CN216564565U

CN216564565U - 电池过放保护电路、电池管理控制系统和电子设备

Info

Publication number: CN216564565U
Application number: CN202122763399.7U
Authority: CN
Inventors: 曹建华
Original assignee: Hangzhou Tuya Information Technology Co Ltd
Current assignee: Hangzhou Tuya Information Technology Co Ltd
Priority date: 2021-11-12
Filing date: 2021-11-12
Publication date: 2022-05-17
Anticipated expiration: 2031-11-12

Abstract

本申请涉及一种电池过放保护电路、电池管理控制系统和电子设备，包括分压电路、开关电路和控制电路；其中：所述分压电路的一端与所述电池的电压输入端连接，所述分压电路的另一端与所述开关电路的输入端连接，用于通过分压信号驱动所述开关电路的导通状态；所述控制电路包括第一连接端子、第二连接端子和第三连接端子；所述第一连接端子与所述开关电路的输出端连接，所述第二连接端子与所述电池的电压输入端连接，所述第三连接端子与所述电池的电压输出端连接。解决了相关技术中电池过放控制成本较高且对控制不灵活的问题。

Description

电池过放保护电路、电池管理控制系统和电子设备

技术领域

本申请涉及电池充放电技术领域，特别是涉及一种电池过放保护电路、电池管理控制系统和电子设备。

背景技术

目前使用电池供电的产品很多，涉及的应用领域也很复杂。当电池长时间处于耗电状态，而又得不到充电时，电池虽然自己有过放保护功能，但由于电量已完全放完，充电初期电池电压不能马上上升而导致不能给后端芯片供上电，这个充电间隔期需要几秒甚至几十秒。

当前采用电池供电的产品要切断供电有两种方式：(1)等电池自己电量放完，停止供电。(2)通过芯片的IO去控制电池开启或关闭供电。第一种方式会导致电池有过放的风险，第二种方式需要芯片依然处于工作状态，一旦芯片进入休眠模式，就很难去处理了。

目前针对相关技术中的电池过放控制成本较高且对控制不灵活的问题，尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种电池过放保护电路、电池管理控制系统和电子设备，以至少解决相关技术中电池过放控制成本较高且对控制不灵活的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种电池过放保护电路，包括：分压电路、开关电路和控制电路；其中：

所述分压电路的一端与所述电池的电压输入端连接，所述分压电路的另一端与所述开关电路的输入端连接，用于通过分压信号驱动所述开关电路的导通状态；

所述控制电路包括第一连接端子、第二连接端子和第三连接端子；所述第一连接端子与所述开关电路的输出端连接，所述第二连接端子与所述电池的电压输入端连接，所述第三连接端子与所述电池的电压输出端连接。

在其中一些实施例中，所述开关电路包括第一三极管，所述第一三极管的基极与所述分压电路的输出端连接，所述第一三极管的发射极接地；所述第一三极管的集电极与所述控制电路的第一连接端子连接。

在其中一些实施例中，所述分压电路包括第一电阻和第二电阻；所述第一电阻的第一端与所述电池的电压输出端连接，所述第一电阻与所述第二电阻的公共端连接所述开关电路的一端；所述第二电阻的另一端接地。

在其中一些实施例中，所述第一电阻R1和所述第二电阻R2的阻值均在 10～100K之间。

在其中一些实施例中，所述控制电路包括第二三极管；所述第二三极管的基极与所述开关电路的输出端连接；所述第二三极管的发射极与所述电池的电压输入端连接；所述第二三极管的集电极与所述电池的电压输出端连接。

在其中一些实施例中，所述控制电路包括MOS管；所述MOS管的栅极与所述开关电路的输出端连接，所述MOS管的源极与所述电池的电压输入端连接；所述MOS管的漏极与所述电池的电压输出端连接。

在其中一些实施例中，所述电池过放保护电路还包括第三电阻；所述第三电阻的一端与所述电池的电压输入端连接，所述第三电阻的另一端连接于所述开关电路与所述控制电路的公共端。

在其中一些实施例中，所述第三电阻R3的阻值在10K～100K之间。

第二方面，本申请还提供了一种电池管理控制系统，包括电池和上述的电池过放保护电路，所述电池与所述电池过放保护电路电性连接。

第三方面，本申请还提供了一种电子设备，包括上述的电池管理控制系统。

相比于相关技术，本申请提供的电池过放保护电路、电池管理控制系统和电子设备，包括分压电路、开关电路和控制电路；其中：所述分压电路的一端与所述电池的电压输入端连接，所述分压电路的另一端与所述开关电路的输入端连接，用于通过分压信号驱动所述开关电路的导通状态；所述控制电路包括第一连接端子、第二连接端子和第三连接端子；所述第一连接端子与所述开关电路的输出端连接，所述第二连接端子与所述电池的电压输入端连接，所述第三连接端子与所述电池的电压输出端连接。解决了相关技术中电池过放控制成本较高且对控制不灵活的问题。

本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本申请实施例提供的电池过放保护电路的原理图之一；

图2是本申请实施例提供的电池过放保护电路的原理图之二；

图3是本申请实施例提供的电池过放保护电路的电路图之一；

图4是本申请实施例提供的电池过放保护电路的电路图之二。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。

除非另作定义，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申请所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本申请所涉及的“多个”是指两个或两个以上。本申请所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。

如图1所示，本申请实施例提供了一种电池过放保护电路，包括：分压电路、开关电路和控制电路；其中：

相比于相关技术，本申请通过电池电量下降呈现电压也下降，电压下降经过分压后通过开关电路和控制电路配合控制的方式，实现自身切断供电，避免过放，无需外围电路干预，成本较低。

