，来检测充电过流值。优选的，精密电阻RS1的阻值为毫欧姆级别，范围在0.001欧姆—0.01欧姆之间。热敏电阻RT1的一端与第一保护芯片U2的温度检测端子TS1连接，另一端接地，从而实现对电池的电芯温度的监测，并将电芯温度反馈到第一保护芯片U2。第一保护芯片U2的精密电阻RS1检测端子VINI与精密电阻RS1的另一端连接，从而可以检测精密电阻RS1上的过流电流，得到过流检测电压值。第一保护芯片U2的充电控制端子CO与开关电路2连接，通过充电控制端子CO控制开关电路2的开关状态。第一电容C1并联在第一保护芯片U2上，具体地，第一保护芯片U2的正电源输入端VDD与第一电容C1的一端连接，第一保护芯片U2的负电源输入端VSS与第一电容C1的另一端连接。第二保护芯片U1同样并联在第一电容C1上，并与开关电路2连接。在电池的供电过程中，第一保护芯片U2根据实时监测到的电芯温度设定对应的第一充电过流检测电压，并且根据在精密电阻RS1上检测到的过流电流计算得到电路中当前的第二充电过流检测电压。第一保护芯片U2判断第一充电过流检测电压和第二充电过流检测电压之间的大小关系。如果第一充电过流检测电压大于第二充电过流检测电压，则说明当前保护电路正常工作。如果第一充电过流检测电压小于第二充电过流检测电压，则说明当前充电电路中的最大电流值已达到或超出保护芯片所设定的充电过流值范围，第一保护芯片U2控制开关电路2断开，停止充电。第二保护芯片U1用于根据保护电路的整体状态控制开关电路2的开关状态，比如过充、过放、放电过流、短路等。第一保护芯片U2和第二保护芯片U1的功能相互独立，互不干扰，因此，能够有效提高第一保护芯片U2的监控精度和处理速度，降低因大电流充电升温引起安全事故的几率。

参照图2，另一实施例中，所述温度监测单元为热敏电阻RT1，所述检测电路1还包括第三保护芯片U3、第一电容C1和精密电阻RS1；

所述第一电容C1的两端分别接于所述第三保护芯片U3的正、负电压输入端，所述第一电容C1用于防止所述保护电路的电压波动；

所述精密电阻RS1的一端与所述电池的负极连接，另一端与所述开关电路2连接；

所述热敏电阻RT1的一端与所述第三保护芯片U3的温度检测端子CTL连接，另一端接地，用于监测所述电池的电芯温度；

所述第三保护芯片U3与所述开关电路2连接，用于控制所述开关电路2的导通与关断；

所述第三保护芯片U3的精密电阻RS1检测端子VINI与所述精密电阻RS1连接。

本实施例中，温度检测单元为热敏电阻RT1，检测电路1还包括第三保护芯片U3、第一电容C1和精密电阻RS1。第一电容C1的两端分别接于第三保护芯片U3的正、负电压输入端，第一电容C1用于防止保护电路的电压波动。精密电阻RS1的一端与电池的负极连接，另一端与开关电路2连接，精密电阻RS1用于采样充电过流值。第三保护芯片U3上设置有温度检测端子CTL，热敏电阻RT1的一端与第三保护芯片U3的温度检测端子CTL连接，另一端接地。热敏电阻RT1实时监测电池的电芯温度，并将电芯温度反馈到第三保护芯片U3，第三保护芯片U3上的处理模块可以根据电芯温度实时设定对应的第一充电过流检测电压。第三保护芯片U3与开关电路2连接，用于控制开关电路2的导通与关断。第三保护芯片U3的精密电阻检测端子VINI与精密电阻RS1连接，因此第三保护芯片U3可以通过精密电阻检测端子VINI检测精密电阻RS1上的过流电流。在充电过程中，第三保护芯片U3根据实时监测到的电芯温度设定对应的第一充电过流检测电压，并且根据在精密电阻RS1上检测到的过流电流计算得到电路中当前的第二充电过流检测电压。第三保护芯片U3判断第一充电过流检测电压和第二充电过流检测电压之间的大小关系。如果第一充电过流检测电压大于第二充电过流检测电压，则说明当前保护电路正常工作。如果第一充电过流检测电压小于第二充电过流检测电压，则说明当前充电电路中的最大电流值已达到或超出保护芯片所设定的充电过流值范围，第三保护芯片U3控制开关电路2断开，停止充电。本实施例中的第三保护芯片U3不但需要监控电路的充电过流检测电压，还需要监控充电电路的过充、过放、放电过流、短路等情况，并根据充电电路的过充、过放、放电过流、短路等情况控制开关电路的开关状态。

