CN214626465U - 一种用于12.6v三串锂电池包的最小配置型保护板 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于12.6V三串锂电池包的最小配置型保护板，包括：控制芯片，所述控制芯片的电源负极输入管脚GND管脚与电源正极输入管脚VCC管脚配合使用为所述控制芯片提供电源。通过上述方式，本实用新型用于12.6V三串锂电池包的最小配置型保护板通过采用新型保护板用于三串锂电池包的保护，可实现多级电流保护、温度保护、反向保护、稳压保护等多重保护功能，在确保上述功能实现的情况下将延时电路内置于控制芯片内部，降低了由于元器件误差导致的延时时间浮动，同时简化了整体系统，降低成本的同时可将整套系统应用于小空间的场所，在用于12.6V三串锂电池包的最小配置型保护板的普及上有着广泛的市场前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及锂电池保护领域，特别是涉及一种用于12.6V三串锂电池包的最小配置型保护板。
背景技术
当今锂电行业中，锂电保护板是保证一枚锂电池使用寿命的重要保障，基本保护功能为高压保护、低压保护、过电流保护三大保护功能，当前的世面产品中多数产品存在故障率高、电路复杂、缺少另一些会影响电池使用寿命以及使用安全的保护功能等缺点，如高温保护，低温保护，反向保护等功能，不利于有效保护锂电池。另外，当前的世面产品中针对三串锂电池包的保护装置大多存在故障率高、电路复杂、高度差等缺点，不能应用于小型用电器件。
实用新型内容
本实用新型主要解决的技术问题是提供一种用于12.6V三串锂电池包的最小配置型保护板，通过采用新型保护板用于三串锂电池包的保护，可实现多级电流保护、温度保护、反向保护、稳压保护等多重保护功能，在确保上述功能实现的情况下将延时电路内置于控制芯片内部，降低了由于元器件误差导致的延时时间浮动，同时简化了整体系统，降低成本的同时可将整套系统应用于小空间的场所，在用于12.6V三串锂电池包的最小配置型保护板的普及上有着广泛的市场前景。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于12.6V三串锂电池包的最小配置型保护板，所述12.6V三串锂电池包包括第一锂电池、第二锂电池和第三锂电池，所述第一锂电池、第二锂电池、第三锂电池依次串联，所述保护板包括：控制芯片，
所述控制芯片的电源正极输入管脚VCC管脚依次通过功耗电阻R5、上电防反接二极管D1电性连接所述第三锂电池的正极端，所述功耗电阻R5用于防止大电流进入所述控制芯片损坏内部集成电路，所述控制芯片的电源正极输入管脚VCC管脚通过稳压电容C1电性连接所述第一锂电池的负极端，所述稳压电容C1用于放电时稳定输出电压、防止产生误保护，
所述控制芯片的电源负极输入管脚GND管脚与所述电源正极输入管脚VCC管脚配合使用为所述控制芯片提供电源，
所述控制芯片的电池电压输入管脚VC3管脚通过功耗电阻R6电性连接所述第三锂电池的正极端，所述功耗电阻R6用于防止大电流进入所述控制芯片损坏内部集成电路，所述控制芯片的电池电压输入管脚VC3管脚通过滤波电容C2电性连接所述第一锂电池的负极端，所述滤波电容C2使进入所述控制芯片的电压信号更加平滑，
所述控制芯片的电池电压输入管脚VC2管脚通过功耗电阻R7电性连接所述第二锂电池的正极端，所述功耗电阻R7用于防止大电流进入所述控制芯片损坏内部集成电路，所述控制芯片的电池电压输入管脚VC2管脚通过滤波电容C3电性连接所述第一锂电池的负极端，所述滤波电容C3使进入所述控制芯片的电压信号更加平滑，
所述控制芯片的电池电压输入管脚VC1管脚通过功耗电阻R8电性连接所述第一锂电池的正极端，所述功耗电阻R8用于防止大电流进入所述控制芯片损坏内部集成电路，所述控制芯片的电池电压输入管脚VC1管脚通过滤波电容C4电性连接所述第一锂电池的负极端，所述滤波电容C4使进入所述控制芯片的电压信号更加平滑，
