CN214154063U - 充电保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种充电保护电路，充电保护电路包括第一PMOS管、第二PMOS管、三极管、第一分压电阻、第二分压电阻、第一限流电阻、第二限流电阻以及第三限流电阻，当充电保护电路连接充电器时，三极管导通，第一PMOS管和所述第二PMOS管导通，充电器通过第一PMOS管和第二PMOS管对电池模块进行充电，当拔下充电器后，充电保护电路无电压输入，三极管关闭从而断地，使得两个PMOS管关闭，导致充电保护电路关闭，本实用新型可实现对电池的充电，而且其具有低功耗、高安全、成本低的特点，解决了充电保护电路增加功耗、充电口有电压输出和增加电路设计成本等弊端，保证锂电池的充电安全。

Description

充电保护电路

技术领域

本实用新型涉及电池充电技术领域，特别涉及一种充电保护电路。

背景技术

随着锂电池行业的快速发展，锂电的应用领域也越来越多，但因其电压高、能量密度大等特征，则需要保护方案来保证锂电池的安全性。常见的保护功能有过充电压保护、过放电压保护、过流保护和短路保护等，保证电池组正常工作。其中，在现有技术电池保护板的充电电路中，充电口在没有充电情况下仍然存在功耗以及容易出现短路现象，导致损耗过大以及电池出现损坏。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种充电保护电路，以解决现有技术中充电口在没有充电情况下仍然存在功耗以及容易出现短路现象导致损耗过大以及电池出现损坏的问题。

本实用新型提供一种充电保护电路，所述充电保护电路包括第一PMOS管、第二PMOS管、三极管、第一分压电阻、第二分压电阻、第一限流电阻、第二限流电阻以及第三限流电阻；

所述第一PMOS管的漏极连接电池模块的正输入端，所述第一PMOS管的源极连接所述第一分压电阻的第一端和所述第二PMOS管的源极，所述第二PMOS管的漏极为所述充电保护电路的正输入端，所述第一PMOS管的栅极连接所述第一限流电阻的第一端，所述第二PMOS管的栅极连接所述第二限流电阻的第一端，所述第一限流电阻的第二端连接所述第二限流电阻的第二端以及所述三极管的集电极，所述三极管的基极连接所述第二分压电阻的第一端和所述第三限流电阻的第二端，所述第二分压电阻的第二端与所述三极管的发射集共接于地，所述第三限流电阻的第一端连接所述第二PMOS管的漏极，所述电池模块的负输入端为所述充电保护电路的负输入端；

当所述充电保护电路的正输入端和负输入端连接充电器时，所述三极管导通，所述第一PMOS管和所述第二PMOS管导通，所述充电器通过所述第一PMOS管和所述第二PMOS管对所述电池模块进行充电。

进一步的，所述充电保护电路还包括储能模块，所述储能模块的第一端连接所述第一PMOS管的漏极，所述储能模块的第二端连接所述第二PMOS管的漏极。

进一步的，所述充电保护电路还包括稳压管，所述稳压管的阴极连接所述第一PMOS管的源极和所述第二PMOS管的源极，所述稳压管的阳极连接所述第一限流电阻的第二端。

进一步的，所述充电保护电路还包括第四电阻，所述第四电阻的第一端连接所述第一限流电阻的第二端，所述第四电阻的第二端连接所述三极管的集电极。

进一步的，所述充电保护电路还包括第一二极管，所述第一二极管的阳极连接所述第四电阻的第二端，所述第一二极管的阴极连接所述三极管的集电极。

进一步的，所述充电保护电路还包括第二二极管，所述第二二极管的阳极连接所述充电保护电路的输出端，所述第二二极管的阴极连接所述第三限流电阻的第一端。

进一步的，所述充电保护电路还包括保护模块，所述保护模块包括保护芯片、第一NMOS管、第二NMOS管以及保险丝，所述电池模块的正输出端连接所述第一NMOS管的源极，所述第一NMOS管的漏极连接所述第二NMOS管的漏极，所述第二NMOS管的源极连接所述保险丝的第一端，所述保险丝的第二端连接所述第一PMOS管的漏极，所述保护芯片连接所述第一NMOS管的栅极、所述第一NMOS管的栅极以及所述电池模块中的每个电池。

本实用新型提供一种充电保护电路，充电保护电路包括第一PMOS管、第二PMOS管、三极管、第一分压电阻、第二分压电阻、第一限流电阻、第二限流电阻以及第三限流电阻，当充电保护电路的正输入端和负输入端连接充电器时，三极管导通，第一PMOS管和所述第二PMOS管导通，充电器通过第一PMOS管和第二PMOS管对电池模块进行充电，当拔下充电器后，充电保护电路正输入端和负输入端无电压输入，三极管关闭从而断地，使得两PMOS管的源极和栅极之间无压降而关闭，导致充电保护电路关闭，本实用新型通过简单的PMOS管、NPN三极管和若干电容电阻构成充电保护电路，可实现对电池的充电，而且其具有低功耗、高安全、成本低的特点，适用于大多数电池充电电路方案，解决了充电保护电路增加功耗、充电口有电压输出和增加电路设计成本等弊端，保证锂电池的充电安全。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例所提供的一种充电保护电路的结构示意图；

