CN212811319U - 一种电池保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电池保护电路，涉及电子技术领域，该电路包括电压判断处理单元、充电锁止单元、第一开关驱动单元和第二开关驱动单元，电压判断处理单元分别连接电池正极、电池负极、第一开关驱动单元和第二开关驱动单元；充电锁止单元分别连接充电负接口和第一开关驱动单元；第一开关驱动单元分别连接电池负极、放电负接口、电压判断处理单元和充电锁止单元；第二开关驱动单元分别连接电池负极、充电负接口和电压判断处理单元。该电路通过充电锁止单元以硬件方式控制第一开关驱动单元在电池充电时快速切断电池负极和放电负接口之间的放电通路，有效保护电池安全，稳定可靠，且无需电源单元为充电锁止单元单独供电，电路简单，成本低。

Description

一种电池保护电路

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种电池保护电路。

背景技术

电动平衡车，主要有独轮和双轮两类，其运作原理主要建立在“动态稳定”(Dynamic Stabilization)之上，利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器，来检测车体姿态的变化，并利用伺服控制系统，精确地驱动电机进行相应的调整，以保持车体的平衡，是现代人用来作为代步工具、休闲娱乐的一种新型的绿色环保的产物。

随着对平衡车安全要求的提升，充电电池作为平衡车的动力来源，也需要具备较高等级的安全功能。目前平衡车电池在充电的时候，放电通路是打开的，当有外部情况干扰时，容易造成电池短路等危险，产生非常严重的后果。目前常用寄存器结合软件程序的控制单元实现在电池充电时关断放电通路，可靠性不高，且往往需要一个电源单元为控制单元单独供电，电路复杂，成本高。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的之一在于提供一种电池保护电路，其通过充电锁止单元以硬件方式控制第一开关驱动单元在电池充电时快速切断放电通路，安全可靠。

本实用新型的目的之一采用以下技术方案实现：

一种电池保护电路，包括：

电压判断处理单元，其第一端和第二端分别连接至电池正极和电池负极，其第三端和第四端分别连接第一开关驱动单元和第二开关驱动单元；

充电锁止单元，其第一端连接至充电负接口，其第二端与第一开关驱动单元连接；

第一开关驱动单元，其第一端和第二端分别连接至电池负极和放电负接口，其第三端和第四端分别连接所述电压判断处理单元和所述充电锁止单元；

第二开关驱动单元，其第一端和第二端分别连接至电池负极和充电负接口，其第三端连接所述电压判断处理单元；

所述充电锁止单元在电池充电时输出锁止信号至所述第一开关驱动单元，所述第一开关驱动单元在接收到所述锁止信号时断开电池负极和放电负接口之间的放电通路。

进一步地，还包括：

防止充电口带电单元，其第一端连接所述第二开关驱动单元，其第二端连接至充电负接口，配置为在正常放电过程中关闭充电负接口与电池负极之间的通路。

进一步地，还包括：

电流检测单元，其第一端连接至电池负极，其第二端连接所述第一开关驱动单元和所述第二开关驱动单元，配置为在检测到电池充电电流或放电电流时输出电压信号至所述第一开关驱动单元和所述第二开关驱动单元，以使所述第一开关驱动单元和所述第二开关驱动单元导通或关断。

进一步地，所述第一开关驱动单元包括：

第一驱动单元，其第一端连接至所述电压判断处理单元，其第二端连接第一开关单元，配置为在接收到自所述电压判断处理单元输出的信号时输出第一电平至第一开关单元；

第一开关单元，其第一端连接所述第一驱动单元和所述充电锁止单元，其第二端和第三端分别连接至电池负极和放电负接口，配置为在接收到所述第一电平或所述锁止信号时断开电池负极和放电负接口之间的放电通路。

