CN220190493U - 一种锂电池充电激活电路及pcm保护板 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种锂电池充电激活电路及PCM保护板，包括主控芯片、激活模块、用于根据充电器插入情况输出激活信号的启动模块和检测控制模块；所述主控芯片包括电压检测端和用于在电压检测端采集的电压达到充满电压后输出关断信号的信号控制端；所述激活模块包括镜像电路，所述镜像电路的控制端与所述启动模块的信号输出端连接，输入端与锂电池的输出端连接；所述检测控制模块包括开关管组件，所述开关管组件的控制端与所述主控芯片的信号控制端，输入端与所述镜像电路的主输出端，输出端与所述主控芯片的电压检测控制端连接。该电路结构简单，通过设置镜像电路使激活后仍能通过电压识别来进行充电器断开，可靠性高。

Description

一种锂电池充电激活电路及PCM保护板

技术领域

本申请涉及锂电池充电激活的技术领域，特别涉及一种锂电池充电激活电路及PCM保护板。

背景技术

随着科学技术的发展，锂电池已经成为了主流，特别是在目前的移动终端上。锂电池有着重量轻、能量比高、使用寿命长、功率承受力高、自放电率低和绿色环保等优点，但同样存在安全性差，有发生爆炸危险以及容易过充电过放电的问题。因此，锂电池需要配置对应的保护板，对锂电池的过充、过放、过流和短路等情况进行保护控制。

在当前市面上，锂电池保护板的应用方案在市场很多，但在不同程度存在有效率低、成本高、安全系数差的问题，特别是在锂电池充电器接入状态下，容易出现激活程序复杂，充满电后无法有效断开充电器的接入，导致出现充电器漏电的问题。

实用新型内容

本申请为了解决背景技术中所述的没有公开相应的技术方案以对充电器接入激活程序复杂以及激活后锂电池充满未及时断开，而容易出现充电器漏电的技术问题，提供了一种锂电池充电激活电路及PCM保护板。本申请通过设置镜像电路，可以根据充电器接入情况有效激活充电电路，并在锂电池充满后，通过切断充电器，防止充电器漏电。

本申请中的一种锂电池充电激活电路，包括主控芯片、激活模块、用于根据充电器插入情况输出激活信号的启动模块和检测控制模块；所述主控芯片包括电压检测端和用于在电压检测端采集的电压达到充满电压后输出关断信号的信号控制端；所述激活模块包括镜像电路，所述镜像电路的控制端与所述启动模块的信号输出端连接，输入端与锂电池的输出端连接；所述检测控制模块包括开关管组件，所述开关管组件的控制端与所述主控芯片的信号控制端，输入端与所述镜像电路的主输出端，输出端与所述主控芯片的电压检测控制端连接。

在一实施例中，所述主控芯片还包括根据充电器插入情况控制启动模块输出的控制信号端，所述启动模块的控制端与所述主控芯片的控制信号端连接。

在一实施例中，所述启动模块包括信号输出端、第一MOS管、第一三极管和第二三极管；所述第一MOS管的栅极与所述第一三极管的集电极连接，源极与信号输出端连接，漏极接地；所述第一三极管的基极与所述第二三极管的集电极连接，发射极与锂电池的输出端连接；所述第二三极管的基极与所述主控芯片的控制信号端连接，集电极与上拉电源连接，发射极接地。

在一实施例中，所述第一MOS管为NMOS管，所述第一三极管为PNP型三极管，所述第二三极管为NPN型三极管。

在一实施例中，所述镜像电路包括镜像芯片，所述镜像芯片包括第三三极管和第四三极管；所述第三三极管和第四三极管的基极分别与所述启动模块的信号输出端连接，所述第三三极管和第四三极管的发射极分别与锂电池的输出端连接；所述第三三极管的集电极与所述第四三极管的基极连接，所述第四三极管的集电极作为所述镜像电路的主输出端，并与所述开关管组件的输入端连接。

在一实施例中，所述第三三极管和第四三极管为PNP型三极管。

在一实施例中，所述开关管组件包括第五三极管和第二MOS管；所述第五三极管的基极与所述主控芯片的信号控制端连接，集电极分别与锂电池的输出端、第二MOS管的栅极连接，发射极接地，所述第二MOS管的源极与所述镜像电路的主输出端连接，漏极通过限流电阻接地；所述主控芯片的电压检测端连接在所述第二MOS管的漏极上。

在一实施例中，所述第五三极管为NPN型三极管，所述第二MOS管为PMOS管。

在一实施例中，所述第五三极管的集电极和镜像电路的主输出端之间还串接有稳压二极管，所述稳压二极管的阳极与所述镜像电路的主输出端连接，阴极与所述第五三极管的集电极连接。

