CN216013994U - 硬件电池保护板逻辑控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了硬件电池保护板逻辑控制器，包括放电管、电池组、过温保护电路、过流、短路保护自锁回路和推挽驱动电路，放电管的漏极与电池组的放电负极接口电性连接，放电管的源极与过流、短路保护自锁回路的输入端电性连接，过流、短路保护自锁回路的输出端与过温保护电路和推挽驱动电路的输入端电性连接，推挽驱动电路的输出端与放电管的栅极电性连接。本实用新型防止在短路或者过流状态下反复开通或关断放电管，避免放电管反复承受大电流的冲击，减少对放电管因电流冲击产生的损伤，通过利用热敏电阻代替传统的触点温控开关减小PCB面积，提高产品的可靠性。

Description

硬件电池保护板逻辑控制器

技术领域

本实用新型涉及电池保护技术领域，具体为硬件电池保护板逻辑控制器。

背景技术

电池保护板，顾名思义，保护板主要是针对可充电电池(一般指锂电池)起保护作用的集成电路板。锂电池(可充型)之所以需要保护，是由它本身特性决定的。由于锂电池本身的材料决定了它不能被过充、过放、过流、短路及超高温充放电，因此锂电池锂电组件总会跟着一块带采样电阻的保护板和一片电流保险器出现。目前电池保护板分为硬件版和软件版两种，硬件版价格相对于软件版便宜，多用于电摩和电动工具，软件版因为参数调节灵活多用于储能方面，两种都具有过充、过放、过流、过温、短路保护功能，因纯硬件保护板没有带软件的保护板智能，当发生过流、短路现象时，电池管理芯片会输出关断信号来关断MOS 管，但关断后由于没了电流，电池管理芯片又会输出开启信号来开通MOS管。

但是如果过流一直存在，那么就会使电池管理芯片反复开启和关断MOS管，从而导致MOS管反复承受大电流的冲击，对MOS管产生极大损伤。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供硬件电池保护板逻辑控制器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：硬件电池保护板逻辑控制器，包括放电管、电池组、过温保护电路、过流、短路保护自锁回路和推挽驱动电路，所述放电管的漏极与所述电池组的放电负极接口电性连接，所述放电管的源极与所述过流、短路保护自锁回路的输入端电性连接，所述过流、短路保护自锁回路的输出端与所述过温保护电路和所述推挽驱动电路的输入端电性连接，所述推挽驱动电路的输出端与所述放电管的栅极电性连接。

进一步的，所述推挽驱动电路包括电阻R11，所述电阻R11与所述放电管的栅极电性连接，所述电阻R11串联有三极管Q2的发射极，所述三极管Q2的集电极电性连接有电阻R9，所述电阻R9并联有电阻R8，所述电阻R8电性连接有VCC 接口，所述三极管Q2的发射极电性连接有三极管Q3的集电极，所述三极管Q3 的发射极电性连接有接口B-，所述三极管Q3的基极电性连接有三极管Q4的集电极，所述三极管Q4的基极电性连接有电阻R10，所述三极管Q4的发射极与所述接口B-电性连接，保证此电路可以用于驱动放电管。

进一步的，所述过流、短路保护自锁回路包括二极管D2，所述所述二极管 D2与所述电阻R10电性连接，所述二极管D2并联有二极管D1，所述二极管D1 电性连接有OC接口，所述二极管D2电性连接有三极管Q1的集电极，所述三极管Q1的发射极电性连接有电容C2，所述电容C2与所述接口B-电性连接，所述电容C2并联有电阻R3，所述电阻R3并联有电阻R7，所述电阻R7串联有二极管 D3，所述二极管D3与所述二极管D2串联，所述三极管Q1的发射极电性连接有电阻R2，所述电阻R2与所述放电管的漏极电性连接，确保可在过流或短路时对此电路产生保护自锁功能。

进一步的，所述过温保护电路包括运算放大器U1，所述运算放大器U1的4 引脚与所述电阻R7串联，所述运算放大器U1的2引脚与所述接口B-串联，所述运算放大器U1的5引脚与所述VCC接口串联，所述运算放大器U1的1引脚串联有电阻R5，所述电阻R5串联有电阻NTC1，所述电阻NTC1并联有电容C3，所述电阻R5并联有电阻R4，所述电阻R4与所述VCC接口电性连接，所述运算放大器U1的3引脚并联有电阻R6，所述电阻R6与所述VCC接口电性连接，对电路产生过温保护作用。