进一步地，所述第二开关驱动单元包括：

第二驱动单元，其第一端连接所述电压判断处理单元，其第二端连接第二开关单元，配置为在接收到自所述电压判断处理单元输出的信号时输出第二电平至第二开关单元；

第二开关单元，其第一端连接所述第二驱动单元，其第二端和第三端分别连接至电池负极和充电负接口，配置为在接收到所述第二电平时断开电池负极和充电负接口之间的充电通路。

进一步地，所述第一驱动单元包括：第一限流电阻、RC滤波电路、第一下拉电阻、第一三极管、第一二极管和第一上拉电阻；

所述第一限流电阻串联在所述电压判断处理单元的第三端和所述RC滤波电路之间；

所述第一下拉电阻连接在第一三极管的基极和所述第一三极管的发射极之间；

所述RC滤波电路连接在所述第一三极管的基极和所述第一三极管的发射极之间；

所述第一三极管的集电极经所述第一上拉电阻连接至电池正极，且所述第一三极管的集电极连接所述第一开关单元的第一端；

所述第一二极管连接在所述第一三极管的发射极和所述第一三极管的集电极之间；

所述第一开关单元包括：至少一个MOS管，各所述MOS管的源极与电池负极连接，各所述MOS管的漏极与放电负接口连接，各所述MOS管的栅极连接所述充电锁止单元的第二端和所述第一驱动单元的第二端。

进一步地，所述第二驱动单元包括：第二限流电阻、第二二极管、第二下拉电阻、第二三极管、第二上拉电阻和第三二极管；

所述第二限流电阻连接在所述电压判断处理单元的第四端和所述第二二极管的阳极之间；

所述第二二极管的阴极连接所述第二三极管的基极；

所述第二下拉电阻连接在所述第二三极管的基极和所述第二三极管的发射极之间；

所述第三二极管连接在所述第二三极管的集电极和所述第二三极管的发射极之间；

所述第二三极管的集电极经所述第二上拉电阻连接电池正极，且所述第二三极管的集电极连接所述第二开关单元的第一端；

所述第二开关单元包括：至少一个MOS管，各所述MOS管的漏极连接电池负极，各所述MOS管的源极连接充电负接口，各所述MOS管的栅极连接所述第二驱动单元的第二端。

进一步地，所述充电锁止单元包括：第四二极管、第三限流电阻、第三上拉电阻和第三三极管；

所述第四二极管的阴极连接充电负接口，所述第四二极管的阳极经所述第三限流电阻连接至所述第三三极管的基极；

所述第三上拉电阻连接在所述第三三极管的发射极和所述第三三极管的基极之间，所述第三三极管的发射极连接所述第一开关驱动单元的第四端，所述第三三极管的集电极接地。

进一步地，所述充电锁止单元包括：光耦OC1、第四限流电阻和分压电阻；

所述光耦OC1的第一输入引脚经所述第四限流电阻连接至电池正极，所述光耦OC1的第二输入引脚连接至充电负接口，所述分压电阻连接在所述光耦OC1的第一输入引脚和第二输入引脚之间；

所述光耦OC1的第一输出引脚接地，所述光耦OC1的第二输出引脚连接所述第一开关驱动单元的第四端。

进一步地，所述防止充电口带电单元包括：并联的多个二极管，各所述二极管的阳极均连接所述第二开关驱动单元的第二端，各所述二极管的阴极均连接充电负接口。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型通过充电锁止单元以硬件方式控制第一开关驱动单元在电池充电时快速切断电池放电通路，有效保护电池安全，稳定可靠，且无需电源单元为充电锁止单元单独供电，电路简单，成本低。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的电池保护电路结构示意图；

图2为本实用新型实施例二的充电锁止单元电路原理图；

图3为本实用新型实施例三的充电锁止单元电路原理图；

图4为本实用新型实施例四的电压判断处理单元电路原理图；

图5为本实用新型实施例五的第一驱动单元电路原理图；

图6为本实用新型实施例五的第一开关单元电路原理图；

图7为本实用新型实施例六的电池保护电路结构示意图；

图8为本实用新型实施例六的第二驱动单元及第二开关单元电路原理图；

图9为本实用新型实施例七的电池保护电路结构示意图；

图10为本实用新型实施例七的防止充电口带电单元电路原理图。

其中：100、电压判断处理单元；110、充电锁止单元；120、第一开关驱动单元；130、第二开关驱动单元；140、电压判断单元；150、判断信号处理单元； 160、处理子单元；170、第一驱动单元；180、第一开关单元；190、第二驱动单元；200、第二开关单元；210、防止充电口带电单元；220、电流检测单元； B+、电池正极；B-、电池负极；P+、放电正接口；P-、放电负接口；C+、充电正接口；C-、充电负接口。

