CN219643891U - 一种充电加速关断电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电子电路技术领域，具体公开了一种充电加速关断电路，所述电路包括：驱动开关模块、降压模块、加速关断模块和充电MOS模块；所述驱动开关模块包括第一开关单元、第二开关单元、第一二极管和第二二极管，所述第一开关单元连接第二开关单元，所述第二开关单元连接降压模块和第一二极管，所述第一二极管连接第二二极管和加速关断模块，所述第二二极管和加速关断模块均连接充电MOS模块；本实用新型通过降压模块输出稳定的驱动电源，并通过驱动开关模块驱动充电MOS模块的关断，在关断瞬间，加速关断模块能够达到快速关断充电MOS模块的目的，大大提升充电回路的安全性和可靠性。

Description

一种充电加速关断电路

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种充电加速关断电路。

背景技术

锂电池以其特有的性能优势已在便携式电器如手提电脑、移动通讯中得到普遍应用。而随着能源的紧缺和世界环保方面的压力，锂电池被广泛应用于电动车行业，特别是磷酸铁锂材料电池的出现，更是推动了锂电池产业的发展和应用。

由于锂电池本身的材料问题，决定它不能够被过流、超高温或过压的充电，因此，锂电池的保护板总会跟着规定值，要求在设定的时间内控制MOS开关断开，以保护电芯的安全，如，控制在10ms内关断MOS开关。

为确保电芯的使用安全，保证MOS开关的关断在极短时间内完成就显得尤为重要，然而，对于保护板上MOS数量较多的情况下，无法快速的关断MOS开关。

实用新型内容

针对上述存在的对于保护板上MOS数量较多，无法快速的关断MOS开关的问题，本实用新型提供了一种充电加速关断电路，通过降压模块输出稳定的驱动电源，并通过驱动开关模块驱动充电MOS模块的关断，在关断瞬间，加速关断模块能够达到快速关断充电MOS模块的目的，大大提升充电回路的安全性和可靠性。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案如下：

一种充电加速关断电路，所述电路包括：

驱动开关模块、降压模块、加速关断模块和充电MOS模块；

所述驱动开关模块包括第一开关单元、第二开关单元、第一二极管和第二二极管，所述第一开关单元连接第二开关单元，所述第二开关单元连接降压模块和第一二极管，所述第一二极管连接第二二极管和加速关断模块，所述第二二极管和加速关断模块均连接充电MOS模块。

在一些实施方案中，所述加速关断模块至少包括第一三极管和第二三极管，所述第一三极管的B极连接第二二极管，第一三极管的E极连接第二三极管的B极，所述第二三极管的E极、C极和所述第一三极管的C极连接充电MOS模块。

在一些实施方案中，所述加速关断模块还包括第一电阻，所述第一电阻的一端连接第一三极管的B极，第一电阻的另一端连接第一三极管的C极。

在一些实施方案中，所述充电MOS模块包括充电MOS M41、第二电阻、第三电阻和第四电阻；

所述第二电阻的一端连接第二二极管，第二电阻的另一端连接第三电阻、第四电阻和第二三极管的E极，所述第三电阻的另一端连接充电MOS M41的S极，所述第四电阻的另一端连接充电MOS M41的G极，所述第一三极管的C极和所述第二三极管的C极连接充电MOSM41的S极。

在一些实施方案中，所述充电MOS模块还包括第一稳压二极管，所述第一稳压二极管与第三电阻为并联关系。

在一些实施方案中，所述稳压模块包括第三三极管、第五电阻、第六电阻、第二稳压二极管和第一电容；

所述第三三极管的B极连接第五电阻和第二稳压二极管，所述第五电阻的另一端连接第三三极管的C极和第六电阻，所述第一电容的一端连接第三三极管的E极和第二开关单元，所述第一电容的另一端和第二稳压二极管的另一端接地。

在一些实施方案中，所述稳压模块还包括第三二极管，所述第一电容的另一端和第二稳压二极管的另一端经第三二极管接地。

在一些实施方案中，所述第一开关单元包括第一MOS管、第四二极管、第七电阻和第八电阻，所述第七电阻的一端连接AFE充电控制引脚，第七电阻的另一端连接第一MOS管的G极，所述第一MOS管的D极连接第四二极管，所述第四二极管的另一端连接第八电阻，所述第八电阻的另一端连接第二开关单元，所述第一MOS管的S极接地。

在一些实施方案中，所述第一开关单元还包括第三稳压二极管和第九电阻，所述第九电阻的一端连接第一MOS管的G极，第九电阻的另一端连接第一MOS管的S极，所述第三稳压二极管与第九电阻为并联关系。

