CN216215871U - 电池保护电路及电子装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种电池保护电路，包括：电压转换模块，当所述电池的输出电压大于预设阈值时，所述电压转换模块输出第一电压；控制信号输入模块，当所述控制开关被触发时，所述控制信号输入模块输出第二电压；系统控制模块，当所述系统控制模块同时接收到所述第一电压和所述第二电压时，所述系统控制模块输出系统启动信号。本申请实施例还提供一种电子装置。由此，本申请实施例提供的电池保护电路以及电子装置，可以在电池进入欠压保护状态时，切断电池对控制芯片的供电回路，当控制开关持续被触发时，电池也不会持续放电，减少了电池的功耗，同时延长了电池的使用寿命。

Description

电池保护电路及电子装置

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池保护电路及电子装置。

背景技术

随着消费类电子产品的快速发展，锂离子电池的应用也越来越多。目前，锂离子电池已经广泛地应用于移动电话、数码摄像机、电动车、吸尘器、扫地机器人以及无人机等电动设备中。

然而，在电池因过放电进入欠压保护状态时，由于用户的不当操作，可能导致控制电池进行放电的控制开关持续被触发而无法恢复，造成电池在欠压条件下仍然持续放电，上述情况在增加电池功耗的同时，还将缩短锂离子电池的使用寿命。

实用新型内容

鉴于以上问题，本申请实施例提供一种电池保护电路及电子装置，可以在电池进入欠压保护状态时，切断电池对控制芯片的供电回路，当控制开关持续被触发时，电池也不会持续放电，减少了电池的功耗，同时延长了电池的使用寿命。

本申请实施例的第一方面提供一种电池保护电路，所述电池保护电路包括：电压转换模块，电连接于电池，当所述电池的输出电压大于预设阈值时，所述电压转换模块输出第一电压；控制信号输入模块，电连接于控制开关，当所述控制开关被触发时，所述控制信号输入模块输出第二电压；系统控制模块，所述系统控制模块电连接于所述电压转换模块和所述控制信号输入模块，当所述系统控制模块同时接收到所述第一电压和所述第二电压时，所述系统控制模块输出系统启动信号。

可选地，所述系统控制模块电连接于控制芯片，所述控制芯片电连接与所述电池，当所述控制芯片接收到所述系统启动信号时，所述控制芯片控制所述电池放电。

可选地，所述电压转换模块包括二极管，所述二极管的阴极接收所述电池的输出电压，所述二极管的阳极电连接于所述系统控制模块。

可选地，所述系统控制模块包括第一开关，所述第一开关的第一端电连接于所述控制信号输入模块，所述第一开关的第二端电连接于所述二极管的阳极。

可选地，所述第一开关为P沟道的MOS管，所述第一开关的第一端为MOS管的漏极，所述第一开关的第二端为MOS管的栅极。

可选地，所述电池保护电路还包括信号转换电路，所述信号转换电路用于将所述系统启动信号转换为高电平信号或者低电平信号。

可选地，所述信号转换电路包括第二开关，所述第二开关的第一端电连接于所述第一开关的第三端，所述第二开关的第二端接地，所述第二开关的第三端电连接于所述控制芯片。

可选地，当所述第一开关的第一端接收到所述第二电压时，所述第一开关导通所述第一开关的第二端与所述第一开关的第三端之间的电连接。

可选地，当所述第二开关的第一端接收到所述第二电平的所述系统启动信号时，所述第二开关导通所述第二开关的第二端与所述第二开关的第三端之间的电连接。

本申请实施例的第二方面提供一种电子装置，所述电子装置包括电池；以及上述任一项所述的电池保护电路。

由此，本申请实施例提供的电池保护电路及电子装置，可以在电池进入欠压保护状态时，切断电池对控制芯片的供电回路，当控制开关持续被触发时，电池也不会持续放电，减少了电池的功耗，同时延长了电池的使用寿命。