参照图1，进一步的，所述检测电路1还包括第一电阻R1，所述第一电阻R1的一端与所述电池的正极连接，另一端与所述第一保护芯片U2、所述第二保护芯片U2的正电源输入端VDD；

进一步的，所述检测电路1还包括第二电阻R2，所述第二电阻R2的一端与所述第二保护芯片U1的端子间电压检测端子VM连接，另一端与所述开关电路2连接。

本实施例中，检测电路1还包括第一电阻R1和第二电阻R2，第一电阻R1的一端与电池的正极连接，另一端与所述第一保护芯片U2、所述第二保护芯片U2的正电源输入端VDD连接。而第二电阻R2的一端与第二保护芯片U1的端子间电压检测端子VM连接，另一端与开关电路2连接。第一电阻R1、第二电阻R2为常规电阻，其阻值范围为100欧姆—9000欧姆之间，具体阻值根据电路的实际需要进行相应的选择。第一电阻R1、第二电阻R2用于保护电路，起到分流、分压等作用。

参照图2，第一电阻R1设置在第三保护芯片U3的正电源输入端VDD与电池的正极之间，而第二电阻R2设置在第三保护芯片U3的端子间电压检测端子VM和开关电路2之间。第一电阻R1、第二电阻R2的取值和作用与图1中电路的相同，在此不做详述。

参照图1，进一步的，所述保护电路还包括连接器J1，所述开关电路2包括第一MOS管和第二MOS管；

所述第一MOS管的S极与所述精密电阻RS1连接，所述第二MOS管的S极与所述连接器J1连接；

所述第一MOS管的D极与所述第二MOS管的D极连接；

所述第一MOS管的G极与所述第二保护芯片U1的放电控制端子DO连接；

所述第二MOS管的G极与所述第二保护芯片U1的充电控制端子CO连接。

本实施例中，开关电路2由两个MOS管集成为一个整体，分别为第一MOS管和第二MOS管。其中，第一MOS管的S极与精密电阻RS1连接，第二MOS管的S极与连接器J1连接。第一MOS管的D极与第二MOS管的D极连接；两个MOS管串联。第一MOS管的G极与第二保护芯片U1的放电控制端子DO连接，第二保护芯片U1可以通过开关电路2控制放电状态。第二MOS管的G极与第二保护芯片U1的充电控制端子CO连接，第二保护芯片U1可以通过开关电路2控制充电状态。

参照图2，第三保护芯片U3的放电控制端子DO与第一MOS管的G极；第三保护芯片U3的充电控制端子CO与第二MOS管的G极，其控制原理与图1的电路原理相同，在此不做详述。

参照图1，进一步的，所述第一保护芯片U2的端子间电压检测端子VM与所述第二电阻R2连接，所述第一保护芯片U2的充电控制端子CO与所述第二MOS管的G极连接。

本实施例中，第一保护芯片U2的端子间电压检测端子VM与第二电阻R2连接，可以检测VM端子-VSS端子间电压。第一保护芯片U2的充电控制端子CO与第二MOS管的G极连接，可以通过开关电路2控制充电电路的充电状态。

参照图1、图2，进一步的，所述基于温度检测的保护电路还包括连接器JI，所述连接器JI的正极端P+与所述电池的正极连接，连接器JI的负极端P-与所述开关电路2的一端连接。

本实施例中，基于温度检测的保护电路还包括连接器JI，连接器JI的正极端P+与电池的正极连接，连接器JI的负极端P-与开关电路2的一端连接。具体地，连接器JI的负极端P-与第二MOS管的S极连接。

参照图1，进一步的，所述开关电路2还包括第二电容C2，所述第二电容C2一端与所述第一MOS管的S极连接，另一端与所述第二MOS管的S极连接。

本实施例中，开关电路2还包括第二电容C2，第二电容C2的一端与第一MOS管的S极连接，另一端与第二MOS管的S极连接。第二电容C2用于降低充电电路中交流脉动波纹系数，提升高效平滑直流输出，即起到滤波的作用。