具体实施方式

以下将结合附图，对本实用新型进行更为详细的描述，需要说明的是，以下参照附图对本实用新型进行的描述仅是示意性的，而非限制性的。各个实施例中的限流电阻、上拉电阻、下拉电阻、分压电阻均为电阻网络，可以是一个电阻元件，也可以是由若干个阻值不同和/或相同的电阻元件串联和/ 或并联的电路。各个实施例中的芯片型号、引脚可以根据需要调整。各个实施例中部分单元还具有供电端口，这些单元的供电通过本方案中的电池提供，其供电正极和负极分别与电池正极和电池负极连接，即各个实施例中各个单元的接地表示连接电池负极。各个不同实施例之间可以进行相互组合，以构成未在以下描述中示出的其他实施例。

实施例一

实施例一提供了一种电池保护电路，旨在通过充电锁止单元110以硬件方式控制第一开关驱动单元120在电池充电时快速切断放电通路，有效保护电池安全，稳定可靠，电路简单，成本低。

请参照图1所示，一种电池保护电路，包括：电压判断处理单元100、充电锁止单元110、第一开关驱动单元120和第二开关驱动单元130。

电压判断处理单元100的第一端和第二端分别连接至电池正极B+和电池负极B-，其第三端和第四端分别连接第一开关驱动单元120和第二开关驱动单元130。充电锁止单元110的第一端连接至充电负接口C-，其第二端与第一开关驱动单元120连接。第一开关驱动单元120的第一端和第二端分别连接至电池负极B-和放电负接口P-，其第三端和第四端分别连接电压判断处理单元100和充电锁止单元110。第二开关驱动单元130的第一端和第二端分别连接至电池负极B-和充电负接口C-，其第三端连接电压判断处理单元100。

在电池充电时，充电负接口C-为低电平，充电锁止单元110输出锁止信号至第一开关驱动单元120。第一开关驱动单元120在接收到锁止信号时断开电池负极B-和放电负接口P-之间的放电通路，即使放电接口有外部干扰也不会造成电池放电回路短路危险，有效保护电路安全。

电压判断处理单元100根据电池电压输出信号至第一开关驱动单元120 或/和第二开关驱动单元130。具体地，电压判断处理单元100在电池电压低于第一阈值电压时输出电平信号至第一开关驱动单元120，或者在电池的电压高于第二阈值电压时输出电平信号至第二开关驱动单元130。

第一开关驱动单元120在接收到自电压判断处理单元100输出的信号时断开电池负极B-和放电负接口P-之间的放电通路。第二开关驱动单元130 在接收到自电压判断处理单元100输出的信号时断开电池负极B-和充电负接口C-之间的充电通路。

当电池放电过程中，电压判断处理单元100在检测到电池中电芯电压低于第一阈值电压2.30V时，输出电平信号给第一开关驱动单元120，第一开关驱动单元120切断电池负极B-和放电负接口P-之间的放电通路，保证电池不会因欠压而造成寿命问题和安全隐患，提升安全性。

当电池充电过程中，电压判断处理单元100在检测到电池中电芯电压高于第二阈值电压4.35V时，输出电平信号给第二开关驱动单元130，第二开关驱动单元130切断电池负极B-和充电负接口C-之间的充电通路，保证电池不会过压而造成寿命问题和安全隐患，提升安全性。在其他的一些实施例中，第一阈值电压和第二阈值电压也可以为其他的电压数值。

通过电压判断处理单元100在电池欠压或过压时以硬件方式触发第一开关驱动单元120切断放电通路或触发第二开关驱动单元130切断充电通路，可以有效保护电池安全。

实施例二

实施例二是在实施例一基础上的改进，充电锁止单元110包括第四二极管、第三限流电阻、第三上拉电阻和第三三极管。第四二极管的阴极连接充电负接口C-，第四二极管的阳极经第三限流电阻连接至第三三极管的基极，第四二极管可以防止反向电压；第三上拉电阻连接在第三三极管的发射极和第三三极管的基极之间，第三三极管的发射极连接第一开关驱动单元120的第四端，第三三极管的集电极接地。