所述控制芯片的DO管脚通过下拉电阻R3电性连接放电MOS管Q2的G极，下拉电阻R3在发生保护或解除保护时将DO管脚的电压拉低到负极，放电MOS管Q2的S极电性连接所述控制芯片的电流检测管脚VI N管脚，所述控制芯片的CO管脚电性连接充电MOS管Q1的G极，放电MOS管Q2的D极电性连接充电MOS管Q2的S极，充电MOS管Q1的G极通过下拉电阻R2电性连接充电MOS管Q1的D极，下拉电阻R2在发生保护或解除保护时将CO管脚的电压拉低到负极，
所述控制芯片的电流检测管脚VI N管脚通过Ren合金电阻Rsn电性连接所述电源负极输入管脚GND管脚，当电流经过所述Ren合金电阻Rsn时产生压降，由电流检测管脚VI N管脚采集压降参数并对比设定值Z、设定值P，当压降达到设定值Z并持续一段时间后，视为发生过电流现象，当压降达到设定值P时视为发生短路现象，DO管脚由高电平切换至高阻态关断放电MOS管Q2，
所述电池电压输入管脚VC3管脚、所述电池电压输入管脚VC2管脚、电池电压输入管脚VC1管脚分别对所述第三锂电池、所述第二锂电池、所述第一锂电池进行采样，采样电压信号经由所述控制芯片内部的逻辑电路进行电压比较：
当电压处于设定值X至设定值Y的区间内时，所述控制芯片的DO管脚与CO管脚输出高电平，DO管脚控制放电MOS管Q2打开，CO管脚控制充电MOS管Q1打开，
当电压低于设定值X一定时间后视为低压保护，当电压高于设定值Y一定时间后视为高压保护，DO管脚由高电平切换至高阻态，关断放电MOS管Q2，CO管脚由高电平切换至高阻态，关断充电MOS管Q1，
所述控制芯片的温度检测管脚NTC管脚通过热敏电阻NTC电性连接所述电源负极输入管脚GND管脚，当温度升高、热敏电阻NTC的阻值等于或低于设定值Q时，视为发生过热现象，CO管脚由高电平切换至高阻态、关断充电MOS管Q1，DO管脚由高电平切换至高阻态、关断放电MOS管Q2,当温度降低、热敏电阻NTC的阻值回升高于设定值Q时解除过热保护，
所述控制芯片的充电器检测管脚VM管脚通过下拉电阻R1电性连接充电MOS管Q1的D极，所述下拉电阻R1在发生保护或接触保护时将VM管脚电压拉低到负极，充电器检测管脚VM管脚采集压降数据并对比预设值W,当充电器或负载接入后，电流经过充电MOS管Q1后产生压降，当检测到有压降产生时视为负载接入，当压降达到预设值W时视为充电器接入，
所述保护板的正极电性连接所述第三锂电池的正极端，所述保护板的负极通过电压快恢复二极管D2电性连接充电MOS管Q1的D极，
锂电池的充放电装置的负极电性连接充电MOS管Q1的S极。
在本实用新型一个较佳实施例中，所述保护板的保护延时时间由所述控制芯片内置电路控制。
本实用新型的有益效果是：本实用新型用于12.6V三串锂电池包的最小配置型保护板通过采用新型保护板用于三串锂电池包的保护，可实现多级电流保护、温度保护、反向保护、稳压保护等多重保护功能，在确保上述功能实现的情况下将延时电路内置于控制芯片内部，降低了由于元器件误差导致的延时时间浮动，同时简化了整体系统，降低成本的同时可将整套系统应用于小空间的场所，在用于12.6V三串锂电池包的最小配置型保护板的普及上有着广泛的市场前景。
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它的附图，其中：
图1是本实用新型的用于12.6V三串锂电池包的最小配置型保护板一较佳实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，本实用新型实施例包括：
一种用于12.6V三串锂电池包的最小配置型保护板，所述12.6V三串锂电池包包括第一锂电池、第二锂电池和第三锂电池，所述第一锂电池、第二锂电池、第三锂电池依次串联。
所述保护板包括：控制芯片，
所述控制芯片的电源正极输入管脚VCC管脚依次通过功耗电阻R5、上电防反接二极管D1电性连接所述第三锂电池的正极端，所述功耗电阻R5用于防止大电流进入所述控制芯片损坏内部集成电路，所述控制芯片的电源正极输入管脚VCC管脚通过稳压电容C1电性连接所述第一锂电池的负极端，所述稳压电容C1用于放电时稳定输出电压、防止产生误保护，
所述控制芯片的电源负极输入管脚GND管脚与所述电源正极输入管脚VCC管脚配合使用为所述控制芯片提供电源，