进一步的，所述电池组包括放电正极接口和放电负极接口，所述接口B-与所述电池组的放电负极接口电性连接，保证电池组的正常供电。

进一步的，所述电阻NTC1为负温度系数热敏电阻，所述电阻NTC1与所述接口B-串联，电阻NTC1的电阻值随温度增大而减小，是一种传感器电阻，实现温度下降后电路自动恢复输出。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果是：

1、本实用新型通过设置过温保护电路、过流、短路保护自锁回路和推挽驱动电路，防止在短路或者过流状态下反复开通或关断放电管，避免放电管反复承受大电流的冲击，减少对放电管因电流冲击产生的损伤，通过利用热敏电阻代替传统的触点温控开关减小PCB面积，提高产品的可靠性。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型整体的电路图。

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做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。

请参阅图1，本实用新型提供技术方案：硬件电池保护板逻辑控制器，包括放电管、电池组、过温保护电路、过流、短路保护自锁回路和推挽驱动电路，所述放电管的漏极与所述电池组的放电负极接口电性连接，所述放电管的源极与所述过流、短路保护自锁回路的输入端电性连接，所述过流、短路保护自锁回路的输出端与所述过温保护电路和所述推挽驱动电路的输入端电性连接，所述推挽驱动电路的输出端与所述放电管的栅极电性连接。

所述推挽驱动电路包括电阻R11，所述电阻R11与所述放电管的栅极电性连接，所述电阻R11串联有三极管Q2的发射极，所述三极管Q2的集电极电性连接有电阻R9，所述电阻R9并联有电阻R8，所述电阻R8电性连接有VCC接口，所述三极管Q2的发射极电性连接有三极管Q3的集电极，所述三极管Q3的发射极电性连接有接口B-，所述三极管Q3的基极电性连接有三极管Q4的集电极，所述三极管Q4的基极电性连接有电阻R10，所述三极管Q4的发射极与所述接口B- 电性连接，保证此电路可以用于驱动放电管。

所述过流、短路保护自锁回路包括二极管D2，所述所述二极管D2与所述电阻R10电性连接，所述二极管D2并联有二极管D1，所述二极管D1电性连接有 OC接口，所述二极管D2电性连接有三极管Q1的集电极，所述三极管Q1的发射极电性连接有电容C2，所述电容C2与所述接口B-电性连接，所述电容C2并联有电阻R3，所述电阻R3并联有电阻R7，所述电阻R7串联有二极管D3，所述二极管D3与所述二极管D2串联，所述三极管Q1的发射极电性连接有电阻R2，所述电阻R2与所述放电管的漏极电性连接，确保可在过流或短路时对此电路产生保护自锁功能。

所述过温保护电路包括运算放大器U1，所述运算放大器U1的4引脚与所述电阻R7串联，所述运算放大器U1的2引脚与所述接口B-串联，所述运算放大器U1的5引脚与所述VCC接口串联，所述运算放大器U1的1引脚串联有电阻 R5，所述电阻R5串联有电阻NTC1，所述电阻NTC1并联有电容C3，所述电阻R5 并联有电阻R4，所述电阻R4与所述VCC接口电性连接，所述运算放大器U1的3 引脚并联有电阻R6，所述电阻R6与所述VCC接口电性连接，对电路产生过温保护作用。

所述电池组包括放电正极接口和放电负极接口，所述接口B-与所述电池组的放电负极接口电性连接，保证电池组的正常供电。

所述电阻NTC1为负温度系数热敏电阻，所述电阻NTC1与所述接口B-串联，电阻NTC1的电阻值随温度增大而减小，是一种传感器电阻，实现温度下降后电路自动恢复输出。