本实施例中，充电锁止单元110中的第四二极管为二极管D10，第三限流电阻为电阻R20，第三上拉电阻为电阻R21，第三三极管为三极管D11，请参照图2所示，二极管D10的阴极连接充电负接口C-，二极管D10的阳极连接电阻R20一端，电阻R21一端和三极管D11基极均连接电阻R20另一端，三极管D11的发射极和电阻R21另一端均连接第一开关驱动单元120的第四端，三极管D11的集电极接地。

当电池连接充电器充电时，充电负接口C-为低电平，二极管D10导通，使得三极管D11导通，三极管D11发射极变为低电平，即充电锁止单元110 的输出DO端输出至第一开关驱动单元120的第一电平为低电平，使第一开关驱动单元120切断电池的放电通路，稳定可靠。

实施例三

实施例三是在实施例一基础上的改进，充电锁止单元110包括光耦OC1、第四限流电阻和分压电阻。光耦OC1的第一输入引脚1经第四限流电阻连接至电池正极B+，光耦OC1的第二输入引脚2连接至充电负接口C-，分压电阻连接在光耦OC1的第一输入引脚1和第二输入引脚2之间；光耦OC1的第一输出引脚3 接地，光耦OC1的第二输出引脚4连接第一开关驱动单元120的第四端。

本实施例中，充电锁止单元110中的第四限流电阻为电阻R22，分压电阻为电阻R23，请参照图3所示，光耦OC1的引脚2和电阻R23一端均连接充电负接口C-，电阻R23另一端和电阻R22一端均连接光耦OC1引脚1，电阻R22另一端连接电池正极B+，光耦OC1引脚4连接第一开关驱动单元120的第四端，光耦OC1引脚3接地。光耦OC1具有隔离作用，输入引脚与输出引脚之间完全实现电气隔离，输出引脚的信号对输入引脚无影响，抗干扰能力强，工作稳定。

当电池连接充电器充电C-时，充电负接口C-为低电平，光耦OC1的发光端 (即引脚1和引脚2)导通，光耦OC1的光接收端(即引脚3和引脚4)导通，光耦OC1引脚4输出低电平，即充电锁止单元110的输出DO端输出至第一开关驱动单元120的第一电平为低电平，使第一开关驱动单元120切断电池的放电通路，稳定可靠。

实施例四

实施例四是在实施例一或实施例二或实施例三基础上的改进，通过电压判断单元140检测对应的电芯电压，电池中任意一个电芯出现过压均会触发第一开关驱动单元120切断电池充电通路，或出现欠压均会触发第二开关驱动单元130切断放电通路，有效保护电池安全。电压判断单元140仅需要进行电压大小的比较和输出低电平信号，不需要进行数据的处理，因此不需要进行编程，不涉及任何工作方法或其改进。

请参照图4所示，电压判断处理单元100包括若干个电压判断单元140 和判断信号处理单元150，电池包括若干个电连接的电芯，电压判断单元140 的数量与电芯数量对应，每个电压判断单元140对应连接一个电芯，判断信号处理单元150包括与电芯数量对应的处理子单元160，每个处理子单元160 对应一个电芯的电压判断单元140。电压判断单元140用于检测电芯电压并在电芯电压低于第一阈值电压或高于第二阈值电压时输出低电平信号至对应的处理子单元160。

以一个电压判断单元140和对应的处理子单元160为例，电压判断单元 140包括芯片U1、电阻R1、电容C1、电阻R14和电阻R15，电阻R1一端与电芯正极连接，电阻R1另一端与芯片U1的VDD引脚5以及电容C1的一端连接，电容C1另一端与电芯负极以及芯片U1的VSS引脚6连接，芯片U1的 CO引脚3经电阻R15与对应的处理子单元160的输入端连接，芯片U1的DO 引脚1经电阻R14与对应的处理子单元160的输入端连接，芯片U1检测VDD 引脚5和VSS引脚6之间的电压，即电芯电压。在其他的一些实施例中，芯片U1的VM引脚2可以经电阻R40连接电流检测单元220，芯片U1在检测到电流检测单元220的电压变化时输出电压信号给第二开关驱动单元130以切断电池充电通路。当电流检测单元220检测到过流或者充电器接入时，可以输出信号给处理子单元160，也可以直接输出给第一开关驱动单元120或第二开关驱动单元130。当电流检测单元220检测到电流不正常时，通过芯片 U1的CO引脚3和DO引脚1输出信号给处理子单元160。