在其中一些实施例中，如图3所示，所述开关电路包括第一三极管，所述第一三极管的基极与所述分压电路的输出端连接，所述第一三极管的发射极接地；所述第一三极管的集电极与所述控制电路的第一连接端子连接。图3中标注了1、2、3、4的位置，1表示电池电压输入；2表示经过分压后给到三极管基极的电压；3表示三极管控制MOS管栅极；4表示经过MOS管电池电压输出。

本实施例采用三极管作为开关电路，当分压电路分压得到的电压达到三极管的导通条件，则三极管导通，进而使得控制电路导通，电池电压经过控制电路给到后端电路。具体地，当电池电量满电时，电压为4.2V，此时通过分压控制三极管基极，Vbe>0.6V，三极管导通，三极管导通后控制电路导通，此时电池电压经过控制电路给到后端电路。当电池电量消耗到一定程度，通过分压让三极管基极的Vbe＜0.6V，三极管就截止，从而导致控制电路也截止，这样电池的电压不能通过控制电路给到后端电路，从而避免一直耗电，启动保护电池放置过放。

本实施例采用第一电阻和第二电阻作为分压电路，当第二电阻R2两端的电压达到三极管的导通电压，则三极管导通，电池仍保持给后端供电。

第一电阻R1和所述第二电阻R2的阻值在10K～100K之间可以达到较优的过放保护效果。若阻值取值太小导致电流太大，可能会损坏三极管，取值太大导致电流太小，则驱动能力弱，可能打不开三极管。

本实施例中，控制电路也采用三极管，当分压电压使得第一三极管导通时，第二三极管才得以导通，进而使得电池电压可以供给后端电路。采用三极管作为控制电路的价格低廉，但是，由于三极管内阻较大，当走大电流时，会导致电压压差大并且发热损耗也大。

优选地，所述控制电路包括MOS管；所述MOS管的栅极与所述开关电路的输出端连接，所述MOS管的源极与所述电池的电压输入端连接；所述MOS 管的漏极与所述电池的电压输出端连接。

若不设置第三电阻R3，则当第一三极管Q2未导通的话，MOS管的1脚是悬空的，可能会出现电平为不定态的情况，进而可能导致MOS管Q1误触发。本申请通过设置第三电阻R3，可以将MOS管的Q1的1脚电压和MOS管Q1 的2脚电压保持一致，从而可以避免误动作。

具体地，当电池满电时，电池电压输入端的电压为4.2V，通过第一电阻R1、第二电阻R2的分压，三极管Q2的1脚(基极)电压为电池电压*R2/(R1+R2)，由于第一三极管Q2的2脚接地，只要第一三极管Q2的1、2脚压差大于0.6V，第一三极管Q2导通，导通后第一三极管Q2的3脚与2脚导通，使得MOS管 Q1的1脚Vg也与地导通，而MOS管Q1的2脚电压Vs为电池电压，Vs比 Vg高4.2V，而MOS管Q1导通的条件是Vs-Vg＞0.6V，就会使得Q1导通，从而实现电池电压输出到后端。

当电池耗电到一定程度，电量下降同比电压也会下降，当下降到某一程度，通过R1、R2的分压，到第一三极管Q2的1脚(基极)电压小于0.6V，使得第一三极管Q2的1、2脚压差不满足导通条件，第一三极管Q2截止，第一三极管Q2截止使得MOS管Q1的1脚电压为R3两端的电压，此时Vs＝Vg，不满足MOS管Q1导通条件，MOS管Q1也截止，从而切断电池往后端输出电压，达到防止电池过放的效果。

在其中一些实施例中，所述第三电阻R3的阻值在10～100K之间。

本申请还提供了一种电池管理控制系统，包括电池和上述的电池过放保护电路，所述电池与所述电池过放保护电路电性连接。

本申请还提供了一种电子设备，包括上述的电池管理控制系统。

电子设备包括但不限于电动车、平衡车、扫地机等电动设备。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种电池过放保护电路，其特征在于，包括：分压电路、开关电路和控制电路；其中：

2.根据权利要求1所述的电池过放保护电路，其特征在于，所述开关电路包括第一三极管，所述第一三极管的基极与所述分压电路的输出端连接，所述第一三极管的发射极接地；所述第一三极管的集电极与所述控制电路的第一连接端子连接。

3.根据权利要求2所述的电池过放保护电路，其特征在于，所述分压电路包括第一电阻和第二电阻；所述第一电阻的第一端与所述电池的电压输出端连接，所述第一电阻与所述第二电阻的公共端连接所述开关电路的一端；所述第二电阻的另一端接地。

4.根据权利要求3所述的电池过放保护电路，其特征在于，所述第一电阻和所述第二电阻的阻值均在10K～100K之间。

5.根据权利要求1所述的电池过放保护电路，其特征在于，所述控制电路包括第二三极管；所述第二三极管的基极与所述开关电路的输出端连接；所述第二三极管的发射极与所述电池的电压输入端连接；所述第二三极管的集电极与所述电池的电压输出端连接。

6.根据权利要求1所述的电池过放保护电路，其特征在于，所述控制电路包括MOS管；所述MOS管的栅极与所述开关电路的输出端连接，所述MOS管的源极与所述电池的电压输入端连接；所述MOS管的漏极与所述电池的电压输出端连接。

7.根据权利要求1所述的电池过放保护电路，其特征在于，所述电池过放保护电路还包括第三电阻；所述第三电阻的一端与所述电池的电压输入端连接，所述第三电阻的另一端连接于所述开关电路与所述控制电路的公共端。

8.根据权利要求7所述的电池过放保护电路，其特征在于，所述第三电阻R3的阻值在10～100K之间。

9.一种电池管理控制系统，其特征在于，包括电池和权利要求1至8任一项所述的电池过放保护电路，所述电池与所述电池过放保护电路电性连接。

10.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求9所述的电池管理控制系统。