附图说明

图1为本申请的一个实施例提供的电子装置的示意图。

图2为本申请的实施例1提供的电池保护电路的电路框图。

图3为图2中电池保护电路的电路图。

图4为本申请的实施例2提供的电池保护电路的电路框图。

图5为图4中电池保护电路的电路图。

图6为图4中电池保护电路的电路测试示意图。

主要元件符号说明

电池保护电路 10、14

控制芯片 11

电池 12

控制开关 13

电子装置 15

电压转换模块 101

控制信号输入模块 102

系统控制模块 103

信号转换模块 104

二极管 DZ1

电阻 R1、R2、R3、R4

电容 C1、C2

PMOS管 Q1

测试点 T1、T2、T3

三极管 Q2

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。

具体实施方式

本申请实施例中，“第一”、“第二”等词汇，仅是用于区别不同的对象，不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。例如，第一应用、第二应用等是用于区别不同的应用，而不是用于描述应用的特定顺序，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

请参阅图1，图1为本申请的一个实施例提供的电子装置15的示意图。如图1所示，电子装置15可以包括电池保护电路10、控制芯片11、电池12、控制开关13。

电池保护电路10可以电连接于控制芯片11、电池12以及控制开关13，所述电池12可以对所述控制芯片11供电。

在一些实施例中，当所述控制开关13被触发，且所述电池保护电路10检测到所述电池12的输出电压大于预设阈值时，所述电池保护电路10可以输出系统启动信号到所述控制芯片11，所述控制芯片11可以根据该系统启动信号控制所述电池12的状态，例如，控制芯片11可以根据该系统启动信号控制所述电池12进行放电。

在一些实施例中，当所述电池保护电路10检测到所述电池12的输出电压小于或等于预设阈值时，所述电池保护电路10可以断开与所述控制芯片11的电连接，且所述电池保护电路10不再输出系统启动信号，此时控制芯片11不再控制所述电池12进行放电。

需要说明的是，所述预设阈值可以根据实际使用情况灵活设定，本申请实施例在此不做任何限定。

实施例1

请参阅图2，本申请的实施例1提供的电池保护电路10包括电压转换模块101、控制信号输入模块102、系统控制模块103。

本实施例中，所述电压转换模块101电连接于电池12，用于接收所述电池12的输出电压，当所述输出电压大于所述预设阈值时，所述电压转换模块101可以输出第一电压到所述系统控制模块103。

所述控制信号输入模块102电连接于控制开关13，用于根据所述控制开关13的触发状态输出第二电压到所述系统控制模块103。

在一些实施例中，所述控制开关13可以为触摸开关、手控按钮、拨动按键、转动旋钮等，所述控制开关13至少包括触发与非触发两种状态，所述触发是指所述控制开关13处于闭合状态，所述非触发是指所述控制开关13处于断开状态。

所述系统控制模块103电连接于所述电压转换模块101、所述控制信号输入模块102与控制芯片11，当所述系统控制模块103接收到所述第一电压与所述第二电压时，所述系统控制模块103输出系统控制信号到所述控制芯片11。

所述控制芯片11电连接于所述电池12，所述控制芯片11可以根据所述系统控制信号控制所述电池12进行放电。

在一些实施例中，所述控制芯片11可以是微控制单元(Micro Controller Unit，MCU)。

请参阅图3，本申请实施例1提供的电池保护电路10中，电压转换模块101包括二极管DZ1、电阻R1，控制信号输入模块102包括电容C1、电容C2、电阻R2，系统控制模块103包括PMOS管Q1。

所述二极管DZ1的阴极电连接于电池12，所述二极管DZ1的阳极电连接于所述电阻R1的第一端与所述PMOS管Q1的源极，所述电阻R1的第二端电连接于所述PMOS管Q1的栅极与所述电阻R2的第一端，所述PMOS管Q1的漏极电连接于所述控制芯片11，所述电阻R2的第二端电连接于所述控制开关13、电容C1的第一端，电容C1的第二端电连接于电容C2的第一端，电容C2的第二端接地。

可以理解，所述控制开关13可以根据其状态(例如，触发或非触发)输出控制信号到所述控制信号输入模块102，所述电容C1与电容C2可以对所述控制信号进行滤波，提高所述控制信号的稳定性，从而提高控制信号输入模块102的工作稳定性。

当所述电池12处于正常放电状态时，所述电池12的输出电压大于预设阈值，所述二极管DZ1被反向击穿，所述二极管DZ1的阳极输出第一电压到所述PMOS管Q1的源极。

需要说明的是，所述反向击穿是指电击穿，不会损坏所述二极管DZ1，当所述电池12的输出电压小于或等于预设阈值时，所述二极管DZ1可以恢复单向导电性。

当所述控制开关13被触发时，所述电阻R2的第一端电压被下拉至低电平，所述控制信号输入模块102输出第二电压，所述PMOS管Q1的栅极电压也被下拉到低电平，所述PMOS管Q1导通，并从漏极输出系统启动信号到所述控制芯片11，所述控制芯片11可以根据所述系统启动信号控制所述电池12进行放电。