图2是本实用新型实施例所提供的一种充电保护电路的电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。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。

为了说明本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

本实用新型一种实施例提供一种充电保护电路10，如图1所示，充电保护电路10包括第一PMOS管11、第二PMOS管12、三极管16、第一分压电阻14、第二分压电阻18、第一限流电阻13、第二限流电阻15以及第三限流电阻17；

第一PMOS管11的漏极连接电池模块20的正输入端，第一PMOS管11的源极连接第一分压电阻14的第一端和第二PMOS管12的源极，第二PMOS管12的漏极为充电保护电路10的正输入端，第一PMOS管11的栅极连接第一限流电阻13的第一端，第二PMOS管12的栅极连接第二限流电阻15的第一端，第一限流电阻13的第二端连接第二限流电阻15的第二端以及三极管16的集电极，三极管16的基极连接第二分压电阻18的第一端和第三限流电阻17的第二端，第二分压电阻18的第二端与三极管16的发射集共接于地，第三限流电阻17的第一端连接第二PMOS管12的漏极，电池模块20的负输入端为充电保护电路10的负输入端；

当充电保护电路10的正输入端和负输入端连接充电器30时，三极管16导通，第一PMOS管11和第二PMOS管12导通，充电器30通过第一PMOS管11和第二PMOS管12对电池模块20进行充电。

其中，第二PMOS管12的漏极构成充电保护电路10的正输入端，三极管16的控制端通过第三限流电阻17连接充电保护电路10的正输入端，第二PMOS管12在漏极输入电压时，通过其内的寄生二极管传到第二PMOS管12的源极，第一分压电阻14用于在其上形成分压，第一限流电阻13用于对第一PMOS管11的栅极电流进行限流，第二限流电阻15用于对第二PMOS管12的栅极电流进行限流，第三限流电阻17用于对三极管16的基极进行限流，第二分压电阻18用于形成电压以导通三极管16，三极管16用于在导通时使第一限流电阻13和第二限流电阻15接地。

由图1可知，充电保护电路10的输出端口除了正输入端和负输入端外，增加一引脚和正输入端短接起来。该充电保护电路10在没有插上充电器的情况下，充电保护电路10中的三极管16没有导通，两个PMOS管处于关闭状态，充电保护电路10关闭，充电保护电路10无电压输入，充电保护电路10没有产生功耗。

该充电保护电路10在插上充电器30时，正输入端和负输入端有电压输入，通过第二分压电阻18分压使三极管16打开接地。同时正输入端的电压通过第二PMOS管12的寄生二极管传到第二PMOS管12的源极，通过第一分压电阻14分压使两个PMOS管打开，第一PMOS管11和第二PMOS管12导通，从而充电保护电路10打开，充电器30通过充电保护电路10给锂电池充电。

当拔下充电器后，正输入端和负输入端无电压输入，三极管16关闭从而断地，使得两PMOS管的源极和栅极之间无压降而关闭，导致充电保护电路关闭。

本实用新型提供一种充电保护电路10，充电保护电路10包括第一PMOS管11、第二PMOS管12、三极管16、第一分压电阻14、第二分压电阻18、第一限流电阻13、第二限流电阻15以及第三限流电阻17，当充电保护电路10的正输入端和负输入端连接充电器时，三极管16导通，第一PMOS管11和第二PMOS管12导通，充电器通过第一PMOS管11和第二PMOS管12对电池模块20进行充电，当拔下充电器30后，充电保护电路10的正输入端和负输入端无电压输入，三极管16关闭从而断地，使得两PMOS管的源极和栅极之间无压降而关闭，导致充电保护电路关闭，本实用新型通过简单的PMOS管、NPN三极管16和若干电容电阻构成充电保护电路，可实现对电池的充电，而且其具有低功耗、高安全、成本低的特点，适用于大多数电池充电电路方案，解决了充电保护电路增加功耗、充电口有电压输出和增加电路设计成本等弊端，保证锂电池的充电安全。