另一方面，本实用新型还提供一种PCM保护板，其包括上述的锂电池充电激活电路。

由上可知，本申请中的一种锂电池充电激活电路及PCM保护板，通过镜像电路进行充电激活，激活后进行充电电压的识别，使电池保护板在进入激活状态，能够在识别到锂电池充满后进行断电，断开充电器，从而防止出现充电漏电的问题。该电路结构简单，通过设置镜像电路使激活后仍能通过电压识别来进行充电器断开，可靠性高。

附图说明

图1为本申请实施例中锂电池充电激活电路的结构框图。

图2为本申请实施例中启动模块的电路结构图。

图3为本申请实施例中激活模块和检测控制模块的电路结构图。

其中：

1-主控芯片，2-激活模块，3-启动模块，4-检测控制模块；

Q1-第一MOS管，Q2-第二MOS管，Q3-第一三极管，Q4-第二三极管，Q5-第三三极管，Q6-第四三极管，Q7-第五三极管，U1-镜像芯片，D1-稳压二极管。

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。

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。

实施例1

图1为本申请实施例中锂电池充电激活电路的结构框图；图2为本申请实施例中启动模块3的电路结构图；图3为本申请实施例中激活模块2和检测控制模块4的电路结构图。

本实施例提供了一种锂电池充电激活电路，该锂电池充电激活电路用于PCM保护板中，其中，PCM(Protection Circuit Module，保护电路模块)是用来管理电池模块的电路，俗称电池保护板，保护板的功能可以达到BMS(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，电池管理系统)的要求，可收集电池所有的信号，如电压、电流、温度等等，并将这些讯号区分为过电压、低电压、放电过电流、充电过电流、高温充放电、低温充放电、短路等，虽这些功能并非同时都存在，但也可独立运作。部份的保护板只有监控的功能，这类保护板通常都搭配MCU(Micro Controller Unit，单芯片微型计算器)使用。而本实施例中的充电激活电路，主要用于为PCM保护板承担在充电器接入锂电池设备后的充电激活功能，以及电池充满后的自动切换功能，以达到防止出现充电器漏电的情况。

具体的，请参阅图1，本实施例的锂电池充电激活电路包括主控芯片1、激活模块2、用于根据充电器插入情况输出激活信号的启动模块3和检测控制模块4，其中，主控芯片1即为PCM保护板的MCU芯片，其在本电路中主要起到识别充电器接入情况，并控制启动模块3发送激活信号，同时在激活后检测电池电压，当电池电压达到预设电压值时，输出对应的关断信号给到电路。激活模块2则用于根据激活信号来实现充电器接入锂电池设备后的激活功能。启动模块3主要用于根据主控芯片1的控制信号端，调整其信号输出端的电平信号，进而控制激活模块2进行充电激活。检测控制模块4作为锂电池充满后的后手，其主要用于在电池充满后，控制主控芯片1的电压检测端和镜像电路主输出端之间的导通和关断。

在具体的结构方面，主控芯片1包括电压检测端和用于在电压检测端采集的电压达到充满电压后输出关断信号的信号控制端，其中，电压检测端通过检测控制模块4连接在镜像电路的主输出端处，在充电激活后，通过镜像电路和锂电池的输出端连接，进而对锂电池电压进行检测。信号控制端有主控芯片1通过电压检测端进行输出控制，当主控芯片1通过电压检测端检测到锂电池达到充满电压后，从信号控制端输出关断信号给到检测控制端，进而关断电压检测端和镜像电路之间的导通。

另一方面，激活模块2具体包括镜像电路，在连接方面，镜像电路的控制端与启动模块3的信号输出端连接，而输入端则与锂电池的输出端连接。镜像电路通过控制端获取激活信号后，镜像电路导通，激活充电器的充电输入，并使锂电池的输出端和主控芯片1的电压检测端导通。其中，激活模块2主要是控制主控芯片1的电压检测的得电与否，当主控芯片1的电压检测有电压输入后，主控芯片1使能保护板的充电模块，使其进入充电激活状态，而当主控芯片1的电压检测检测到电压达到充满电压后，主控芯片1关断保护板的充电模块的输入，并通过信号控制端关断电压检测端与锂电池之间的导通，防止充电器通过该电压检测端进入主控芯片1，而导致充电器漏电的问题。

而在检测控制模块4方面，该模块具体包括开关管组件，该开关管组件的控制端与主控芯片1的信号控制端，输入端与镜像电路的主输出端，输出端与主控芯片1的电压检测控制端连接。该开关管组件的作用主要是根据主控芯片1的信号控制端的关断信号，来控制电压检测端与锂电池输出端之间的关断。

本实施例的好处在于，本电路通过镜像电路进行充电激活，激活后进行充电电压的识别，使电池保护板在进入激活状态，能够在识别到锂电池充满后进行断电，断开充电器，从而防止出现充电漏电的问题。该电路结构简单，通过设置镜像电路使激活后仍能通过电压识别来进行充电器断开，可靠性高。

