CN218102610U - 一种防爆智能便携设备用单节锂电池保护电路 - Google Patents

Abstract

一种防爆智能便携设备用单节锂电池保护电路，包括用于连接锂电池的两端口B+端及B‑端，用于连负载的三输出端口P+端、PT端及P‑端，第一保护芯片，第二保护芯片，第一MOS管，第二MOS管，第一电阻，第二电阻，第三电阻，第四电阻，第一电容和第二电容；本实用新型通过三重保护电路来实现对本安型防爆智能便携设备和电池的保护。第一重是限流保险丝F1当电池充放电电流超出F1的额定电流值时便会断开电池与设备的连接；第二重是通过U1,U3高精度单节锂电池充放电模块和U2,U4双N‑MOS管组成的双重锂电池充放电保护电路；第三重是热敏电阻R5,因设备故障或电池短路而出现电池温度快速升高时，可通过热敏电阻R5断开电池与设备的连接以达到保护设备和电池的作用。

Description

一种防爆智能便携设备用单节锂电池保护电路

技术领域

本实用新型涉及电池保护技术领域，具体涉及一种防爆智能便携设备用单节锂电池保护电路。

背景技术

民用智能便携设备用锂电池，通常只有单重充放电保护电路，当电路中某个元件发生故障就会产生火花、发热、短路等问题，不适用于在石油化工场所使用。随着智能化，信息化的快速发展，近些年来，在石油化工等危险场所也急需智能便携设备的接入，为了能使这些便携设备在爆炸性气体1区、2区使用，电池的保护电路便需要有多重保护，以满足当其中某个元件出现故障时，不会因出现火花、发热现象而导致引爆周围可燃性气体造成重大损失。

常用防爆智能便携设备通常是通过MINIUSB或MICROUSB对设备进行充电和数据传输的，当充电时充放电模块检测端与锂电池保护电路中的PT端相连检测热敏电阻值，当热敏电阻开始发热阻值减小达到保护温度时，便停止给电池充电，反之，向电池充电；同时该模块向设备输出电压供设备使用，当不给设备充电时，电池通过充放电控制模块向设备输出电压供设备使用。

对于防爆智能便携设备而言，常用锂电池保护电路，当电路中某个元件发生短路时，便会引起电池爆炸或防爆智能便携设备因产生引爆周围爆炸性气体的能量，而产生严重后果。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种防爆智能便携设备用单节锂电池保护电路，克服了现有技术的不足，电路实现简单，而且增加了电压，电流多重保护，充分保证电池及防爆智能便携设备的安全性。

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：

一种防爆智能便携设备用单节锂电池保护电路，包括用于连接锂电池的两端口B+端及B-端，用于连负载的三输出端口P+端、PT端及P-端，第一保护芯片，第二保护芯片，第一MOS管，第二MOS管，第一电阻，第二电阻，第三电阻，第四电阻，第一电容和第二电容；

所述B+端与P+端相连接，所述第一电阻的一端与B+端相连接，所述第一电阻的另一端分别与第一保护芯片的VDD引脚和所述第一电容的一端相连接，所述第一电容的另一端分别连接所述第一保护芯片的VSS引脚、B-端和第一MOS管的S1引脚；所述第一保护芯片的M引脚连接第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端分别与第一MOS管的S2引脚和第二MOS管的S1引脚相连接，所述第一保护芯片的DOUT引脚与第一MOS管的G1引脚相连接，所述第一保护芯片的COUT引脚与第一MOS管的G2引脚相连接，所述第一MOS管的D1引脚与D2引脚相连接；

所述第三电阻的一端与B+端相连接，所述第三电阻的另一端分别与第二保护芯片的VDD引脚和所述第二电容的一端相连接，所述第二电容的另一端分别连接所述第二保护芯片的VSS引脚和第二MOS管的S1引脚；所述第二保护芯片的M引脚连接第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端分别与第二MOS管的S2引脚和P-端相连接，所述第二保护芯片的DOUT引脚与第二MOS管的G1引脚相连接；所述第二保护芯片的COUT引脚与第二MOS管的G2引脚相连接，所述第二MOS管的D1引脚与D2引脚相连接。