当所述电池12持续放电时，其输出电压减小，当所述电池12的输出电压小于或等于所述预设阈值时，所述预设阈值小于所述二极管DZ1的击穿电压，则所述电池12的输出电压不足以反向击穿所述二极管DZ1，所述二极管DZ1的阳极不再输出第一电压到所述PMOS管Q1的源极。此时，无论所述控制开关13的状态是否为触发，所述PMOS管Q1是否导通，由于所述PMOS管Q1的源极未接收到所述第一电压，因此所述PMOS管Q1不再从漏极输出系统启动信号，或输出低电平的系统启动信号，当所述控制芯片11没有接收到所述系统启动信号时，或接收到所述低电平的系统启动信号时，所述控制芯片11可以控制电池12中止放电，实现对电池12的欠压放电保护。

实施例2

请参阅图4，本申请的实施例2提供的电池保护电路14与实施例1提供的电池保护电路10的区别在于：电池保护电路14还包括信号转换模块104。

所述信号转换模块104电连接于系统控制模块103与控制芯片11，当所述系统控制模块103输出系统启动信号时，所述信号转换模块104用于将所述系统启动信号转换为高电平信号或低电平信号。

具体地，对于不同的所述控制芯片11来说，所述控制芯片11可以根据高电平的系统启动信号控制所述电池12进行放电，也可以根据低电平的系统启动信号控制所述电池12进行放电。在本申请的实施例1中，当所述电池12处于正常放电状态时，所述PMOS管Q1的漏极可以输出高电平的系统启动信号，控制芯片11根据高电平的系统启动信号控制所述电池12进行放电；在本实施例中，当所述电池12处于正常放电状态时，所述PMOS管Q1的漏极可以输出高电平的系统启动信号，所述信号转换模块104可以将所述高电平的系统启动信号转换为低电平信号，控制芯片11根据低电平的系统启动信号控制所述电池12进行放电；当所述电池12处于欠压放电状态时，所述PMOS管Q1的漏极可以输出高电平的系统启动信号，所述信号转换模块104可以将所述高电平的系统启动信号转换为低电平信号，控制芯片11根据低电平的系统启动信号控制所述电池12进行放电；

请一并参阅图5，本实施例中，所述信号转换模块104包括电阻R3、电阻R4、三极管Q2，电阻R3的第一端电连接于PMOS管Q1的漏极，电阻R3的第二端电连接于电阻R4的第一端与三极管Q2的基极，电阻R4的第二端接地，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极电连接于控制芯片11。

当所述电池12处于正常放电状态时，所述PMOS管Q1的漏极输出高电平的系统启动信号，三极管Q2的基极电压为高电平，三极管Q2导通，此时三极管Q2的集电极电压被下拉到地，即三极管Q2的集电极输出低电平的系统启动信号。

当所述电池12处于欠压放电状态时，所述PMOS管Q1的漏极可以输出低电平的系统启动信号，三极管Q2的基极电压为低电平，三极管Q2断开，此时三极管Q2的集电极悬空，当所述三极管Q2的集电极悬空电压为高电平时，所述三极管Q2的集电极输出高电平的系统启动信号。

可以理解，本申请实施例提供的电池保护电路10与电池保护电路14，可以在电池12欠压放电的情况下，且当控制开关13持续被触发时，通过控制芯片11来控制电池12中止放电，实现了对电池12的欠压放电保护，同时，可以针对不同的控制芯片11输出不同电平的系统启动信号，以实现控制芯片11对电池12的放电控制，减少了电池的功耗，同时延长了电池的使用寿命。

请参阅图6，示出了本申请实施例2提供的电池保护电路14的测试图，如图6所示，测试人员可以将测试点T1设置于二极管DZ1的阳极处，以对电压转换模块101的工作状态进行测试，将测试点T2与测试点T3分别设置于三极管Q2的基极与三极管Q2的集电极处，以对系统控制模块103与信号转换模块104的工作状态进行测试。