实施例2

请参阅图2-3，本实施例提供同样一种锂电池充电激活电路，包括主控芯片1、激活模块2、启动模块3和检测控制模块4。其中，主控芯片1包括电压检测端和用于在电压检测端采集的电压达到充满电压后输出关断信号的信号控制端，激活模块2包括镜像电路，镜像电路的控制端与启动模块3的信号输出端连接，输入端与锂电池的输出端连接。检测控制模块4包括开关管组件，开关管组件的控制端与主控芯片1的信号控制端，输入端与镜像电路的主输出端，输出端与主控芯片1的电压检测控制端连接。

本实施例与实施例1的不同点在于，本实施例还提供了一些具体实施方式。以下实施方式请参阅图1-3。

在启动模块3方面，作为本实施例的一个优选，主控芯片1还包括根据充电器插入情况控制启动模块3输出的控制信号端，启动模块3的控制端与主控芯片1的控制信号端连接。更为优选的，启动模块3包括信号输出端、第一MOS管Q1、第一三极管Q3和第二三极管Q4。其中，第一MOS管Q1的栅极与第一三极管Q3的集电极连接，源极与信号输出端连接，漏极接地。第一三极管Q3的基极与第二三极管Q4的集电极连接，发射极与锂电池的输出端连接，而第二三极管Q4的基极与主控芯片1的控制信号端连接，集电极与上拉电源连接，发射极接地。

本实施例提供一个具体实施方式，在该实施方式中，第一MOS管Q1为NMOS管，第一三极管Q3为PNP型三极管，第二三极管Q4为NPN型三极管。在充电器接入前，控制信号端处于低电平状态，第二三极管Q4基极为低电平，第二三极管Q4处于关断状态，第一三极管Q3的基极被上拉电源置高，进而关断，第一MOS管Q1关断，此时，启动模块3的信号输出端相对于地为高电平，激活模块2处于未激活状态。当充电器接入时，主控芯片1检测到充电器接入，并通过控制信号端输出一个高电平，第二三极管Q4基极置高被导通，并拉低第一三极管Q3的基极，使第一三极管Q3导通，第一MOS管Q1的栅极被拉高导通，此时，启动模块3的信号输出端相对于地为低电平，进而向激活模块2发送一个低电平的激活信号。在本实施例中，上拉电源采用锂电池的输出端。

在激活模块2方面，在本实施例中，镜像电路包括镜像芯片U1，镜像芯片U1包括第三三极管Q5和第四三极管Q6。其中，第三三极管Q5和第四三极管Q6的基极分别与启动模块3的信号输出端连接，第三三极管Q5和第四三极管Q6的发射极分别与锂电池的输出端连接；第三三极管Q5的集电极与第四三极管Q6的基极连接，第四三极管Q6的集电极作为镜像电路的主输出端，并与开关管组件的输入端连接。作为优选的，第三三极管Q5和第四三极管Q6为PNP型三极管。当启动模块3提供一个低电平时，第三三极管Q5和第四三极管Q6导通，进而使主控芯片1的电压检测端和锂电池的输出端导通。

在检测控制模块4方面，开关管组件包括第五三极管Q7和第二MOS管Q2，其中，第五三极管Q7的基极与主控芯片1的信号控制端连接，集电极分别与锂电池的输出端、第二MOS管Q2的栅极连接，发射极接地，第二MOS管Q2的源极与镜像电路的主输出端连接，漏极通过限流电阻接地，主控芯片1的电压检测端连接在第二MOS管Q2的漏极上。作为优选的，第五三极管Q7为NPN型三极管，第二MOS管Q2为PMOS管。其中，当主控芯片1的电压检测端处的电压达到预设充满电压后，主控芯片1通过信号控制端输出一个低电平，第五三极管Q7关断，第二MOS管Q2栅极被置高关断，进而关断电压检测端的电压输入。

进一步优选的，第五三极管Q7的集电极和镜像电路的主输出端之间还串接有稳压二极管D1，稳压二极管D1的阳极与镜像电路的主输出端连接，阴极与第五三极管Q7的集电极连接。

为了更好的操作体验，提供一个具体实施方式，请参阅图2-3，在该实施方式中，启动模块3的信号输出端为CF-,主控芯片1的电压检测端为CHIN+，信号控制端为CHINM，信号控制端为CHARGE ON，P+/C+为锂电池输出端。