对应的处理子单元160包括第五限流电阻R41、第六限流电阻R54、三极管Q1和三极管Q10，三极管Q1以及三极管Q10的发射极与对应的电芯正极连接，三极管Q1的基极与芯片U1的CO引脚3连接，三极管Q10的基极与芯片U1的DO引脚1连接，三极管Q1的集电极为CO信号端，三极管Q10的集电极为DO信号端。电池电芯正常平均电压为3.7V，当电芯电压高于第二阈值电压4.35V时，芯片U1的CO引脚3输出低电平信号至对应处理子单元160 的输入端，当电芯电压低于第一阈值电压2.30V时，芯片U1的DO引脚1输出低电平信号至对应处理子单元160的输入端。

如图4所示，由芯片U2、电阻R2、电容C2、电阻R16和电阻R17组成另一个电压判断单元140，由第七限流电阻R42、第八限流电阻R55、三极管 Q2和三极管Q11组成与其对应的处理子单元160；芯片U3、电阻R3、电容 C3、电阻R18和电阻R19组成第三个电压判断单元140，由第九限流电阻R43、第十限流电阻R56、三极管Q3和三极管Q11组成与其对应的处理子单元160；以此类推，图中示例性的包括十个电压判断单元140及分别对应的处理子单元160。各处理子单元160的CO信号端和DO信号端通过相应的限流电阻分别电连接至All-CO信号端和All-DO信号端，All-DO信号端和All-CO信号端作为电压判断处理单元100的第三端和第四端分别连接第一开关驱动单元 120和第二开关驱动单元130。本实施例中，电压判断单元140中的芯片型号可以采用DW01。

在电池中出现任意一个电芯故障时对应的处理子单元160能够通过电压判断处理单元100的第三端输出信号至第一开关驱动单元120切断放电通路，或通过电压判断处理单元100的第四端输出信号至第二开关驱动单元130切断充电通路，使电池停止充电或放电，从而避免故障电芯继续损坏，有效保护故障电芯和整个回路安全。

实施例五

实施例五是在实施例四基础上的改进，第一开关驱动单元120在电池充电或电池放电欠压时以硬件形式切断放电通路，保护电池安全。

第一开关驱动单元120包括第一驱动单元170和第一开关单元180。第一驱动单元170的第一端连接至电压判断处理单元100，其第二端连接第一开关单元180，配置为在接收到自电压判断处理单元100输出的信号时输出第一电平至第一开关单元180。第一开关单元180的第一端连接第一驱动单元170和充电锁止单元110，第一开关单元180的第二端和第三端分别连接至电池负极B-和放电负接口P-，配置为在接收到第一电平或锁止单元时断开电池负极B-和放电负接口P-之间的放电通路。

第一驱动单元170包括第一限流电阻、RC滤波电路、第一下拉电阻、第一三极管、第一二极管和第一上拉电阻。第一限流电阻串联在电压判断处理单元100的第三端和RC滤波电路之间；第一下拉电阻连接在第一三极管的基极和第一三极管的发射极之间；RC滤波电路连接在第一三极管的基极和第一三极管的发射极之间；第一三极管的集电极经第一上拉电阻连接至电池正极 B+，且第一三极管的集电极连接第一开关单元180的第一端；第一二极管连接在第一三极管的发射极和第一三极管的集电极之间。

本实施例中，第一限流电阻为电阻RQD1，由电阻R14、电容C11和电容C12组成RC滤波电路，第一下拉电阻为电阻R15，第一三极管为三极管D4，第一二极管为二极管D5，第一上拉电阻为电阻R13，请参照图5所示，电阻 RQD1一端连接电压判断处理单元100的All-DO信号端，电阻RQD1另一端连接电阻R14一端，电阻R14另一端、电阻R15一端、电容C11一端、电容C12 一端与三极管D4的基极连接，电阻R15另一端、电容C11另一端、电容C12 另一端、三极管D4的发射极、二极管D5的阳极连接电池负极B-，三极管D4 的集电极、二极管D5的阴极、电阻R13一端与第一开关单元180连接，电阻 R13另一端连接电池正极B+。在其他的一些实施例中，电阻R13另一端可以连接电池中任一电芯的正极，以得到一个高电压，使第一开关单元180在电池正常的情况下处于导通状态。