本实施例提供的一种基于温度检测的保护电路，包括检测电路1和开关电路2。检测电路1分别与电池、开关电路2连接，开关电路2还与连接器连接，开关电路2用于控制电池与连接器J1之间的连通状态。在电池充电的过程中，检测电路1中的温度监测单元实时监测电池的电芯温度，然后实时根据电池的电芯温度对应设定充电过流检测电压，并根据充电过流检测电压控制开关电路2的开关状态。由于本实施例中的保护电路能够实时根据电池的电芯温度灵活设定充电过流检测电压，保护功能更加完善，能够有效避免因大电流充电升温引起的安全事故。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、装置、物品或者方法不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、装置、物品或者方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、装置、物品或者方法中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请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它相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于温度检测的保护电路，其特征在于，包括检测电路和开关电路；

所述检测电路分别与电池、所述开关电路连接，所述检测电路包括温度监测单元，所述温度监测单元用于采集所述电池的电芯温度，所述检测电路用于根据所述电池的电芯温度设定充电过流检测电压；

所述开关电路用于控制所述保护电路整体回路的连通状态；

所述温度监测单元为热敏电阻，所述检测电路还包括第一保护芯片、第二保护芯片、第一电容和精密电阻；

所述第一电容的两端分别接于所述第一保护芯片的正、负电压输入端，所述第一电容用于防止所述保护电路的电压波动；

所述精密电阻的一端还与所述电池的负极连接，另一端与所述开关电路连接；

所述热敏电阻的一端与所述第一保护芯片的温度检测端子连接，另一端接地，用于检测所述电池的电芯温度；

所述第一保护芯片的精密电阻检测端子与所述精密电阻的一端连接；

所述第一保护芯片的充电控制端子与所开关电路连接；

所述第一电容并联在所述第二保护芯片上，并与所述开关电路连接。

2.根据权利要求1所述的基于温度检测的保护电路，其特征在于，所述检测电路还包括第一电阻，所述第一电阻的一端与所述电池的正极连接，另一端与所述第一保护芯片、所述第二保护芯片的正电源输入端连接。

3.根据权利要求1所述的基于温度检测的保护电路，其特征在于，所述检测电路还包括第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第二保护芯片的端子间电压检测端子连接，另一端与所述开关电路连接。

4.根据权利要求3所述的基于温度检测的保护电路，其特征在于，所述保护电路还包括连接器，所述开关电路包括第一MOS管和第二MOS管；

所述第一MOS管的S极与所述精密电阻连接，所述第二MOS管的S极与所述连接器连接；

所述第一MOS管的D极与所述第二MOS管的D极连接；

所述第一MOS管的G极与所述第二保护芯片的放电控制端子连接；

所述第二MOS管的G极与所述第二保护芯片的充电控制端子连接。

5.根据权利要求4所述的基于温度检测的保护电路，其特征在于，所述第一保护芯片的端子间电压检测端子与所述第二电阻连接，所述第一保护芯片的充电控制端子与所述第二MOS管的G极连接。

6.根据权利要求1所述的基于温度检测的保护电路，其特征在于，所述保护电路还包括连接器，所述连接器的正极端与所述电池的正极连接，连接器的负极端与所述开关电路连接。

7.根据权利要求1所述的基于温度检测的保护电路，其特征在于，所述精密电阻的电阻值为0.001—0.01欧姆。

8.根据权利要求4所述的基于温度检测的保护电路，其特征在于，所述开关电路还包括第二电容，所述第二电容一端与所述第一MOS管的S极连接，另一端与所述第二MOS管的S极连接。

9.一种基于温度检测的保护电路，其特征在于，包括检测电路和开关电路；

所述检测电路分别与电池、所述开关电路连接，所述检测电路包括温度监测单元，所述温度监测单元用于采集所述电池的电芯温度，所述检测电路用于根据所述电池的电芯温度设定充电过流检测电压；

所述开关电路用于控制所述保护电路整体回路的连通状态；

所述温度监测单元为热敏电阻，所述检测电路还包括第三保护芯片、第一电容和精密电阻；

所述第一电容的两端分别接于所述第三保护芯片的正、负电压输入端，所述第一电容用于防止所述保护电路的电压波动；

所述精密电阻的一端与所述电池的负极连接，另一端与所述开关电路连接；

所述热敏电阻的一端与所述第三保护芯片的温度检测端子连接，另一端接地，用于检测所述电池的电芯温度；

所述第三保护芯片与所述开关电路连接，用于控制所述开关电路的导通与关断；

所述第三保护芯片的精密电阻检测端子与所述精密电阻连接。

Images