CN219123951U - 电池充放电保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电池充放电保护电路，其技术方案要点是：控制模块；电压检测模块，其输入端用于连接电池，其输出端连接控制模块；放电保护模块，其输入端连接控制模块，其第一控制端用于连接电池的负极；充电保护模块，其输入端连接控制模块，其第一控制端连接放电保护模块的第二控制端，其第二控制端作为负载连接端口的负极；第一温度检测模块，其输出端连接控制模块，用于检测保护板的温度；第二温度检测模块，其输出端连接控制模块，用于检测电池的温度；加热模块，其输入端连接控制模块，用于对电池进行加热；本申请具有对电池起到过充和过放保护作用，防止高低温损伤和保障低温环境下正常充电的效果。

Description

电池充放电保护电路

技术领域

本实用新型涉及电池保护技术领域，更具体地说，它涉及一种电池充放电保护电路。

背景技术

锂电池作为重要的电能存储工具，在电能领域得到了广泛的应用。锂电池在充放电的过程中，通常会设置保护电路对锂电池进行保护，防止锂电池发生过充、过放或短路等问题引发安全事故。

现有技术中公开了公开号为CN113890148A，名称为电池短路保护电路和电池充放电电路的文件，其主要公开了包括输入电路和驱动电路。该输入电路用于获取回路控制单元的第一电压信号。该输入电路获取该第一电压信号后，根据该第一电压信号生成第二电压信号。驱动电路从输入电路中获取的第二电压信号。当该第二电压信号大于预设阈值时，驱动电路可以截流回路控制单元中控制器向放电晶体管发送的放电驱动信号从而使回路控制单元中的放电晶体管关断，使电池充放电电路断开，其能够对锂电池起到短路保护作用，但是，在保护电路长时间工作下温度升高可能引起事故的情况下，其难以及时关断充电电路，也难以在低温环境下及时关断充电电路，导致低温充电损害电池，难以在低温环境保障对电池的正常充电。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种电池充放电保护电路，具有对电池起到过充和过放保护作用，防止高低温损伤和保障低温环境下正常充电的功能优点。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种电池充放电保护电路，包括：

控制模块；

电压检测模块，其输入端用于连接电池，其输出端连接所述控制模块，用于检测所述电池的电压；

放电保护模块，其输入端连接所述控制模块，其第一控制端用于连接所述电池的负极；

充电保护模块，其输入端连接所述控制模块，其第一控制端作为充电器连接端口的负极连接放电保护模块的第二控制端，其第二控制端作为负载连接端口的负极；

第一温度检测模块，其输入端连接供电电压，其输出端连接所述控制模块，用于检测保护板的温度，所述保护板为设置有所述电池充放电保护电路的电路板；

第二温度检测模块，其输入端连接供电电压，其输出端连接所述控制模块，用于检测所述电池的温度；

加热模块，其输入端连接控制模块，用于对所述电池进行加热。

可选的，还包括：电流检测模块，其输入端用于连接所述负载连接端口的负极，其输出端连接控制模块，用于检测所述负载电流。

可选的，所述放电保护模块包括：多个第一MOS管，及与多个所述第一MOS管一一对应的第一电阻；

所述第一MOS管的栅极通过对应的第一电阻连接控制模块，第一MOS管的源极用于连接所述电池的负极，第一MOS管的漏极连接所述充电保护模块的输出端。

可选的，所述充电保护模块包括：与多个所述第一MOS管一一对应的多个第二MOS管，及与多个所述第二MOS管一一对应的第二电阻；

所述第二MOS管的栅极通过对应的第二电阻连接控制模块，第二MOS管的源极作为负载连接端口的负极连接对应的第一MOS管的漏极，第二MOS管的漏极连接作为充电器连接端口的负极。

可选的，所述第一温度检测模块包括：第三电阻和用于检测所述保护板的温度的第一热敏电阻；

所述第三电阻的第一端作为第一温度检测模块的输入端连接供电电压，第三电阻的第二端连接第一热敏电阻的第一端，第一热敏电阻的第二端接地，所述第一热敏电阻的第一端作为第一温度检测模块的输出端连接控制模块。