进一步的，充电保护电路还包括储能模块，储能模块的第一端连接第一PMOS管11的漏极，储能模块的第二端连接第二PMOS管12的漏极。

其中，储能模块可以为电容，储能模块的作用为用于吸收充电器输入电压时的尖峰电压，进而对第一PMOS管11和第二PMOS管12进行过压保护。

进一步的，充电保护电路还包括稳压管，稳压管的阴极连接第一PMOS管11的源极和第二PMOS管12的源极，稳压管的阳极连接第一限流电阻13的第二端。

其中，稳压管的作用为对第一PMOS管11、第二PMOS管12的源极和栅极电压进行稳压，进而使第一PMOS管11、第二PMOS管12正常导通。

进一步的，充电保护电路还包括第四电阻，第四电阻的第一端连接第一限流电阻13的第二端，第四电阻的第二端连接三极管16的集电极。

其中，第四电阻用于对流经三极管16的电流进行限流。

进一步的，充电保护电路还包括第一二极管，第一二极管的阳极连接第四电阻的第二端，第一二极管的阴极连接三极管16的集电极。

其中，第一二极管用于单向导通，避免三极管16的电流反向流向两个PMOS管，导致两个PMOS管损坏。

进一步的，充电保护电路还包括第二二极管，第二二极管的阳极连接充电保护电路的输出端，第二二极管的阴极连接第三限流电阻17的第一端。

其中，第二二极管用于单向导通，避免三极管16的电流反向流向充电器，避免充电器损坏。

进一步的，充电保护电路还包括保护模块，保护模块包括保护芯片、第一NMOS管、第二NMOS管以及保险丝，电池模块的正输出端连接第一NMOS管的源极，第一NMOS管的漏极连接第二NMOS管的漏极，第二NMOS管的源极连接保险丝的第一端，保险丝的第二端连接第一PMOS管11的漏极，保护芯片连接第一NMOS管的栅极、第一NMOS管的栅极以及电池模块中的每个电池。

其中，保护芯片用于在电池模块进行充放电的过程中，检测到电池模块中的电池出现异常时，通过控制第一NMOS管和第二NMOS管关断，使电池模块停止充放电，对电池模块进行了保护。

下面通过具体的电路结构对本实用新型进行具体说明：

如图2所示，充电保护电路10包括PMOS管Q1、PMOS管Q2、三极管Q3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、稳压管E、二极管D1、二极管D2；

PMOS管Q1的漏极连接电池模块的正输入端和电容C1的第一端，电容C1的第二端连接电容C2的第一端，PMOS管Q1的源极连接电阻R1的第一端、稳压管的阴极和PMOS管Q2的源极，PMOS管Q2的漏极连接电容C2的第二端和电容C3的第一端，并为所述充电保护电路的正输入端C+，电容C3的第二端连接电容C4的第一端，电容C4的第二端接地，PMOS管Q1的栅极连接电阻R2的第一端，PMOS管Q2的栅极连接电阻R3的第一端，电阻R2的第二端连接所述电阻R3的第二端、电阻R1的第二端、稳压管E的阳极以及电阻R4的第一端，电阻R4的第二端连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极连接三极管Q3的集电极，三极管Q3的基极连接电阻R6的第一端、电容C5的第一端和电阻R5的第二端，电阻R6的第二端、三极管Q3的发射集、电容C5的第二端共接于地，电阻R5的第一端连接二极管D2的阴极，二极管D2的阳极连接所述第二PMOS管的漏极，所述电池模块的负输入端为所述充电保护电路的负输入端。

充电保护电路10还包括保护芯片40、NMOS管Q4、NMOS管Q5，保护芯片40连接电池组中的每一个电池，检测每个电池的电量，电池组的正极连接NMOS管Q4的漏极，NMOS管Q4的源极连接NMOS管Q5的源极，NMOS管Q5的漏极连接保险丝的一端，保险丝的另一端为放电端P+，电池组的负极连接电阻Rsense的第一端，电阻Rsense的第二端为放电端P-。

其中，PMOS管Q1为第一PMOS管、PMOS管Q2为第二PMOS管，电阻R1为第一分压电阻，电阻R2为第一限流电阻，电阻R3为第二限流电阻，电阻R6为第二分压电阻，电阻R5为第三限流电阻。

如图2所示，该电路设计为充放电异口方案，充电器的输出端口除了C+(正极)和C-(负极)外，增加一引脚ID和输出端口C+(正极)短接起来。同时充电电路C+、ID引脚和C-分别引出，通过转接头和充电器的输出端口50一一对应。

在没有插上充电器的情况下，电路中的NPN三极管Q3没有导通，两个PMOS管处于关闭状态，充电电路关闭，所以C+、C-之间无电压输出，且充电电路没有产生功耗。

当插上充电器时，ID引脚有电压输入，通过电阻R6分压把NPN三极管打开接地。同时C+的电压通过PMOS管Q2的寄生二极管传到PMOS管Q2的S脚，通过电阻R1分压把两个PMOS管打开，PMOS管Q1、PMOS管Q2导通，从而充电保护电路打开，充电器通过C+、C-电路给锂电池充电。