具体的，启动模块3中的第一MOS管Q1还没有启动时，信号输出端相对于GND为+，当充电器插入时，第一MOS管Q1导通，信号输出端处的信号为-，主控芯片1瞬间激活，信号输出端处的激活信号导通镜像芯片U1内部的第三三极管Q5和第四三极管Q6，经过限流电阻、第二MOS管Q2和分压电路后给到主控芯片1的电压检测端。主控芯片1通过信号控制端的高电平信号维持第二MOS管Q2的导通，然后主控芯片1读取电压检测端处的电压，从而达到充电激活。当锂电池充满后，主控芯片1通过电压检测端获取充满信号后，通过信号控制端关闭第二MOS管Q2，进而关断充电器的输入，防止充电器漏电。

实施例3

本实施例提供一种PCM保护板，包括有锂电池充电激活电路，还锂电池充电激活电路包括主控芯片1、激活模块2、启动模块3和检测控制模块4。其中，主控芯片1包括电压检测端和用于在电压检测端采集的电压达到充满电压后输出关断信号的信号控制端，激活模块2包括镜像电路，镜像电路的控制端与启动模块3的信号输出端连接，输入端与锂电池的输出端连接。检测控制模块4包括开关管组件，开关管组件的控制端与主控芯片1的信号控制端，输入端与镜像电路的主输出端，输出端与主控芯片1的电压检测控制端连接。

具体的，在本实施例中，该锂电池充电激活电路采用实施例1或实施例2中的锂电池充电激活电路。

上面结合附图对本申请的实施方式作了详细说明，但是本申请并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种改变。

Claims (9)

1.一种锂电池充电激活电路，其特征在于，包括主控芯片（1）、激活模块（2）、用于根据充电器插入情况输出激活信号的启动模块（3）和检测控制模块（4）；所述主控芯片（1）包括电压检测端和用于在电压检测端采集的电压达到充满电压后输出关断信号的信号控制端；所述激活模块（2）包括镜像电路，所述镜像电路的控制端与所述启动模块（3）的信号输出端连接，输入端与锂电池的输出端连接；所述检测控制模块（4）包括开关管组件，所述开关管组件的控制端与所述主控芯片（1）的信号控制端，输入端与所述镜像电路的主输出端，输出端与所述主控芯片（1）的电压检测控制端连接；

所述镜像电路包括镜像芯片U1，所述镜像芯片U1包括第三三极管Q5和第四三极管Q6；所述第三三极管Q5和第四三极管Q6的基极分别与所述启动模块（3）的信号输出端连接，所述第三三极管Q5和第四三极管Q6的发射极分别与锂电池的输出端连接；所述第三三极管Q5的集电极与所述第四三极管Q6的基极连接，所述第四三极管Q6的集电极作为所述镜像电路的主输出端，并与所述开关管组件的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的锂电池充电激活电路，其特征在于，所述主控芯片（1）还包括根据充电器插入情况控制启动模块（3）输出的控制信号端，所述启动模块（3）的控制端与所述主控芯片（1）的控制信号端连接。

3.根据权利要求2所述的锂电池充电激活电路，其特征在于，所述启动模块（3）包括信号输出端、第一MOS管Q1、第一三极管Q3和第二三极管Q4；所述第一MOS管Q1的栅极与所述第一三极管Q3的集电极连接，源极与信号输出端连接，漏极接地；所述第一三极管Q3的基极与所述第二三极管Q4的集电极连接，发射极与锂电池的输出端连接；所述第二三极管Q4的基极与所述主控芯片（1）的控制信号端连接，集电极与上拉电源连接，发射极接地。

4.根据权利要求3所述的锂电池充电激活电路，其特征在于，所述第一MOS管Q1为NMOS管，所述第一三极管Q3为PNP型三极管，所述第二三极管Q4为NPN型三极管。

5.根据权利要求4所述的锂电池充电激活电路，其特征在于，所述第三三极管Q5和第四三极管Q6为PNP型三极管。

6.根据权利要求1所述的锂电池充电激活电路，其特征在于，所述开关管组件包括第五三极管Q7和第二MOS管Q2；所述第五三极管Q7的基极与所述主控芯片（1）的信号控制端连接，集电极分别与锂电池的输出端、第二MOS管Q2的栅极连接，发射极接地，所述第二MOS管Q2的源极与所述镜像电路的主输出端连接，漏极通过限流电阻接地；所述主控芯片（1）的电压检测端连接在所述第二MOS管Q2的漏极上。

7.根据权利要求6所述的锂电池充电激活电路，其特征在于，所述第五三极管Q7为NPN型三极管，所述第二MOS管Q2为PMOS管。

8.根据权利要求6所述的锂电池充电激活电路，其特征在于，所述第五三极管Q7的集电极和镜像电路的主输出端之间还串接有稳压二极管D1，所述稳压二极管D1的阳极与所述镜像电路的主输出端连接，阴极与所述第五三极管Q7的集电极连接。

9.一种PCM保护板，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的锂电池充电激活电路。