可选的，所述第二温度检测模块包括：第四电阻和用于检测所述电池的温度的第二热敏电阻；

所述第四电阻的第一端作为第二温度检测模块的输入端连接供电电压，第四电阻的第二端连接第二热敏电阻的第一端，第二热敏电阻的第二端接地，所述第二热敏电阻的第一端作为第二温度检测模块的输出端连接控制模块。

可选的，所述加热模块包括：第五电阻、第六电阻、第三MOS管和用于对所述电池进行加热的电热膜；

所述第五电阻的第一端作为加热模块的输入端连接控制模块，第五电阻的第二端通过第六电阻连接第三MOS管的栅极，第三MOS管的源极接地，第三MOS管的漏极连接电热膜。

可选的，所述控制模块包括：控制芯片、第八电阻、第九电阻、第一电容和第二电容；

所述控制芯片的第三脚连接充电保护模块的输入端，其第六脚通过第八电阻连接放电保护模块的输入端，其第八脚连接其第九脚，其第八脚通过第九电阻连接其第七脚，其第十脚通过第一电容连接其第九脚，其第十一脚通过第二电容连接其第九脚，其第十八脚连接第一温度检测模块，其第十五脚连接第二温度检测模块，其第十六脚连接加热模块。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：通过电压检测模块检测电池的电压，控制模块根据电压检测模块输送来的电压控制充电保护模块和放电保护模块，依次对电池起到过充和过放保护作用，另外，通过第一温度检测模块检测保护板的温度，第二温度检测模块检测电池的温度，控制模块根据第一温度检测模块检测的温度控制充电保护模块，进一步对电池起到保护作用，提高了安全性，控制模块根据第二温度检测模块检测的温度控制充电保护模块和加热模块，防止低温充电对电池造成损害，通过加热模块的设置，能够在低温环境下，对电池进行加热，实现了低温环境下对电池进行正常充电的效果。

附图说明

图1是本实用新型与负载和充电器的连接框图；

图2是本实用新型中充电保护模块和放电保护模块的电路原理图；

图3是本实用新型中第一温度检测模块的电路原理图；

图4是本实用新型中第二温度检测模块的电路原理图；

图5是本实用新型中加热模块的电路原理图；

图6是本实用新型中控制模块和电流检测模块的电路原理图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本实用新型的若干实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，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。