优选地，还包括保险丝，所述保险丝的一端与B+端相连接，所述保险丝的另一端分别与第一电阻、第三电阻和P+端相连接。

优选地，还包括热敏电阻，所述热敏电阻的两端分别与P-端和PT端口相连接。

本实用新型提供了一种防爆智能便携设备用单节锂电池保护电路。具备以下有益效果：通过对充电电流、放电电流及充放电电压的检测和控制，来实现三种情况中任一条件不满足时便断开电池与设备的连接，同时实现1区、2区用防爆设备的多重电路保护功能；充分保证电池及防爆智能便携设备的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1 本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示，一种防爆智能便携设备用单节锂电池保护电路，其特征在于：包括用于连接锂电池的两端口B+端及B-端，用于连负载的三输出端口P+端、PT端及P-端，第一保护芯片U1，第二保护芯片U3，第一MOS管U2，第二MOS管U4，第一电阻R1，第二电阻R2，第三电阻R3，第四电阻R4，第一电容C1和第二电容C2；第一保护芯片U1和第二保护芯片U3用于对锂电池提供过充、过放、过流以及短路保护。

具体地，B+端与P+端相连接，第一电阻R1的一端与B+端相连接，第一电阻R1的另一端分别与第一保护芯片U1的VDD引脚和第一电容C1的一端相连接，第一电容C1的另一端分别连接第一保护芯片U1的VSS引脚、B-端和第一MOS管U2的S1引脚；第一保护芯片U1的M引脚连接第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端分别与第一MOS管U2的S2引脚和第二MOS管U4的S1引脚相连接，第一保护芯片U1的DOUT引脚与第一MOS管U2的G1引脚相连接，第一保护芯片U1的COUT引脚与第一MOS管U2的G2引脚相连接，第一MOS管U2的D1引脚与D2引脚相连接；

第三电阻R3的一端与B+端相连接，第三电阻R3的另一端分别与第二保护芯片U3的VDD引脚和第二电容C2的一端相连接，第二电容C2的另一端分别连接第二保护芯片U3的VSS引脚和第二MOS管U4的S1引脚；第二保护芯片U3的M引脚连接第四电阻R4的一端，第四电阻R4的另一端分别与第二MOS管U4的S2引脚和P-端相连接，第二保护芯片U3的DOUT引脚与第二MOS管U4的G1引脚相连接；第二保护芯片U3的COUT引脚与第二MOS管U4的G2引脚相连接，第二MOS管U4的D1引脚与D2引脚相连接。

其中第一电阻R1和第三电阻R3为限流电阻，其阻值为0.1KΩ；第二电阻R2和第四电阻R4为过压、过流反馈电阻，其阻值为1KΩ。第一电容C1和第二电容C2为退耦电容，其电容值为0.1μF。

电池放电时，经过第一电阻R1与第一保护芯片U1的VDD引脚相连，再通过接第一保护芯片U1的M引脚的第二电阻R2反馈放电电压，当放电电压低于放电电压保护阀值时，与第一MOS管U2的G1引脚相连的第一保护芯片U1的DOUT引脚输出低电平，使第一MOS管U2处于截止状态；当放电电压高于放电电压保护阀值时，与第一MOS管U2的G1引脚相连的第一保护芯片U1的DOUT引脚输出高电平，第一MOS管U2的S1引脚和D1引脚均处于导通状态，同时，当第一保护芯片U1的COUT引脚也输出高电平时，因为第一MOS管U2的D1引脚与D2引脚相连，第一MOS管U2的S2引脚与第二MOS管U4的S1引脚和第二电容C2相导通，从而使第二保护芯片U3得到电压；

同理，当第二保护芯片U3的COUT引脚和DOUT引脚同时输出高电平时，第二MOS管U4与第一MOS管U2相导通，设备得到电压可以正常工作；而当第一保护芯片U1和第二保护芯片U3中任何一个DOUT引脚或COUT引脚是低电平时，电池都处于截止状态，无电压输出；这样即可实现电充电电压高于阀值或放电电压低于阀值时电池都停止电压输出，同时实现1区、2区用防爆设备的双重电路保护功能。