在一些实施方案中，所述第二开关单元包括第二MOS管、第四稳压二极管和第十电阻，所述第二MOS管的S极连接第三三极管的E极和第一电容，第二MOS管的D极连接第一二极管，所述第四稳压二极管的一端连接第一开关单元和第二MOS管的G极，第四稳压二极管的另一端连接第二MOS管的S极，所述第十电阻与第四稳压二极管为并联关系。

本实用新型提供的一种充电加速关断电路，通过降压模块输出稳定的驱动电源，并通过驱动开关模块驱动充电MOS模块的关断，在关断瞬间，第一二极管和第二二极管之间的压降能够使得加速关断模块快速响应，从而达到快速关断充电MOS模块的目的，大大提升充电回路的安全性和可靠性。

附图说明

图1为本实用新型实施例中提供的一种充电加速关断电路的结构框图；

图2为本实用新型实施例中提供的驱动开关模块的原理图；

图3本实用新型实施例中提供的一种充电加速关断电路的原理图；

图4为本实用新型实施例中提供的降压模块的原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请的较佳实施例进行详细阐述，以使本申请的优点和特征更易被本领域技术人员理解，从而对本申请的保护范围作出更为清楚的界定。

请参照图式，其中相同的组件符号代表相同的组件，本申请的原理是以实施在一适当的运算环境中来举例说明。以下的说明是基于所例示的本申请具体实施例，其不应被视为限制本申请未在此详述的其它具体实施例。

例如，一种充电加速关断电路，所述电路包括：驱动开关模块、降压模块、加速关断模块和充电MOS模块；所述驱动开关模块包括第一开关单元、第二开关单元、第一二极管和第二二极管，所述第一开关单元连接第二开关单元，所述第二开关单元连接降压模块和第一二极管，所述第一二极管连接第二二极管和加速关断模块，所述第二二极管和加速关断模块均连接充电MOS模块。

本实施例提供的一种充电加速关断电路，通过降压模块输出稳定的驱动电源，并通过驱动开关模块驱动充电MOS模块的关断，在关断瞬间，第一二极管和第二二极管之间的压降能够使得加速关断模块快速响应，从而达到快速关断充电MOS模块的目的，大大提升充电回路的安全性和可靠性。

实施例一：

如图1和图2所示，一种充电加速关断电路，用于在极短时间内关断充电MOS模块，包括驱动开关模块、降压模块、加速关断模块和充电MOS模块，驱动开关模块用于驱动充电MOS模块的开启和关断；降压模块用于输出稳定的驱动电源，达到提高驱动电路驱动能力的目的；加速关断模块用于在关断瞬间快速响应关断充电MOS模块的目的。

驱动开关模块包括第一开关单元、第二开关单元、第一二极管和第二二极管，第一开关单元和第二开关单元具有通断功能，第一二极管为D1，第二二极管为D2，其中，第一开关单元连接第二开关单元，第二开关单元连接降压模块和第一二极管D1，第一二极管D1连接第二二极管D2和加速关断模块，第二二极管D2和加速关断模块均连接充电MOS模块。

在实际应用过程中，将第一开关单元连接锂电池保护板上充电保护的控制输出脚CHG，当保护板上AFE检测到锂电池发生充电过流、充电高温或过压的充电时输出低电平，此时第一开关单元断开、进而第二开关单元断开，而在驱动关断瞬间，第一二极管D1和第二二极管D2之间存在有压降，进而使加速关断模块快速响应，达到快速关断充电MOS模块的目的，大大提升充电回路的安全性和可靠性。

在需要开启充电MOS模块时，通过AFE充电控制引脚CHG输出高电平导通第一开关单元、进而导通第二开关单元，进而开启充电MOS模块，在此过程中，通过降压模块为充电MOS模块的开启提供足够的驱动电流。

本示例中提供的充电加速关断电路，可应用于保护板上MOS数量较多的情况下，通过降压模块输出稳定的驱动电源，并由加速关断模块在驱动关断瞬间，达到快速关断充电MOS模块的目的。

实施例二：

如图3所示，加速关断模块至少包括第一三极管和第二三极管，第一三极管为Q1，第二三极管为Q2，其中，第一三极管Q1的B极连接第二二极管Q2，第一三极管Q1的E极连接第二三极管Q2的B极，第二三极管Q2的E极、C极和第一三极管Q1的C极连接充电MOS模块。

将第一开关单元连接锂电池保护板上充电保护的控制输出脚CHG，当保护板上AFE检测到锂电池发生充电过流、充电高温或过压的充电时输出低电平，此时第一开关单元断开、进而第二开关单元断开，而在驱动关断瞬间，第一二极管D1和第二二极管D2之间存在有压降，使得第一三极管Q1和第二三极管Q2快速导通从而泄放充电MOS模块的能量达到加速关断充电MOS模块的效果。