下面结合附图和实施例，对本实用新型进行详细描述。

本实用新型提供了一种电池充放电保护电路,如图1-图6所示，包括：

控制模块1；

电压检测模块，其输入端用于连接电池，其输出端连接所述控制模块1，用于检测所述电池的电压；

放电保护模块，其输入端连接所述控制模块1，其第一控制端用于连接所述电池的负极B-；

充电保护模块，其输入端连接所述控制模块1，其第一控制端作为充电器连接端口的负极D-连接放电保护模块的第二控制端，其第二控制端作为负载连接端口的负极P-；

第一温度检测模块，其输入端连接供电电压，其输出端连接所述控制模块1，用于检测保护板的温度，所述保护板为设置有所述电池充放电保护电路的电路板；

第二温度检测模块，其输入端连接供电电压，其输出端连接所述控制模块1，用于检测所述电池的温度；

加热模块，其输入端连接控制模块1，用于对所述电池进行加热。

在实际应用中，电压检测模块能够采用现有技术中的电压检测模块，用于检测电池的电压，并将检测到的电压输送给控制模块1，在采用充电器对电池进行充电的情况下，充电器的正极与电池的正极连接，充电器的负极与保护板上的充电器连接端口的负极连接，控制模块1根据电压检测模块输送来的电压判断电池是否发生过充，若是，则控制充电保护模块关断对电池的充电状态，起到过充保护作用，在电池对负载放电的情况下，负载的正极与电池的正极连接，负载的负极与保护板上负载连接端口的负极连接，控制模块1根据电压检测模块输送来的电压判断电池是否发生过放，若是，则控制放电保护模块关断对负载的放电状态，起到过放保护作用，另外，将第一温度检测模块设置在保护板上，能够检测保护板的温度，在保护板的温度过高的情况下，控制模块1能控制充电保护模块关断对电池的充电状态，进一步对电池起到保护作用，提高了安全性，将第二温度检测模块设置在电池上，能够检测电池的温度，在电池的温度过低的情况下，控制模块1控制充电保护模块关断对电池的充电状态，防止低温充电对电池造成损害，将加热模块设置在电池上，在第二温度检测到电池的温度过低的情况下，控制模块1能够控制加热模块对电池进行加热，直至电池的温度恢复到正常温度后，控制模块1能够控制充电保护模块启动充电器对电池的充电。

进一步地，如图1和图6所示，还包括：电流检测模块2，其输入端用于连接所述负载连接端口的负极，其输出端连接控制模块1，用于检测所述负载电流。

具体地，电流检测模块2包括第七电阻R7，第七电阻R7的第一端作为电流检测模块2的输入端连接负载连接端口的负极，第七电阻R7的第二端作为电流检测模块2的输出端连接控制模块1，在电池对负载放电的情况下，如负载发生异常，使回路电流增大，也就是使得第七电阻R7第二端的电压增大，控制模块1接收到第七电阻R7第二端的增大电压后，能够控制放电保护模块关断对负载的放电状态，起到过流保护作用。

进一步地，如图2所示，所述放电保护模块包括：多个第一MOS管Q1，及与多个所述第一MOS管Q1一一对应的第一电阻；

所述第一MOS管Q1的栅极通过对应的第一电阻连接控制模块1，第一MOS管Q1的源极用于连接所述电池的负极，第一MOS管Q1的漏极连接所述充电保护模块的输出端。

具体地，第一电阻连接控制模块1的一端作为放电保护电路的输入端，第一MOS管Q1的源极作为放电保护电路的第一控制端，第一MOS管Q1的漏极作为放电保护电路的第二控制端，第一MOS管Q1的数量根据实际需求进行调整，第一电阻的数量与第一MOS管Q1的数量相同，在电压检测模块检测电池的电压过低的情况下，控制模块1通过第一电阻向第一MOS管Q1的栅极输入低电平，使得第一MOS管Q1关断，从而切断了放电回路，第一电阻对第一MOS管Q1起到保护作用。

进一步地，如图2所示，所述充电保护模块包括：与多个所述第一MOS管Q1一一对应的多个第二MOS管Q2，及与多个所述第二MOS管Q2一一对应的第二电阻；

所述第二MOS管Q2的栅极通过对应的第二电阻连接控制模块1，第二MOS管Q2的源极作为负载连接端口的负极连接对应的第一MOS管Q1的漏极，第二MOS管Q2的漏极连接作为充电器连接端口的负极。

具体地，第二电阻连接控制模块1的一端作为充电保护电路的输入端，第二MOS管Q2的漏极作为充电保护电路的第一控制端，第二MOS管Q2的源极作为充电保护电路的第二控制端，第二MOS管Q2的数量与第一MOS管Q1的数量相同，第二电阻的数量与第二MOS管Q2的数量相同，在电压检测模块检测电池的电压过高的情况下，控制模块1通过第一电阻向第一MOS管Q1的栅极输入低电平，使得第二MOS管Q2关断，从而切断了充电回路，第二电阻对第二MOS管Q2起到保护作用。

进一步地，如图3所示，所述第一温度检测模块包括：第三电阻R3和用于检测所述保护板的温度的第一热敏电阻R10；

所述第三电阻R3的第一端作为第一温度检测模块的输入端连接供电电压，第三电阻R3的第二端连接第一热敏电阻R10的第一端，第一热敏电阻R10的第二端接地，所述第一热敏电阻R10的第一端作为第一温度检测模块的输出端连接控制模块1。