所述控制芯片的电池电压输入管脚VC3管脚通过功耗电阻R6电性连接所述第三锂电池的正极端，所述功耗电阻R6用于防止大电流进入所述控制芯片损坏内部集成电路，所述控制芯片的电池电压输入管脚VC3管脚通过滤波电容C2电性连接所述第一锂电池的负极端，所述滤波电容C2使进入所述控制芯片的电压信号更加平滑，
所述控制芯片的电池电压输入管脚VC2管脚通过功耗电阻R7电性连接所述第二锂电池的正极端，所述功耗电阻R7用于防止大电流进入所述控制芯片损坏内部集成电路，所述控制芯片的电池电压输入管脚VC2管脚通过滤波电容C3电性连接所述第一锂电池的负极端，所述滤波电容C3使进入所述控制芯片的电压信号更加平滑，
所述控制芯片的电池电压输入管脚VC1管脚通过功耗电阻R8电性连接所述第一锂电池的正极端，所述功耗电阻R8用于防止大电流进入所述控制芯片损坏内部集成电路，所述控制芯片的电池电压输入管脚VC1管脚通过滤波电容C4电性连接所述第一锂电池的负极端，所述滤波电容C4使进入所述控制芯片的电压信号更加平滑，
所述控制芯片的DO管脚通过下拉电阻R3电性连接放电MOS管Q2的G极，下拉电阻R3在发生保护或解除保护时将DO管脚的电压拉低到负极，放电MOS管Q2的S极电性连接所述控制芯片的电流检测管脚VI N管脚，所述控制芯片的CO管脚电性连接充电MOS管Q1的G极，放电MOS管Q2的D极电性连接充电MOS管Q2的S极，充电MOS管Q1的G极通过下拉电阻R2电性连接充电MOS管Q1的D极，下拉电阻R2在发生保护或解除保护时将CO管脚的电压拉低到负极，
所述控制芯片的电流检测管脚VI N管脚通过Ren合金电阻Rsn电性连接所述电源负极输入管脚GND管脚，当电流经过所述Ren合金电阻Rsn时产生压降，由电流检测管脚VI N管脚采集压降参数并对比设定值Z、设定值P，当压降达到设定值Z并持续一段时间后，视为发生过电流现象，当压降达到设定值P时视为发生短路现象，DO管脚由高电平切换至高阻态关断放电MOS管Q2，
所述电池电压输入管脚VC3管脚、所述电池电压输入管脚VC2管脚、电池电压输入管脚VC1管脚分别对所述第三锂电池、所述第二锂电池、所述第一锂电池进行采样，采样电压信号经由所述控制芯片内部的逻辑电路进行电压比较：
当电压处于设定值X至设定值Y的区间内时，所述控制芯片的DO管脚与CO管脚输出高电平，DO管脚控制放电MOS管Q2打开，CO管脚控制充电MOS管Q1打开，
当电压低于设定值X一定时间后视为低压保护，当电压高于设定值Y一定时间后视为高压保护，DO管脚由高电平切换至高阻态，关断放电MOS管Q2，CO管脚由高电平切换至高阻态，关断充电MOS管Q1，
所述控制芯片的温度检测管脚NTC管脚通过热敏电阻NTC电性连接所述电源负极输入管脚GND管脚，当温度升高、热敏电阻NTC的阻值等于或低于设定值Q时，视为发生过热现象，CO管脚由高电平切换至高阻态、关断充电MOS管Q1，DO管脚由高电平切换至高阻态、关断放电MOS管Q2,当温度降低、热敏电阻NTC的阻值回升高于设定值Q时解除过热保护，
所述控制芯片的充电器检测管脚VM管脚通过下拉电阻R1电性连接充电MOS管Q1的D极，所述下拉电阻R1在发生保护或接触保护时将VM管脚电压拉低到负极，充电器检测管脚VM管脚采集压降数据并对比预设值W,当充电器或负载接入后，电流经过充电MOS管Q1后产生压降，当检测到有压降产生时视为负载接入，当压降达到预设值W时视为充电器接入，
所述保护板的正极电性连接所述第三锂电池的正极端，所述保护板的负极通过电压快恢复二极管D2电性连接充电MOS管Q1的D极，
锂电池的充放电装置的负极电性连接充电MOS管Q1的S极。
优选地，所述保护板的保护延时时间由所述控制芯片内置电路控制。
多级电流保护功能：由于电机启动时扭矩大、电流大,瞬间产生的大电流极易使市面上的普通产品进入过电流保护状态,本技术方案采用一级电流延时设计，可以避免电机启动时的大电流使产品进入误保护状态，同时二级电流阈值又能对于电机发生短路现象时进行更快速的保护响应。
温度保护功能：利用温控电阻的阻值随温度变化特性，实时采集环境温度，当发生过温现象时关断放电回路，以保护电池、延长电池寿命。
