CN217388972U - 一种蓝牙耳机锂电池保护线路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种蓝牙耳机锂电池保护线路，涉及电池电路技术领域，包括一级保护电路和二级保护电路，一级保护电路和二级保护电路分别包括一组IC和MOS，一级保护电路的IC和MOS的连接方式与二级保护电路的IC和MOS的连接方式相同，IC的CO引脚与MOS的G2引脚串联，IC的DO引脚与MOS的G1引脚串联，MOS的S1和S2引脚串联接入至充放电线路的负极电路中，IC的VSS引脚均并联接入至负极电路中。本实用新型通过在电路中增加二极保护电路模块，一级保护和二极保护协同工作，让电池在使用中避免出现主回路上的器件短路，导致电池过充，过放和过流现象，提高了蓝牙耳机使用的安全性，从而延长蓝牙耳机使用寿命，降低蓝牙耳机的报废成本。

Description

一种蓝牙耳机锂电池保护线路

技术领域

本实用新型涉及电池电路技术领域，具体涉及一种蓝牙耳机锂电池保护线路。

背景技术

锂电池是一种以锂金属或锂合金为负极材料，使用非水电解质溶液的一次电池，与可充电电池锂离子电池跟锂离子聚合物电池是不一样的。随着二十世纪末微电子技术的发展，小型化的设备日益增多，对电源提出了很高的要求。锂电池随之进入了大规模的实用阶段。

在蓝牙耳机的快速发展中，对其所使用的锂电池的要求也日益增高，但由于产品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，在没有保护作用下，严重影响电池的性能与使用寿命，并可能产生大量气体，使电池内部压力迅速增大后爆炸而导致蓝牙耳机的安全问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种蓝牙耳机锂电池保护线路，以解决现有技术中的上述不足之处。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种蓝牙耳机锂电池保护线路，包括一级保护电路和二级保护电路，一级保护电路和二级保护电路分别包括一组IC和MOS，一级保护电路的IC和 MOS的连接方式与二级保护电路的IC和MOS的连接方式相同，IC的CO引脚与MOS的G2引脚串联，IC的DO引脚与MOS的G1引脚串联，MOS的S1和S2 引脚串联接入至充放电线路的负极电路中，IC的VSS引脚均并联接入至负极电路中，一级保护电路IC的VDD引脚串联连接有电阻R3，电阻R3并联接入至至充放电线路的正极电路中，一级保护电路IC的VM引脚串联连接有电阻 R4，电阻R4并联接入至负极电路中，二级保护电路IC的VDD引脚串联连接有电阻R1，电阻R1并联接入至正极电路中，二级保护电路IC的VM引脚串联连接有电阻R2，电阻R2并联接入至负极电路中，电阻R3的负极输出端并联连接有电容C2，电容C2并联接入至负极电路中，电阻R1的负极输出端并联连接有电容C1，电容C1并联接入至负极电路中，充放电线路的负极电路连接有热敏电阻R5，热敏电阻电阻R3作为NTC使用。

在上述技术方案中，本实用新型提供的技术效果和优点：

本实用新型通过采用两组保护电路，即在电路中增加二极保护电路模块，一级保护和二极保护协同工作，保护板在工作时，任意一级保护失效后，剩下的一级保护电路可使保护板继续工作，整个电路及元件都起到的保护电池作用，让电池在使用中避免出现主回路上的器件短路，导致电池过充，过放和过流现象，造成电池烧毁，大大的提高了蓝牙耳机使用的安全性，从而延长蓝牙耳机使用寿命，降低蓝牙耳机的报废成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的电路示意图。