在实际应用中，所述供电电压可为电池的电源电压经过现有技术中的降压模块和稳压模块后的电压，第一热敏电阻R10设置在保护板上，其阻值随保护板的温度变化，使得第一热敏电阻R10的第一端的电压随保护板的温度变化，并将第一热敏电阻R10的第一端的电压输送给控制模块1，便于控制模块1根据保护板的温度控制第二MOS管Q2的关断，切断充电器对电池的充电。

进一步地，如图4所示，所述第二温度检测模块包括：第四电阻R4和用于检测所述电池的温度的第二热敏电阻R11；

所述第四电阻R4的第一端作为第二温度检测模块的输入端连接供电电压，第四电阻R4的第二端连接第二热敏电阻R11的第一端，第二热敏电阻R11的第二端接地，所述第二热敏电阻R11的第一端作为第二温度检测模块的输出端NTC2NTC1连接控制模块1。

在实际应用中，第二热敏电阻R11设置在电池上，其阻值随电池的温度变化，使得第二热敏电阻R11的第一端的电压随电池的温度变化，并将第二热敏电阻R11的第一端的电压输送给控制模块1，便于控制模块1根据电池的温度控制第二MOS管Q2的关断，切断充电器对电池的充电，也便于控制模块1根据电池的温度控制加热模块对电池进行加热。

进一步地，如图5所示，所述加热模块包括：第五电阻R5、第六电阻R6、第三MOS管Q3和用于对所述电池进行加热的电热膜；

所述第五电阻R5的第一端作为加热模块的输入端HEAT连接控制模块1，第五电阻R5的第二端通过第六电阻R6连接第三MOS管Q3的栅极，第三MOS管Q3的源极接地，第三MOS管Q3的漏极连接电热膜。

具体地，电热膜的第一端连接供电电压，电热膜的第二端连接第三MOS管Q3的漏极，在第二温度检测模块检测到电池的温度过低的情况下，控制模块1通过第五电阻R5向第三MOS管Q3的栅极输入高电平，使得第三MOS管Q3开通，电热膜开始发热对电池进行加热，在第二温度检测模块检测到电池的温度恢复正常的情况下，控制模块1通过第五电阻R5向第三MOS管Q3的栅极输入低电平，使得第三MOS管Q3关断，电热膜停止对电池加热。

进一步地，如图6所示，所述控制模块1包括：控制芯片、第八电阻R8、第九电阻R9、第一电容和第二电容；

所述控制芯片的第三脚连接充电保护模块的输入端，其第六脚通过第八电阻R8连接放电保护模块的输入端，其第八脚连接其第九脚，其第八脚通过第九电阻R9连接其第七脚，其第十脚通过第一电容连接其第九脚，其第十一脚通过第二电容连接其第九脚，其第十八脚连接第一温度检测模块，其第十五脚连接第二温度检测模块，其第十六脚连接加热模块。

具体地，在本申请中控制芯片采用SC91F842型号的单片机，在其他实施例中，可选用其他型号的单片机，电压检测模块的输出端用于与控制芯片的I/O口连接，通过第一电容和第二电容的设置，能够起到延时保护作用，如在电压检测模块检测到电池的电压过高的情况下，经过第二电容的充/放电时间后控制第二MOS管Q2关断，停止对电池充电，在电压检测模块检测到电池的电压过低的情况下，经过第一电容的充/放电时间后控制第一MOS管Q1关断，停止对电池对负载放电。

本实用新型的电池充放电保护电路，通过电压检测模块检测电池的电压，控制模块1根据电压检测模块输送来的电压控制充电保护模块和放电保护模块，依次对电池起到过充和过放保护作用，另外，通过第一温度检测模块检测保护板的温度，第二温度检测模块检测电池的温度，控制模块1根据第一温度检测模块检测的温度控制充电保护模块，进一步对电池起到保护作用，提高了安全性，控制模块1根据第二温度检测模块检测的温度控制充电保护模块和加热模块，防止低温充电对电池造成损害，通过加热模块的设置，能够在低温环境下，对电池进行加热，实现了低温环境下对电池进行正常充电的效果。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种电池充放电保护电路，其特征在于，包括：