反向保护功能:利用二极管的单向导通特性，当用户将输入端正负极反接时，上电防反接二极管D1处于不导通状态，此时控制芯片不能工作，以此保证电流不会进入电路板中，保证产品的安全性。
稳压保护功能：在锂电池包两端并联一颗容值较大的电容，不放电时锂电池包为这颗电容充电，当发生放电时，放出电容中储存的电荷，稳定锂电池包输出电压，防止由于启动瞬间的大电流将锂电池包电压拉低从而导致锂电池包进入低压误保护状态。
超小系统：本技术方案在确保上述功能实现的情况下将延时电路内置于控制芯片内部，降低了由于元器件误差导致的延时时间浮动，同时简化了整体系统，降低成本的同时可将整套系统应用于小空间的场所。
本实用新型用于12.6V三串锂电池包的最小配置型保护板的有益效果是：
通过采用新型保护板用于三串锂电池包的保护，可实现多级电流保护、温度保护、反向保护、稳压保护等多重保护功能，在确保上述功能实现的情况下将延时电路内置于控制芯片内部，降低了由于元器件误差导致的延时时间浮动，同时简化了整体系统，降低成本的同时可将整套系统应用于小空间的场所。
以上所述仅为本实用新型的实施例，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，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (2)
1.一种用于12.6V三串锂电池包的最小配置型保护板，所述12.6V三串锂电池包包括第一锂电池、第二锂电池和第三锂电池，所述第一锂电池、第二锂电池、第三锂电池依次串联，其特征在于，所述保护板包括：控制芯片，
所述控制芯片的电源正极输入管脚VCC管脚依次通过功耗电阻R5、上电防反接二极管D1电性连接所述第三锂电池的正极端，所述功耗电阻R5用于防止大电流进入所述控制芯片损坏内部集成电路，所述控制芯片的电源正极输入管脚VCC管脚通过稳压电容C1电性连接所述第一锂电池的负极端，所述稳压电容C1用于放电时稳定输出电压、防止产生误保护，
所述控制芯片的电源负极输入管脚GND管脚与所述电源正极输入管脚VCC管脚配合使用为所述控制芯片提供电源，
所述控制芯片的电池电压输入管脚VC3管脚通过功耗电阻R6电性连接所述第三锂电池的正极端，所述功耗电阻R6用于防止大电流进入所述控制芯片损坏内部集成电路，所述控制芯片的电池电压输入管脚VC3管脚通过滤波电容C2电性连接所述第一锂电池的负极端，所述滤波电容C2使进入所述控制芯片的电压信号更加平滑，
所述控制芯片的电池电压输入管脚VC2管脚通过功耗电阻R7电性连接所述第二锂电池的正极端，所述功耗电阻R7用于防止大电流进入所述控制芯片损坏内部集成电路，所述控制芯片的电池电压输入管脚VC2管脚通过滤波电容C3电性连接所述第一锂电池的负极端，所述滤波电容C3使进入所述控制芯片的电压信号更加平滑，
所述控制芯片的电池电压输入管脚VC1管脚通过功耗电阻R8电性连接所述第一锂电池的正极端，所述功耗电阻R8用于防止大电流进入所述控制芯片损坏内部集成电路，所述控制芯片的电池电压输入管脚VC1管脚通过滤波电容C4电性连接所述第一锂电池的负极端，所述滤波电容C4使进入所述控制芯片的电压信号更加平滑，
所述控制芯片的DO管脚通过下拉电阻R3电性连接放电MOS管Q2的G极，下拉电阻R3在发生保护或解除保护时将DO管脚的电压拉低到负极，放电MOS管Q2的S极电性连接所述控制芯片的电流检测管脚VIN管脚，所述控制芯片的CO管脚电性连接充电MOS管Q1的G极，放电MOS管Q2的D极电性连接充电MOS管Q2的S极，充电MOS管Q1的G极通过下拉电阻R2电性连接充电MOS管Q1的D极，下拉电阻R2在发生保护或解除保护时将CO管脚的电压拉低到负极，
所述控制芯片的电流检测管脚VIN管脚通过Ren合金电阻Rsn电性连接所述电源负极输入管脚GND管脚，当电流经过所述Ren合金电阻Rsn时产生压降，由电流检测管脚VIN管脚采集压降参数并对比设定值Z、设定值P，当压降达到设定值Z并持续一段时间后，视为发生过电流现象，当压降达到设定值P时视为发生短路现象，DO管脚由高电平切换至高阻态关断放电MOS管Q2，