在一些实施方案中，加速关断模块还包括第一电阻，第一电阻为R1，第一电阻R1的一端连接第一三极管Q1的B极，第一电阻R1的另一端连接第一三极管Q1的C极。在第一三极管Q1的B极和C极之间增加第一电阻R1，起到限流作用，确保第一三极管Q1为稳定的工作状态。

充电MOS模块包括充电MOS M41、第二电阻、第三电阻和第四电阻，其中，第二电阻为R2，第三电阻为R3，第四电阻为R4。

第二电阻R2的一端连接第二二极管Q2，第二电阻R2的另一端连接第三电阻R3、第四电阻R4和第二三极管Q2的E极，第三电阻R3的另一端连接充电MOS M41的S极，第四电阻R4的另一端连接充电MOS M41的G极，第四电阻R4是电流平衡电阻，保证多个MOS开启和关断一致性。第一三极管Q1的C极和第二三极管Q2的C极连接充电MOS M41的S极。

在驱动关断瞬间，由于充电MOS M41的结电容较大，需要快速关断充电MOS M41就需要给结电容提供相对较大的电流泄放回路，这时就需要加速关断电路来实现，在驱动关断瞬间，第一二极管D1和第二二极管D2之间存在有压降，使得第一三极管Q1和第二三极管Q2快速导通从而泄放充电MOS M41的GS结电容的能量，达到加速关断充电MOS模块的效果。

在一些实施方案中，充电MOS模块还包括第一稳压二极管，第一稳压二极管为ZD1，第一稳压二极管ZD1与第三电阻R3为并联关系，第一稳压二极管ZD1为充电MOS M41提供稳定的工作电压。

实施例三：

如图4所示，稳压模块包括第三三极管、第五电阻、第六电阻、第二稳压二极管和第一电容；第三三极管为Q3，第五电阻为R5，第六电阻为R6，第二稳压二极管为ZD2，第一电容为C1。

第三三极管Q3的B极连接第五电阻R5和第二稳压二极管ZD2，第五电阻R5的另一端连接第三三极管Q3的C极和第六电阻R6，第一电容C1的一端连接第三三极管Q3的E极和第二开关单元，第一电容C1的另一端和第二稳压二极管ZD2的另一端接地。

在稳压模块中，通过第三三极管Q3、第二稳压二极管ZD2实现输出电压稳定在12V，通过第五电阻R5和第六电阻R6起到限流作用，使得第三三极管Q3工作在放大状态下为第一电容C1充电，第一电容C1是储能电容，目的是在充电MOS模块开启过程中提供足够的驱动电流同时消除纹波电压。

进一步的，稳压模块还包括第三二极管，第三稳压二极管为D3，第一电容C1的另一端和第二稳压二极管ZD2的另一端经第三二极管D3接地。第三稳压二极管D3能够防止电源反接导致第一电容C1被损坏。

参考图2，第一开关单元包括第一MOS管、第四二极管、第七电阻和第八电阻，其中，第一MOS管为M1，第四二极管为D4，第七电阻为R7，第八电阻为R8。

第七电阻R7的一端连接AFE充电控制引脚，第七电阻R7的另一端连接第一MOS管M1的G极，第一MOS管M1的D极连接第四二极管D4，第四二极管D4的另一端连接第八电阻R8，第八电阻R8的另一端连接第二开关单元，第一MOS管M1的S极接地。

第七电阻R7能够防止第一MOS管M1误动作，甚至击穿，起到保护第一MOS管的作用；第四二极管D4起到限幅作用。进一步的，第一开关单元还包括第三稳压二极管和第九电阻，第三稳压二极管为ZD3，第九电阻为R9，其中，第九电阻R9的一端连接第一MOS管M1的G极，第九电阻R9的另一端连接第一MOS管M1的S极，第三稳压二极管ZD3与第九电阻R9为并联关系，起到反接保护作用。

在一些实施方案中，第二开关单元包括第二MOS管、第四稳压二极管和第十电阻，第二MOS管为M2，第四稳压二极管为ZD4，第十电阻为R10，第二MOS管M2的S极连接第三三极管Q3的E极和第一电容，第二MOS管M2的D极连接第一二极管D1，第四稳压二极管ZD4的一端连接第一开关单元和第二MOS管M2的G极，第四稳压二极管ZD4的另一端连接第二MOS管M2的S极，第十电阻R10与第四稳压二极管ZD4为并联关系。

在实际应用过程中，将第一MOS管M1的G极经第七电阻连接锂电池保护板上充电保护的控制输出脚CHG，当保护板上AFE检测到锂电池发生充电过流、充电高温或过压的充电时输出低电平，此时第一MOS管M1断开、进而第二MOS管M2断开，而在驱动关断瞬间，第一二极管D1和第二二极管D2之间存在有压降，进而使得第一三极管Q1和第二三极管Q2快速导通从而泄放充电MOS M41的GS结电容的能量，达到快速关断充电MOS模块的目的，大大提升充电回路的安全性和可靠性。