控制模块；

电压检测模块，其输入端用于连接电池，其输出端连接所述控制模块，用于检测所述电池的电压；

放电保护模块，其输入端连接所述控制模块，其第一控制端用于连接所述电池的负极；

充电保护模块，其输入端连接所述控制模块，其第一控制端作为充电器连接端口的负极连接放电保护模块的第二控制端，其第二控制端作为负载连接端口的负极；

第一温度检测模块，其输入端连接供电电压，其输出端连接所述控制模块，用于检测保护板的温度，所述保护板为设置有所述电池充放电保护电路的电路板；

第二温度检测模块，其输入端连接供电电压，其输出端连接所述控制模块，用于检测所述电池的温度；

加热模块，其输入端连接控制模块，用于对所述电池进行加热。

2.根据权利要求1所述的电池充放电保护电路，其特征在于，还包括：电流检测模块，其输入端用于连接所述负载连接端口的负极，其输出端连接控制模块，用于检测所述负载电流。

3.根据权利要求1所述的电池充放电保护电路，其特征在于，所述放电保护模块包括：多个第一MOS管，及与多个所述第一MOS管一一对应的第一电阻；

所述第一MOS管的栅极通过对应的第一电阻连接控制模块，第一MOS管的源极用于连接所述电池的负极，第一MOS管的漏极连接所述充电保护模块的输出端。

4.根据权利要求3所述的电池充放电保护电路，其特征在于，所述充电保护模块包括：与多个所述第一MOS管一一对应的多个第二MOS管，及与多个所述第二MOS管一一对应的第二电阻；

所述第二MOS管的栅极通过对应的第二电阻连接控制模块，第二MOS管的源极作为负载连接端口的负极连接对应的第一MOS管的漏极，第二MOS管的漏极连接作为充电器连接端口的负极。

5.根据权利要求1所述的电池充放电保护电路，其特征在于，所述第一温度检测模块包括：第三电阻和用于检测所述保护板的温度的第一热敏电阻；

所述第三电阻的第一端作为第一温度检测模块的输入端连接供电电压，第三电阻的第二端连接第一热敏电阻的第一端，第一热敏电阻的第二端接地，所述第一热敏电阻的第一端作为第一温度检测模块的输出端连接控制模块。

6.根据权利要求1所述的电池充放电保护电路，其特征在于，所述第二温度检测模块包括：第四电阻和用于检测所述电池的温度的第二热敏电阻；

所述第四电阻的第一端作为第二温度检测模块的输入端连接供电电压，第四电阻的第二端连接第二热敏电阻的第一端，第二热敏电阻的第二端接地，所述第二热敏电阻的第一端作为第二温度检测模块的输出端连接控制模块。

7.根据权利要求1所述的电池充放电保护电路，其特征在于，所述加热模块包括：第五电阻、第六电阻、第三MOS管和用于对所述电池进行加热的电热膜；

所述第五电阻的第一端作为加热模块的输入端连接控制模块，第五电阻的第二端通过第六电阻连接第三MOS管的栅极，第三MOS管的源极接地，第三MOS管的漏极连接电热膜。

8.根据权利要求1所述的电池充放电保护电路，其特征在于，所述控制模块包括：控制芯片、第八电阻、第九电阻、第一电容和第二电容；

所述控制芯片的第三脚连接充电保护模块的输入端，其第六脚通过第八电阻连接放电保护模块的输入端，其第八脚连接其第九脚，其第八脚通过第九电阻连接其第七脚，其第十脚通过第一电容连接其第九脚，其第十一脚通过第二电容连接其第九脚，其第十八脚连接第一温度检测模块，其第十五脚连接第二温度检测模块，其第十六脚连接加热模块。

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