第一开关单元180包括至少一个MOS管，各MOS管的源极均与电池负极B-连接，各NMOS管的漏极均与放电负接口P-连接，各NMOS管的栅极均连接充电锁止单元110的第二端、第一驱动单元170的第二端。多个MOS管并联可以降低每个MOS管流过的电流，更加安全。在其他的一些实施例中，第一开关单元180可以由IGBT、晶闸管等其他功率开关器件组成，各功率开关器件的连接关系也可进行适应性改变。

本实施例中，如图6所示，第一开关单元180包括并联的NMOS管Q1、 NMOS管Q2、NMOS管Q3，各NMOS管的源极均与电池负极B-连接，各NMOS管的漏极均与放电负接口P-连接，各NMOS管的栅极均连接充电锁止单元110 和第一驱动单元170。

当电池连接充电器充电时，充电负极C-变为低电平，充电锁止单元110 的第二端变为低电平，即第一开关单元180中的NMOS管栅极为低电平，NMOS 管关断，实现切断放电通路，稳定可靠。

当电池放电过程中出现电池电芯的电压低于第一阈值电压时，对应的电压判断单元140的DO引脚1输出低电平，三极管Q10打开，电压判断单元 140对应的电芯正极B1的电压通过打开的三极管Q10使ALL-DO信号端具有高电平，使第一驱动单元170中的三极管D4导通，连接至第一开关单元180 的第二端被拉到低电平，关断第一开关单元180中的NMOS管，实现电芯欠压时切断放电通路，有效保护电池安全。

实施例六

实施例六是在实施例四或实施例五基础上的改进，第二开关驱动单元 130在电池充电过压时以硬件形式切断充电通路，保护电池安全。

请参照图7所示，第二开关驱动单元130包括第二驱动单元190和第二开关单元200。第二驱动单元190的第一端连接电压判断处理单元，其第二端连接第二开关单元200，配置为在接收到自电压判断处理单元输出的信号时输出第二电平至第二开关单元200。第二开关单元200的第一端连接第二驱动单元190，其第二端和第三端分别连接至电池负极B-和充电负接口C-，配置为在接收到第二电平时断开电池负极B-和充电负接口C-之间的充电通路。

第二驱动单元190包括第二限流电阻、第二二极管、第二下拉电阻、第二三极管、第二上拉电阻和第三二极管，第二二极管和第三二极管可以保护第二三极管。第二限流电阻连接在电压判断处理单元100的第四端和第二二极管的阳极之间；第二二极管的阴极连接第二三极管的基极；第二下拉电阻连接在第二三极管的基极和第二三极管的发射极之间；第三二极管连接在第二三极管的集电极和第二三极管的发射极之间；第二三极管的集电极经第二上拉电阻连接电池正极B+，且第二三极管的集电极连接第二开关单元200的第一端。

本实施例中，第二限流电阻为电阻RQC1，第二二极管为二极管D2，第二下拉电阻为电阻R12，第二三极管为三极管D1，第二上拉电阻为电阻R11，第三二极管为二极管D3，请参照图8所示，电阻RQC1一端连接电压判断处理单元100的All-CO信号端，电阻RQC1另一端连接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极、电阻R12一端与三极管D1的基极连接，电阻R12另一端、三极管D1的发射极、二极管D3的阳极与充电负接口C-连接，三极管D1的集电极、二极管D3的阴极、电阻R11一端与第二开关单元200的第一端连接，电阻R11另一端连接电池正极B+。在其他的一些实施例中，电阻R11另一端可以连接电池中任一电芯的正极，以得到一个高电压，使第二开关单元200 在电池正常的情况下处于导通状态。

第二开关单元200包括至少一个MOS管，各MOS管的漏极连接电池负极 B-，各MOS管的源极连接充电负接口C-，各MOS管的栅极连接第二驱动单元 190的第二端。如图8所示，本实施例中第二开关单元200包括NMOS管Q5， NMOS管Q5的漏极连接电池负极B-，NMOS管Q5的源极连接充电负极，NMOS 管Q5的栅极连接第二驱动单元190。在其他的一些实施例中，第二开关单元 200可以由IGBT、晶闸管等其他功率开关器件组成，各功率开关器件的连接关系也可进行适应性改变。