并且在本实施例中，可由第一电阻R1与第一电容C1构成滤波网络对电源进行去耦，再通过接第一保护芯片U1的M引脚和第二电阻R2与第一MOS管U2形成的电压、电流反馈电路，实现当第一保护芯片U1的DOUT和COUT引脚为高电平时，第一MOS管U2处于导通状态，电池输出电压；而当第一保护芯片U1的DOUT和COUT任一个引脚为低电平时，第一MOS管U2处于截止状态，电池无输出电压；第二保护芯片U3与第二MOS管U4同理。

本实施例中，还包括保险丝F1和热敏电阻R5，保险丝F1的一端与B+端相连接，保险丝F1的另一端分别与第一电阻R1、第三电阻R3和P+端相连接。热敏电阻R5的两端分别与P-端和PT端相连接。

通过保险丝F1以实现对充放电过流保护，当电池充放电电流超出保险丝F1的额定电流值时便会断开电池与设备的连接；通过热敏电阻R5以防止电路故障导致电池过热而发生爆炸危险，P-端和PT端通过热敏电阻R5相连，当热敏电阻R5过热时便会断开输出。并且热敏电阻R5与设备放电电路有关，当设备无此检测功能时可不接。在本实施例中热敏电阻R5的阻值为10KΩ。

综上，本发明通过三重保护来实现对本安型防爆智能便携设备和电池的保护。第一重是限流保险丝F1，当电池充放电电流超出保险丝F1的额定电流值时便会断开电池与设备的连接；第二重是通过第一保护芯片U1和第二保护芯片U3高精度单节锂电池充放电模块和第一MOS管U2,第二MOS管U4双N-MOS管组成的双重锂电池充放电保护电路；第三重是热敏电阻R5,因设备故障或电池短路而出现电池温度快速升高时，可通过热敏电阻R5断开电池与设备的连接以达到保护设备和电池的作用。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种防爆智能便携设备用单节锂电池保护电路，其特征在于：包括用于连接锂电池的两端口B+端及B-端，用于连负载的三输出端口P+端、PT端及P-端，第一保护芯片（U1），第二保护芯片（U3），第一MOS管（U2），第二MOS管（U4），第一电阻（R1），第二电阻（R2），第三电阻（R3），第四电阻（R4），第一电容（C1）和第二电容（C2）；

所述B+端与P+端相连接，所述第一电阻（R1）的一端与B+端相连接，所述第一电阻（R1）的另一端分别与第一保护芯片（U1）的VDD引脚和所述第一电容（C1）的一端相连接，所述第一电容（C1）的另一端分别连接所述第一保护芯片（U1）的VSS引脚、B-端和第一MOS管（U2）的S1引脚；所述第一保护芯片（U1）的M引脚连接第二电阻（R2）的一端，所述第二电阻（R2）的另一端分别与第一MOS管（U2）的S2引脚和第二MOS管（U4）的S1引脚相连接，所述第一保护芯片（U1）的DOUT引脚与第一MOS管（U2）的G1引脚相连接，所述第一保护芯片（U1）的COUT引脚与第一MOS管（U2）的G2引脚相连接，所述第一MOS管（U2）的D1引脚与D2引脚相连接；

所述第三电阻（R3）的一端与B+端相连接，所述第三电阻（R3）的另一端分别与第二保护芯片（U3）的VDD引脚和所述第二电容（C2）的一端相连接，所述第二电容（C2）的另一端分别连接所述第二保护芯片（U3）的VSS引脚和第二MOS管（U4）的S1引脚；所述第二保护芯片（U3）的M引脚连接第四电阻（R4）的一端，所述第四电阻（R4）的另一端分别与第二MOS管（U4）的S2引脚和P-端相连接，所述第二保护芯片（U3）的DOUT引脚与第二MOS管（U4）的G1引脚相连接；所述第二保护芯片（U3）的COUT引脚与第二MOS管（U4）的G2引脚相连接，所述第二MOS管（U4）的D1引脚与D2引脚相连接。

2.根据权利要求1所述的一种防爆智能便携设备用单节锂电池保护电路，其特征在于：还包括保险丝（F1），所述保险丝（F1）的一端与B+端相连接，所述保险丝（F1）的另一端分别与第一电阻（R1）、第三电阻（R3）和P+端相连接。

3.根据权利要求1所述的一种防爆智能便携设备用单节锂电池保护电路，其特征在于：还包括热敏电阻（R5），所述热敏电阻（R5）的两端分别与P-端和PT端口相连接。

Images