图2为本实用新型正常状态时的电路状态示意图。

图3为本实用新型过充保护状态时的电路状态示意图。

图4为本实用新型过放保护状态、过流保护状态和短路保护状态的电路状态示意图。

图5为本实用新型的IC原理图。

图6为本实用新型的MOS原理图。

图7为本实用新型的一次保护性能的相关测试参数据图。

图8为本实用新型的二次保护性能的相关测试参数据图

附图标记说明：

U2、U1为IC(芯片)，Q2、Q1为MOS(晶体管)，R1、R2、R4、R5和RS 均为普通电阻，R3为热敏电阻NTC，C1、C2和C3均为电容，R1、R2、R3和 R4均为普通电阻，R5为热敏电阻NTC，C1和C2均为电容。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。

本实用新型提供了如图1所示的一种蓝牙耳机锂电池保护线路，包括一级保护电路和二级保护电路，一级保护电路和二级保护电路分别包括一组IC U2、U1和MOS Q2、Q1，其中IC表示(Integrated Circuit集成电路)，MOS 是金属(metal)-氧化物(oxide)-半导体(semiconductor)场效应晶体管，在电路领域中，分别用IC和MOS进行代指，本实用新型中全文也分别使用IC 和MOS进行表示，IC U2、U1的CO引脚与MOS Q2、Q1的G2引脚串联，IC U2、U1的DO引脚与MOS Q2、Q1的G1引脚串联，MOS Q2、Q1的S1和S2引脚串联接入至充放电线路的负极电路中，IC U2、U1的VSS引脚均并联接入至负极电路中，一级保护电路IC U2的VDD引脚串联连接有电阻R3，电阻R3并联接入至至充放电线路的正极电路中，一级保护电路IC U2的VM引脚串联连接有电阻R4，电阻R4并联接入至负极电路中，二级保护电路IC U1的VDD引脚串联连接有电阻R1，电阻R1并联接入至正极电路中，二级保护电路IC U1的 VM引脚串联连接有电阻R2，电阻R2并联接入至负极电路中，电阻R3的负极输出端并联连接有电容C2，电容C2并联接入至负极电路中，电阻R1的负极输出端并联连接有电容C1，电容C1并联接入至负极电路中，充放电线路的负极电路连接有热敏电阻R5，热敏电阻电阻R3作为NTC使用。

其中，本实用新型中使用元器件材料如下：

一级保护电路IC采用HY2510DA-H6B型芯片，二级保护电路IC采用 HY2510AP-H6B1型芯片，二者是保护芯片的核心，通过取样电池电压进行判断，发出各种指令控制；两组MOS均采用CJ4612SP型晶体管，对电芯进行管理，在保护板电路中主要起开关作用；

NTC，即电阻R5，选用10K，±1％，B＝3435(测量温度、控制温度和元件、器件、电路的温度补偿，温度控制在20-30％)；

且R1和R3选用基准供电电阻，R2和R4选用过流和检测电阻；C1和C2 起瞬间稳压和滤波作用。

本实用新型的电路具有过充保护功能、过放保护功能过流保护功能和短路保护功能，电路正常状态时，如图2所示，一级保护电路、二级保护电路中的“CO”与“DO”引脚都输出高电平，两个MOSFET都处于导通状态，电池可以自由地进行充电和放电(当任意一级保护失效后，剩下的一级保护电路可使保护板继续工作)。

过充保护功能是指指在达到某个电压(以下称为过充电检测电压)时，禁止由充电器继续充电，即，将控制过充的MOS管进入关断状态，停止充电；过充保护状态时，如图3所示，当控制IC检测到电池电压达到4.475V时，其“CO”引脚将由高电压转变为“L”低电平，使G2，S2由导通转为关断，从而切断了充电回路，使充电器无法再对电池进行充电，起到过充电保护作用(当任意一级保护失效后，剩下的一级保护电路可使保护板继续工作)。

过放保护功能是在电池的电压变低时，停止对负载放电，将控制过放的 MOS管进入关断状态，禁止其放电，该过程正好与过充电检测时的动作相反；过放保护状态时，如图4所示，当控制IC检测到电池电压低于2.80V时，其“DO”引脚将由高电压转变为“L”低电平，使G1，S1由导通转为关断，从而切断了放电回路，使电池无法再对负载进行放电，起到过放电保护作用(当任意一级保护失效后，剩下的一级保护电路可使保护板继续工作)。