当电池充电过程中出现电池电芯的电压高于第二阈值电压时，对应的电压判断单元140的CO引脚输出低电平，使得三极管Q1打开，电压判断单元 140对应的电芯正极B1的电压通过打开的三极管Q1使ALL-CO信号端具有高电平，ALL-CO信号端连接第二驱动单元190的第一端，高电平信号使得第二驱动单元190中的三极管D1导通，连接至第二开关单元200的第二端被拉到低电平，关断第二开关单元200中的NMOS管，实现电芯过压时切断充电通路，保护电池。

实施例七

实施例七是在上述实施例基础上的改进，通过防止充电口带电单元210在正常放电过程中保证充电口无法输出电流，保证充电口和电池在放电过程中的安全。

请参照图9所示，电池保护电路还包括防止充电口带电单元210，其第一端连接第二开关驱动单元130，其第二端连接至充电负接口C-，配置为在正常放电过程中关闭充电负接口C-与电池负极B-之间的通路。防止充电口带电单元210 可以防止充电口带电，降低电路线损。

防止充电口带电单元210包括若干个并联的二极管，各个二极管的阳极均与第二开关驱动单元130的第二端连接，各个二极管的阴极均与充电负接口C- 连接，多个二极管并可以联承受更大的电流并起到分流作用。如图10所示，本实施例中防止充电口带电单元210包括并联的二极管D7、二极管D8、二极管D9、二极管D18，各个二极管的阳极均均连接第二开关驱动单元130的第二端，各二极管的阴极均连接充电负接口C-。

在其他的一些实施例中，电池保护电路还包括电流检测单元220，其第一端连接至电池负极B-，其第二端连接第一开关驱动单元120和第二开关驱动单元 130，配置为在检测到电池充电电流或放电电流时输出信号至电压判断处理单元 100并由电压判断处理单元100输出电压信号至第一开关驱动单元120和第二开关驱动单元130，或者直接输出电压信号至第一开关驱动单元120和第二开关驱动单元130，以使第一开关驱动单元120和第二开关驱动单元130导通或关断。电流检测单元220用于检测电池充电或放电时的电流情况，以准确掌握电池的工作状态。优选地，电流检测单元220由采样电阻构成，采样电阻的阻值为毫欧级。

需要注意的是，上述实施例中，电池保护电路中的第一开关驱动单元120、第二开关驱动单元130、充电锁止单元110、防止充电口带电单元210和电流检测单元220均布设在电池负极侧，在其他实施例中，将第一开关驱动单元120、第二开关驱动单元130、充电锁止单元110、防止充电口带电单元210和电流检测单元220都布设电池正极侧，也可以取得同样的技术效果。

值得注意的是，上述电池保护电路实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本实用新型的保护范围。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池保护电路，其特征在于，包括：

电压判断处理单元，其第一端和第二端分别连接至电池正极和电池负极，其第三端和第四端分别连接第一开关驱动单元和第二开关驱动单元；

充电锁止单元，其第一端连接至充电负接口，其第二端与第一开关驱动单元连接；

第一开关驱动单元，其第一端和第二端分别连接至电池负极和放电负接口，其第三端和第四端分别连接所述电压判断处理单元和所述充电锁止单元；

第二开关驱动单元，其第一端和第二端分别连接至电池负极和充电负接口，其第三端连接所述电压判断处理单元；

所述充电锁止单元在电池充电时输出锁止信号至所述第一开关驱动单元，所述第一开关驱动单元在接收到所述锁止信号时断开电池负极和放电负接口之间的放电通路。

2.如权利要求1所述的电池保护电路，其特征在于，还包括：

防止充电口带电单元，其第一端连接所述第二开关驱动单元，其第二端连接至充电负接口，配置为在正常放电过程中关闭充电负接口与电池负极之间的通路。

3.如权利要求1所述的电池保护电路，其特征在于，还包括：

电流检测单元，其第一端连接至电池负极，其第二端连接所述第一开关驱动单元和所述第二开关驱动单元，配置为在检测到电池充电电流或放电电流时输出电压信号至所述第一开关驱动单元和所述第二开关驱动单元，以使所述第一开关驱动单元和所述第二开关驱动单元导通或关断。