当拔下充电器后，ID引脚无电压输入，NPN三极管Q3关闭从而与地断开，使得两PMOS管的S脚和G脚之间无压降而关闭，导致充电保护电路关闭。

该电路通过简单的PMOS管、NPN三极管和若干电容电阻等电子元器件，同时增加ID引脚从而实现了一种ID激活的低功耗充电保护电路方案。

综上所述，该充电保护电路可实现对电池的充电，而且其具有低功耗、高安全、成本低的特点，适用于大多数电池充电电路方案，解决了充电电路增加功耗、充电口有电压输出和增加电路设计成本等弊端，来保证锂电池的充电安全

此电路设计为充放电异口方案，放电口为P+和P-，充电口为C+和C-，在充电保护电路的充电口C+提供一个ID引脚与之连接，通过转接头连接到充电器上，而充电器的输出端口内部把ID引脚和正极短接起来。这样在充电器插上的情况下，充电保护电路才会打开给电池模块充电，拔开充电器后充电保护电路关闭。如此以来可实现：

1、该充电保护电路在不充电的情况下，该充电保护电路关闭，从而整个保护板电路不会产生额外的功耗，实现低功耗要求；

2、因为该充电保护电路设计为充放电异口方案，在不充电的情况下充电保护电路关闭，C+、C-之间无电压输出。这样就能保证在电池生产和产品日常充电的过程中发生意外短路的情况，保证其安全性。

3、该充电保护电路由简单的PMOS管、三极管和若干电阻电容组成，没有大电流肖特基二极管和MCU激活电路等，降低了电池保护板增加独立充电电路的成本，从而达到了以低成本的电路，实现增加充电保护功能。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (7)

1.一种充电保护电路，其特征在于，所述充电保护电路包括第一PMOS管、第二PMOS管、三极管、第一分压电阻、第二分压电阻、第一限流电阻、第二限流电阻以及第三限流电阻；

所述第一PMOS管的漏极连接电池模块的正输入端，所述第一PMOS管的源极连接所述第一分压电阻的第一端和所述第二PMOS管的源极，所述第二PMOS管的漏极为所述充电保护电路的正输入端，所述第一PMOS管的栅极连接所述第一限流电阻的第一端，所述第二PMOS管的栅极连接所述第二限流电阻的第一端，所述第一限流电阻的第二端连接所述第二限流电阻的第二端以及所述三极管的集电极，所述三极管的基极连接所述第二分压电阻的第一端和所述第三限流电阻的第二端，所述第二分压电阻的第二端与所述三极管的发射集共接于地，所述第三限流电阻的第一端连接所述第二PMOS管的漏极，所述电池模块的负输入端为所述充电保护电路的负输入端；

当所述充电保护电路的正输入端和负输入端连接充电器时，所述三极管导通，所述第一PMOS管和所述第二PMOS管导通，所述充电器通过所述第一PMOS管和所述第二PMOS管对所述电池模块进行充电。

2.如权利要求1所述的充电保护电路，其特征在于，所述充电保护电路还包括储能模块，所述储能模块的第一端连接所述第一PMOS管的漏极，所述储能模块的第二端连接所述第二PMOS管的漏极。

3.如权利要求2所述的充电保护电路，其特征在于，所述充电保护电路还包括稳压管，所述稳压管的阴极连接所述第一PMOS管的源极和所述第二PMOS管的源极，所述稳压管的阳极连接所述第一限流电阻的第二端。

4.如权利要求3所述的充电保护电路，其特征在于，所述充电保护电路还包括第四电阻，所述第四电阻的第一端连接所述第一限流电阻的第二端，所述第四电阻的第二端连接所述三极管的集电极。

5.如权利要求4所述的充电保护电路，其特征在于，所述充电保护电路还包括第一二极管，所述第一二极管的阳极连接所述第四电阻的第二端，所述第一二极管的阴极连接所述三极管的集电极。

6.如权利要求5所述的充电保护电路，其特征在于，所述充电保护电路还包括第二二极管，所述第二二极管的阳极连接所述充电保护电路的输出端，所述第二二极管的阴极连接所述第三限流电阻的第一端。

7.如权利要求1所述的充电保护电路，其特征在于，所述充电保护电路还包括保护模块，所述保护模块包括保护芯片、第一NMOS管、第二NMOS管以及保险丝，所述电池模块的正输出端连接所述第一NMOS管的源极，所述第一NMOS管的漏极连接所述第二NMOS管的漏极，所述第二NMOS管的源极连接所述保险丝的第一端，所述保险丝的第二端连接所述第一PMOS管的漏极，所述保护芯片连接所述第一NMOS管的栅极、所述第一NMOS管的栅极以及所述电池模块中的每个电池。

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