过电流保护功能是在消耗大电流时停止对负载的放电，此功能的目的在于保护电池及MOS管，确保电池在工作状态下的安全性，过电流检测之后，电池与负载脱离后将恢复到常态，可以再充电或放电；过流保护状态时如图4 所示，电池在对负载正常放电过程中，放电电流在经过串联的2个MOSFET 时，由于MOSFET的导通阻抗，会在其两端产生一个电压，控制IC上的“VM”引脚对该电压值进行检测，若负载因某种原因导致异常，使回路电流增大，当回路电流大到使U>0.050V时，其“DO”引脚将由高电压转变为“L”低电平，使G1、S1由导通转为关断，从而切断了放电回路，使回路中电流为零，起到过电流保护作用(当任意一级保护失效后，剩下的一级保护电路可使保护板继续工作)。

短路保护功能与过电流保护功能原理相同，如图4所示，电池在对负载放电过程中，若回路电流大到使U>0.5V时，控制IC则判断为负载短路，其“DO”引脚将迅速由高电压转变为零电压，使G1，S1由导通转为关断，从而切断放电回路，起到短路保护作用(当任意一级保护失效后，剩下的一级保护电路可使保护板继续工作)，NTC在电路在检测温度状况，当使用过程中，温度高于或低于设定值时，设备能够快速切断保护板回路，阻止电池继续充放电。

综上所述：采用两组保护电路，即在电路中增加二极保护电路模块，一级保护和二极保护协同工作，保护板在工作时，任意一级保护失效后，剩下的一级保护电路可使保护板继续工作，整个电路及元件都起到的保护电池作用，从而防止电池在使用发生恶劣的损坏；

开发此保护电路设计只针对此产品使用，在现有的保护电路中增加二极保护模块来更好的保护电池，让电池在使用中避免出现主回路上的器件短路，导致电池过充，过放和过流现象，造成电池烧毁，从而延长使用寿命，降低报废成本。

以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。

Claims (4)

1.一种蓝牙耳机锂电池保护线路，包括一级保护电路和二级保护电路，其特征在于：所述一级保护电路和二级保护电路分别包括一组IC(U2、U1)和MOS(Q2、Q1)，所述IC(U2、U1)的CO引脚与MOS(Q2、Q1)的G2引脚串联，所述IC(U2、U1)的DO引脚与MOS(Q2、Q1)的G1引脚串联，所述MOS(Q2、Q1)的S1和S2引脚串联接入至充放电线路的负极电路中，所述IC(U2、U1)的VSS引脚均并联接入至负极电路中，所述一级保护电路IC(U2)的VDD引脚串联连接有电阻(R3)，所述电阻(R3)并联接入至至充放电线路的正极电路中，所述一级保护电路IC(U2)的VM引脚串联连接有电阻(R4)，所述电阻(R4)并联接入至负极电路中，所述二级保护电路IC(U1)的VDD引脚串联连接有电阻(R1)，所述电阻(R1)并联接入至正极电路中，所述二级保护电路IC(U1)的VM引脚串联连接有电阻(R2)，所述电阻(R2)并联接入至负极电路中。

2.根据权利要求1所述的一种蓝牙耳机锂电池保护线路，其特征在于：所述电阻(R3)的负极输出端并联连接有电容(C2)，所述电容(C2)并联接入至负极电路中。

3.根据权利要求1所述的一种蓝牙耳机锂电池保护线路，其特征在于：所述电阻(R1)的负极输出端并联连接有电容(C1)，所述电容(C1)并联接入至负极电路中。

4.根据权利要求1所述的一种蓝牙耳机锂电池保护线路，其特征在于：所述充放电线路的负极电路连接有热敏电阻(R5)，所述热敏电阻电阻(R3)作为NTC使用。

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