4.如权利要求1所述的电池保护电路，其特征在于，所述第一开关驱动单元包括：

第一驱动单元，其第一端连接至所述电压判断处理单元，其第二端连接第一开关单元，配置为在接收到自所述电压判断处理单元输出的信号时输出第一电平至第一开关单元；

第一开关单元，其第一端连接所述第一驱动单元和所述充电锁止单元，其第二端和第三端分别连接至电池负极和放电负接口，配置为在接收到所述第一电平或所述锁止信号时断开电池负极和放电负接口之间的放电通路。

5.如权利要求1所述的电池保护电路，其特征在于，所述第二开关驱动单元包括：

第二驱动单元，其第一端连接所述电压判断处理单元，其第二端连接第二开关单元，配置为在接收到自所述电压判断处理单元输出的信号时输出第二电平至第二开关单元；

第二开关单元，其第一端连接所述第二驱动单元，其第二端和第三端分别连接至电池负极和充电负接口，配置为在接收到所述第二电平时断开电池负极和充电负接口之间的充电通路。

6.如权利要求4所述的电池保护电路，其特征在于，所述第一驱动单元包括：第一限流电阻、RC滤波电路、第一下拉电阻、第一三极管、第一二极管和第一上拉电阻；

所述第一限流电阻串联在所述电压判断处理单元的第三端和所述RC滤波电路之间；

所述第一下拉电阻连接在第一三极管的基极和所述第一三极管的发射极之间；

所述RC滤波电路连接在所述第一三极管的基极和所述第一三极管的发射极之间；

所述第一三极管的集电极经所述第一上拉电阻连接至电池正极，且所述第一三极管的集电极连接所述第一开关单元的第一端；

所述第一二极管连接在所述第一三极管的发射极和所述第一三极管的集电极之间；

所述第一开关单元包括：至少一个MOS管，各所述MOS管的源极与电池负极连接，各所述MOS管的漏极与放电负接口连接，各所述MOS管的栅极连接所述充电锁止单元的第二端和所述第一驱动单元的第二端。

7.如权利要求5所述的电池保护电路，其特征在于，所述第二驱动单元包括：第二限流电阻、第二二极管、第二下拉电阻、第二三极管、第二上拉电阻和第三二极管；

所述第二限流电阻连接在所述电压判断处理单元的第四端和所述第二二极管的阳极之间；

所述第二二极管的阴极连接所述第二三极管的基极；

所述第二下拉电阻连接在所述第二三极管的基极和所述第二三极管的发射极之间；

所述第三二极管连接在所述第二三极管的集电极和所述第二三极管的发射极之间；

所述第二三极管的集电极经所述第二上拉电阻连接电池正极，且所述第二三极管的集电极连接所述第二开关单元的第一端；

所述第二开关单元包括：至少一个MOS管，各所述MOS管的漏极连接电池负极，各所述MOS管的源极连接充电负接口，各所述MOS管的栅极连接所述第二驱动单元的第二端。

8.如权利要求1所述的电池保护电路，其特征在于，所述充电锁止单元包括：第四二极管、第三限流电阻、第三上拉电阻和第三三极管；

所述第四二极管的阴极连接充电负接口，所述第四二极管的阳极经所述第三限流电阻连接至所述第三三极管的基极；

所述第三上拉电阻连接在所述第三三极管的发射极和所述第三三极管的基极之间，所述第三三极管的发射极连接所述第一开关驱动单元的第四端，所述第三三极管的集电极接地。

9.如权利要求1所述的电池保护电路，其特征在于，所述充电锁止单元包括：光耦OC1、第四限流电阻和分压电阻；

所述光耦OC1的第一输入引脚经所述第四限流电阻连接至电池正极，所述光耦OC1的第二输入引脚连接至充电负接口，所述分压电阻连接在所述光耦OC1的第一输入引脚和第二输入引脚之间；

所述光耦OC1的第一输出引脚接地，所述光耦OC1的第二输出引脚连接所述第一开关驱动单元的第四端。

10.如权利要求2所述的电池保护电路，其特征在于，所述防止充电口带电单元包括：并联的多个二极管，各所述二极管的阳极均连接所述第二开关驱动单元的第二端，各所述二极管的阴极均连接充电负接口。

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