所述电池电压输入管脚VC3管脚、所述电池电压输入管脚VC2管脚、电池电压输入管脚VC1管脚分别对所述第三锂电池、所述第二锂电池、所述第一锂电池进行采样，采样电压信号经由所述控制芯片内部的逻辑电路进行电压比较：
当电压处于设定值X至设定值Y的区间内时，所述控制芯片的DO管脚与CO管脚输出高电平，DO管脚控制放电MOS管Q2打开，CO管脚控制充电MOS管Q1打开，
当电压低于设定值X一定时间后视为低压保护，当电压高于设定值Y一定时间后视为高压保护，DO管脚由高电平切换至高阻态，关断放电MOS管Q2，CO管脚由高电平切换至高阻态，关断充电MOS管Q1，
所述控制芯片的温度检测管脚NTC管脚通过热敏电阻NTC电性连接所述电源负极输入管脚GND管脚，当温度升高、热敏电阻NTC的阻值等于或低于设定值Q时，视为发生过热现象，CO管脚由高电平切换至高阻态、关断充电MOS管Q1，DO管脚由高电平切换至高阻态、关断放电MOS管Q2,当温度降低、热敏电阻NTC的阻值回升高于设定值Q时解除过热保护，
所述控制芯片的充电器检测管脚VM管脚通过下拉电阻R1电性连接充电MOS管Q1的D极，所述下拉电阻R1在发生保护或接触保护时将VM管脚电压拉低到负极，充电器检测管脚VM管脚采集压降数据并对比预设值W,当充电器或负载接入后，电流经过充电MOS管Q1后产生压降，当检测到有压降产生时视为负载接入，当压降达到预设值W时视为充电器接入，
所述保护板的正极电性连接所述第三锂电池的正极端，所述保护板的负极通过电压快恢复二极管D2电性连接充电MOS管Q1的D极，
锂电池的充放电装置的负极电性连接充电MOS管Q1的S极。
2.根据权利要求1所述的用于12.6V三串锂电池包的最小配置型保护板，其特征在于，所述保护板的保护延时时间由所述控制芯片内置电路控制。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN115622171A (zh) * | 2022-09-15 | 2023-01-17 | 湖北钛时代新能源有限公司 | 单体钛酸锂电池的保护电路及保护电路板 |
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2021
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|---|---|---|---|---|
| CN115622171A (zh) * | 2022-09-15 | 2023-01-17 | 湖北钛时代新能源有限公司 | 单体钛酸锂电池的保护电路及保护电路板 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: Room 302, Unit 1, Building 8, No. 658 Dongshan Street, Tangxi Town, Wucheng District, Jinhua City, Zhejiang Province, 321000 Patentee after: Jinhua Jinghong Technology Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 321200 north side of Yongwu second line, Jinsi village, Tongqin Town, Wuyi County, Jinhua City, Zhejiang Province (in Wuyi Wangchun Hardware Tools Co., Ltd.) (self declaration) Patentee before: Wuyi Jinghong Electronic Technology Co.,Ltd. Country or region before: China |
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| CP03 | Change of name, title or address |