在需要开启充电MOS模块时，通过AFE充电控制引脚CHG输出高电平导通第一MOS管M1、进而导通第二MOS管M2，进而开启充电MOS模块，在此过程中，通过降压模块为充电MOS模块的开启提供足够的驱动电流。

综上所述，本实用新型提供的一种充电加速关断电路，通过降压模块输出稳定的驱动电源，并通过驱动开关模块驱动充电MOS模块的关断，在关断瞬间，第一二极管和第二二极管之间的压降能够使得加速关断模块快速响应，从而达到快速关断充电MOS模块的目的，大大提升充电回路的安全性和可靠性。

本文所使用的术语“模块”可为在该运算系统上执行的软件或硬件对象。本文所述的不同组件、模块、引擎及服务可为在该运算系统上的实施对象。而本文所述的装置及方法可以以软件的方式进行实施，当然也可在硬件上进行实施，均在本申请保护范围之内。

在本文中提及“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。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，也可以是电连接或可以相互通讯；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或两个元件的相互作用关系。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申请中的具体含义。

Claims (10)

1.一种充电加速关断电路，其特征在于，所述电路包括：

驱动开关模块、降压模块、加速关断模块和充电MOS模块；

所述驱动开关模块包括第一开关单元、第二开关单元、第一二极管和第二二极管，所述第一开关单元连接第二开关单元，所述第二开关单元连接降压模块和第一二极管，所述第一二极管连接第二二极管和加速关断模块，所述第二二极管和加速关断模块均连接充电MOS模块。

2.根据权利要求1所述的充电加速关断电路，其特征在于，所述加速关断模块至少包括第一三极管和第二三极管，所述第一三极管的B极连接第二二极管，第一三极管的E极连接第二三极管的B极，所述第二三极管的E极、C极和所述第一三极管的C极连接充电MOS模块。

3.根据权利要求2所述的充电加速关断电路，其特征在于，所述加速关断模块还包括第一电阻，所述第一电阻的一端连接第一三极管的B极，第一电阻的另一端连接第一三极管的C极。

4.根据权利要求2或3所述的充电加速关断电路，其特征在于，所述充电MOS模块包括充电MOS M41、第二电阻、第三电阻和第四电阻；

所述第二电阻的一端连接第二二极管，第二电阻的另一端连接第三电阻、第四电阻和第二三极管的E极，所述第三电阻的另一端连接充电MOS M41的S极，所述第四电阻的另一端连接充电MOS M41的G极，所述第一三极管的C极和所述第二三极管的C极连接充电MOS M41的S极。

5.根据权利要求4所述的充电加速关断电路，其特征在于，所述充电MOS模块还包括第一稳压二极管，所述第一稳压二极管与第三电阻为并联关系。

6.根据权利要求1所述的充电加速关断电路，其特征在于，所述降压模块包括第三三极管、第五电阻、第六电阻、第二稳压二极管和第一电容；

所述第三三极管的B极连接第五电阻和第二稳压二极管，所述第五电阻的另一端连接第三三极管的C极和第六电阻，所述第一电容的一端连接第三三极管的E极和第二开关单元，所述第一电容的另一端和第二稳压二极管的另一端接地。

7.根据权利要求6所述的充电加速关断电路，其特征在于，所述降压模块还包括第三二极管，所述第一电容的另一端和第二稳压二极管的另一端经第三二极管接地。

8.根据权利要求1所述的充电加速关断电路，其特征在于，所述第一开关单元包括第一MOS管、第四二极管、第七电阻和第八电阻，所述第七电阻的一端连接AFE充电控制引脚，第七电阻的另一端连接第一MOS管的G极，所述第一MOS管的D极连接第四二极管，所述第四二极管的另一端连接第八电阻，所述第八电阻的另一端连接第二开关单元，所述第一MOS管的S极接地。

9.根据权利要求8所述的充电加速关断电路，其特征在于，所述第一开关单元还包括第三稳压二极管和第九电阻，所述第九电阻的一端连接第一MOS管的G极，第九电阻的另一端连接第一MOS管的S极，所述第三稳压二极管与第九电阻为并联关系。

10.根据权利要求6或7所述的充电加速关断电路，其特征在于，所述第二开关单元包括第二MOS管、第四稳压二极管和第十电阻，所述第二MOS管的S极连接第三三极管的E极和第一电容，第二MOS管的D极连接第一二极管，所述第四稳压二极管的一端连接第一开关单元和第二MOS管的G极，第四稳压二极管的另一端连接第二MOS管的S极，所述第十电阻与第四稳压二极管为并联关系。