具体地，测试人员可以将电池12的输出电压设置为14V，将预设阈值设置为15V，所述输出电压小于所述预设阈值，所述电池12处于欠压放电状态，测试人员可以使用测量器件(例如，万用表)测量测试点T1的电压值，并记为第一测试电压，接着，测试人员可以将电池12的输出电压设置为16V，此时，电池12的输出电压大于所述第一阈值，处于正常放电状态，测试人员可以使用测量器件(例如，万用表)再次测量测试点T1的电压值，并记为第二测试电压，若所述第一测试电压为0V，且第二测试电压为二极管DZ1的击穿电压值，则二极管DZ1工作状态正常，电压转换模块101工作状态正常。

此时，测试人员可以使用测量器件测量测试点T2的电压值，并记为第三测试电压，接着，测试人员可以触发所述控制开关13，并使用测量器件测量测试点T2的电压值，记为第四测试电压，若所述第三测试电压为低电平，所述第四测试电压为高电平，则PMOS管Q1工作状态正常，所述系统控制模块103与控制信号输入模块102工作状态正常。

接着，测试人员可以切断电池12的输出电压，并在测试点T2处连接外部电源，所述外部电源可以提供5V电压与10mA电流，测试人员可以使用测量器件测量测试点T3处的电压值、测试点T3与地之间的电阻值，分别记为第五测试电压与第一测试电阻，此时，测试人员可以断开测试点T2与外部电源的连接，再次测量测试点T3处的电压值、测试点T3与地之间的电阻值，分别记为第六测试电压与第二测试电阻，若第五测试电压为低电平，第六测试电压为高电平，第一测试电阻为0欧姆，第二测试电阻为无穷大，则三极管Q2工作状态正常，所述信号转换模块104工作状态正常。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本申请，而并非用作为对本申请的限定，只要在本申请的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本申请要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种电池保护电路，其特征在于，所述电池保护电路包括：

电压转换模块，电连接于电池，当所述电池的输出电压大于预设阈值时，所述电压转换模块输出第一电压；

控制信号输入模块，电连接于控制开关，当所述控制开关被触发时，所述控制信号输入模块输出第二电压；

系统控制模块，所述系统控制模块电连接于所述电压转换模块和所述控制信号输入模块，当所述系统控制模块同时接收到所述第一电压和所述第二电压时，所述系统控制模块输出系统启动信号。

2.如权利要求1所述的电池保护电路，其特征在于：

所述系统控制模块电连接于控制芯片，所述控制芯片电连接与所述电池，当所述控制芯片接收到所述系统启动信号时，所述控制芯片控制所述电池放电。

3.如权利要求2所述的电池保护电路，其特征在于：

所述电压转换模块包括二极管，所述二极管的阴极接收所述电池的输出电压，所述二极管的阳极电连接于所述系统控制模块。

4.如权利要求3所述的电池保护电路，其特征在于：

所述系统控制模块包括第一开关，所述第一开关的第一端电连接于所述控制信号输入模块，所述第一开关的第二端电连接于所述二极管的阳极。

5.如权利要求4所述的电池保护电路，其特征在于：

所述第一开关为P沟道的MOS管，所述第一开关的第一端为MOS管的漏极，所述第一开关的第二端为MOS管的栅极。

6.如权利要求5所述的电池保护电路，其特征在于：所述电池保护电路还包括信号转换电路，所述信号转换电路用于将所述系统启动信号转换为高电平信号或者低电平信号。

7.如权利要求6所述的电池保护电路，其特征在于：

所述信号转换电路包括第二开关，所述第二开关的第一端电连接于所述第一开关的第三端，所述第二开关的第二端接地，所述第二开关的第三端电连接于所述控制芯片。

8.如权利要求7所述的电池保护电路，其特征在于：

当所述第一开关的第一端接收到所述第二电压时，所述第一开关导通所述第一开关的第二端与所述第一开关的第三端之间的电连接。

9.如权利要求8所述的电池保护电路，其特征在于：

当所述第二开关的第一端接收到所述系统启动信号时，所述第二开关导通所述第二开关的第二端与所述第二开关的第三端之间的电连接。

10.一种电子装置，其特征在于，所述电子装置包括：

电池；以及

如权利要求1-9任一项所述的电池保护电路。

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