具体实施方式为：使用时，电阻R8、电阻R9、三极管Q2、三极管Q3组成推挽驱动电路，用于驱动放电管；当无任何保护信号时，三极管Q4基极无电压，三极管Q4处于截止状态，所以推挽驱动电路输出高电平驱动放电管，因此放电管被打开能正常放电；当外部过流时，电池管理芯片会输出高电平通过二极管 D1使三极管Q4导通，让推挽驱动电路输出低电平来关断放电管，达到过流保护的目的；过流保护状态锁定的原理是当放电管被关断，由于放电回路有负载，所以放电负极接口处有电压，此电压通过电阻R4、二极管D2使三极管Q4导通，让推挽驱动电路输出低电平来保持关断放电管，达到过流保护状态锁定的目的，若断开负载者使放电负极接口处没有电压，即无电流流过电阻R4和二极管D2，此时三极管Q4截止，所以推挽驱动电路输出高电平驱动放电管恢复放电；温度过温保护的原理是通过运算放大器U1的同相端和反相端做比较，根据比较结果输出高电平或者低电平；电阻R4和电阻R5分压得到一个参考电压连接到运算放大器U1的同相端，电阻R6和电阻NTC1(负温度系数)分压得到一个电压值连接到运算放大器U1的反相端，没有超温的情况下同相端电压小于反相端电压所以运算放大器U1输出低电平因此不影响输出，当温度过高时电阻NTC1电阻值变大，当分压点电压高于同相端参考电压时，运算放大器U1输出高电平，通过电阻R7和二极管D3S使三极管Q4导通，让推挽驱动电路输出低电平关断放电管，另一路通过电阻R3和三极管Q1控制状态保持信号，让过温时不能处于锁定状态，温度下降后要自动恢复输出，通过过温保护电路、过流、短路保护自锁回路和推挽驱动电路，防止在短路或者过流状态下反复开通或关断放电管，减少对放电管的冲击产生的损伤，通过利用热敏电阻代替传统的触点温控开关减小PCB面积，提高产品的可靠性。

本实用新型的工作原理：

参照说明书附图1，本实用新型通过设置过温保护电路、过流、短路保护自锁回路和推挽驱动电路，防止在短路或者过流状态下反复开通或关断放电管，减少对放电管的冲击产生的损伤，通过利用热敏电阻代替传统的触点温控开关减小 PCB面积，提高产品的可靠性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他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、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (6)

1.硬件电池保护板逻辑控制器，其特征在于：包括放电管、电池组、过温保护电路、过流、短路保护自锁回路和推挽驱动电路，所述放电管的漏极与所述电池组的放电负极接口电性连接，所述放电管的源极与所述过流、短路保护自锁回路的输入端电性连接，所述过流、短路保护自锁回路的输出端与所述过温保护电路和所述推挽驱动电路的输入端电性连接，所述推挽驱动电路的输出端与所述放电管的栅极电性连接。

2.根据权利要求1所述的硬件电池保护板逻辑控制器，其特征在于：所述推挽驱动电路包括电阻R11，所述电阻R11与所述放电管的栅极电性连接，所述电阻R11串联有三极管Q2的发射极，所述三极管Q2的集电极电性连接有电阻R9，所述电阻R9并联有电阻R8，所述电阻R8电性连接有VCC接口，所述三极管Q2的发射极电性连接有三极管Q3的集电极，所述三极管Q3的发射极电性连接有接口B-，所述三极管Q3的基极电性连接有三极管Q4的集电极，所述三极管Q4的基极电性连接有电阻R10，所述三极管Q4的发射极与所述接口B-电性连接。

3.根据权利要求2所述的硬件电池保护板逻辑控制器，其特征在于：所述过流、短路保护自锁回路包括二极管D2，所述二极管D2与所述电阻R10电性连接，所述二极管D2并联有二极管D1，所述二极管D1电性连接有OC接口，所述二极管D2电性连接有三极管Q1的集电极，所述三极管Q1的发射极电性连接有电容C2，所述电容C2与所述接口B-电性连接，所述电容C2并联有电阻R3，所述电阻R3并联有电阻R7，所述电阻R7串联有二极管D3，所述二极管D3与所述二极管D2串联，所述三极管Q1的发射极电性连接有电阻R2，所述电阻R2与所述放电管的漏极电性连接。

4.根据权利要求3所述的硬件电池保护板逻辑控制器，其特征在于：所述过温保护电路包括运算放大器U1，所述运算放大器U1的4引脚与所述电阻R7串联，所述运算放大器U1的2引脚与所述接口B-串联，所述运算放大器U1的5引脚与所述VCC接口串联，所述运算放大器U1的1引脚串联有电阻R5，所述电阻R5串联有电阻NTC1，所述电阻NTC1并联有电容C3，所述电阻R5并联有电阻R4，所述电阻R4与所述VCC接口电性连接，所述运算放大器U1的3引脚并联有电阻R6，所述电阻R6与所述VCC接口电性连接。

5.根据权利要求2所述的硬件电池保护板逻辑控制器，其特征在于：所述电池组包括放电正极接口和放电负极接口，所述接口B-与所述电池组的放电负极接口电性连接。

6.根据权利要求4所述的硬件电池保护板逻辑控制器，其特征在于：所述电阻NTC1为负温度系数热敏电阻，所述电阻NTC1与所述接口B-串联。

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